解读燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理技术进展①

孙继华

(国家能源集团克拉玛依发电有限公司 新疆克拉玛依 834000)

含硫烟气是燃煤电厂生产经营中最重要的减排工作对象之一，目前，国内外技术最成熟的烟气脱硫技术就是石灰石—石膏湿法脱硫技术。石灰石—石膏湿法脱硫技术具有较高的脱硫效率，脱硫质量稳定，能够有效保证脱硫后的烟气排放质量，避免对大气环境的污染。但石灰石—石膏湿法脱硫技术的使用会产生一定量的含硫废水，直接排放会严重污染水资源，必须进行深度处理达标后排放。

1 燃煤电厂湿法烟气脱硫废水概述

燃煤电厂采用的烟气脱硫技术主要是石灰石—石膏湿法脱硫技术，利用的是烟气中的二氧化硫与石灰石碳酸钙生成亚硫酸钙的反应，浆液状态的碳酸钙能够有效吸收烟气中携带的二氧化硫，从而有效净化烟气；而吸收塔中的亚硫酸钙溶液则在空气的作用下被氧化成为硫酸钙，即石膏，经过脱水后的脱硫石膏可回收应用在水泥生产、土壤调节、建筑等领域。湿法脱硫废水所指的就是石膏脱水过程产生的废水，这部分废水pH值在4～6范围内，偏酸性，含盐量高，且含有的是大量的钙、镁离子，因此，废水的硬度很高，容易结垢堵塞管道和其他结构。除此外，湿法脱硫废水中还含有一定量的Cl－、SO42－、SO32

－、F－等阴离子，砷、汞、铅、镍等重金属离子，这些离子的存在使得湿法脱硫废水远未达到排放标准，必须进行深度处理后达标排放。目前，燃煤电厂大多采用物理化学方法来处理湿法脱硫废水，即通过氧化、中和等方法脱除废水中的阴阳离子，通过沉淀、絮凝等方法脱除废水中的悬浮物、胶状物，但这样的方式并不能很好的脱除废水中的盐分，使得燃煤电厂排放的废水属于高盐状态，直接排放会成为水体盐度提高、流域土地盐碱化的源头。

2 燃煤电厂湿法脱硫废水的零排放处理技术

2.1 蒸发法

蒸发法是湿法脱硫废水零排放处理技术中最常见的一种，且是效果十分显著的一种。蒸发法处理湿法脱硫废水的原理是通过高温加热，使废水沸腾蒸发形成水蒸气，水蒸气凝结冷却后回收成为水资源，可以进行循环利用；而废水中的污染物则会因高温、失水而逐渐从液体转化为晶体状态，便于后续的回收和处理。与其他零排放处理技术相比，蒸发法的可操作性强、实用性强、操作简单、能源消耗程度低，是十分有效的处理技术，能够有效实现湿法脱硫废水的零排放。

2.1.1 强制循环蒸发

在具体实践过程中，湿法脱硫废水并非一次蒸发就能够实现零排放，从原液浓缩到减量到结晶的过程需要较长的时间，若采用一次蒸发会减缓蒸发的效率，还会影响蒸发的效果，因此，强制循环的多次蒸发是生产实际中更加常用的技术。强制循环蒸发技术使用过程中，通常将几个蒸发器串联在一起，使湿法脱硫废水在不同的蒸发器中实现浓缩、减量、结晶，最终实现零排放处理。为了更好的实现强制循环蒸发，需要先将湿法脱硫废水进行软化处理，避免废水中的钙镁离子导致蒸发器结构损伤。

2.1.2 降膜机械蒸发

与上一点中湿法脱硫废水一起进入蒸发器进行蒸发不同，降膜机械蒸发是一种利用喷淋设备使废水以水膜的形式分布在加热管表面，提高蒸发效率的一种技术。这种蒸发技术从理论上来讲，所消耗的蒸发热值要远低于强制循环蒸发，蒸发效率也应当高于强制循环蒸发，但前提是喷淋设备的喷淋密度、喷淋量必须与废水在加热管表面的蒸发速度配合一致，不使废水在加热管表面堆积，也不使加热管空载，从而达到最佳的蒸发效果，这一点还需要进一步的研究和实践。其次，湿法脱硫废水与加热管直接接触，对加热管的材质有了更高的要求，提高了设备整体的费用成本，能否压倒强制循环蒸发设备还需要看具体情况和具体计算。

