燃煤电厂锅炉烟气湿法脱硫废水深度处理工艺选择 - 环保网
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　　摘要：为了能够满足大气污染物的排放标准，要对燃煤电厂的烟气排放物进行严格的脱硫处理。为避免脱硫设备被腐蚀，必须要排除一定量的，不同的处理工艺，对设备投资费用以及燃煤电厂经济效益有着直接的影响，因而必须做好对燃煤电厂锅炉深度处理工艺的选择。
　　关键词：燃煤;脱硫废水;蒸发;结晶;预处理
　　1.脱硫废水的来源
　　烟气湿法脱硫工艺包括：脱硫反应塔、石灰石浆液制备系统、系统、石膏脱水系统。脱硫废水一般来自石膏脱水和清洗系统，或是水力旋流器的溢流水及输送带过滤机的滤液。石灰石一石膏湿法烟气脱硫废水由不同性质的废水组成，一部分是石膏浆液废水，烟气与石灰石浆液在吸收塔中反应生成的石膏浆液含水率很高，必须经过真空输送带脱水机脱水，脱硫石膏才可以回收利用，这个过程会产生一定的废水;另一部分是工艺冲洗废水，由于浆液池中的石灰石浆液和吸收塔中的石膏浆液浓度很大，易产生结垢堵塞现象，所以需在运行过程中对设备进行不断地冲洗。此外，锅炉冲洗水、排污水、机组冷却水等也是脱硫废水的组成部分。涉及到国内的脱硫废水的水质水量研究，首要关注点为废水的来源。由于近年来火电厂废水量排放的政策要求，脱硫系统的外排废水不止反应塔的自身废水，还容纳了化学车间树脂再生废水、反渗透浓水、循环冷却排污水，这些废水虽然水量不大，但是污染物成分复杂，使得脱硫废水的处理难度增大。
　　2.脱硫废水深度处理工艺
　　2.1 结晶技术
　　目前效率最高的结晶系统是强制循环结晶器，强制循环结晶器适合用在容易结垢液体以及高黏度液体中，非常适合用于盐溶液的结晶。其工艺流程如下：现将高浓度盐水通过泵从底部打入结晶器中，使其与正在循环中的浓盐水混合，在盐卤循环泵的推动作用下进入管壳式加热器;之后循环卤水由切线方向进入到结晶器中，实现连续结晶作用;小比例的卤水被蒸发，卤水内产生晶体，其中大比例的卤水被循环到加热器中，小股水流被抽送到脱水干燥设备，从而实现晶体的风力;经过除雾器将蒸汽中的杂清除掉，经过压缩机对其进行加压后再加热器的换热管外冷凝成蒸馏水，与此同时，将潜热加热管中的卤水释放出来。蒸馏水可以作为高品质用水工艺的补给水，晶体产物可以实现回收利用，可以制作成硫酸氨或者食盐等。
　　2.2膜浓缩工艺
　　膜浓缩法分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、反渗透以及正渗透等工艺。 就目前情况来看，膜浓缩法被广泛的应用在脱硫废水处理中，在应用常规废水处理之后的废水，可以利用反渗透和正渗透的工艺对其进行深度处理。 其中反渗透主要指的是在压力的作用下，利用半透膜将水中的各类胶体物质、无机离子等截留下来，以此获得较为纯净的水，同时还可以用在大分子有机物溶液中的预浓缩。 反渗透工艺能够将废水中的无机离子、有机物等杂志去除掉，从而获得高质量的洁净水。正渗透工艺就是利用半透膜，在自然渗透压差的基础上，将水分子从待处理的高宁都的盐水中自然的扩散到汲取液中，同时将原水中的其他溶质截留，之后利用其他工艺将水从被稀释的汲取液中分离出来，从而获得纯净水。
　　2.3蒸发浓缩工艺
