煙氣脫硫廢水零排放技術(shù)解析

一、脫硫廢水的來(lái)源及特點(diǎn)

（一）來(lái)源

脫硫廢水主要來(lái)源于濕法脫硫工藝，這是鍋爐排出的煙氣脫硫的主要方法。該方法能降低煙氣中二氧化硫含量，但為保持脫硫裝置中的物料平衡，系統(tǒng)中存在的廢水必須適當(dāng)排放，這些排出的廢水就是脫硫廢水。此外，煙氣脫硫廢水的產(chǎn)生還和石灰石品質(zhì)、脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行、脫硫塔前污染物控制設(shè)備、燃煤品質(zhì)等方面有關(guān)，石灰石是煙氣脫硫廢水污染物的主要來(lái)源，包含鎳、鋅、黏土雜質(zhì)中的細(xì)微顆粒、鋁和硅等物質(zhì)。

（二）特點(diǎn)

脫硫廢水有諸多特點(diǎn)。其含有重金屬以及氯化物等元素，PH值集中在4 - 6.5之間，呈弱酸性。同時(shí)，脫硫廢水中包含石膏6kg.h - 1，含可溶性鹽分的H?O為45006kg.h - 1，還包括MgCO?等物質(zhì)。并且，脫硫廢水含鹽量大、腐蝕性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境危害大，水質(zhì)硬度高、穩(wěn)定性差，含有大量重金屬與高氯根，結(jié)垢性也較強(qiáng)。

二、脫硫廢水處理的必要性

（一）對(duì)環(huán)境的影響

脫硫廢水中含有許多有害物質(zhì)，如氯化物和痕量金屬等，如果未經(jīng)處理就排出，很容易影響環(huán)境，對(duì)大氣、水及土壤等都會(huì)造成污染。在我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展的當(dāng)下，環(huán)境問(wèn)題不斷凸顯，脫硫廢水若不妥善處理，會(huì)進(jìn)一步加劇環(huán)境污染。

（二）對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響

石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)的脫硫廢水，由于Cl - 和含鹽量較高，無(wú)法在電廠內(nèi)部綜合利用，且很難深度凈化處理，成為電廠最難處理的廢水。目前脫硫廢水主要應(yīng)用于煤場(chǎng)噴灑、干灰加濕、濕渣沖洗等，但這些方法均無(wú)法保證完全消化脫硫廢水，還會(huì)給現(xiàn)有工藝系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)隱患?？紤]到氯離子對(duì)脫硫效率的影響，脫硫廢水氯離子濃度一般控制在20000ｍg/l以內(nèi)，而目前大多數(shù)電廠控制在12000ｍg/l以內(nèi)，遠(yuǎn)大于排放標(biāo)準(zhǔn)，所以脫硫廢水必須在廠內(nèi)進(jìn)行處理或者消納。

三、脫硫廢水常規(guī)處理原理及工藝流程

（一）中和反應(yīng)

首先，將來(lái)自脫硫系統(tǒng)的吸收塔的廢漿收集在廢水緩沖罐中并泵送到廢水處理系統(tǒng)的反應(yīng)罐和罐中。在中和槽中加入定量的石灰乳，將廢水的pH值提高到9 - 9.7，這樣做可以降低廢水的腐蝕性，同時(shí)減少大部分重金屬的含量，使重金屬以氫氧化物的形式沉淀。廢水中的氟化物會(huì)作為氟化鈣沉淀物被除去，而且氫氧化鈣溶液本身也可以起絮凝劑的作用。通過(guò)pH調(diào)節(jié)廢水后，能夠改善隨后的絮凝和澄清處理效果，并且可以減少后續(xù)藥物的劑量。

（二）沉降反應(yīng)

沉降反應(yīng)的目的是除去殘留在廢水中的、不能通過(guò)氫氧化物沉淀除去的重金屬離子。通常，脫硫廢水中的重金屬離子以游離狀態(tài)和溶解的絡(luò)合物形式存在。游離的重金屬離子通?？梢酝ㄟ^(guò)加入氫氧化鈣沉淀除去，但復(fù)合重金屬溶質(zhì)的溶解度遠(yuǎn)低于氫氧化物的溶解度，不能通過(guò)加入氫氧化鈣除去，只能尋找溶解度低于復(fù)合重金屬溶質(zhì)的金屬沉淀物來(lái)除去這些金屬，大多數(shù)重金屬硫化物沉淀可以滿足該要求。某些重金屬如汞和廢水中氯離子形成的化合物不能通過(guò)加入氫氧化鈣除去，但加入硫化物可以滿足要求。不過(guò)，用于形成金屬硫化物沉淀物的硫化物（如硫化氫、硫化鈉）通常具有高毒性，且形成的金屬硫化物沉淀物通常高度分散，甚至呈低膠體或沉積的天然膠體外觀。因此，經(jīng)常使用有機(jī)硫化物（例如TMT15），其一方面無(wú)毒且環(huán)境友好，另一方面形成的沉淀物具有更好的沉降性質(zhì)。

（三）后續(xù)處理

經(jīng)過(guò)中和和沉降反應(yīng)后，廢水還需要經(jīng)過(guò)絮凝、沉淀和脫水處理，最終達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后排入工業(yè)廢水調(diào)節(jié)池。原廢水處理工藝系統(tǒng)由中和、沉降、絮凝、沉淀和脫水系統(tǒng)組成。