2.2 烟道处理法

烟道处理方法是一种将废水气化后排出的技术，这种技术能够使废水中的污染物以最小的颗粒直径进入大气，最大程度上接近零排放效果。因为烟道处理方法中没有使用化学药剂，而是用设备对废水进气化，所以废水中含有的污染物并没有被有效脱除和回收，只是以最小颗粒的形式进入大气，因此，只能说是接近零排放处理要求，而不是真正的零排放处理，还是存在对大气、水体形成污染的可能性。也正是因为这一点，烟道处理方法在污水处理领域中应用的不多，并不常见。

2.3 软化+烟道法

软化+烟道法与烟道处理法的区别就在于软化技术，这也是这种零排放处理技术的核心。软化技术有两种使用方式，一种是熟石灰+混凝澄清的方式，能够有效去除废水中的重金属离子、悬浮物、胶状物，软化水质；另一种是石灰+碳酸钠+澄清或碳酸钠+强碱+澄清的方式，能够有效去除废水中的钙镁离子、硫酸根离子等导致水质过硬的因子，达到软化水质的效果。当经过软化的湿法脱硫废水进入烟道进行气化时，能够有效降低进入大气的污染物数量和密度，更加贴近零排放的处理效果。

2.4 膜分离技术

在湿法脱硫废水中，不乏可以回收再利用的物质，包括水资源、盐分、重金属离子等，都能够在工业生产的其他环节中找到新的应用方向。而膜分离技术是现代工业中回收物质的常见技术之一，能够将污染物从水体中有效分离出来，在实现出水净化的同时，帮助技术人员进行物质回收工作。常见的膜分离技术包括微滤、超滤、反渗透等数种，主要针对的是不同直径的分离对象，比如微滤膜主要截留直径在0.1～10μm之间的物质，超滤膜主要截留直径2nm～0.1μm之间的胶体、大分子等物质，若应用膜孔径更小的纳滤膜，则可截留直径在1～3nm之间的分子，实现盐分的截留和去除，有效降低湿法脱硫废水中的含盐量，为零排放处理奠定基础。

3 零排放处理技术的发展进展概述

目前，我国在燃煤电厂烟气湿法脱硫废水的零排放处理方面还有很大的进步空间，技术和设备上的研究还不够成熟，相关技术领域研究人员需要加大研发力度，尽可能拉近我们与发达国家在这个领域的距离，尽量提高我国的湿法脱硫废水的零排放处理效果，保护我国的自然环境资源。目前，相较于蒸发法、膜分离技术，烟道法是湿法脱硫废水零排放处理领域中的热门研究方向，研究人员已经提出在烟道中配合电除尘类设备，对气化后从水体中暴露出的污染物颗粒进行捕捉，能够更加有效地提高对湿法脱硫废水的零排放处理效果，还能够实现对可回收物质的回收再利用，更能够避免对烟道的腐蚀和损伤。由此可见，电除尘烟道处理法会是零排放处理技术的重要发展方向。

4 结语

随着我国经济的发展和科技水平的提高，社会生产生活中对各种资源的需求必然日益增多，所产生的废水、固废量也在持续增加。燃煤电厂是城市供电的重要来源之一，随着城市对电能的需求量增加，燃煤电厂的发电量增加，烟气脱硫的需求量也随之增加，产生的湿法脱硫废水量也在不断增加。为了实现对湿法脱硫废水的零排放处理，提高对环境资源的保护，本文分析了各种零排放技术，希望可以为提高燃煤电厂废水处理水平提供一些帮助，为我国环境保护工作贡献微薄之力。