脱硫废水综合利用设想

张学民

摘 要：介绍了脱硫废水系统的基本情况及目前废水处理的综合利用方式，分析了几种脱硫废水综合利用方式的优缺点，提出了废水“零排放”的可行性。

关键词：脱硫废水 处置 方案 利用 优点 缺点

中图分类号：X51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（b）-0066-02

1 脱硫废水系统情况介绍

为了维持脱硫装置浆液循环系统的物料平衡，需要定时从吸收塔排出废水。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。湿法脱硫废水的杂质主要来自烟气和脱硫剂，烟气的杂质来源于煤的燃烧，脱硫剂的杂质来源于石灰石的溶解。由于煤中含有包括重金属元素在内的多种元素，如F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等，这些元素在炉膛内高温条件下进行一系列化学反应，生成了多种不同化合物。一部分化合物随炉渣排出炉膛，另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔，溶解于吸收浆液中，并且在吸收浆液循环系统中不断浓缩，最终导致脱硫废水中的杂质含量不断增大。脱硫废水中的各种重金属离子对环境有很强的污染性，必须对脱硫废水进行单独处理。

脱硫废水处理系统的作用是接收脱硫（简称FDG）废水，用以稳定脱硫循环浆液中氯、氟离子浓度、降低重金属等含量，提高脱硫效率。废水经过处理后达标排放或综合利用，减少环境污染。

脱硫废水处理过程：石灰石（石灰）—石膏烟气脱硫工艺产生的外排废水呈酸性，pH值在5～6之间，并含有一定的固体悬浮物和重金属。脱硫废水来自废水旋流器溢流至废水收集箱，通过废水输送泵送入中和箱，溢流至沉降箱、絮凝箱，然后进入澄清浓缩池进行泥水分离，上部清水溢流至氧化箱降低COD，达到国家二级工业废水标准的废水收集至出水箱，污泥经污泥泵输送至板框压滤机脱泥。在中和箱中加入石灰乳调节pH值在9～10左右，将有机去除大部分金属离子；在沉降箱中加入有机硫（TMT15）、FeClSO4去除难去除的金属离子；在澄清池中加入助凝剂，去除大部分悬浮物；在澄清池中分离泥水后，在氧化箱中添加次氯酸钠降低COD，收集至的出水箱中清水加盐酸调节pH值6～9之间，通过出水泵供给灰库干灰搅拌调湿或贮灰场碾压、抑尘喷洒、水力除灰系统等用户使用。

由于国家环保规定，无论新建电厂还是现已投运的在役电厂，今后再不批准水力除灰系统及湿灰场，故脱硫废水将面临无处排放的新形势。脱硫系统废水的综合利用将成为一个亟待解决的迫切问题。

2 目前脱硫废水的综合利用方式

国内外常见的脱硫废水处理方式有水力除灰、蒸发、单独设置化学水处理系统等。

2.1 水力除灰

该方法是脱硫废水不经处理，直接进入水力除灰系统，脱硫废水中的重金属或酸性物质与干灰中的CaO反应生成固体而得到去除，从而达到以废治废的目的。

2.2 蒸发

通过蒸发及干燥装置可以使脱硫废水分离为高品质的水蒸汽和固体废物，有利于水的重复利用，便于实现全厂废水的零排放。但该法的缺点是投资很高（1t/h 出力约50～70万元），在国内没有投资的业绩。河源电厂采用预处理系统加蒸发结晶工艺对脱硫废水进行处理，对处理后的淡水进行回收，并对水中盐分进行固化回收。国外一些电厂利用电除尘与空气加热器之间的烟道间隙，加热蒸发脱硫废水，废水蒸发成为水蒸气进入烟道，固体颗粒物被电除尘器去除，该方案的问题是废水蒸发增加了烟气的湿度或HCl量，会对电除尘器造成低温腐蚀，另外脱硫废水的量过多也有可能影响电除尘器的效率。改方案在国内还无运行业绩。

2.3 单独设置化学水处理系统

目前国内大部分电厂一样均使用此种方法进行废水处理。脱硫废水经化学处理合格后尽管污染物含量已达到了排放标准，但脱硫废水中的CL-质量浓度并没有有效降低，直接排放会污染环境。由于CL-质量浓度较高，脱硫废水的综合利用场合很少，对于干除灰系统的电厂，可能的利用场合是干灰调湿、灰场喷洒、煤场喷淋及捞渣机补充用水。

