赵艺璇
内蒙古京泰发电有限公司?内蒙古 鄂尔多斯 0103006
摘要：燃煤电厂脱硫废水存在水质差、水量大、处理成本高等问题，废水处理技术也在不断更新换代。不同电厂其脱硫废水的水质、水量相差较大，处理技术的选择也存在较大区别，为了更科学有效地选择脱硫废水处理技术，汇总分析了目前燃煤电厂脱硫废水处理技术，根据实际案例详细分析各处理技术的优缺点，为燃煤电厂对脱硫废水零排放技术的选择提供参考。
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放；技术
引言
火力发电一直是我国电厂发电的主要方式，对于保障国民经济发展具有重要意义。火力发电动力来源是煤炭资源，但是在煤炭燃烧脱硫过程中会产生包含大量污染性因子的废水，严重破坏了环境。分析废水零排放技术有利于从本质上解决燃煤电厂废水排放问题，对电厂未来发展具有深远影响。
1脱硫废水零排放的概念
脱硫废水零排放是指燃煤电厂脱硫废水经过循环利用后浓缩减量，对废水中的盐类和污染物进行处置以固体形式排出。也就是说，真正意义上的脱硫废水零排放应是将需要排放的脱硫废水以水蒸气或固体的形式排放，而没有任何液体形式的排放。废水零排放的概念最早是20世纪70年代由西方发达国家首先提出、研究和应用，即ZeroLiquidDischarge(简称ZLD)。ZLD一般是指工业废水除蒸发、风吹等自然损失以外，经过处理后全部循环使用，不向环境排放任何废水，水循环过程中积累的盐类等杂质通过蒸发结晶以固体形式排出。由于ZLD是一项综合性应用技术，需要大量的余(废)热资源，而燃煤电厂具有这种条件且废水处理量大，因而燃煤电厂成为ZLD的主要应用领域。国内首个燃煤电厂脱硫废水零排放项目在广东河源电厂实施并取得了显著的环保效益。目前，实现脱硫废水零排放主要有3种思路:①通过蒸发结晶，将溶解盐结晶并达到固化处理;②充分利用灰渣的环境容量，将脱硫废水的杂质转移至灰渣中，实现污染物固态转移;③利用锅炉烟气余热干化脱硫废水，杂质通过灰渣方式进行综合利用。
2脱硫废水预处理技术
2.1预处理技术
2.1.1蒸发结晶技术
将碳酸钠、絮凝剂、有机硫等化学试剂添加到脱硫废水中，可以去除废水中的重金属、悬浮物等已经固结的污染物质。之后，使用机械蒸汽或者多效蒸发器将其固结成晶，此时产生的冷凝水可以回收利用，另行处理结晶盐。目前，我国部分燃煤电厂已经实现了对该技术的应用，预处理废水量为22/h，能够实现零排放的目标。
2.1.2膜浓缩-蒸发结晶技术
在单纯使用蒸发结晶技术的基础上，融合应用正渗透、反渗透等技术进行处理，处理后可以直接回收利用淡水部分，其余部分再使用机械蒸汽或者多效蒸发器处理，并在回收利用冷凝水后另行处理结晶盐。相较于上述工艺，该技术融合了下文所述的浓缩工艺，技术更加成熟，在实现零排放目标的同时还可减少投资费用，具有广阔应用前景。
2.2脱硫废水浓缩减量技术
2.2.1正渗透法
正渗透法利用选择性分离膜两侧高浓度差将水分子从高盐侧自发扩散到低盐分的汲取液一侧，是目前膜分离领域的研究热点之一。近年来，正渗透膜的制造工艺不断提高，生产水平也取得很大进步。由于其能耗较低、出水水质高、污垢轻，国内外已有初步商业应用，但是正渗透膜的研制仍存在浓差极化大、水通量较低及理想的驱动溶液制备困难等问题，需在新的膜材料、膜改性、膜合成方法及驱动溶液的兼容性、分离回收等方面进一步深入研究。
2.2.2反渗透法
