燃煤火力發(fā)電廠脫硫廢水處理技術(shù)
1、概況
目前，煙氣脫硫被認為是控制SO2排放量最行之有效的途徑。其主要工藝有：其中石灰石―石膏濕式煙氣脫硫，煙氣循環(huán)流化床脫硫、噴霧干燥法脫硫、爐內(nèi)噴鈣及尾部煙氣增濕活化脫硫、海水脫硫、氨水洗滌法脫硫和電子束脫硫等，其中石灰石―石膏濕式煙氣脫硫因其脫硫效率高，脫硫劑資源豐富且利用率高，對煤種適應(yīng)性好，工藝成熟，負荷范圍廣，運行可靠等優(yōu)點成為世界上應(yīng)用業(yè)績最多、技術(shù)最為成熟的脫硫工藝。在濕式石灰石―石膏濕式煙氣脫硫工藝中，脫硫裝置漿液在不斷循環(huán)的過程中，由于一部分水被煙氣加熱蒸發(fā)而需要不斷地補水。而且煙氣中氯化物的溶解會提高脫硫吸收液中氯離子的濃度，而氯離子濃度的增高會引起脫硫率下降，影響石膏品質(zhì)。因此，對于回收石膏的脫硫系統(tǒng)，吸收液中的氯離子一般控制在20000mg/L以內(nèi)，必須從脫硫工藝系統(tǒng)中排出一定量的廢水并補充新鮮水來降低吸收液中氯離子的濃度，排出這部分廢水就是脫硫廢水。
2、脫硫廢水水質(zhì)特點
脫硫廢水來源于FGD裝置的排放水，其主要特征是呈現(xiàn)弱酸性，pH值為4～6，主要成分是粉塵和脫硫產(chǎn)物(CaSO4和CaSO3)，可溶性的氯化物、氟化物。而且因煤中含有包括重金屬元素在內(nèi)的多種元素，如F、C1、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等，這些元素在燃燒中生成了多種不同的化合物，一部分化合物隨爐渣排出爐膛，另外一部分隨煙氣進入這種濕法煙氣脫硫工藝所產(chǎn)生的脫硫廢水。同時含有大量的懸浮物(石膏顆粒、SiO2、A1和Fe的氫氧化物)、氟化物和重金屬，如As、Cd、Cr、Hg等。因而必須對其加以處理才能排放。由于脫硫廢水水量和水質(zhì)會受脫硫裝置運行控制和系統(tǒng)設(shè)置影響，因此水質(zhì)變化也很大。
3、形成機理及危害
為了更好地確保脫硫廢水得到及時高效的處理，作為燃煤電廠必須結(jié)合其形成機理，分析其帶來的危害，具體分析如下。
3.1 形成機理。
燃煤電廠在對原煤進行脫硫時，由于主要采用石灰石與石膏濕法進行脫硫，脫硫時的廢水一般是從脫硫塔排放出來，在脫硫過程中，由于煤經(jīng)過燃燒、石灰石經(jīng)過溶解，會形成大量的煙氣、雜質(zhì)和懸浮物，而這就會導(dǎo)致水被污染，加上采用該脫硫技術(shù)能有效的將煙氣中二氧化硫去除，同時生產(chǎn)硫酸鈣和亞硫酸鈣，能有效的將漿液中的F-和cl-以及灰塵顆粒的濃度降低，減少給系統(tǒng)帶來的危害，而為了確保在脫硫時脫硫設(shè)備的平衡，就需要將產(chǎn)生的廢水排除，而脫硫廢水中的亞硫酸鹽、硫酸鹽、懸浮物和重金屬等均會對環(huán)境帶來污染，只有切實加強對其的處理，才能實現(xiàn)脫硫廢水零排放。
3.2 危害。
脫硫廢水如果得不到及時高效的處理，勢必會對環(huán)境帶來破壞，這是因為脫硫廢水中所含的污染物均是對環(huán)境污染最大的污染源之一，只有加強對其的處理，才能減少其對環(huán)境帶來的危害，不僅能有效的保護環(huán)境，還能有效的確保電廠的社會效益和經(jīng)濟效益。其帶來的危害是影響當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的平穩(wěn)，降低企業(yè)自身的社會公信力等，所以必須引起企業(yè)的高度重視。
4、特點
通過上述分析，我們對燃煤電廠脫硫廢水的形成機理及其帶來的危害有了一定的認識，因而為了實現(xiàn)脫硫廢水零排放，作為燃煤電廠必須認真分析和總結(jié)脫硫廢水的特點，才能更好地采取相應(yīng)的工藝，切實加強對其處理，具體而言，其特點如下：
4.1 成分復(fù)雜且水質(zhì)變化大。
燃煤經(jīng)過燃燒以及煙氣吸收之后，脫硫產(chǎn)生的廢水的成分將會發(fā)生較大的變化，不僅含有多種重金屬離子，而且其成本較為復(fù)雜，加上發(fā)電設(shè)備在不斷的運行中，脫硫廢水水質(zhì)也會發(fā)生較大的變化，導(dǎo)致脫硫廢水被進一步的污染。
