燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析.docx

燃煤电厂脱硫废水零排放现状分析摘要：文章综述了脱硫废水的水质特点及脱硫废水零排放的处理工艺；介绍了预处理单元、浓缩减量单元和固化单元的成熟技术；并对5个燃煤电厂脱硫废水零排放应用成功的典型案例进行了分析。结果表明各电厂要从自身实际出发选取适合本企业的技术路线。关键词：脱硫废水零排放；预处理单元；浓缩减量单元；固化单元美国电力研究中心将火电厂全厂废水零排放定义为“电厂不向地面水域排放任何形式的水离开电厂的所有水都是以水蒸汽或在灰或渣中固化。”2022年1月10日生态环境部在《火电厂污染防治技术政策》中提出脱硫废水宜经石灰处理、混凝、澄清和中和等工艺处理后回用鼓励采用蒸发干燥或蒸发结晶等处理工艺实现脱硫废水零排放。火力发电厂耗水量大废水排量大。尤其北方地区水资源短缺燃煤电厂利用各种技术对各类废水进行回用最大程度的从源头上减少废水产生量。对各类废水按照水质高低分类不用处理或简单处理即可实现梯级回用不但减少处理费用而且节约水资源。燃煤电厂废水分为以下4个阶梯。第一阶梯：城市中水、地表水和工业用水等；第二阶梯：城市中水和部分再利用的中水（工业废水和生活污水可用水处理）循环冷却水；第三阶梯：循环污水、再生水、反渗透浓水、冲煤废水、渣水和脱硫工艺用水；第四阶梯：脱硫废水。其中第四阶段剩余的脱硫废水是实现燃煤电厂废水零排放的关键。1脱硫废水零排放技术1.1脱硫废水的水质特点第四阶梯的脱硫废水在烟道内被浓缩成分复杂污染物浓度高具备以下特点。1）高含盐：溶解固体含量10000～40000mg/L以SO42−F−、Cl−、Mg2+和Ca2+为主；2）高浊度：悬浮物含量10000～30000mg/L以飞灰、石膏晶粒、氟化钙和酸不溶物为主；3）高硬度：钙、镁离子浓度高易结垢；4）腐蚀性：氯含量20000mg/L左右腐蚀性较强；5）重金属：包含铅、铬、镉、铜、锌、锰和汞等污染性强；6）不稳定：发电厂负荷波动、季节、煤质对脱硫废水成分影响大。脱硫废水零排放工艺可以分为预处理单元、浓缩减量单元和固化单元。每个单元都有多种成熟技术可供比选。电厂可根据当地气候条件经济预算技术论证选取适合电厂本身的技术路线。1.2预处理单元预处理过程是实现脱硫废水零排放的第一步用于去除废水中的部分悬浮物及硬度、重金属离子。脱硫废水常规预处理：中和/反应/絮凝三联箱+澄清池。深度预处理：碳酸钠/氢氧化钠澄清池或管式微滤、纳滤、电驱动膜。常规预处理方法操作相对简单费用低处理能力有限预处理出水硬度及重金属离子浓度大对后续设备运转不利。深度预处理出水水质效果良好减少后续设备结垢但是用于去除硬度使用的碳酸钠用量大费用高有工艺用价格便宜的硫酸钠代替碳酸钠去除硬度可以有效降低费用成本。1.3浓缩减量单元浓缩减量单元中的各种水处理技术现已应用广泛浓缩减量单元工艺的选取要依据固化单元可处理的水量。目前脱硫废水处理方法主要是膜浓缩工艺。常用的膜浓缩处理方法包括反渗透、正渗透、电渗析和蒸馏法其中反渗透技术应用最为广泛。1.3.1反渗透反渗透是自然渗透的逆过程。近几十年来该技术已经发展地比较成熟并广泛应用于纯水和超纯水制备工业水、生活污水处理以及海水淡盐水淡化领域。其缺点是废水中杂质的沉积易导致膜污染膜氧化后设备的处理能力降低维护成本高。近几年以来出现了几种处理高盐废水的反渗透膜技术如碟式反渗透（DTRO）技术国电汉川电厂和华电包头电厂正在应用此项技术。DTRO是一种特殊的反渗透形式专门用于处理高盐废水可以处理SDI值高达20的高污染水源膜污染程度较轻。1.3.2正渗透正渗透方法与反渗透原理相反属于膜分离过程。正渗透利用溶液不同的化学势使脱硫废水中的水分子自发的通过膜进入汲取液。脱硫废水在不需要外部压力的情况下被浓缩。汲取液吸收水分后再通过加热将水分蒸发分离出来。正渗透法的回收率可达85%～90%。正渗透技术具备节能、产水量大和回收率高、不易污染、难结垢等优点。技术难点在于选择具备高水通量、耐酸碱性和良好机械性能的渗透膜以及如何选择能够产生更高渗透压的汲取液。1.3.3电渗析通过半透膜的选择渗透性分离不同溶质颗粒（如离子）的方法称为渗析。在电场作用下进行渗析时溶液中带电溶质颗粒（如离子）通过膜迁移的现象称为电渗析。通过电渗析纯化和分离物质的技术称为电渗析法这是20世纪50年代开发的新技术。它最初用于海水淡化现已广泛应用于化工、轻工、冶金、造纸和制药等行业尤其是纯净水的制备和环保三废的处理。电渗析技术对进水要求高脱盐率低电渗析交换过程当中产生的钙镁离子会堵塞交换膜限制了电渗析的发展。1.3.4蒸馏法蒸馏法是利用厂内热源在蒸馏装置内与脱硫废水进行热交换使水蒸发冷凝后再利用废水浓缩。蒸馏装置有多种类型如多效蒸发器、卧式喷淋蒸发器和立式降膜蒸发器等多种型式。蒸馏法回收率较高能回收80%～85%的