3 脱硫废水处理后的综合利用分析

脱硫废水经化学处理合格后尽管污染物含量已达到了排放标准，但脱硫废水中的CL-质量浓度并没有降低，直接排放会污染环境。为了保护环境并节约用水，根据目前国内电厂相关经验并结合现场生产实际可综合利用处理后的脱硫废水。综合利用途径有：捞渣机补充用水、煤场喷淋、厂区路面喷洒水、干灰调湿用水、贮灰场碾压及抑尘喷洒用水、采用预处理系统加蒸发结晶工艺对脱硫废水进行处理。

3.1 捞渣机补充用水

通过安装固定管路将处理后的脱硫废水引入锅炉底部捞渣机底渣系统，代替工业水成为捞渣机的补充用水。

优点：锅炉底渣水不断冷却渣块连续蒸发，需要连续补充水，可保证脱硫废水稳定排出连续运行。

缺点：由于处理过的脱硫废水pH在9.0左右（注：PH可以下调），且含 有质量浓度较高的CL-，长期运行可能会造成PH升高及CL-富集，对捞渣机及相关系统设备造成腐蚀。国内还没有大型电厂尝试此种方案，尚需长期运行观察具体运行状况。

3.2 煤场喷淋用水

通过安装管路将处理后的脱硫废水引入输煤系统清水池，经现有喷淋设备用于煤场喷淋，替代工业水补水。

优点：将处理后的废水用于煤场喷淋，夏季脱硫废水优先供给煤场喷淋使用，降低高CL-质量浓度废水对捞渣机及相关系统的腐蚀，节约工业用水。

缺点：（1）冬季煤场喷淋水不投运或投运时间短，及雨季不能连续投运。（2）脱硫废水用于煤场喷淋相当于增加了煤中的Cl的质量分数，将引起脱硫废水量的增加，也可能会对锅炉产生不利影响，所以脱硫废水能否用于煤场喷淋还需要试验及时间来验证。

3.3 厂区路面喷洒水

通过使用晒水车或管路，将处理过的脱硫废水喷洒厂区路面，减少扬尘、美化环境、减少工业用水量。

优点：将处理过的废水喷洒厂区路面，可以有效减少循环系统内的杂质含量。

缺点：需要安排专人进行喷洒作业或设置除尘及抑尘设施，且用水量较少、不能保证连续使用。

3.4 灰库干灰搅拌调湿用水

利用管道供至灰库干灰搅拌调湿及贮灰场碾压、抑尘喷洒用水。

优点：将处理过的废水用于灰库干灰搅拌调湿或贮灰场、抑尘喷洒用水，可以有效减少循环系统内的杂质含量。

缺点：干灰搅拌调湿在灰综合利用不畅或雨季向灰场倾倒时少量使用废水。

3.5 采用预处理系统加蒸发结晶工艺对脱硫废水进行处理

参照河源电厂采用预处理系统加蒸发结晶工艺对脱硫废水进行处理，对处理后的淡水进行回收，并对水中盐分进行固化回收，实现废水“零排放”。

优点：采用预处理系统加蒸发结晶工艺对脱硫废水进行处理，可以连续的将废水中的杂质、有害离子彻底去除，并进行淡水回收利用。

缺点：需要增加整套蒸发设备，投资量大，同时，也增加相应的运行成本。对于北方缺水地方不合理。

4 结论

随着环保要求的越来越高，工业废水零排放已逐步纳入管理日程，脱硫废水作为燃煤发电厂主要工业废水的零排排放治理已迫在眉睫，通过多年的研究与实践，实现脱硫废水“零排放”是可行的，技术条件也为成熟。如果采用上述前四种方式废水全部综合利用方案，阳城电厂（6×350MW+2×600MW）机组脱硫装置每年产生的全部废水约25.3万吨综合利用后，，每年可以节约工业用水25.3万吨，按照当地水资取费标准，每年节约水资源利用费35.42万元，减少全厂废水排放量，实现全厂脱硫废水“零排放”目标。（46×5500=253000t 25.3×1.4=35.42万元 工业水成本按照1.4元/吨计算）

参考文献

[1] 周至祥，段建中，薛建明.火电厂湿法烟气脱硫技术手册[J].中国电力，2006：186-195.

[2] 曾庭华，杨华，廖永进，等.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行[J].中国电力，2008：30-34.endprint