火力发电厂湿法脱硫废水深度处理工艺选择探讨.pdf

火力发电厂湿法脱硫废水深度处理工艺选
择探讨

摘要：石灰石-石膏法湿法脱硫是燃煤电厂主流的烟气脱硫技术。2015年《水污染防治
行动计划》(简称“水十条”)颁布实施，火电行业在逐步推动脱硫废水深度处理，最终实现全
厂废水零排放。不同的脱硫废水深度处理技术路线，对系统安全、经济、稳定运行影响很大。
目前燃煤电厂脱硫废水深度处理技术主要包括脱硫废水的预处理软化技术、浓缩减量技术、
蒸发结晶技术等，浓缩减量技术中包括膜法浓缩以及热法浓缩等。脱硫废水技术路线选择应
遵循安全可靠和经济性、一厂一策、协同性及无害化等总原则。关键词：脱硫废水;深度处
理;工艺;选择;探讨;0引言GB13223-2011《火电厂大气污染物排放》标准颁布实施，对二氧
化硫排放提出了明确要求。为满足环境保护要求，燃煤锅炉烟气均需要进行脱硫处理。我国
燃煤电厂主流的烟气脱硫技术是采用石灰石-石膏法湿法，据中电联统计，2017年当年新投
运火电厂烟气脱硫机组容量约0.4亿千瓦；截至2017年底，全国已投运火电厂烟气脱硫机
组容量约9.2亿千瓦，占全国火电机组容量的83.6%，占全国煤电机组容量的93.9%。为防
止脱硫设备腐蚀，保证石膏质量，脱硫吸收塔需要排除一定量脱硫废水。传统脱硫废水处理
工艺常采用氧化-中和-沉淀-絮凝-澄清处理工艺，配套安装次氯酸钠预氧化、Ca(OH)2中和、
有机硫、FeClSO4絮凝、助凝剂沉淀及亚硫酸钠还原等加药系统，经处理脱硫废水达到DL/T
997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》后排放或用于干灰（渣）加湿
及灰场喷洒降尘。2015年4月，国务院印发了《水污染防治行动计划》（简称“水十条”），
提出到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，饮用水安
全保障水平持续提升，地下水污染加剧趋势得到初步遏制；要求推进循环发展，鼓励废水深
度处理回用；攻关研发前瞻技术，整合科技资源，加快研发重点行业废水深度处理、工业高
盐废水脱盐等技术；禁止燃煤电厂脱硫废水外排。DL/T5046-2018《发电厂废水治理设计规
范》明确规定：脱硫废水宜处理回用，当有零排放要求时，应对脱硫废水进行深度处理。目
前燃煤电厂脱硫废水深度处理技术主要包括脱硫废水的预处理软化技术、浓缩减量技术、蒸
发结晶技术等，浓缩减量技术中包括膜法浓缩（RO、FO、ED等）以及热法浓缩（利用蒸
汽浓缩、烟道余热浓缩等）。不同的深度处理工艺，其投资、运行安全稳定性及成本等差异
很大，因此，有必要对火力发电厂湿法脱硫废水深度处理工艺进行研究、探讨。1脱硫废水
深度处理工艺选择1.1预处理系统脱硫废水深度处理工艺均可以分解为“预处理”、“浓缩”
和“结晶”三个工艺段，后段工艺的特点决定了前端工艺的选择。对于在“浓缩”段采用膜法浓
缩的工艺，在“预处理”段都需要对废水中的硬度进行彻底的软化处理。目前，软化处理工艺
以传统的化学加药软化澄清和管式微滤软化工艺应用较多。（1）化学加药软化-混凝澄清-过
滤在高效澄清器中投加混凝剂、絮凝剂、氢氧化钠、碳酸钠，降低脱硫废水中的悬浮物、总
硬度、二氧化硅和有机物等。采用NaOH-Na2CO3联合软化-混凝澄清-过滤的工艺流程如图
1所示；（2）化学加药软化-管式微滤脱硫废水经预沉池去除大部分悬浮杂质，在经过高效
澄清池投加混凝剂、絮凝剂、氢氧化钠、碳酸钠，使水中悬浮物、钙、镁等硬度成分形成沉
淀，再输送到管式微滤膜进行固液分离。管式膜滤技术是一种错流过滤、压力驱动的膜分离
技术，可取代传统的加药、絮凝、沉淀过程，用于去除水中亚微米级和更大的悬浮固体颗粒。
化学加药软化-管式微滤工艺流程如图2所示；（3）澄清软化处理方案比选化学加药软化-澄
清与化学加药软化-管式微滤两种软化处理方案的技术比较参如表1所示。根据表1综合比
较，两种方案均能满足软化处理要求。管式微滤方案占地面积小、无需增加超滤系统，出水
可直接满足后续膜浓缩系统运行要求，但该方案存在污堵风险，并且需要定期进行化学清洗，
额外产生酸碱清洗废水，增加酸碱药剂费用。化学加药软化-高效澄清器方案为传统成熟工
艺，不额外产生二次废水，但占地面积相对较大。考虑到后续浓缩-固化处理工艺的衔接，
因此需根据脱硫废水处理系统的整体工艺进行预处理工艺的选择。1.2浓缩减量系统脱硫废
水深度处理可选择的浓缩减量工艺包括膜法浓缩工艺和热法浓缩工艺两种。1.2.1膜法浓缩
减量工艺（1）高压反渗透高压反渗透是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜
分离技术。反渗透膜组件是反渗透单元中最重要的部件。开放式反渗透膜组件结合了开放式
通道和卷式膜组件两方面设计的优势，具有狭窄且开放的通道，克服了其它普通反渗透膜组
件的缺点，使得流体动力学性能大大优化，很大