浅析电厂脱硫的废水处理技术与应用

2017-06-09李德

科技资讯 2017年11期

李德

摘要：从某种程度上讲，在现代化社会进步发展过程中，尽管电厂在其中发挥着关键性作用，同时也为社会提供了相对充足的能源。然而，在其实施运行期间，往往会产生大量脱硫废水，进而影响到环境污染情况，阻碍社会经济可持续发展。所以，这种情况下，相关人员必须要就脱硫废水处理的相关技术与方法实施仔细研究，积极寻找合理化的脱硫废水技术，降低电厂对环境的污染。该文就电厂脱硫的废水处理技术与应用展开详细论述。

关键词：电厂脱硫废水处理技术应用

中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0036-03

在社会发展背景之下，不管是在人们日常生活还是生产过程中，电气设备都得到了较为广泛的使用，这就需要更多电力保证设备正常运转。但是，目前虽然电力行业在水电或者是清洁能源上获得了快速发展，然而燃煤机组的比例依然很大[1]。在燃煤过程中，往往会产生大量有害气体或者是有害杂质。因此，相关人员应该在电厂系统当中适当增加处理设备，从而实现部分有害物质的彻底化清除，然而，一般情况下，部分硫化物是很难被彻底清除的，有一部分会残留到水中，最终形成脱硫废水，对环境造成严重影响。在实际工作中，相关专家学者应强化电厂脱硫废水处理手段与技术研究，减少电厂废水对环境的影响[2]。

1 电厂脱硫废水处理的必要性分析

近几年来，在国民经济不断进步发展的前提下，电力需求增长速度日益加快，而燃煤发电为电源供应主体之一，其机组设备数量也在不断增多，造成燃煤量大增，最终导致燃煤区域性问题与全球性环境问题越来越突出。在此背景之下，已经有大量火力发电厂研发投入了相应的烟气脱硫系统，借助科学化的烟气脱硫技术对硫氧化物实际排放情况进行合理化控制处理[3]。但是，脱硫工艺通常情况下是运用湿法脱硫方法进行脱硫的，其中会带来大量废水，而且废水当中的重金属离子相对较多，若是废水直接排放出来，则会对环境造成严重污染。所以，相关人员应高度重视废水处理问题，从而使废水可以达到标准化排放要求。

采用锅炉烟气湿法方法进行脱硫的时候，其废水来源一般是吸收塔排放出来的水，为了在一定程度上维持浆液循环系统平衡，避免氯浓度超标，则必须要促进部分废水的顺利排出，其来源包括石膏脱水以及清洗系统。从废水成分上进行分析研究，可以得出，废水当中含有非常多的杂质，有大量悬浮物、重金属以及硫酸盐等[4]。烟气重金属元素大部分都会富集到亚微米级固体颗粒中，还有少量原色会存在与烟气中，其型态则是区别于大部分颗粒的，通常以气体型态存在。此外，石灰石当中也有部分重金属元素，包括Hg金属以及Cd金属等，在石灰石转化为浆液的整个过程中溶解到浆液中，之后再混入脱硫废水。通常情况下，大多数金属离子的毒性都是非常大的，且很多重金属离子都是没有相应自净能力或者是降解能力的，将会随水体借助生物链进行富集，最终危害动植物生命。

2 电厂脱硫废水的特点与影响因素分析

2.1 电厂脱硫废水的特点分析

电厂运行整个过程中，通常情况下都会产生非常多的脱硫废水，进而对环境造成大量污染，并影响多种设备的正常运用。此外，在设备与废水进行接触，并经过长时间腐蚀之后，设备安全性就会受到威胁，损害设备性能。可以将脱硫废水的特点进行如下概括：第一，水质是呈现出偏弱酸性的，当我们对脱硫废水实施测试的时候将会发现，脱硫废水实际酸碱值会固定在50.0。第二，废水当中的悬浮物相对较多，多的时候可以达到上万mg/L，而少的时候则会达到上千mg/L。第三，废水中还有部分有害物质，包括汞、镉以及铅等元素。第四，废水中盐类物质相对较多，包括硫酸盐以及亚硫酸盐等[5]。

