精彩導讀

　　在全國已投運的煙氣脫硫機組中，石灰石-石膏濕法脫硫是主要的脫硫方法，占 92%，而脫硫廢水處理是石灰石-石膏濕法脫硫處理的重點之一。

　　“十二五”期間，電力行業加大了燃煤電廠脫硫廢水治理和節能減排管理力度，國務院印發《水污染防治行動計劃》、國家三部委出臺《煤電節能減排與升級改造行動計劃(2014—2020)年》，充分彰顯了國家全面實施廢水治理的決心和信心。如今水資源短缺日益突出，水資源已成為中國電力工業發展的重要問題，因此積極推進火電廠脫硫廢水“零排放”工作刻不容緩。

　　1 現有常規石灰石-石膏脫硫廢水處理工藝

        脫硫裝置漿液內的水在不斷循環的過程中，會富集重金屬元素和Cl-等，一方面加速脫硫設備的腐蝕，另一方面影響石膏的品質，因此，現有脫硫裝置排放的廢水，進入 FGD 廢水處理系統，經中和、反應、絮凝、沉淀等處理過程，上層清水達標后回用或送至指定排放口排放，濃縮池底部污泥經過板框壓濾機脫水，形成泥餅外運。

　　(1) 廢水中和

　　三聯箱由 3 個隔槽組成，每個隔槽充滿后自流進入下個隔槽。在脫硫廢水進入第 1 隔槽(中和箱)的同時加入一定量 5% 左右的石灰乳漿液，通過不斷攪拌，其 pH 值可從 5． 5 左右升至 9． 0以上。

　　(2) 重金屬沉淀

　　Ca(OH) 2 的加入不但升高了廢水的 pH 值，而且使 Fe3+ 、Zn2+ 、Cu2+ 、Ni2+ 、Cr3+ 等重金屬離子生成氫氧化物沉淀。當 pH 值達到 9． 0 ～ 9． 5 時，大多數重金屬離子均形成了難溶氫氧化物。同時，石灰漿液中的 Ca2+ 還能與廢水中的部分 F-反應，生成難溶的 CaF2 ;與 As3+ 絡合生成 Ca3(AsO3 )2 等難溶物質。此時 Pb2+ 、Hg2+ 仍以離子形態留在廢水中，所以在第 2 隔槽(沉降箱)中加入有機硫化物(TMT －15)，使其與 Pb 2 + 、Hg 2 + 反應形成難溶的硫化物沉積下來。

　　(3) 絮凝

　　經前 2 步化學沉淀反應后，廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質，所以在第 3 隔槽(絮凝箱)中加入一定比例的絮凝劑 FeClSO 4 ，使它們凝聚成大顆粒而沉積下來。在廢水反應池的出口加入助凝劑(PAM)，來降低顆粒的表面張力，強化顆粒的長大過程，進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀，使細小的絮凝物慢慢變成更大、更易沉積的絮狀物，同時脫硫廢水中的懸浮物也沉降下來。

　　(4) 濃縮/澄清

　　絮凝后的廢水從反應池溢流進入裝有攪拌器的澄清/濃縮池中，絮凝物沉積在底部并通過重力濃縮成污泥，上部則為凈水。大部分污泥經污泥泵進入板框壓濾機進行污泥脫水，小部分污泥作為接

　　觸污泥返回中和箱中，提供沉淀所需的晶核。上部凈水通過澄清/濃縮池周邊的溢流口自流到出水箱，出水箱設置了監測凈水 pH 值和懸浮物的在線監測儀表，如果 pH 和懸浮物達到排水設計標準則通過凈水泵外排，否則將其送回三聯箱繼續處理，直到合格為止。

　　2 現有脫硫廢水處理特點

　　現在大部分燃煤電廠都采用常規脫硫廢水處理工藝，該技術可去除懸浮物和大部分重金屬、氟化物。出水水質可達到《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T997 － 2006)標

　　準。但系統出水仍具有含鹽量高、氯離子及氟離子含量高，以及含有痕量的重金屬的特點。但是常規的處理工藝不能脫鹽，廢水中還可能含有硒、硝酸鹽及有機物等成分不能通過常規處理工藝去除，高含鹽的廢水排到自然水體也會對水體造成一定污染，廢水處理后回用途徑有限，用于水力除灰渣系統、灰場噴淋等，并不能達到脫硫廢水“零排放”要求。

　　3 脫硫廢水零排放技術

　　廢水“零排放”是指脫硫廢水經過重復使用后，將這部分含鹽量和污染物高濃縮成廢水全部回收再利用，無任何廢液排出工廠。國內真正實現“零排放”的電廠較少，主要原因是國內起步晚，技術難度大、投資費用較高。廢水“零排放”技術是在脫硫廢水進行常規處理工藝的基礎上提出改進策略，其中煙道噴霧法是目前國內主要使用的脫硫廢水零排放技術之一。