四、脫硫廢水排放特征及處理難點(diǎn)

（一）排放特征

工藝補(bǔ)水量及水質(zhì)、石灰石質(zhì)量、鍋爐煙氣飛灰含量及脫硫吸收塔中Cl - 漿液的濃度等直接決定了石灰石 - 石膏法脫硫廢水排放量。在火電廠實(shí)際運(yùn)行中，其廢水排放量一般會(huì)采用控制其脫硫塔中的Cl - 漿液的濃度來(lái)確定。例如某600MW發(fā)電機(jī)組，如果其漿液Cl - 濃度為20kg/立方米，則脫硫廢水排放量為每小時(shí)17.3立方米。如果工藝水質(zhì)量不高，或是Cl - 漿液的濃度要求更低，那么其排放量就會(huì)上升。而且，脫硫廢水中含有的污染物種類及其含量，在一定程度上受煤種、脫硫工藝及方式、煙氣含塵量、石灰石質(zhì)量及脫水效果、脫氮氨揮發(fā)率等因素制約，即使同一發(fā)電機(jī)組其脫硫廢水水質(zhì)也是大不一樣的。

（二）處理難點(diǎn)

一般情況下，燃煤品種、脫硫工藝、補(bǔ)水水質(zhì)及排放周期等因素直接影響到廢水污染成分，不同區(qū)域火電廠存在較大的差異，排放時(shí)段不同同一電廠的排放也是不同的。脫硫廢水屬于間斷性排放，水量波動(dòng)不穩(wěn)定；廢水硬度高，極易形成蒸發(fā)構(gòu)造；漿液Cl - 濃度比較高，對(duì)系統(tǒng)造成腐蝕。盡管脫硫廢水處理系統(tǒng)已經(jīng)將進(jìn)入深度處理系統(tǒng)中的水質(zhì)做了處理，降低了懸浮物與鈣硬度，但由于水質(zhì)鈣硬度尤其是鎂物質(zhì)的硬度過(guò)高，同時(shí)，漿液中Cl - 與SO?2 - 的固體溶解性非常高，離子濃度高，導(dǎo)致深度處理系統(tǒng)極易出現(xiàn)結(jié)垢與腐蝕，不利于系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定與安全性。

五、煙氣脫硫廢水零排放技術(shù)方案

（一）脫硫廢水蒸發(fā)處理技術(shù)

通過(guò)蒸發(fā)工藝技術(shù)，溶液得到濃縮，能得到一定的固體溶質(zhì)與純凈溶劑，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工、海水淡化及食品等行業(yè)。在煙氣脫硫廢水零排放處理中，利用蒸發(fā)工藝可將廢水中的水分蒸發(fā)出去，留下鹽分等固體物質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)廢水的零排放。但此技術(shù)需要消耗大量的能源，對(duì)設(shè)備的要求也較高。

（二）噴霧煙氣蒸發(fā)處理技術(shù)

噴霧煙氣蒸發(fā)處理技術(shù)是將脫硫廢水霧化后噴入煙道，利用煙氣的熱量將廢水蒸發(fā)，使水分進(jìn)入煙氣中，鹽分等則隨飛灰一起被捕集。這種技術(shù)不需要額外的蒸發(fā)設(shè)備，投資成本相對(duì)較低，但對(duì)煙氣的溫度和流量有一定要求，如果控制不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致煙道結(jié)垢等問(wèn)題。

（三）含鹽高廢水蒸發(fā)膜處理技術(shù)

含鹽高廢水蒸發(fā)膜處理技術(shù)是利用膜分離的原理，將廢水中的鹽分和水分分離。該技術(shù)具有分離效率高、能耗相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，但膜的使用壽命和成本是需要考慮的問(wèn)題，膜容易受到污染和結(jié)垢的影響，需要定期進(jìn)行清洗和更換。

六、煙氣脫硫廢水零排放的意義及展望

（一）意義

煙氣脫硫廢水零排放技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。從環(huán)境角度來(lái)看，它可以防止脫硫廢水對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，減少對(duì)大氣、水和土壤的污染，保護(hù)生態(tài)平衡。從資源利用角度來(lái)說(shuō)，有利于煙氣脫硫廢水的二次使用，加強(qiáng)了水資源的二次利用效率，緩解了水資源短缺的問(wèn)題。從經(jīng)濟(jì)角度而言，促使工業(yè)行業(yè)得到更好的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益，避免了因廢水排放不達(dá)標(biāo)而可能面臨的罰款等經(jīng)濟(jì)損失。

（二）展望

隨著環(huán)保要求的不斷提高和技術(shù)的不斷進(jìn)步，煙氣脫硫廢水零排放技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。未來(lái)，相關(guān)技術(shù)可能會(huì)朝著更加節(jié)能、高效、低成本的方向發(fā)展，例如開發(fā)新型的蒸發(fā)設(shè)備和膜材料，提高處理效率和降低能耗。同時(shí)，也需要加強(qiáng)對(duì)脫硫廢水零排放技術(shù)的監(jiān)管和評(píng)估，確保其穩(wěn)定運(yùn)行和達(dá)到預(yù)期的處理效果。此外，還可以探索將多種處理技術(shù)相結(jié)合的綜合處理方案，以更好地應(yīng)對(duì)脫硫廢水處理的復(fù)雜問(wèn)題。

總之，煙氣脫硫廢水零排放是解決脫硫廢水污染問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要途徑，需要不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)踐探索。