高扬
中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 河北省石家庄市050000
摘要：燃煤电厂的废水来源很多，水质和水量差异较大，废水组成非常复杂，如果不加以有效处理和排放到外部，会带来严重的环境污染问题。除了常规的工业废水外，燃煤电厂废水处理的难点在于脱硫废水，脱硫废水中的盐分、重金属离子及其他有害物质的含量大大超过了标准限值，极易污染地下水资源和周边环境，进而对人类健康产生了影响。燃煤电厂脱硫废水的有效处理已成为亟待解决的问题，需要采取深度处理措施以实现脱硫废水的不外排。本文研究和讨论了燃煤电厂脱硫废水的现状和深度处理工艺。
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；深度处理
1脱硫废水处理中面临的问题
目前电厂用水的工艺设计思路为集中处理、梯级利用，脱硫系统由于补水量大，对工艺补水水质要求较为宽泛，往往处在全厂废水梯级利用的下游环节。电厂的循环水排污水、锅炉补给水处理系统的反渗透浓水、酸碱再生废水等会作为脱硫工艺补充水使用。从水质上看，由于补水水质较差，电厂脱硫废水是厂内最恶劣的系统排水。如何处理脱硫废水，使其对环境没有影响，甚至能够回收到电厂水汽系统循环中再利用，具有重要的意义。
2常规脱硫废水处理工艺
常规脱硫废水采用三联箱处理工艺，在三联箱中通过加入石灰乳、凝聚剂、有机硫，完成pH调整、饱和硫酸钙结晶析出、混凝反应等，同时从澄清器底部回流部分泥渣至pH调整槽，加快反应沉淀速度。在三联箱出水中加入助凝剂，通过管道混合，使絮凝物变得更大、更容易沉淀，使其能在澄清器中沉淀分离出来，污水在此进行泥水分离，从而达到水体净化的目的。浓缩澄清池出口处设有悬浮物、CODCr在线监测仪，达到排放标准的污水排入电厂灰渣系统排放；排水不合格时，关闭排向灰渣系统的阀门，打开通向集水池的阀门，使出水回流至集水池重新进行处理，产生的泥浆周期性的进入污泥脱水机脱水后泥饼外运处理。
3 脱硫废水处理后回用方式
目前大多数电厂处理后的脱硫废水处理通常有如下几个去处：灰场喷洒、煤场喷洒、灰渣调湿和直接排放。
灰场喷洒：利用燃煤飞灰的吸湿性吸着脱硫废水中盐类和有害物质，通常将脱硫废水远距离管道输送喷洒于灰场，不但管道敷设投资和运行电耗高，且由于绝大多数电厂干灰利用良好，缺乏实施条件。
煤场喷洒：脱硫废水的污染物及盐分主要来自煤，回用煤场喷淋，会导致盐分重新聚集。废水中的盐分因水分蒸发而结晶或高温分解成金属氧化物而随灰带出锅炉，经除尘器出灰排出，有可能导致锅炉燃烧器出现腐蚀。同时脱硫废水连续排放，而煤场喷淋为间歇运行，无法全部回用。
灰渣调湿：利用燃煤灰渣吸湿和废水与飞灰中的CaO等物质反应，吸着脱硫废水中盐类和有害物质。但调湿后的干灰只适用于制砖、铺路，售灰价格低，用量小，限制了干灰利用和利用经济利益。同时灰渣调湿为间歇运行，无法全部回用。
直接排放：经过三联箱处理后虽然将有害元素降至《污水综合排放标准》（GB8978）的一级标准限值以下，但是水中还是存在很多有害物质，由于是连续排放，排入自然水系后还会影响环境。
处理后的脱硫废水中仍含有较高的有害物质，即便是通过喷洒消耗，虽然从表象上看没有外排，但是随着时间的推移，水中有害物质还会进入自然水体中，对环境造成影响。
4脱硫废水深度处理工艺
4.1脱硫废水膜浓缩处理工艺
膜法处理对预处理效果要求较高，以防止对后续膜工艺产生污堵和结垢，目前脱硫废水较为常用的预处理方式为双碱法软化处理。通过投加氢氧化钠和碳酸钠，降低水体中的暂硬和永久硬度，同时通过携带作用顺带能去除部分的二氧化硅及COD。
SWRO海水膜浓缩工艺。反渗透膜可以将高含盐量复杂废水再脱盐、浓缩、回用。然而脱硫废水含盐量极高，可达10000~30000mg/L，与海水含盐量相当，采用海水反渗透技术进行脱盐其回收率可以做到40~45%。
DTRO碟管式反渗工艺。通过采用碟片式流道正/反向流通，液体中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液。这种特殊的水力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效地避免了膜堵塞和浓度极化现象，成功地延长了膜片的使用寿命；清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于恶劣的进水条件。
ED电渗析工艺。电渗析使用离子交换半渗透膜，在电渗析过程中，半渗透膜对不同电性的离子起到选择性透过作用，可实现盐分的浓缩并无需再生。目前新型的选择性ED膜浓缩单元可选择性的浓缩氯离子和钠离子等一价盐，将二价的硫酸根离子等截留在淡水侧，浓缩液进入结晶干燥单元制备工业级氯化钠盐，淡水侧产水由于去除了大部分的氯离子，可以作为脱硫系统的补水回到脱硫塔。
4.2脱硫废水热法处理工艺
MVR蒸发结晶技术。MVR综合了降膜蒸发、强制循环结晶及COD降解等多种技术的一种高效、节能、没有二次污染的蒸发结晶技术，作为一种工艺单元在化工、制药、食品等领域应用广泛。蒸发器其工作过程是将低温位的蒸汽经压缩机压缩，温度、压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，以充分利用蒸汽的潜热。水体中的盐分通过蒸发结晶过程获得结晶盐，从而从水体中分离出来。
MED多效蒸发技术。MED是由多个蒸发器组合后的蒸发操作过程，多效蒸发时要求后效的操作压强和溶液的沸点均较前效低，引入前效的二次蒸汽作为后效的加热介质，即后效的加热室成为前效二次蒸汽的冷凝器，仅第一效需要消耗生蒸汽。一般多效蒸发的末效或后几效总是在真空下操作，由于各效（除末效外）二次蒸汽都作为下一效的加热蒸汽，故提高了生蒸汽的利用率。多效蒸发中，随着效数的增加，单位蒸汽的耗量减小，使操作费用降低；另一方面，效数越多，装置的投资费用也越大。此外，效数的确定还和料液的沸点、首效加热蒸汽温度、末效真空度以及设备材质的选择都有密切的关系。
多效闪蒸自结晶技术。闪蒸浓缩与蒸发浓缩不同，其原理是利用物质的沸点随压力的降低而降低的特性，使其沸点降低，流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。有压的液体进入比较低压的容器中后，由于压力的突然降低，使这些液体迅速变成一部分的容器压力下的饱和蒸汽和浓缩液。多效闪蒸不需要对脱硫废水进行预处理，以脱硫废水中的石膏固体颗粒物作为结晶晶种，实现了脱硫废水中离子自结晶。蒸发出的洁净水可直接回用于工艺系统。
燃煤电厂的脱硫废水成分复杂、重金属含量高、处理难度大，电厂应根据自身水源水质和机组运行特点，综合考虑脱硫废水的深度处理工艺，避免脱硫废水间接对外排放。
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