张文学
内蒙古通辽市通辽发电总厂 内蒙古通辽市028000
摘要：随着国家对于节能环保的宣传，在燃煤电厂生产中脱硫废水零排放技术逐渐被广泛应用，目前在脱硫废水处理中采用的工艺类型不断增多，需要结合实际的情况展开分析，确保脱硫废水零排放技术应用的合理性，满足燃煤电厂的实际需求。本文主要提出脱硫废水零排放技术的具体应用，仅供参考。
关键词：脱硫废水；零排放；新型处理工艺；结晶工艺
中图分类号：X3 文献标识码：A
1 引言
煤炭是火力发电厂燃煤机组的主要燃料，含有大量的硫化物、重金属等，湿式烟气脱硫工艺因其适应性强等特征已成为我国当前火电厂烟气脱硫系统的主流工艺。脱硫系统废水作为火力发电厂全厂的末端废水，水质复杂、多变，煤种不同、脱硫工艺条件的变化均会影响脱硫废水水质，因此难以通过传统处理工艺处理回用，需要针对各电厂脱硫废水的水质特点，提出一套脱硫废水处理的工艺方案。通过相应工艺试验对所提的工艺方案进行研究，为后续脱硫废水改造工程提供工程设计及运行的基础。
2 脱硫废水特点
燃煤电厂脱硫废水具有以下特点及危害：(1)由于SO2溶于水后生成的亚硫酸易发生电离，产生游离的氢离子，使脱硫废水的pH值在4.5～7.0之间，呈现弱酸性，易导致管道和设备发生腐蚀；(2)脱硫废水中的悬浮物(SS)含量高，硬度也比较高，容易造成管道堵塞结垢，影响设备的稳定运行；(3)采用湿法脱硫会使氯离子浓度过高，抑制石灰石溶解、降低脱硫效率和腐蚀设备；(4)脱硫废水中所含重金属种类多，成分复杂，远远超出排放标准。
3 脱硫废水零排放的难点
第一，传统脱硫废水处理方法无法对悬浮物进行高效处理，分离所消耗的时间较长。第二，脱硫废水中含有大量的有毒有害物质，并且部分物质具有腐蚀作用，容易威胁设备和管道的安全。第三，脱硫废水处理后所得到的化学污泥，其有毒物质含量较多，如果处理不当容易产生严重的危害。第四，负荷或煤质变化，容易影响处理结果。上述问题的存在，对燃煤电厂脱硫处理而言可谓是严峻的考验，传统脱硫处理工艺已经不再适用。而废水零排放技术的出现，为上述问题的解决创造了有利的条件，目前，这项工艺已经被世界各国及我国广泛应用。
4 燃煤电厂脱硫废水零排放技术的应用
4.1 预沉淀系统
由于脱硫废水含固量较高，约20000～30000mg/L，且水质波动较大，为降低管道污堵风险和保证后续絮凝反应效果，脱硫废水在进入新建废水缓冲池前要进行预沉淀，沉淀下来的石膏泥就近直接用泵返送至机组吸收塔。脱硫废水预沉淀系统主要由澄清器、废水箱、废水泵、污泥输送泵、曝气风机等组成。初步设计4台处理量为25m3/h的预澄清器，必须保证废水停留时间在5小时以上，确保出水悬浮物小于1000mg/L。澄清器上清液进入废水箱后，利用曝气风机不停地进行曝气，以降低水中的COD含量，同时防止水中杂物沉积在箱底，造成堵塞。
4.2 纳滤系统
通过对该系统离子选择性透过功能进行运用，将压力作为推动力，促使一价盐和小分子物质穿过膜和产水流，朝着中心管道处流动。然后将产水管作为介质，被传输到纳滤产水箱之中。在这个过程中，进水中的有机物、病毒和细菌会被膜截留到进水侧，最后由浓水管对这些污染物进行排放。经过TMF系统净化处理后的出水，其含有的成分包括NaCl和Na2SO4。通过纳滤工艺的使用，对出水进行分盐处理，有利于控制水中的含量，出水中的NaCl也会因此而提高，同时，还有助于反渗透工段渗透压和运行压力的降低。并且，反渗透浓缩液中NaCl浓度的提升，还可以使电解效率进一步提升。
