燃煤电厂脱硫废水处理工艺探讨

2020-11-11胡景丽航天环境工程有限公司

节能与环保 2020年3期

文_胡景丽航天环境工程有限公司

1 燃煤电厂脱硫废水主要处理难点

1.1 废水成分复杂

燃煤电厂运行过程中，所产生、排放的废水将会经过煤的充分燃烧，并对所产生烟气进行大量吸收，同时也将受到各类发电设备的运转影响，因此脱硫废水在不同时间节点中的成分结构存在一定差异性，处于动态变化状态。因此，如采用传统的各项物理法、化学法，将会进一步造成脱硫废水的水质不稳性，且多数废水经过处理后仍会含有大量的重金属离子等污染物质，与国家相关废水排放标准不符。

1.2 脱硫废水含盐量过高

燃煤电厂在运行过程中所产生脱硫废水将含有较高浓度的钙离子、钠离子等多种无机盐离子，以及各类结晶盐产物，含盐量较高。这类脱硫废水处理难度系数较高（所含盐物质很难被回收净化），进而对废水所排放环境造成严重的污染。此外脱硫废水的含盐量也将处于动态变化状态，受到电厂实时发电情况影响出现上下波动。

1.3 脱硫废水悬浮物含量过高

在当前我国多数燃煤电厂运行过程中，膜过滤技术是一项应用较为常见的废水处理技术。与其他处理技术相比，膜过滤技术处理效果好，但是需要定期对滤膜进行更换、冲洗。在脱硫废水处理过程中，由于废水中分布大量的悬浮物，因此在应用膜过滤技术时，有较高可能造成膜结垢问题。

1.4 设备工况要求过高

燃煤电厂所产生、处理的多数脱硫废水成分结构较为复杂，废水中含有大量酸性物质，会对废水所接触各类设备、设施持续造成腐蚀。此外在废水脱硫环节中，废水中也会分布大量钙离子等物质，如若废水温度出现大幅提升，将导致所处理脱硫废水出现结垢，进而对设备造成损坏、堵塞影响。

2 脱硫废水处理工艺应用实例

2.1 工艺应用优势

在该燃煤电厂传统脱硫废水工艺应用过程中，面临着废水处理工艺应用限制条件多、废水处理方向较为片面、废水水质实时变化等诸多处理难点。针对于此，该电厂选择组合应用多项脱硫废水处理工艺，以构建起综合处理工艺体系。废水综合处理工艺具有自动化、废水处理经济成本低、水质波动适应性强、工序简略等诸多应用优势。

该燃煤电厂脱硫废水检测数据报告如图1所示，实现了对废水中所含COD、F-、重金属和无机盐等物质的有效去除。

表1 该燃煤电厂脱硫废水处理结果数据表

2.2 具体工艺流程

该燃煤电厂的具体脱硫废水处理工艺流程为：将待处理脱硫废水流入沉砂池，再流入曝气调节池，同时将一定体积压缩空气注入调节池中；将废水流入斜板反应沉淀池（将所产生污泥进行收集、压滤处理，随后将其外运），在向池内添加适量石灰；废水流入缓冲水池、斜板反应沉淀池（所产生污泥运至收集池、经过压滤处理后将所形成泥饼外运）、清水池；将经过处理的脱硫废水经由活性炭、袋式、超滤膜等过滤器装置进行过滤，随后将其流入超滤水池进行反渗透处理，在将所排出淡水进行回收利用；在废水反渗透处理环节，可选择将部分废水进行高压反渗透处理（以及正渗透处理），再将其经由浓水池与烟道进行处理、蒸发，最终通过除尘器装置生成一定数量的粉煤灰，对其进行回收利用。

2.3 所应用的脱硫废水处理工艺

2.3.1 沉砂

将所处理脱硫废水流入沉砂池内，逐渐将废水中所分布各类悬浮物与泥沙进行沉淀、去除，废水在静置一定时间后再流入曝气调节池内，废水浑浊度将有所改善。

2.3.2 曝气

脱硫废水在流入曝气调节池后，废水中所分布有机物质将与池内的活性污泥、溶解氧等进行混合接触，持续将脱硫废水中所分布各类有机物质进行氧化去除。

2.3.3 斜板沉淀

将脱硫废水流入斜板反应沉淀池内，随后向池内添加石灰石，与废水中所分布的镁离子与氟离子进行反应，进而生成氢氧化镁等物质，基于斜板设施将所沉淀物质进行去除，再将泥浆进行压滤。