　　蒸发浓缩技术是目前脱硫废水深度处理的主要技术之一，包括多效强制循环蒸发(MED)、机械蒸汽再压缩(MVR)和低温常压蒸发结晶技术等。 多效强制循环蒸发是以生蒸汽进入的那一效作为第一效，第一效出来的二次蒸汽作为加热蒸汽进入第二效……依次类推。 多效蒸发技术是将蒸汽热能进行循环并多次重复利用，以减少热能消耗，降低运行成本。 机械式蒸汽再压缩作为一种节能减排的工艺能够实现脱硫废水的零排放，机械蒸汽再压缩技术(MVR 蒸发器)相对于多效蒸发结晶技术，能够充分利用以往废弃的蒸汽，同时能耗得以降低。
　　2.4 脱硫废水的深度处理零排放处理典型工艺流程
　　就目前燃煤电厂锅炉湿法脱硫废水深度处理、 实现零排放中，以蒸发浓缩和结晶技术为核心的工艺流程是目前国内以及国外采用最多的工艺流程，该技术路线操作稳定、可靠、先进，并且投资运行经济合理，脱硫废水深度处理零排放处理的典型工艺流程见图1。
　　图 1 脱硫废水零排放处理的典型工艺流程图
　　其中预处理工艺主要就是对废水中的悬浮物处理掉，同时降低废水的硬度，主要通过采用混凝澄清工艺去除废水中的悬浮物，通过投加石灰以及碳酸钠降低废水的硬度，预处理是废水深度处理的关键。
　　3.脱硫废水深度处理工艺分析和选择
　　根据国内外的脱硫废水深度处理来看，深度处理技术基本上都是采用蒸发结晶工艺。因为膜法预处理需要消耗很长的时间，一旦系统中不论哪一个环节出现问题，都会导致整个系统停止运行，而蒸发结晶工艺流程短、运行稳定，其可靠性和对原水变化的适应性远大于膜浓缩法。 根据国内外脱硫废水处理项目发现，脱硫废水的水质情况非常复杂，利用膜浓缩法的可行性是非常低的，因为膜浓缩法预浓缩还存在很多的不足，如威立雅这些国家大企业都是采用蒸发结晶工艺，并没有使用膜浓缩法。
　　4.脱硫废水深度处理工艺选择需要注意的问题
　　4.1脱硫废水水质变化
　　脱硫废水的成份变化较大，与锅炉负荷、燃煤种类、脱硫剂质量以及工艺水质均有较大关系，无法提供较为精确的设计水质，因此需要脱硫废水深度处理系统对水质的波动要有较强的适应性。
　　4.2脱硫废水水量的变化
　　脱硫废水的瞬时排放量主要是根据脱硫系统的运行工况而定，因此脱硫废水排放量不是恒定值，需要建立较大的缓冲池，避免深度处理系统受到废水流量波动的冲击。
　　4.3设备检修时的废水储备
　　考虑到脱硫废水深度处理系统的正常检修及事故处理，需要建立事故浆液池，事故浆液池的大小，应根据设备检修周期及时间、正常维护工作量等确定.深度处理若采用膜减量及正渗透工艺，废水储备池容积可适当减小。
　　4.4脱硫废水量的确定
　　脱硫废水排放量决定了废水处理设备出力的选择，由于脱硫废水深度处理设备吨水造价很高，因此，脱硫废水处理能力直接决定了设备投资费用。在其他条件一定的情况下，脱硫废水排放量主要取决于脱硫系统吸收塔正常运行时所控制氯离子浓度，控制吸收塔氯离子浓度越高，脱硫转机设备及系统的腐蚀越严重，石膏含水率及氯离子含量高，并影响石膏脱水系统正常运行等。控制吸收塔氯离子含量控制越低，脱硫系统废水排放量越高，深度处理设备造价越高。因此，脱硫系统的废水排放量，需要通过对锅炉设计(校核)煤种、模拟脱硫工艺水质、设计石灰石成份等各种因素综合分析核算确定。
　　5.结束语
　　我国在修订脱硫废水行业标准时应该充分学习国外的经验，同时结合我国的国情。我国由于不同地域煤种和水质差异大，污染物指标如TDS不能一概而论，应结合不同的回用或排放要求进行处理和标准的修订，根据现有的除盐技术和零排放技术进行综合考虑。
参考文献：
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[3]曹书涛.燃煤电厂脱硫超低排放后废水零排放工艺研究[J].工业设计，2016(12).