2.2 电厂脱硫废水的影响因素

从某种程度上讲，在燃煤电厂正常运作的整个过程中，主要燃料就是煤炭，所以煤炭质量的好坏将会直接关系到脱硫废水的数量多少，进而影响到脱硫废水处理工作的开展情况。若是煤炭当中的相关硫元素相对越多，则会产生非常多的二氧化硫气体，这种情况下，对气体进行处理的时候，则脱硫废水浓度就会增加，与此同时，脱硫废水实际排放量也会相应增加。当氯元素含量相对来说比较多的时候，则所排放出来的烟气当中的氯就会变得非常多，为防止其对设备的严重腐蚀，则往往会在一定程度上提升脱硫浆液实际使用效率与数量[6]。与此同时，在处理气体污染情况或者是针对杂质进行相关处理的时候，则必须要用到石灰石，但是一般情况下，石灰石当中都是会存在一定量镍微粒以及锌微粒的，在处理期间，就会将大量微粒存留到废水当中去，在脱硫废水中呈现大量重金属元素。

3 电厂脱硫废水处理原理分析

3.1 氢氧化物沉淀原理

借助氢氧化物沉淀方法进行废水处理的时候，首先需要在废水当中加入一定量的石灰乳或者是碱性化学试剂，将pH值控制到6～7，从而为接下来的工艺应用创造良好条件。此外，通过这一环节的应用能够有效去除废水当中的氟化物以及重金属等。之后，再在废水当中加入适量的絮凝剂、石灰乳以及有机硫等，进一步对废水pH值进行调整，一般情况下需要调节到8～9之间，使其以金属氢氧化物以及硫化物形式进行沉淀，实质上这些物质都是不溶于水的，所以能够获得很好的废水處理效果，达到排放标准。从某种程度上讲，氢氧化物沉淀操作步骤相对简单便捷，其脱除效率也比较高，可以被很好地应用到脱硫废水处理工作中。

3.2 硫化物沉淀原理

实质上，并不是任何重金属都能够借助石灰浆进行沉淀，比如当废水当中存在Cd元素或者是Hg元素的时候，若是单纯性运用石灰乳进行中和，则难以形成氢氧化物沉淀。所以，在实际工作过程中，还必须要按照相关比例加入一定的沉淀剂，比较常见的沉淀剂就硫化物。具体来说，相关工作人员可以向废水当中加入相应的硫化氢以及硫化铵或等硫化物，在预处理基础上生成难溶于硫化物的沉淀物质，进而实现分离净化效果。从废水处理原理角度出发，主要是因为硫化物溶度积相对来说比较低，所以，沉淀过程往往会在络合剂基础上进行。将其与中和沉淀法进行对比，硫化物沉淀优点在于重金属硫化物在溶解度上低于氢氧化物，pH值也在7～9之间，一般情况下，处理之后的废水并不需要再次中和。缺点则在于，沉淀物颗粒相对较小，非常容易形成胶体，而且沉淀剂会有所残留，可能会形成硫化氢气体，进而对废水造成二次污染。