2.3.4 膜处理

脱硫废水在完成除钙处理后，经由稀硫酸对其酸碱值加以调节，多介质、袋式等过滤装置对废水进行重复过滤，随后脱硫废水流入膜处理系统中。基于所处理脱硫废水的实时无机盐浓度，灵活采取反渗透、海水淡化反渗透等多种处理技术对脱硫废水进行处理。

2.3.5 烟道蒸发及除尘

当脱硫废水经过正渗透（或MVR）处理后，会将含盐量较高的废水进行雾化处理，随后喷入烟气，基于烟气自身热量使其进行蒸发，将废水中所含各类污染物质转变为洁净形态，最终被所配置电除尘器装置进行收集、再生利用。

3 燃煤电厂常见应用的脱硫废水处理工艺

3.1 混凝沉淀工艺

3.1.1 工艺优劣势

混凝沉淀工艺作为一项较为成熟的处理工艺，具有运行稳定、操作简便、经济适用性强、处理范围广、废水处理效果强等诸多应用优势。但是混凝沉淀工艺并不适用于处理钙离子、硫酸根离子等各类溶解性污染物含量过高的脱硫废水，具有一定的局限性。

3.1.2 工艺流程

混凝沉淀工艺主要由中和、沉淀、絮凝及澄清四项流程构成。其中，在中和处理环节，向混凝沉淀池内加入适量石灰乳等碱性化学试剂，从而对脱硫废水的酸碱值进行调节。而在沉淀环节，当脱硫废水中分布各类重金属离子时，将向池内加以适量有机硫化物质，使其与废水中所分布汞离子等发生反应，持续生成难溶物质加以沉淀。在絮凝处理环节，向混凝沉淀池内添加适量絮凝剂，从而使得脱硫废水中所分布各类悬浮物颗粒以及絮凝剂的胶体颗粒进行凝聚。在澄清处理环节，将经过絮凝处理后的脱硫废水流入澄清池内进行澄清处理。池内上部水体的浑浊度与各类污染物质的浓度较低，因此可将水体酸碱值进行适当调节后直接将废水加以排放。而针对底部所堆积的污泥，将其进行压滤处理后进行二次利用。

3.2 废水回收工艺

3.2.1 煤场喷洒工艺

将所处理废水向指定煤堆区域进行喷洒处理。由于多数燃煤电厂所储存、使用煤的含水率增量相对较小，因此向煤堆喷洒少量废水并不会对煤的燃烧性能造成明显影响。但对这一工艺的应用，将会对燃煤电厂所配置锅炉等设备持续造成腐蚀影响。因此在应用煤场喷洒工艺时，需定期对燃煤电厂所配置相应设备开展维护保养工作。

3.2.2 废水除渣工艺

将所需处理的脱硫废水适量引入燃煤电厂所构建的除渣系统当中（将其作为补给水）。而高温炉渣中含有较多碱性氧化物质，将会与所引入的脱硫废水产生中和反应，持续将废水中所分布各类重金属离子加以沉淀。

3.2.3 工艺优劣势

与其他废水处理工艺相比而言，废水回收工艺的节能系数较高，在一定程度上实现了脱硫废水的近零排放。但是这一工艺具有诸多应用限制条件，实际应用范围较为狭窄，且废水实际处理量有所不足，可将其与其他处理工艺进行组合应用。

3.3 微/超滤与反渗透组合工艺

首先将脱硫废水引入三联箱内进行处理，在废水流出澄清池设施后引入超滤/微滤（视实际处理情况与废水成分而定），将剩余金属化合物以及悬浮物质进行截留。这一组合工艺具有废水脱盐率高、自动化程度高、适用性强等诸多应用优势。但是在脱硫废水处理过程中，时常出现滤膜堵塞等问题，需要消耗一定的额外时间成本用于开展滤膜更换以及冲洗作业。以我国内蒙古地区一家燃煤电厂为例，所配置反渗透装置的回收率稳定保持在95%以上，所处理脱硫废水的实际脱盐率则稳定保持在90%以上。而目前来看，随着反渗透技术的不断优化完善，在未来一定时间阶段内，脱硫废水反渗透处理经济成本将会呈下降趋势，且随着配套生产工艺的持续发展（膜制品生产质量的提高），微/超滤与反渗透组合工艺的普及率将会持续提升。