[4]马越，刘宪斌.脱硫废水零排放深度处理的工艺分析[J].科技与创新，2015(18)：12~13.
[5] 马 越，刘宪斌 . 脱硫废水零排放深度处理的工艺分析 [J]. 科技与创新，2015(18)：12~13.
[6] 王燕冰 . 火电厂脱硫废水零排放的处理措施 [J]. 科技创新与应用，2016(10)：100.
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　　摘要：本文对脱硫废水的来源、特点、常规处理工艺以及零排放处理工艺进行了分析，并对不同脱硫废水零排放的处理工艺的优缺点进行了对比分析，指出各工艺的技术优势和发展前景。
　　关键词：脱硫废水；零排放；烟道喷洒
　　Analysisofzero discharge technologies fordesulfurization wastewater
　　CHENG Wang-bin
　　State Key Laboratory of Efficient and Clean Coal-fired Utility Boilers（Harbin Boiler Company Limited）; Harbin BoilerPlant Environmental Engineering TechnologyCompany Limited,Harbin 150046, Heilongjiang Province, China.
　　Abstract:In this paper, the sources and characteristics of the desulfurization wastewater, the conventional treatment process and zero discharge process are analyzed, and the advantages and disadvantages of the treatment technology of desulfurization wastewater zero emissions has carried on the contrast analysis, points out the advantages and development prospects of these technologies.
　　Keywords：desulf z flue spraying
　　目前，国家对环境保护越来越重视，环保标准也越来越全面，越来越严格。对电力行业烟气污染物排放也有明确规定，其中SO2的排放浓度限值也越来越低。现国内大部分脱硫项目采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，这种技术会产生脱硫废水，传统的脱硫废水处理工艺虽然对废水中的部分污染物有一定的处理能力，但是无法去除废水中的氯离子和盐。随着脱硫废水排放标准越来越严格，脱硫废水零排放已经成为必然发展趋势。
　　常规脱硫废水处理工艺
　　1.1&脱硫废水来源
　　石灰石-石膏湿法脱硫技术原理是石灰石浆液与SO2反应生成石膏实现对SO2的去除。为了达到一定的SO2脱除效率往往需要石灰石浆液在系统中不断循环，增加与SO2的接触时间，而浆液中的水在不断循环过程中会不断富集重金属和氯离子，为了保证脱硫系统的连续稳定运行，必须从系统中排放一部分废水，防止重金属和氯离子的富集。脱硫废水一般来自于脱硫系统的石膏旋流器溢流或真空皮带脱水机的滤布冲洗水和滤液水。
　　1.2&脱硫废水特点
　　1）成分复杂、水质波动大脱硫废水来水水质与煤质、工艺水水质、氧化空气量、石膏品质等因素有关，这些因素造成了脱硫废水成分复杂，且其中任一方面因素的变化都会导致脱硫废水水质的变化。