4 电厂脱硫的废水处理技术与应用研究

4.1 常规废水处理技术的应用

现阶段，燃煤发电是一种相对来说比较古老的模式，其实在很久之前，广大人民群众就已经开始重视脱硫废水了，而且已经对废水处理技术进行了相关研究，将其很好地运用到了实际工程工作当中去了，尤其是对脱硫废水开展了一系列研究。具体来说，比较常见的常规废水处理技术可以总结为以下两种：第一种是专业化的沉降池处理方法，主要是借助自身重力元素，把废水当中的相关颗粒物有效沉淀到水体的底部位置，然后再对相关颗粒物质实施科学化清理。所以，这种情况下废水在沉降池的实际滞留时间相对来说比较长[7]。而且运用该方法实施废水处理的过程中，在颗粒物质处理上相对细致，其处理效率也会相对较高，而且投入成本也相对较低，然而有一个不好的地方就是难以对废水当中所含有的重金属物质或者是盐类物质进行合理化处理，往往不能够达到标准化要求。所以，目前，在运用沉降池进行污水或者是废水处理的时候，一般情况下都是将其作为初始环节，对废水实施预处理。第二种，就是我们所说的化学沉淀方法，运用这种方法进行废水处理期间，主要是运用向废水当中适当加入石灰石处理剂以及凝絮剂等方式，借助上述化学物质，使其与废水中的重金属或者盐类物质相互反应，最终达到废水处理的目的[8]。总而言之，在应用这种方法实施废水处理的时候，其实是能够对所有物质都实施清理的，然而所清理的效果并不能尽如人意，处理效果往往相对较低，清理不彻底，而且就处理完后废水进行研究分析可以得出，污染物质含量降低的幅度不大。不可以将处理好的水用到自然水体当中或者是其他工艺当中去，且废水处理的成本也不低，已经很少在运用该种方法进行废水处理了。

4.2 深度处理技术的应用

针对脱硫废水进行深度处理的时候，往往会采用两种技术进行处理：第一种就是生物废水处理技术，借助该技术实施废水处理的时候，主要是运用微生物就相关物质实施有效分解，然后实现废水当中相关有害物质的自然分解，之后再将其转化为一定的絮状物，做到对废水的彻底清理[9]。在运用该种方法进行处理的时候，我们可以结合氧气使用情况进行合理划分，具有可以划分成三种方式：首先是有氧处理；其次是厌氧处理；最后是缺氧处理。针对不同物质，在实际处理过程中要选择不同的处理方式来操作，比如在针对BOD5实施处理的时候，一般会采用有氧方式处理，针对重金属盐类物质进行处理的时候，则会适当选择厌氧或者是缺氧处理方式来操作。运用以上方式开展废水处理的时候，是完全可以将重金属物质进行科学处理掉的，然而，有的时候会形成一些其他的对人身体有一定影响的物质，最终引发二次污染。第二种则是混合零价铁处理技术，采用该种处理方式进行操作的时候，可以将相关废水当中存在的盐类物质实施彻底清理，然而一般情况下，随着清理工作的逐步进行，则零价铁会慢慢跳出来，最终形成一层相对较薄的薄膜，对废水以及零价铁进行了相应阻隔，从根本上抑制对废水的科学处理。

