牛二欢
国电电力酒泉发电有限公司
摘要：我国是多煤少油国家，煤炭在我国石化能源结构中占比76%，随着我国经济快速发展，我国煤炭生产消费加快，煤炭生产总量超过世界一半以上，煤炭消耗迅速增加为我国经济发展带来能源动力，同时带来严重环保问题。我国工业SO2排放90%来自燃煤，国家采取指标限制等环保政策，但每天排放量很大。近几年，东部地区雾霾天气严重，对农作物和人体健康等方面造成巨大损害。成为制约我国和社会可持续发展的重要因素。随着人们生活水平提高，对SO2排放治理非常迫切。绿色发电成为发电厂未来发电的战略方向，大部分火电厂烟气脱硫采用炉外大湿法，去除烟气中的二氧化硫，脱硫中产生废水，由于悬浮物和溶解固形物超标，脱硫废水处理是火电厂工业废水处理的难题，如何选择合理处理工艺优化技术措施，使处理废水达到重复利用目的，是发电企业面临的重要问题。
关键词：火力发电厂；脱硫废水处理；方式
1 国内外相关研究
火电厂烟气脱硫是世界上唯一大规模商化应用的脱硫方式，国外脱硫技术研究始于19世纪50年代，成功控制二氧化硫污染问题，发达国家形成烟气脱硫等环保相关产业。我国自60年代开始进行烟气脱硫研究，80年代开始列为重点课题。21世纪以来，随着人们生活水平提高，国人对绿色生活诉求强烈，国家对SO2排放要求日益严格。燃煤火电厂需上脱硫装置，否则罚款停产处理。
1.1 国外火电厂烟气脱硫废水处理状况
国家出台系列政策对电厂采取脱硫上网电价补贴措施，我国脱硫装备制造水平走在国际前列，部分发电厂脱硫装置排放浓度降至10mg/Nm3以下。90年代末至新世纪初欧美地区开始重视燃煤电厂脱硫废水污染问题，很多国际公司加强脱硫废水处理研发，欧美国家使用研发的技术包括自然沉淀法，生物处理法等，针对不同水量特征可以选择不同处理技术。自然沉淀法是采用人工水塘，沉淀脱硫废水中的悬浮性固体，采用两个水池轮流运作方式。自然沉淀法成本低，有的电厂脱硫废水流入水塘前添加絮凝剂增加固体沉淀。理化沉淀法是添加化学药剂，经过饱和絮凝等方式去除固体重金属离子，优点是可除掉大部分重金属，可作为后续处理预处理，缺点是无法满足最新排放标准。
铁法是采用零价铁还原特性，对溶解性重金属离子还原沉淀方法，实现对硒酸根还原反应工程性使用，需要加入大量酸和碱调整p H值，为达到较快反应速度减少反应器尺寸，采用蒸汽加热脱硫废水，经沉淀产生大量污泥增加运行成本。技术优点是对重金属污染物高效去除，可达到美国排放标准。出水通常低于10ppt痕量。不需对高效物化法处理。含硝酸浓度高的废水反应速度较慢，某些水质下取得较好效果，对大范围适用有待实验。
1.2 国内火电厂烟气废水处理现状
水资源问题是制约我国工业发展的瓶颈，随着《新环保法》，《水污染行动计划》等系列法规政策出台实施，实现节水成为必然选择。寻求工艺稳定性强的水处理工艺，成为产业发展的内在需求。脱硫废水零排放尚无统一标准，系统运行稳定性不高，生活污泥处置难度大等问题，成为产业化推广应用的障碍。
典型燃煤发电厂湿法脱硫废水含有大量盐分，重金属离子，含有难处理的COD等，水质呈弱酸性，废水处理难度较大。脱硫废水常规预处理工艺中添加大量熟石灰，导致水硬度离子含量高，水中含量较高的钙镁离子导致处理设备结垢污堵，脱硫废水水质成分复杂，污染物严重超标。水中硫化物含量高，不及时处理会对自然环境破坏。脱硫废水受脱硫工艺等多种因素影响，水质变化大。脱硫废水水质控制行业标准《火电厂湿法脱硫废水水质控制在指标》对废水中汞镉铅等指标限制，贡的最高排放限值为0.05mg/L，目前较老的火电厂废水排放按《污水综合排放标准》控制，标准规定控制项目不完全适用脱硫废水。