4.3 热法浓缩
热法浓缩技术是指利用热量将废水中的水分蒸发，使浓缩液浓度升高至过饱和状态，以此降低固化阶段耗水量的技术。(1)机械式蒸汽再压缩蒸发(MVR)。该技术是将经过压缩机压缩后的二次蒸汽重新进入蒸发器加热废水进行浓缩。田立辉等对MVR技术的研究结果表明，其浓缩倍率约为24倍，淡水产水率可达80%，处理效果较好。国电汉川电厂利用膜浓缩与MVR蒸发结晶相结合技术，将脱硫废水中的分离出来的淡水进行回收利用，得到的结晶盐纯度可达97.5%。MVR技术的自动化程度高、占地面积较小，但在运行过程中，仍存在堵塞、风机叶轮易损坏且投资成本均偏高等问题。将经过预处理的高盐废水送入垂直管降膜蒸发器中进行蒸发预浓缩，既能保证进水浓度可以满足结晶要求，同时又可以降低投资成本。垂直管降膜蒸发器浓缩1t废水仅消耗蒸汽0.0005t，能耗0.008kW·h，相当于节省投资成本约16%。(2)多效蒸发(MED)。该技术是利用串联的多级蒸发器的前一级产生的蒸汽为下一级提供热源，对脱硫废水进行蒸发浓缩。广东河源电厂采用的“四效蒸发结晶”工艺获得的结晶盐NaCl纯度约为95%左右，符合二级工业盐标准，但处理1t废水耗电在20～30kW·h，且需消耗大量蒸汽。MED相较于MVR，在一次性投资成本上较少，但蒸汽的消耗量较大。另外需对蒸发器进行定期清洗以防结垢，且存在热量损失问题。研究结果表明，采用预热原料的五效蒸发系统获得的综合热能利用率最高，且蒸汽消耗量最小。一些专家提出一种将反渗透工艺产生的废水用于蒸发器冷却的多效蒸发系统，改进结果显示电能消耗减少45%，同时进水处理成本减少了67%，产水率提高了30%，比能耗降低了6%。除此之外，多级闪蒸(MSF)技术同样可以将淡水从废水中分离，实现浓缩减量的目的。
4.4 反渗透脱盐、浓缩减量处理系统
反渗透脱盐、浓缩减量处理系统主要由反渗透给水泵、反渗透保安过滤器、反渗透装置、反渗透浓水箱、反渗透产水箱、浓水输送泵、产水输送泵及反渗透化学清洗装置等组成。反渗透系统设计回收率50%，设计出力2×25m3/h，两套运行，没有备用。反渗透出水进入淡水水箱后再回用至脱硫工艺水池，浓水进入浓水水箱后输送至电解制氯系统。
4.5 电解制氯系统
文章所研究的新型处理工艺，在对脱硫废水进行上述处理后，不仅能获得可重复利用的纯净水，同时产生的浓盐水也与海水水质十分相似。为解决传统废水处理工艺耗能较高的问题，可通过电解制氯系统实现对次氯酸钠溶液的获取，以此来降低废水处理成本。
5 结束语
对于具体的燃煤企业来说制定一套完整的脱硫废水零排放工艺路线，工艺技术的先进不能作为工艺路线选择的必要性，其客观因素也会决定工艺路线的最终选择。本文所涉及的工艺技术和归纳总结均着眼于行业的主流发展方向，当然也不乏有各种新型技术未纳入本文的分类体制，例如软化分盐工艺、浓缩结晶分盐工艺和化学吸附除氯工艺等。
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