　　2）氯离子含量高、腐蚀性强脱硫系统在运行过程中会不断富集氯离子，脱硫系统运行时一般控制氯离子浓度在ppm时排放废水，因此，脱硫废水氯离子含量高，具有很强的腐蚀性，对设备、管道的防腐蚀要求高。
　　3）硬度大、易结垢石灰石-石膏湿法脱硫技术造成排放的脱硫废水中的Ca2+、Mg2+及SO42-含量非常高，脱硫废水硬度大、易结垢。
　　4）含盐量高脱硫废水的含盐量很高，一般在mg/L之间。
　　5）悬浮物含量高脱硫废水中的悬浮物主要受煤质和脱硫系统运行工况变化的影响，一般在mg/L，极端情况下悬浮物含量会更高。
　　1.3&常规脱硫废水处理工艺
　　常规脱硫废水处理工艺一般为：三联箱+澄清池。工艺原理包括：中和、絮凝、沉淀及澄清。
　　脱硫废水进入中和箱，加入石灰乳将pH调至9以上，然后进入反应箱加入有机硫去除大部分重金属，之后在絮凝箱中加入絮凝剂和助凝剂，最后通过澄清池的分离作用将脱硫废水中的液固分离。产生的污泥通过板框压滤机或离心脱水机脱水后外运。
　　图1 常规脱硫废水处理工艺
　　常规脱硫废水处理工艺虽然能对脱硫废水中的污染物有一定的去除，但是无法解决排放的水中氯离子高和高含盐量的问题，且由于来水水质波动大，常规脱硫废水处理工艺运行极不稳定，污泥脱水机故障率高，很少有电厂能长期稳定的运行。此外，常规脱硫废水处理系统产生的污泥中含有大量的重金属，属于危险废物。随着国家对环保要求越来越严格，常规的脱硫废水处理工艺已经无法满足排放要求。
　　2& 脱硫废水零排放处理工艺
　　目前，市场上主流的脱硫废水零排放处理工艺主要分为两种：一种是利用蒸汽的热量将脱硫废水中的水分蒸发，一种是利用烟气的热量将脱硫废水中的水分蒸发。
　　2.1蒸汽蒸发工艺
　　脱硫废水零排放蒸汽蒸发工艺是指脱硫废水经预处理后，通过蒸汽的热量将脱硫废水中的水分蒸干，以实现脱硫废水零排放。这种技术常规的工艺路线为：预处理+膜浓缩+蒸发结晶（MVR或MED）。
　　蒸汽蒸发工艺可以实现脱硫废水的零排放，而且国内已经有成功运行的工程案例。但是这种方法也存在很多不足：由于采用膜浓缩和蒸发结晶工艺，整个系统占地面积大，且这种工艺投资成本及运行成本高，此外，蒸发结晶最终产生的盐一般为杂盐，很难再被利用，处理困难。脱硫废水零排放蒸汽蒸发工艺在2009年就已经有成功运行的工程案例，但是由于昂贵的投资和运行成本，该技术一直也没有广泛推广应用。
　　2.2烟气蒸发工艺
　　脱硫废水零排放烟气蒸发工艺是指通过锅炉产生的烟气的热量将脱硫废水中的水分蒸干，蒸干后产生的灰分随除尘器一起处理，以实现脱硫废水零排放。根据烟气来源不同，该工艺可分为高温烟气蒸发和低温烟气蒸发。高温烟气蒸发是指从空气预热器前引出一部分高温烟气将脱硫废水蒸发，蒸发后的烟气进入除尘器前的烟道内，产生的粉尘通过除尘器进行去除，实现零排放；低温烟气蒸发是指将脱硫废水喷入空气预热器与除尘器间的低温烟道内，使脱硫废水蒸干，产生的粉尘通过后面的除尘器进行收集，实现脱硫废水零排放的工艺。
　　烟气蒸发工艺的特点是整个系统相对简单，占地面积小，投资和运行成本都较低；工艺路线多，不同运行工况可以选择不同的工艺路线；蒸发后产生的粉尘可以由后续的除尘器进行去除，无二次污染物产生。但是，烟气蒸发工艺对工艺设计的要求较高，设计不好时会存在烟道结垢和腐蚀等问题。目前，由于现有脱硫废水烟气蒸发零排放项目较少，大部分电厂对这种技术还处在怀疑和观望的状态，但是，随着国家对环保的要求越来越严格以及烟气蒸发工艺发展越来越成熟，烟气蒸发工艺必然成为未来脱硫废水零排放市场的主流技术。
　　3& 结论