4.2 具有較高的鹽含量。
在脫硫廢水中，鹽的含量往往高于其他雜質(zhì)的含量，而且由于電能生產(chǎn)力度的變化，含鹽量也會出現(xiàn)較大的變化，且每升廢水中的含鹽量在30000?J-60000?J之間，而鹽含量較大，就會增加處理難度和成本。
4.3 懸浮物含量較大。
脫硫廢水在處理之后會生產(chǎn)較多的懸浮物，這些懸浮物的存在，將極大的影響電廠的正常運行和處理，最高可達到50000?J/m3，同樣會影響處理效果，增加處理成本。
4.4 具有較強的腐蝕性。
因為脫硫廢水中的成分較為復(fù)雜，并含有很多酸性的雜質(zhì)，因而其腐蝕性往往較強，而這回對設(shè)備和管道帶來腐蝕性，一旦腐蝕就會導(dǎo)致廢水泄漏和機械故障的出現(xiàn)，所以必須引起高度的重視。此外，燃煤廢水中的鈣離子和鎂離子等的含量較大，而且往往硫酸鈣處理飽和狀態(tài)，當溫度升高之后，就會導(dǎo)致設(shè)備結(jié)垢，進而導(dǎo)致其使用壽命被影響。
4.5 重金屬離子。
煤炭中含有多種痕量重金屬元素，如Cr、Ni、Hg、As、Pb等，這些重金屬元素有少部分以氣體形態(tài)存在于煙氣中。少部分重金屬元素隨煙氣進入到了吸收塔中，從而在煙氣與漿液的接觸過程中溶解到漿液中。同時，石灰石中也存在重金屬元素，如Hg和Cd等也會進入到脫硫廢水中。許多重金屬離子都有相當大的毒性，對動植物的生命活動造成很大危害。因此，國內(nèi)外均十分重視含有重金屬的廢水治理。
5、燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝分析
通過上述分析，我們對燃煤電廠脫硫廢水的形成機理、帶來的危害及特點有了一定的認識，那么我們應(yīng)如何加強對其的處理以實現(xiàn)脫硫廢水的零排放呢?筆者認為主要應(yīng)采取以下技術(shù)加強對其的處理。
5.1 燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝流程
5.1.1 中和技術(shù)。
在對燃煤電廠脫硫廢水進行中和處理時，應(yīng)在緊密結(jié)合實際發(fā)電情況的前提下，及時的在混合池中注入廢水，并在廢水中注入堿性化學(xué)試劑或石灰石，達到調(diào)整脫硫廢水pH值的目的，并在此基礎(chǔ)上對其進行酸堿中和處理，達到去除離子的目的。
5.1.2 重金屬分離技術(shù)。
由于在對脫硫廢水進行中和處理后生成了重金屬的氫氧化物，若脫硫廢水的pH值超過9，那么其生產(chǎn)的氫氧化物就難以溶解，并形成難溶的酸性物質(zhì)，而為了分離這些金屬離子，就需要采用重金屬分離技術(shù)，一般就是在脫硫廢水中摻加有機劉話務(wù)員，從而形成難溶的硫化物質(zhì)，進而將脫硫廢水中的重金屬離子去除。
5.1.3 絮凝處理技術(shù)。
在做好上述工作的基礎(chǔ)上，就應(yīng)采用絮凝技術(shù)對廢水進行處理，在處理過程中，主要是去除肺水中的膠體，在實際處理時，主要將氯化鐵作為絮凝劑，并將其加入脫硫廢水之中，為了更好地確保其得到有效的處理，還用在出口加入一定的助凝劑，能有效的將膠體變成絮狀物，從而加速其沉淀處理，同時還能有效的處理脫硫廢水的懸浮物，為綜合處理奠定堅實的基礎(chǔ)。
5.1.4 沉淀處理技術(shù)。
在做好上述工作的基礎(chǔ)上，就應(yīng)及時的轉(zhuǎn)移剩余廢水到其他的設(shè)備，并對廢水的實際處理情況進行觀察，一般經(jīng)過上述處理后，其底部會沉積絮凝狀的污泥，再利用壓濾機對其進行壓濾的基礎(chǔ)上，對沉淀物進行固液分離操作，在實際操作時，還應(yīng)對處理后的廢水進行pH值和懸浮物含量的檢查，只有達標之后才能利用凈化泵將其排除，若不達標，則應(yīng)按照上述工藝技術(shù)對其進行再次凈化，直到達標，不僅有助于水資源利用率的提升，還能有效的強化環(huán)保成效。
5.2 需要注意的幾點問題。