　　煙道噴霧法是利用泵送至除塵器前煙道，經壓縮空氣將脫硫廢水在除塵器前煙道內霧化，廢水中不溶物與鹽類與飛灰一起被除塵器捕集而達到不排廢水的目的，該方法投資較少，運行成本較低，但是需要對鍋爐、汽機、脫硫設備、除塵設備、煤質等進行系統性的研究及核算，根據運行參數、煙氣量、煙氣溫度等進行詳盡的系統設計，否則可能會對相關設備造成不利影響。

　　煙道噴霧技術主要包括預處理及軟化、廢水濃縮除鹽處理(纖維過濾、超濾、二級反滲透處理)以及煙氣余熱蒸發結晶(煙道噴霧)工藝。

　　3． 1 脫硫廢水預處理及軟化

　　經過常規廢水處理系統出水仍具有含鹽量高、氯離子及氟離子含量高，以及含有少量重金屬的特點。由于除鹽處理超濾系統以及反滲透系統對硬度要求較高，防止膜結垢，因此需要進一步對廢水進行軟化處理。

　　軟化處理主要去除廢水中鈣鎂硬度，解決后續設備的結垢問題，同時使大部分重金屬和 F 沉淀。石灰(或燒堿)-碳酸鈉軟化工藝在廢水軟化處理中較多用到，熟石灰提高了絮狀氫氧化鎂的沉降性能，帶入了更多 Ca 2 + 可形成硫酸鈣沉淀，大大降低出水硫酸根離子含量，部分脫硫廢水經石灰碳酸鈉工藝軟化后含鹽量大大降低了。

　　預處理系統在原有常規廢水處理系統上進行改造，首先在三聯箱前增加氧化箱，加入 NaCLO 去除廢水中的 COD、BOD。另外在中和箱和沉降箱中分別加入石灰(或燒堿)和碳酸鈉進行軟化。

　　3． 2 脫硫廢水濃縮除鹽處理

　　預處理系統的出水在出水箱收集，用鹽酸調整pH 至中性，輸送至一級纖維過濾系統。纖維過濾系統可有效去除水體中的懸浮顆粒，使出水濁度降低到 5 度，之后出水進入超濾系統，進一步除去水中的懸浮微粒、膠體和微生物，使出水濁度降低到1 度，降低了除鹽模塊負荷、延長了反滲透膜的使用壽命。超濾出水進入二級反滲透系統，系統產水淡水 70% ～ 80% 以上回收利用至工藝水箱，20%～30%的濃水進入煙道蒸發結晶系統。

　　反滲透單元組，運行良好，回收率高達 60%;淡水作為工藝水回用，濃水隨煙氣回用于脫硫系統，可以做到脫硫廢水完全回收利用，減少了電廠水耗量，節能減排，實現電廠脫硫廢水“零排放”。

　　3． 3 煙氣噴霧蒸發結晶零排放單元

　　反滲透濃水進入煙道蒸發器系統，采用霧化噴嘴將其霧化，噴入電除塵器和空預器之間的煙道蒸發器，利用煙道內的高溫余熱煙氣將霧化后的濃水蒸發為水蒸汽，蒸氣隨除塵后的煙氣進入脫硫塔，在脫硫塔的噴淋冷卻作用下，水分凝結進入脫硫塔的漿液循環系統;蒸發結晶物隨灰塵一起進入電除塵器隨灰外排。

　　4 煙道噴霧工藝對脫硫裝置的影響

　　(1) 煙道噴霧對煙氣溫度的影響:煙道溫度一般在 120℃到 160℃左右，酸露點溫度一般在 90℃到 100℃左右。經過煙道噴霧后，溫度降低嚴格控制在 5℃安全范圍內(2． 2℃)，大大高于酸露點，而干燥的結晶物則隨粉煤灰一起在電除塵排出，不會對煙道及電除塵器造成腐蝕 。

　　(2) 煙道噴霧對除塵器的影響:反滲透產生的

　　濃水，經過煙道蒸發結晶后，煙道溫度降低，煙氣濕度增加，降低粉煤灰的比電阻，提高除塵器的除塵效率 。

　　(3) 煙道噴霧對煙道的影響:反滲透產生的

　　20% ～30%的濃水，經過煙道蒸發結晶后，不會接觸煙道壁，在一定距離內可以完成蒸發，在煙道內部不發生結垢現象，同時也不會發生煙道積灰現象。

　　5 結論

　　脫硫廢水的常規處理方法雖然比較成熟，工藝流程、建設成本以及運行費用都比較低，但無法做到廢水零排放。煙氣噴霧蒸發結晶工藝采用鍋爐煙氣余熱對廢水進行蒸發，處理系統極大簡化，

　　廢水處理流程短，設備投資少，占地面積少，操作檢修簡單;

　　利用鍋爐煙氣余熱對廢水進行蒸發結晶，無需電廠其它熱源，屬余熱利用，整體運行費用低，不會產生新的固體廢物;

　　該工藝除鹽處理結合鍋爐煙氣余熱蒸發技術用于脫硫廢水零排放系統是以最簡潔的工藝，真正實現了電廠脫硫廢水的“零排放”，為火電廠脫硫廢水處理提供了一種低成本零排放技術，可在適用條件的電廠加快推廣。