4.3 零排放处理技术的应用

目前，电厂脱硫废水处理工作当中，零排放技术是一项相对来说比较先进的技术，运用该技术实施处理的时候，可以结合处理方式上的差异，将会划分成以下三种类型：第一种是脱硫废水以及粉煤灰混合处理技术，采用该技术实施废水处理的时候，首先需要转移污染物，之后再把废水倒入粉煤灰中，这种做法主要是抑制粉煤灰运输期间的粉尘飘散。然而，通常情况下，也会存在一定的重金属或者是盐类物质，进而对其性能造成严重影响，阻碍处理技术的有效运用。第二种是蒸发池技术，主要是借助高温，实现水分蒸发[10]。具体来说，该技术的工作原理是加快蒸发速度，之后再配合其他方式进行处理，此外，运用蒸腾作用或者是键入喷雾快速蒸发设备的处理效果会大大增强，受燃煤电厂业主喜爱。第三种是烟道蒸发处理技术。具体来说，该技术实施主要是借助气液两相流喷嘴，实现脱硫废水雾化，之后再往烟道当中进行适当喷洒，借助烟气余热实现废水的完全化蒸发，保证废水污染物可以有效转化成盐类或者说是结晶物。国内研究成果集中在蒸发特性分析与技术可行性分析上：首先，蒸发特性。我国相关专家学者已经借助模型实施了相关模拟，对烟气温度以及液滴粒径等因素对蒸发时间的实际影响进行了探究，得出液滴粒径越小，则烟气温度就会越高，蒸发时间越短。然而，仍然有部分学者忽视了其蒸发方面的特殊性，可以將其蒸发过程划分为两个阶段，即所谓的等速蒸发以及降速蒸发。具体来说，等速蒸发主要是指液滴当中包含较多不溶性颗粒，会随着蒸发的不断进展，其液滴日益收缩，最终使颗粒间距离也不断缩小，直到液滴表面形成硬壳，这种情况下，水的通路就会被限制，从而导致剩余水分难以蒸发。降速蒸发主要是指剩余水分借助扩散作用，最终达到液滴表面，影响扩散速度以及等参数。实质上，因降速蒸发将会造成实际蒸发速率的下降，甚至会使其低于等速蒸发的专业化数据。现阶段，日本学者已经将脱硫废水蒸发进行了不断细化，主要可以划分为温度上升阶段、干燥阶段、等速蒸发阶段、硬壳形成阶段以及沸腾阶段，而且已经进行试验证实了，因硬壳形成，其蒸发速率会远远慢于纯水。其次，技术可行性。从某种程度上讲，我国的大部分专业学者还是非常认同这种技术的，究其原因主要包括以下几个方面：第一是因脱硫废水造成的烟气含尘量变小，进而影响到除尘器入口位置的实际含尘量，最终使得烟气减温增湿，促进除尘效率的大大提高。第二是脱硫废水喷入烟道可以增加吸收塔入口烟气的含湿量，有效地减少由于脱硫前后烟气含湿量变化而引起水的损失，减少了烟气脱硫工艺过程水的用量。第三是对腐蚀的影响，控制烟气温度在酸露点以上，不会造成除尘器等的腐蚀。但不可否认，此技术可能存在以下缺点：脱硫废水中的大颗粒物质可能会造成喷嘴的堵塞与磨损，造成喷嘴雾化效果下降；脱硫废水不能完全蒸发造成可能烟道的腐蚀穿孔。

4.4 其他废水处理技术的应用

目前，除了以上集中废水处理技术外，还可以总结出两种处理技术，那就是人工湿地技术以及蒸汽浓缩蒸发技术。前者在实施废水处理的时候，主要是借助地上动植物以及相关微生物的降解，实现废水污染物的彻底清除，在具体利用期间，需要结合处理物质差异性，借助不同湿地实施操作，这种处理手法的效果相对来说还是比较好的，但是不足之处在于废水处理的时候若是氯元素含量相对较高的话，则会对微生物产生影响，甚至会杀死部分微生物，进而降低处理效果；后者在进行废水处理的时候，会分为三步进行操作：第一步是对废水实施预处理，清除Ga离子以及Mg离子等，防止设备的损坏。第二步是实施高温蒸发，确保废水当中的水分可以顺利被蒸发出来，形成浓缩水。第三步是把浓缩水置入结晶器，实现污染物的结晶，保证水分全部析出，达到处理目的。但是这种技术的缺点在于需要投入的成本非常大，难以在企业当中得到广泛应用。

5 结语

总而言之，脱硫废水处理是必须且必要的，国内现行的典型废水处理方法均是基于脱硫除尘废水的排放特征衍生而来，处理方法经过实践验证并得到了广泛利用，使脱硫之后排出的废水得到了充分处理，以达到合格的排放标准，从而很好地保护了我们的生存环境。

参考文献

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[4] 刘海洋，江澄宇，谷小兵，等.燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理技术进展[J].环境工程，2016（4）：33-36，41.

[5] 邵国华，方棣.电厂脱硫废水正渗透膜浓缩零排放技术的应用[J].工业水处理，2016（8）：109-112.

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[8] 辜涛，陈春华，韩宝军.某电厂利用烟道气处理脱硫废水的技术应用[J].科技传播，2014（8）：212，213.

[9] 于帅.燃煤电厂脱硫废水处理现状及零排放技术简析[J].山东化工，2016（23）：164-165.