反渗透是利用反渗透膜在一定压力下使溶液中的溶剂与溶质被动分离的过程。对膜一侧的料液施加的压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而分别在膜的低压侧与高压侧得到渗透液和浓缩液。反渗透膜能截留＞0.1nm的物质，是一种较为精细的膜分离产品，能有效截留水中的无机盐、胶体物质和相对分子质量＞100的有机物，从而制得较为纯净的水。反渗透技术安全可靠、出水稳定、除盐率高（一般＞95%），且能耗低，能在常温下进行，在水处理领域应用广泛，但仍存在膜价格较高、受压磨损等问题，需在以后研究中改善解决。
2.2.3电渗析
电渗析技术在离子交换的基础上发展而来，其工作原理是依靠电位差，在阴阳两极之间放置若干交替排列的阳膜与阴膜，由于离子交换膜具有选择透过性，当两端电极接通直流电源后，水中的阴、阳离子分别向阳极、阴极方向迁移，形成交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室，从而实现溶液的浓缩、淡化和提纯。电渗析技术具有能耗低、耗药量少、对废水盐浓度适应性强等优点，但耗水量较大，对部分难离解物质的去除较为困难，易结垢，设备部件多，需要在电极板的材料、流道的设计加工等方面进行技术改进。
2.2.4膜蒸馏技术
膜蒸馏技术可应用于非挥发溶质水溶液的浓缩减量，目的是仅使水蒸气透过过滤膜。膜蒸馏可利用火力发电厂丰富的低品质废热，且能近100%地截留非挥发性溶质。由于火力发电厂具有丰富的低品质热源，但目前尚缺少性能可靠、能够长时间稳定运行的商业化蒸馏膜。
2.3烟道蒸发技术
2.3.1直喷烟道蒸发技术
运用该技术后废水会直接进入烟道内，需要在预热器与除尘器间安装喷嘴，废水经由该喷嘴作用直接雾化。雾化的液体会在高温作用下迅速蒸发，并随着烟气排出，此时废水中的污染物质会随着粉煤灰排出，进而实现废水零污染排放。该技术处理的废水量较低，容易出现烟道系统腐蚀、堵塞等问题，且喷嘴位置对蒸发效果具有较高影响，对烟道安装具体位置要求较高，加之运用了低温电除尘技术，烟道可用余热进一步减少，导致废水蒸发量也有所降低。
2.3.2旁路烟道蒸发技术
运用该技术的原理与运用上述烟道蒸发技术的原理相同，区别在于需要把高温度的烟气从旁路引出，而非从主路引出。具体而言，在该蒸发设备内，脱硫废水经过预处理后进入系统进而被雾化，雾化的水汽被烟气蒸发，此时，废水中的盐性因子也会不断析出，附着在烟道蒸汽中的粉尘上，再经由旁路被输送到除尘器中，最后进入脱硫系统中冷凝，并补充脱硫工艺运行用水，进而达到零排放。根据所选择的蒸发器类型，具体包括双流体喷嘴式、旋转喷雾式两种。该技术对操作、安全均较为简单，相比于第一种烟道蒸发技术对设备的破坏性小，在实现零排放的同时能够有效避免烟道腐蚀、堵塞等问题。
结语
预处理技术主要是在废水处理前去除含量较高的重金属离子及悬浮物。浓缩减量的目的在于浓缩预处理后的废水，降低后续零排放过程的处理量。膜法浓缩设备简单，占地面积小，能耗较低，其中电渗析浓缩和膜蒸馏浓缩颇具潜在应用前景。介绍了零排放过程的几种关键技术，蒸发结晶及主烟道蒸发虽然都能实现脱硫废水零排放，但二者在经济性、蒸发及改造过程中都存在不同程度的问题，而利用旁路系统烟气蒸发无需额外热源、处理效率高、占地少、流程简单易于控制，相对主系统独立运行，对电厂其他设备影响小，极具推广前景。
参考文献
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