马凌波，李凯旋
新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院 新疆 乌鲁木齐 830011
摘要：随着我国对工业废水的排放标准日益严格，实现电厂脱硫废水的零排放已经刻不容缓。文章分析了不同技术的原理和优缺点，展望了脱硫废水零排放技术的发展趋势，以期实现高效经济的脱硫废水零排放。
关键词：脱硫废水；零排放；浓缩减量；末端固化
引言
国务院在2015年4月发布了《水污染防治行动计划》，该行动计划中对于工业废水的处理部分提出了更为严格的要求。环保部在2017年1月发布了《火电厂污染防治技术政策》，该政策中明确规定了火电厂对于水污染的防治应遵循分类处理、一水多用的原则，并且鼓励火电厂实现废水的循环使用不外排。因此，探索更为有效的零排放技术势在必行。
1.浓缩减量
1.1膜浓缩现阶段，火电厂常用的脱硫废水浓缩减量技术主要是膜浓缩处理工艺。常见的膜浓缩技术有：反渗透（RO）、正渗透（FO）、电渗析（ED）和膜蒸馏（MD）等。反渗透（RO）是渗透的逆过程，反渗透以压力差为驱动力，推动溶液中的溶质在半透膜的过滤作用下与溶剂分离，可去除水溶液中大于98%的溶解盐离子和大于99%的胶体、微生物等。反渗透过程具有净化效率高、运行稳定、能耗较低等优点。目前该技术已广泛应用在工业废水处理、生活污水处理、海水淡化等领域。正渗透技术以渗透压差为驱动力，推动溶液中的水通过选择性渗透膜自发的从高水化学势溶液流向低水化学势溶液。在脱硫废水处理过程中，水通过选择性渗透膜从脱硫废水部分流向吸取液部分。正渗透技术具有低能耗、高回收率、低污染、不易结垢等优点，但是，汲取液的选择与回收利用也成为该技术的难点。
1.2热法浓缩技术
目前废水浓缩蒸发减量技术主要有多效强制循环蒸发系统（MED）、立管降（升）膜机械蒸汽压缩蒸发系统（立管MVC、MVR）、卧式喷淋机械蒸汽压缩蒸发系统（卧式MVC）等。蒸发系统通过加热废水，水分在高温下大量汽化，使其浓缩减量、结晶析出，蒸发后经冷凝的水回收利用。在脱硫废水处理方面，热法浓缩具有以下2点显著优势：（1）热法浓缩对于进水水质要求低。一方面，这意味着热法浓缩可以较好的适应脱硫废水水质变化大，成分复杂的特点，有利于系统的稳定运行；另一方面，较好的水质适应性使得浓缩模块的前置预处理模块加药量减少。（2）可以实现淡水的高效回收利用。一方面，热法浓缩工艺可以最高回收90%的淡水；另外，热法浓缩的淡水水质明显高于膜法，回收的淡水可以直接送至化水车间超滤水箱加以利用。
2.末端高盐废水固化处理
2.1蒸发结晶蒸发结晶工艺利用膜法或者热法对废水进行处理产生净水和浓水，浓水利用结晶器进一步处理产生蒸馏水和盐，目前成熟应用的蒸发结晶技术主要有多效蒸发（MED）、蒸汽机械再压缩（MVR）、热力蒸汽压缩（TVR）、低温常压蒸发（NED）。MED和MVR在国内电力行业均有应用实例，NED在国内电力行业无应用实例，但在石化行业有应用实例。国内废水零排放运行较好的火力发电厂如广东河源电厂采用了MED技术，三水电厂采用了MVR技术。此工艺路线有实际应用案例，蒸发结晶系统在化工食品药品行业应用广泛，工艺路线较成熟。但是能耗较高，而且为了保证蒸发结晶系统不结垢，需对废水进行深度去除硬度处理，药品消耗较多，因此该工艺须结合其它的浓缩工艺设置处理方案。
2.2烟道蒸发法
（1）主烟道蒸发法