2 火电厂脱硫废水处理技术改进
2.1 火电厂脱硫废水水质特征
石灰石湿法烟气脱硫技术具有设备布置紧凑，脱硫效率高等优点，成为我国电厂脱硫主流处理工艺，湿法烟气脱硫工艺中烟气中F-和Cl-溶解，使浆液离子浓度升高，F-与浆液铝联合屏蔽石灰石溶解，浆液中Cl-浓度升高影响脱硫效率。为维持系统稳定运行，保证脱硫效率，需控制Cl-浓度，要求低于20g/L,3台135MW锅炉废水产量为8-10m3/h。
脱硫废水水质受脱硫系统运行控制参数等影响较大，多数电厂废水中悬浮物、硫酸盐等超排放标准值，废水中污染物超标现象普遍，频率较高的有硫化物、镉等。超标数量最多的是汞。脱硫废水中CODcr检测超标由于亚硫酸盐等还原性物质造成，废水中氯离子是关键因素。废水中CL-含量占10 000-20 000mg/L，主要阳离子为Ca2+,占脱硫废水中阳离子总量的30%,主要阴离子为Cl-,占阴离子总量的40%。
2.2 传统脱硫废水处理技术
当前火电厂脱硫废水处理应用广泛的是化学混凝沉淀法，三联箱法处理工艺流程是将脱硫废水引入三联箱，在中和箱投加石灰乳等，形成固体沉降物在硫酸氯化铁下在沉降箱完成固液沉降分离，未处理完的重金属清液自流入絮凝箱，在PAC作用下将微小SS等污染物形成絮凝物，进行固液分离后在氧化箱投加氯酸钠处理，清水达标排放送往指定位置综合回用。预澄清池分离污泥通过输送泵送往石膏皮带脱水机，污泥定期排往污泥收集池，通过输送泵送往压滤机脱水后无害化处理。少量收集池上清液返回三联箱进水口处理。传统工艺中投加水处理剂7种以上，包括碳酸钠、PAM、次氯酸钠等。大部分处理剂需配制成水剂，部分处理剂有毒性，需配备药剂，部分药剂配置困难。三联箱处理工艺需同步增加配置独立加药系统，设备较多，运行成本高，处理效果差。核心设备占地面积约30㎡。具有工艺复杂，设备布置复杂等特点，难以达到预期效果。
2.3 新型脱硫废水处理技术
传统三联箱处理技术系统复杂，人员劳动强度大等问题，很多火电厂脱硫废水处理系统进行改造，引进高效复合絮凝剂处理工艺，向废水中投加复合絮凝剂，高效完成重金属吸附过程，去除悬浮物SS,COD，硫化物等污染物后，清水经水口溢流入清水箱，达标排放综合回用。投加高效复合药剂固体粉末状，处理剂无毒性，通过给料机投进废水。
火电厂废水零排放是脱硫废水处理最终目标，处理后形成内部循环利用，技术关键是废水处理回收。火电厂废水零排放技术包括蒸发结晶法和烟道蒸发法。蒸发结晶法是废水处理中采用蒸发结晶对废水浓缩处理，废水进入蒸发结晶系统，可以形成冷凝水。技术采用工艺有机械蒸气再压缩，多级闪蒸工艺等。结晶工艺有工晶冷冻与闪蒸罐结晶，结晶盐处理后达标进行二次利用。蒸发结晶优势是操作简单，缺点是实际操作中易产生管路结垢。
3 结语
随着国家环保政策的出台，如何处理脱硫废水成为发电企业首要解决的问题。国内电站脱硫废水处理系统通常加入石灰，有机硫等药品，采用三联箱工艺，澄清池排泥经脱水机制成泥饼外运。三联箱，污泥脱水机等设备易发生泥渣堵塞，造成大量废水外排。采用高效复合絮凝剂处理脱硫废水符合国家环保政策要求，节约投资初期成本，可推广应用。我国脱硫废水零排放技术应用中存在很多问题，主要是需要较高运行费用，存在技术不成熟问题。火电厂要实现废水零排放，要结合实际比较相关方法，对产生结晶盐进行妥善处理。
参考文献
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