　　1）常规脱硫废水处理工艺已经不能满足现在的环保形势和市场需求，脱硫废水零排放已成为发展趋势；
　　2）脱硫废水零排放蒸汽蒸发工艺占地面积大、投资和运行成本高，在市场上很难广泛推广和应用；
　　3）脱硫废水零排放烟气蒸发工艺系统简单、投资和运行成本高，将成为未来脱硫废水零排放市场的主流技术。
　　参考文献
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脱硫废水常规处理及零排放工艺介绍
姚远 (博天环境集团股份有限公司， 上海 200000)
摘要 ：我国是个煤炭资源丰富的国家，当前燃煤发电在整个发电行业内占比超过了70％。而绝大多数的燃煤电厂采用 石“灰石一石膏
湿法脱硫工艺”对烟气进行脱硫后，废水中的ss和COD虽然能达到排放标准，但随着国家和地方政府对废水中含盐量的要求越来越
严格，导致这部分水无法直接外排。同时，由于废水中的TDS以及氯根离子含量高，若不加处理也无法直接进入系统中回用。如何处理
好这最后一部分水成为了阻碍企业发展的当务之急。本文重点介绍了脱硫废水水质特点以及常用处理工艺方法。
关键词 ：脱硫废水 ；处理工艺 ；零排放
1脱硫废水概述
加处理会对后续设备及管道造成严重的污堵 ，所以在预处理时
常会采用 “pH调节+混凝+沉淀”的处理工艺降低水中钙镁
1。1脱硫废水的水质特点及常规处理工艺
离子的含量。
典型热 电厂脱硫废水中一般含有大量的盐分、硫酸根离
首先在pH调节池中将进水调整至9．0～10．0，将Mg硬
子、重金属离子及氯化物，并含有难处理的COD等，pH值一般
度转换为钙硬度。然后在混凝池中分别加入碳酸钠药剂 ，可以
在5～6之间，水质呈弱酸性。处理时需要在水~JJIIA．Ca(OH)，，
有效的将水中的硬度离子降低至1～2mmol／L。再投~IIPAM
将pH值调节到8．5～9．0之间，使得重金属离子(如铜、铁、镍、
药剂 ，通过絮凝、沉淀工艺将无机泥排 出。处理后的水进入浓缩
铬和铅)生成氢氧化物沉淀 ；同时反应过程中还会生成CaC1，、
工艺段进一步处理。
CaF2、CaSO3、CaSO 沉淀物，以分离氯根离子、氟化物、亚硝
酸盐、硫酸盐等盐类物质 ；对于汞、铜等重金属，目前普遍采用
2．2浓缩减量工艺系统
15％TMT溶液替代Na2S来将其沉淀出来。
零排放工艺的最终 目标是将水送至蒸发器中结晶，但 由于
1．2脱硫废水处理难点
蒸发器造价高昂，且运行费用高，所以最大限度的将废水减量
是本工艺段的主要 目标。
从脱硫废水常规处理工艺中可以看出 ：预处理工艺中添
加了大量的熟石灰 ，会导致水中硬度离子含量较高，且水中残
(1)反渗透工艺(预浓缩工艺一不分盐)
留有高浓度的SO2_、C1，属于典型的高含盐废水。水中硬度离
反渗透工艺是利用半透膜的原理 ，通过在高浓度侧施加压
子含量高会导致处理设备结垢污堵，cl一离子含量高会对设备、 力将水和盐分离出来。系统回收率通常可以设计在70％～80％
管道产生严重腐蚀。
之间，产出的干净水由于离子含量低 ，可以回用到工业系统中。
其次，脱硫废水水质成分复杂，污染物超标严重，水中镉、 而反渗透膜截留下的有机物、胶体和无机盐由浓水侧排至浓水
汞、硫化物、氟化物含量高。
收集水箱，后续进入高效浓缩工艺单元进一步处理。
另外，脱硫废水受燃煤品种、脱硫工艺、吸收剂等多种 因
反渗透法制取除盐水是一个物理过程，所以比离子交换法
素影响，水质变化较大。
环保。同时处理过程简单，易操作，自动程度化高，人工干预量
小，同时系统的管理与维护简单。
1．3脱硫废水排放标准滞后与现实环保要求
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