浅谈发电厂烟气脱硫废水处理工艺

艾郑

摘 要：在概述火力发电厂烟气脱硫废水处理的基础上，对烟气脱硫废水的特征和来源进行分析，进而对烟气脱硫废水处理的几种工艺进行了探讨。

关键词：火力发电厂；烟气脱硫；废水处理；工艺

如果能对火力发电厂的废水进行充分再利用，那么三成以上的用水供应可以得到补给，不仅生产用水得到了有效利用，发电厂的综合效益也将得到大幅度提高。目前，由于受制于技术等多种因素，要实现火力发电厂烟气脱硫废水的全面利用还有很长的路要走。

1 概述

当前，我国火力发电厂的废水处理工艺相对落后、处理技术不够先进、处理设备比较陈旧，在废水的综合处理上还存在着很多瓶颈。

在采用烟气脱硫废水工艺对发电厂废水进行处理后，尽管废水造成的污染得到一定的控制，但是成效还不明显。这是因为脱硫废水中依然含有较高浓度的氯离子和固化物，还没有达到回收利用的要求，只能排放到环境质量要求不高的周围环境中。而蒸发浓缩处理工艺则能很好解决上述问题，该工艺产生蒸馏水具较高的纯度，可以在发电厂的各项生产活动中继续使用。同时还可以通过填埋或者出售的方式对该工艺得到的固态盐进行处理。

2 废水的特征和来源

火力发电厂烟气脱硫废水呈弱酸性，含有较多的金属离子和悬浮物（如二氧化硅、石膏颗粒、铝铁的经氧化物等），同时含有较高的硫酸盐、亚硫酸盐，氯离子和氟离子含量也较高。

火力发电厂烟气在脱硫处理的过程中，无论是工艺水、烟气还是脱硫剂都会在处理废水中留下杂质。高温条件下在炉膛中燃烧的过程中，煤中富含的重金属会生成各种无机化合物并进入脱硫系统的吸收浆液中。在循环的过程中，吸收浆液中含有重金属的化合物越来越多，浓度也越来越高，废水中的杂质含量也不断增加。

3 废水处理工艺

3.1 反渗透浓缩法处理工艺

反渗透浓缩法是当前深度脱硫废水的后续方法。它将浓缩液中的过饱和离子除去后再将其引入，反渗透给系统。反渗透法工艺的优点在于可降低反渗透成本、提高废水的利用率和回收率；缺点在于过饱和离子受到阻垢剂的干扰而很难被除掉，废水达不到理想的处理效果。

3.2 物化法处理工艺

物化法的原理主要是，废水中的悬浮物沉淀和重金属离子在化学药剂的作用下产生沉淀，沉淀物通过澄清器得到分离并排放出水，沉淀污泥在板框机中得到脱水和去泥，进而达到废水除污的目的。

当前，对脱硫废水的物化处理采用的流程主要有污泥处理、加入化学药剂和废水处理等。在废水处理流程中，先将废水放入pH值为8.9～9.5（用一定比例的石灰水进行调节）的中和箱中，把大部分的金属沉淀出来；然后，把处理过的废水进入含有机硫化物（一种重金属沉淀剂）的沉淀箱中，将氯离子、镉离子等残留重金属沉淀出来。

3.3 废水蒸发浓缩处理工艺

废水蒸发浓缩处理工艺的主要原理：首先，采用预处理软化系统对废水进行软化；然后，利用机械式蒸汽再压缩系统对已经经过软化处理的废水进行蒸发、浓缩，一方面让蒸汽进入蒸发器达到循环使用的目的，通过三效混流循环蒸发结晶系统对浓缩液进行蒸发结晶，蒸汽进入系统循环使用，另一方面将晶体颗粒和浓缩液进行分离，并采用离心干燥包装系统进行称量、包装。

废水蒸发浓缩处理工艺具有以下优势：低碳环保，对物料的循环利用率高，低能耗，高热效率、节约能源，成本低；同时，由于该工艺需要的温度差不大，有效地减少了腐蚀和结垢现象的发生，大大延长了处理设备的生命周期。

在废水蒸发浓缩处理工艺中，80%的废水可以通过蒸发结晶系统得到蒸发，具有较高的换热效率，不仅蒸发器不占地，蒸发过程也不会消耗太多的能量。通过结晶阶段的二次蒸发结晶，结晶体的质量和纯度得到保证，整个蒸发结晶系统的运行稳定和安全也因此得到保障。除此之外，该处理工艺中氯化钠和硫酸钠的分别结晶通过结晶系统得到了很好的实现，在资源利用率提升的同时也提高了氯化钠的纯度。这些氯化钠有一部分可以用作化工原料，电厂的综合效益也得到了有效提升。

4 物化法烟气脱硫废水处理的要点

中和箱中脱硫废水的pH值要保持在8.9～9.5，每一方废水中加入3.5ml石灰乳固体粉末。同时，为了保持pH值的稳定，要采用pH在线检测仪对石灰乳的添加量进行控制和检测。

沉降箱的作用是进一步沉降二价汞离子等采用氢氧化物不能沉淀的重金属离子。沉降箱中加入的有机酸溶液浓度为15%，一方废水加入的有机硫溶液的体积控制在0.2～0.5ml。

经过石膏旋流器和旋流器处理的废水遗留下的悬浮物因为颗粒小，用自重力很难进行有效分离。此时，可以在絮凝箱中按废水0.2～0.5kg/m3、10g/m3的比例加入15%聚铁溶液和1%聚丙烯酰胺溶液，以增强悬浮物的絮凝效果和除去金属氢氧化物的效果和速度。

澄清池的底部呈锥形，采用的是周围出水、中间进水的方式。经过澄清池以后，污水中的固体悬浮物从水中分离出来并在底部形成沉淀，通过顶部的出水管清水流向含有盐酸后续的水箱中进行中和，再进行排放。

在污泥处理系统中，自流到缓冲箱中原澄清池底部的污泥，经过给料泵加压处理被送到板框压滤机被加工，成为用作其他原料的泥饼。

5 发展前景

环境问题和水资源问题的双重夹击，迫使火力发电厂着手优化废水处理技术和处理工艺，以达到减少环境污染、循环使用废水的目的。在未来环境保护要求日益提高、火电厂规模越来越大的形势下，传统的烟气脱硫废水处理技术和工艺将逐渐被淘汰。另外，我国目前的废水处理工艺和技术多是舶来品，没有自主知识产权，更新换代都要看别人眼色。我国火力发电厂烟气脱硫废水处理的出路在于以国外先进脱硫技术为依托，开发出具有自主知识产权并与我国国情相适应的废水处理技术，不断提高废水的使用效率、降低环境污染。

目前我国对火力发电的依赖程度达到70%，远远高于世界其他发达国家。火力发电厂产生烟气中的硫是导致酸雨等自然灾害的罪魁祸首，因此对火力发电厂产生的烟气进行脱硫处理具有十分重要意义。然而脱硫必然产生废水，同样会污染环境。采用废水蒸发浓缩处理工艺对火力发电厂的烟气脱硫污水进行处理能取得较好的效果，值得推广。

参考文献

[1]李波.DCS在火力发电厂烟气脱硫控制系统的应用及实施[D].华北电力大学，2014.

[2]刘春辉.火力发电厂烟气脱硫控制系统设计及应用[D].华北电力大学，2012.

（作者单位：黄陵矿业煤矸石发电有限公司）