煙氣脫硫廢水零排放技術解析

一、脫硫廢水的來源及特點

（一）來源

脫硫廢水主要來源于濕法脫硫工藝，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)的運行、脫硫塔前污染物控制設備、燃煤品質(zhì)等方面有關，石灰石是煙氣脫硫廢水污染物的主要來源，包含鎳、鋅、黏土雜質(zhì)中的細微顆粒、鋁和硅等物質(zhì)。

（二）特點

脫硫廢水有諸多特點。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，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、對環(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，結垢性也較強。

二、脫硫廢水處理的必要性

（一）對環(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，對大氣、水及土壤等都會造成污染。在我國工業(yè)快速發(fā)展的當下，環(huán)境問題不斷凸顯，脫硫廢水若不妥善處理，會進一步加劇環(huán)境污染。

（二）對工業(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用于煤場噴灑、干灰加濕、濕渣沖洗等，但這些方法均無法保證完全消化脫硫廢水，還會給現(xiàn)有工藝系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行帶來隱患?？紤]到氯離子對脫硫效率的影響，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)，遠大于排放標準，所以脫硫廢水必須在廠內(nèi)進行處理或者消納。

三、脫硫廢水常規(guī)處理原理及工藝流程

（一）中和反應

首先，將來自脫硫系統(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

沉降反應的目的是除去殘留在廢水中的、不能通過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)和溶解的絡合物形式存在。游離的重金屬離子通常可以通過加入氫氧化鈣沉淀除去，但復合重金屬溶質(zhì)的溶解度遠低于氫氧化物的溶解度，不能通過加入氫氧化鈣除去，只能尋找溶解度低于復合重金屬溶質(zhì)的金屬沉淀物來除去這些金屬，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加入氫氧化鈣除去，但加入硫化物可以滿足要求。不過，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)常使用有機硫化物（例如TMT15），其一方面無毒且環(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)過中和和沉降反應后，廢水還需要經(jīng)過絮凝、沉淀和脫水處理，最終達到標準后排入工業(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

（一）排放特征

工藝補水量及水質(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。在火電廠實際運行中，其廢水排放量一般會采用控制其脫硫塔中的Cl - 漿液的濃度來確定。例如某600MW發(fā)電機組，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)電機組其脫硫廢水水質(zhì)也是大不一樣的。

（二）處理難點

一般情況下，燃煤品種、脫硫工藝、補水水質(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，水量波動不穩(wěn)定；廢水硬度高，極易形成蒸發(fā)構造；漿液Cl - 濃度比較高，對系統(tǒng)造成腐蝕。盡管脫硫廢水處理系統(tǒng)已經(jīng)將進入深度處理系統(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)的硬度過高，同時，漿液中Cl - 與SO?2 - 的固體溶解性非常高，離子濃度高，導致深度處理系統(tǒng)極易出現(xiàn)結垢與腐蝕，不利于系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全性。

五、煙氣脫硫廢水零排放技術方案

（一）脫硫廢水蒸發(fā)處理技術

通過蒸發(fā)工藝技術，溶液得到濃縮，能得到一定的固體溶質(zhì)與純凈溶劑，該技術廣泛應用于化工、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)，從而實現(xiàn)廢水的零排放。但此技術需要消耗大量的能源，對設備的要求也較高。

（二）噴霧煙氣蒸發(fā)處理技術

噴霧煙氣蒸發(fā)處理技術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)，使水分進入煙氣中，鹽分等則隨飛灰一起被捕集。這種技術不需要額外的蒸發(fā)設備，投資成本相對較低，但對煙氣的溫度和流量有一定要求，如果控制不當，可能會導致煙道結垢等問題。

（三）含鹽高廢水蒸發(fā)膜處理技術

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

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的應用具有重要意義。從環(huán)境角度來看，它可以防止脫硫廢水對周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴重的影響，減少對大氣、水和土壤的污染，保護生態(tài)平衡。從資源利用角度來說，有利于煙氣脫硫廢水的二次使用，加強了水資源的二次利用效率，緩解了水資源短缺的問題。從經(jīng)濟角度而言，促使工業(yè)行業(yè)得到更好的發(fā)展，實現(xiàn)了良好的經(jīng)濟效益，避免了因廢水排放不達標而可能面臨的罰款等經(jīng)濟損失。

（二）展望

隨著環(huán)保要求的不斷提高和技術的不斷進步，煙氣脫硫廢水零排放技術將會得到更廣泛的應用和發(fā)展。未來，相關技術可能會朝著更加節(jié)能、高效、低成本的方向發(fā)展，例如開發(fā)新型的蒸發(fā)設備和膜材料，提高處理效率和降低能耗。同時，也需要加強對脫硫廢水零排放技術的監(jiān)管和評估，確保其穩(wěn)定運行和達到預期的處理效果。此外，還可以探索將多種處理技術相結合的綜合處理方案，以更好地應對脫硫廢水處理的復雜問題。

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