燃煤电厂脱硫超低排放后废水零排放工艺探究

费宗奇 张翔翔

摘要：随着国家对环境问题的进一步重视，燃煤电厂脱硫废水的处理工艺也应当进一步优化。本文通过介绍脱硫废水的产生原因以及其对环境的危害，探究了燃煤电厂脱硫超低排放后废水零排放的具体工艺。

关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放工艺

一、燃煤电厂脱硫废水产生原因

在传统的燃煤发电的过程中，其脱硫废水的排放一直是一个很大的问题。关于脱硫废水的产生，从燃煤电厂对于含硫废水的处理情况来看，主要是由于锅炉湿法脱硫的过程中所产生的，这些废水的排放量主要是由脱硫塔中的氯离子的含量而控制的。当燃煤电厂发电过程中所产生的烟气通过引风风机进入脱硫设备中时，在经过一系列设备将洁净的空气排出，但是在这个过程中就会产生相应的脱硫废水。其主要的化学原理是燃煤电厂的石灰石和烟气中的二氧化硫发生反应，一方面将烟气中的二氧化硫含量大大降低，但是另一方面又产生了硫酸钙等物质，为了减少在脱硫过程中产生的大量有害物质，就必须从系统中排除一定的废水，这也正是脱硫废水的产生。

脱硫废水的主要有几种特征。首先，燃煤的质量以及在脱硫过程中所应用到的物质对脱硫废水的水质都会造成严重的影响，并且在不同的时间段也会对脱硫废水的水质造成一定的影响，因此脱硫废水的水质较为不稳定。其次，脱硫废水主要呈弱酸性，PH值一般为5左右。再者，在脱硫废水中，其中的悬浮物含量比较高，其主要成分有惰性物质等。

总而言之，脱硫废水的产生是为了减少燃煤电厂的烟气中的二氧化硫含量，但是同时对燃煤电厂废水的解决有带来了一定的负担。

二、脱硫废水对环境的危害

在燃煤电厂的废水排放过程中，对环境有着极大的危害，由于脱硫废水和其他废水存在很大的区别，因而对脱硫废水进行科学有效地回收是减少对环境危害的基本手段。从脱硫废水对环境的影响的实验中可以看到，脱硫废水对环境的影响作用不容小觑，其首先对燃煤电厂的当地环境有着重要的影响，这种污染的持续积累，甚至会给淡水江河中造成不可逆转的危害。除此之外，含硫废水中含有大量对空气有害的化合物，当这些化合物在一定条件下蒸发之后，进入空气中，也会对空气质量造成严重的影響，这种大气污染无论是对人们的身心健康，还是对全球的温度变化，都会产生不可估量的危害。

脱硫废水之所以对环境有着极大的危害，其主要原因是废水中含有大量的危害物质。对于废水来说，其中的化合物含量较为复杂，而且在不同情况下其水质也有着极大的不稳定性，当废水经过脱硫设备之后，其中的成分也在不断地变化之中，从其中主要的危害物质来看，主要是多种重金属离子，以及钙离子、氯离子等，在发电设备的运转之中，这些离子发生了极大的变化，最后形成了危害较大的水污染。除此之外，脱硫废水还有易结垢的特点，这种特点不仅仅会对环境有所危害，还会直接影响到发电设备的使用寿命，从而妨碍燃煤电厂设备的正常运转。

三、脱硫废水零排放的具体工艺

燃煤电厂在处理脱硫废水的过程中，其目标是不向厂外排放废水，这就要求燃煤电厂对脱硫废水的处理不仅要彻底，最好还能保证处理之后的废水能够循环使用。在燃煤电厂对脱硫废水的实际处理过程中，一般是将脱硫废水的处理过程分为多个阶段，而这些阶段的划分主要是以单元来界定，通过不同单元之间的衔接，从而做到对脱硫废水的处理更加彻底。从整个脱硫废水的零排放的工艺来看，主要分为以下三个阶段：

（一）预处理单元

在预处理单元阶段是对于脱硫废水的初步处理阶段，这个阶段最大的作用是将脱硫废水中的大量不溶性物质去除，以便于达到后续单元对水质的要求，另外，有时为了减轻后续单元的负担，在预处理阶段也会对一些可溶性的成分进行处理。一般来说，燃煤电厂对于脱硫废水的预处理方法主要是化学沉淀法以及电絮凝法。

所谓化学沉淀法，是指在处理过程中加入一定的物质，使得废水达到中和、沉淀以及最后的过滤效果。在预处理的中和过程中，一般分为不软化、半软化以及全软化三种，其中软化的程度和软化过程所花费的费用成正比，因此在这个过程中需要综合软化效果以及成本两方面进行考虑。

而电絮凝法和化学沉淀法有很大的区别，它主要是通过电解以及电混凝原理对废水中的有害物质进行处理，其可以通过加入较少的物质，消耗更低的电量达到和化学沉淀法相同的效果。

（二）浓缩减量单元

当对脱硫废水进行的预处理单元结束之后，完成初步处理的废水需要进入下一阶段——浓缩减量单元，它主要是通过在废水中提取出相应的水分子，将废水进行充分地浓缩之后，并且产生相应的洁净水过程。在浓缩减量单元，处理效果的好坏将直接关系到废水处理的最终效果。

在浓缩减量单元，其处理工艺主要分为热法以及膜法两种，其中热法的基本原理是通过热量交换的过程实现水分子的气体和液体之间的转换，而膜法的基本原理是利用膜的选择透过性。一般来说，根据膜的多样性，在这个工艺中的浓缩减量方式又有不同，其中常见的为电渗析一反渗析，多级反渗析以及反渗析一正渗析三种，这三种中最后一种的浓缩倍率最大，但是同时其应用的技术尚且不稳定和不成熟。

（三）尾水固化单元

当脱硫废水经过第二阶段的浓缩减量之后，经过其体积大大减小，并且其浓缩液可以投入使用，但是依然需要通过尾水固化单元对废水浓缩液进行最后的处理，其主要方法是将浓缩液形成固态，并且将这个过程产生的结晶盐进行回收，从而完成脱硫废水的无害化和资源化处理。

在尾水固化单元，主要有蒸发结晶法和烟气干燥法两种工艺。其中蒸发结晶法和浓缩减量单元的原理大致相同，但是往往其成本较高以及占地面积较大，因而并没有进行广泛的使用。而烟气干燥法相对来说成本较低，在对浓缩液的处理过程中虽然没有对其中的结晶盐加以利用，但是对于无分盐需求的企业来说这是一种进行尾气固化的可选途径。

四、结语

在燃煤电厂的发电过程中，脱硫废水是多种废水的混合而成，因此其处理也较为困难。从目前的处理工艺来看，脱硫废水的零排放中存在经济性和效用性难以平衡的问题，在未来，燃煤电厂脱硫超低排放后废水零排放工艺将进一步完善。