主烟道蒸发的基本原理是将脱硫废水与压缩空气经双流体喷嘴雾化后，喷入空气预热器和除尘器之间的主烟道，利用空气预热器后的热烟气将脱硫废水完全蒸发，废水中的盐类及杂质转化成固体结晶物随烟气在除尘器中被补集，蒸发后的水蒸气随烟气进入脱硫系统冷凝后作为脱硫补水，从而实现脱硫废水的零排放。主烟道蒸发法在电厂原有系统上无需加设大型设备，相比于蒸发结晶技术，投资成本较低，且占地面积较小；同时，该技术利用空气预热后的低温热烟气作为脱硫废水的蒸汽源，不会影响机组煤耗。但该技术在实际应用中也存在着很大问题，因脱硫废水呈弱酸性且其中含有大量氯离子，蒸发效果不佳时会引起下游烟道积灰、堵塞和腐蚀等问题，甚至还会影响后续除尘器等设备的运行稳定性；同时，喷嘴也易发生结垢现象；该技术对于预处理要求较高，增设相应设备也会增加工艺流程的复杂性；另外，大部分机组在空气预热器和电除尘之间增设了低低温省煤器（MGGH），导致安装空间受限。目前，内蒙古华能上都发电厂4号机组（600MW）采用此技术实施脱硫废水零排放工程，据实际应用报道，未对后续除尘器及脱硫系统带来不利影响。
（2）旁路烟道蒸发法
旁路烟道蒸发法的基本原理是将脱硫废水与压缩空气经双流体喷嘴雾化后，喷入到与空气预热器并联的旁路烟道中，利用抽取自空气预热器之前的热烟气将脱硫废水完全蒸发，废水中的盐类及杂质转化成固体结晶物随烟气经过旁路烟道后在除尘器中被捕集，蒸发后的水蒸气随烟气进入脱硫系统冷凝后作为脱硫补水，从而实现脱硫废水的零排放。旁路烟道蒸发法取用空气预热器前的高温热烟气作为脱硫废水的蒸汽源，可以确保废水快速高效蒸干[12]，但该技术取用了空气预热器前的高温热烟气，会影响锅炉热效率，增加煤耗；同时，该技术依然存在着喷嘴结垢的风险，也会造成旁路烟道的积灰，因此需要对喷嘴进行定期的清洗和更换；且需要对脱硫废水进行预处理和浓缩，增设相应设备也会增加工艺流程的复杂性。目前，山西省大唐阳城电厂已完成旁路烟道蒸发工艺的中试试验，电厂装机容量为一台350MW，处理水量为2t/h，采用技术路线为“双碱软化+双膜法浓缩+高温旁路烟道蒸发”，系统脱盐率可达97%，淡水回收率可达60%。
（3）旋转喷雾蒸发
旋转喷雾蒸发的基本原理是将脱硫废水经旋转雾化器雾化后，喷入到旁路干燥塔中，利用抽取自空气预热器之前的热烟气将脱硫废水完全蒸发，废水中的盐类及杂质转化成固体结晶物后，一部分随烟气经干燥塔出口烟道后在除尘器中被捕集，另一部分落入干燥塔底的灰斗中，蒸发后的水蒸气随烟气进入脱硫系统冷凝后作为脱硫补水，从而实现脱硫废水的零排放。旋转喷雾蒸发的关键就是旋转雾化器，旋转雾化器可将废水溶液雾化成平均直径为10μm-120μm的小雾滴，高温热烟气经过气体分布器后与小液滴充分混合，使水分被迅速蒸发。通过调节烟气流量、脱硫废水流速、雾化器转速等，使脱硫废水雾滴在到达干燥塔壁面之前已被完全蒸干，防止粘壁现象的发生。旋转喷雾蒸发工艺流程较为简单，投资及运行费用相对较低；该技术对废水适应性较强且无需对废水进行预处理；另外，旋转喷雾干燥塔独立于主系统外，对主系统影响较小且方便维修。但该技术在工程上依然存在着一系列的问题，如何降低煤耗、电耗以及对干燥塔内部的流场优化和废水蒸发特性方面依然需要进一步探究。
结语
目前，我国脱硫废水零排放工程依然处于探索阶段，很多技术因其独有的优势需要对其进行更深一步的研究。因此，如何将各技术的优势最大化以及根据不同的脱硫废水排放情况进行工艺组合，实现高效经济的废水零排放及结晶盐的综合利用，将是脱硫废水零排放需要关注的问题。
参考文献
[1]邓佳佳.燃煤电厂烟气脱硫吸收塔内过程优化及脱硫废水的零排放处理[D].重庆大学，2015.
[2]王鑫.燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放处理技术研究[D].武汉科技大学，2015.