一是在廢水處理過程中，應(yīng)緊密結(jié)合脫硫廢水的特點，針對性的確定處理方法，才能更好地分離脫硫廢水中的各種雜質(zhì)。因此，在實際處理中，主要采取絮凝沉淀技術(shù)與綜合處理技術(shù)相結(jié)合的方式進行處理，及時的排除廢水中的有害物質(zhì)，但是廢水中是鈉離子和鈣離子難以去除，加上脫硫過程中需要處理的廢水較大，所以脫硫的成本較大，這就需要發(fā)電企業(yè)切實加強對工業(yè)技術(shù)的改進和完善。二是在對現(xiàn)有的處理技術(shù)進行改進時，應(yīng)緊密結(jié)合企業(yè)實際的需要，做到循序漸進，才能更好地吸收和轉(zhuǎn)換各種新型的處理技術(shù)，并將其與常規(guī)技術(shù)進行綜合處理和完善的基礎(chǔ)上，應(yīng)在預(yù)處理和深處理兩個階段對其進行沉淀處理，在預(yù)處理階段中，要對脫硫廢水進行兩次混凝沉淀處理，而深處理階段分為結(jié)晶單元蒸發(fā)和對產(chǎn)物進行分離干燥包裝，可以實現(xiàn)脫硫廢水處理的零排放，在燃煤電廠的實際生產(chǎn)中脫硫廢水零排放處理技術(shù)具有長遠的發(fā)展前景。
6、工藝流程及設(shè)計分析。
6.1 工藝流程
脫硫廢水要去除的雜質(zhì)主要有重金屬，懸浮物，還原性無機物，氟化物等。所以曝氣氧化、沉淀反應(yīng)是脫硫廢水的主要處理工藝。也決定了脫硫廢水工藝流程：FGD裝置來水進入廢水處理系統(tǒng)的廢水池，經(jīng)過曝氣氧化，由廢水泵輸送至pH調(diào)整箱，用石灰乳與廢水進行反應(yīng)，經(jīng)中和后廢水自流入沉降箱，將有機硫投加入該箱，經(jīng)攪拌反應(yīng)后自流入絮凝箱，加入混凝劑充分攪拌均勻，出水管路上設(shè)置助凝劑加藥口，一同進入澄清器中。澄清器中刮泥機將沉淀物刮入澄清器底部，由污泥輸送泵打入壓濾機進行脫水處理，而上清液自流出水進入清水池通過清水泵排放。
6.2 工藝處理步驟及分析
6.2.1 廢水曝氣氧化
脫硫廢水中還原性物質(zhì)必須進行氧化處理，可以通過投加次氯酸鈉藥劑，并以曝氣的形式進行處理，不僅可以減少廢水COD，也有利于后續(xù)處理。
6.2.2 廢水中和
脫硫廢水來水是弱酸性，由于廢水中許多重金屬及氟化物都需要在堿性條件下能夠形成沉淀物，因此通過投加石灰乳中和，控制pH值在9.0-9.5之間。
6.2.3 三段沉淀處理
脫硫廢水中和后，F(xiàn)e3+，Zn2+，Cu2+，F(xiàn)-等離子在堿性條件下被堿化沉淀處理，而Pb2+，Hg2+等仍以離子態(tài)留在廢水中，在沉降箱中需要投加有機硫，進行硫化沉淀處理，而且形成的沉淀物不易溶解，金屬離子殘留少，沉渣量也較少。但硫化物投加過量會在水中產(chǎn)生H2S，形成二次污染，所以需要通過計量控制投加量。經(jīng)上述兩步化學(xué)沉淀反應(yīng)后，廢水中還含有細小且分散的顆粒和膠體物質(zhì)，需要在絮凝箱內(nèi)加混凝劑，使他們凝聚成大顆粒而沉降，絮凝箱出口再輔以助凝劑，強化顆粒的絮凝效果，進一步促進堿化沉淀和硫化沉淀，使絮凝物更易沉淀，同時將水中懸浮物一并沉降下來。
6.2.4 污泥濃縮澄清
絮凝后出水進入裝有刮泥機的澄清器，絮凝物通過重力沉降在澄清器底部，上部清水自流入清水池，底部聚集的污泥定期進行壓濾處理。
6.2.5 最終
pH值調(diào)整由于前段處理一直是在堿性條件下進行，澄清器出水pH值高于9.0，需要在最終出水管路上投加鹽酸，控制pH值到6-9之間，而加藥量依據(jù)pH值信號。
7、結(jié)束語
綜上所述，對燃煤電廠脫硫廢水零排放處理工藝進行分析具有十分重要的意義。作為新時期背景下的燃煤電廠企業(yè)，必須充分意識到加強對脫硫廢水處理的必要性，緊密結(jié)合燃煤電廠脫硫廢水的形成機理、帶來的危害及其特點，嚴格按照相關(guān)工藝流程，切實加強對其的處理，才能更好地確保脫硫廢水的零排放，進而在降低對環(huán)境污染的同時促進自身經(jīng)濟效益的提升，最終促進企業(yè)自身發(fā)電效益的同時提高企業(yè)的核心競爭力，實現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的同時更好地為廣大電力企業(yè)提供更加優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)，并為此而不懈努力和奮斗。(來源：國電雙遼發(fā)電有限公司)