火力发电厂脱硫废水处理技术研究

张雪峰 王俊芬

摘要：在火力发电厂的生产、运营和建设过程中，水资源短缺已成为制约电力工业发展的重要因素。为了实现火电厂的可持续发展目标，应加强对废水处理和回用的管理和控制，控制电厂运行过程中的用水量，结合火电厂脱硫废水的类型和特点，不断优化脱硫废水处理和回用系统。

关键词：火力发电厂;废水;处理技术

1脱硫废水水质特性

脱硫废水因其水质较差，pH较低，具有较強的腐蚀性;含有较高浓度的悬浮物质;硬度高，易结垢、有重金属;若处理不当，将造成严重的二次污染，所以选择合适的处理技术是关键。

燃煤电厂脱硫废水处理技术的选择，需要同时考虑处理效率与技术成熟度，充分评估一次性投资与长期运行费用，合理处理资金、资源等投入与节能减排的产出效益。脱硫废水处理系统需要与现有的脱硫、脱硝、除尘等污染控制单体协同，提升系统综合处理效率，实现产物的无害化、资源化与轻量化，避免产生新的二次污染。在充分考虑电厂实际运行情况的基础上，对具体机组、煤炭类型及场地空间进行优化。

2火力发电厂脱硫废水处理技术措施

2.1化学法

化学法是传统的处理方法，也称化学沉淀法，是国内处理脱硫废水的主要技术。该技术的主要原理是通过各种化学药品除去脱硫废水中的各种杂质和重金属。其工艺流程如图1所示。

通过调节池调节脱硫废水的pH值，在中和池中加入石灰乳进行中和，在反应池中加入硫化物进行沉降，在絮凝池中加入如硫酸氯化铁等絮凝剂进行絮凝，最后通过澄清，再次调节pH值后回用或者外排。一般来说，通过化学法的出水水质能够达标排放，但是Cl-和F-含量较高。

化学沉淀法具有工艺简单、原材料容易获得且运行成本较低等优点，是国内使用最为普遍的一种方法。但该方法也存在一些缺点。大量的运行经验结果表明：中和池中使用的石灰乳沉淀物容易堵塞管道，会给后续管道和反应池的清理带来不便;由于在脱硫废水中添加各种化学药品，对药品计量的要求严格，容易造成二次污染;化学法工艺流程较长，设备较多，运行和检修的工作也较多。采用石灰乳和纯碱结合的双碱工艺，研究了脱硫废水pH值调节对软化效果的影响，为废水零排放技术中预处理技术提供了参考。

2.2“预处理+反（正）渗透+蒸发结晶”技术

预处理的目的是利用反应沉淀池，脱除脱硫废水中Ca2+，Mg2+，SiO2，以及悬浮物等的浓度，减少对后续管道和设备的影响。然后通过膜式渗透单元进行分盐处理，最后通过蒸发结晶方法进行分盐结晶。这类技术的优点是可以脱出含盐浓度高的废水，获得标准的固体盐，最终产生的水可以回用;系统中除了干污泥外，没有其他废弃物排出。缺点是需要多个膜渗透技术配合，对水质要求较严格，处理量中等。大唐集团某电厂采用的是“MVC+MVR”（蒸发结晶单元）对渗透膜产生的浓盐水进行处理。处理量为3m3/h（NaCl），除盐率可达92%以上。该技术的优点是可以结晶分离出固体状态的盐，且盐的质量可控制在工业级标准。相比化学法，其经济效益得到了提高，同时可以避免化学药品的二次污染，保护水资源。

某电厂采用的是正渗透技术，具体处理工艺包括混凝-澄清-过滤-软化预处理单元、膜浓缩单元和蒸发结晶单元，这是国内首个运行正渗透技术的废水零排放项目。相对于传统渗透膜技术而言，该技术的优点是膜污染性更低，分离效果更好;缺点是工艺技术更难，投资更大，技术还有待更多的实践运用。

2.3膜法浓缩减量技术

反渗透膜、纳滤膜、正渗透膜和电渗析膜等是膜法浓缩减量的主要工艺。其中，反渗透又称逆渗透，主要利用压力差在溶液中分离溶剂。由于其技术具有安全可靠，脱盐率高，出水稳定，能耗低等优点而备受青睐。按照压力及结构分类，可分为高压式、盘管式和特殊通道式。纳滤膜则主要应用于阴离子浓度较高的废水减量化处理，尤其是对小分子有机物，二价或高价离子的截留效果显著。正向渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术，其核心在于高效提取液形成巨大渗透压差，驱动水分子自发选择性扩散。其高出水品质、低能耗、轻结垢的优点明显。电渗析膜技术则利用膜对带电离子的选择透过性，同时实现废水的浓缩与淡化。因其对药剂需求量较少，能减少对环境的污染;但对废水硬度的降低以及难电离物质的去除效果有限。不管是淡化法还是浓缩法，学者针对特定的应用场景，综合考虑工艺成熟度、运行成本和投资成本的基础上，开展不同工艺的探索。开发出预处理+浓缩减量+蒸发结晶三段式处理工艺。化学+微滤膜法在当前最具经济与技术潜力。开发高效防垢一体化预处理+纳滤新型反渗透+机械式蒸汽再压缩废水零排放成套技术，实现预处理、分盐浓缩、蒸发结晶一体化，在缩短工艺流程的同时节省15%以上投资成本;高效分盐浓缩系统则实现废水浓缩减量85%，淡水产水率高于93%，氯化钠一级工业盐纯度高于98.6%的目标。开展多种膜浓缩减量工艺中试试验，结果表明碟管式电渗析的除盐率较高。综上所述，膜浓缩技术具有系统能耗低、浓缩能力强和离子选择性去除等优势。但需要花费较多资金进行投资以及运行维护，且存在易结垢堵塞、预处理要求高等问题。开发国产化新型膜材料，降低运行维护成本以及多元化配置是膜浓缩工艺的发展趋势。

2.4冲灰排水处理与回用

在冲灰排水处理过程中，冲灰水中的碱性物质可被炉烟中的二氧化硫和二氧化碳中和。

由于冲灰水中含有游离氧化钙，管道结垢，在砂浆泵前设置砂浆罐，以保证冲灰水中的氧化钙能迅速溶解。为了有效提高废水资源的利用率，大多数火力发电厂都采用了较为完善的冲灰水回收再利用系统，并加入阻垢剂，以防止系统内管道结垢。

2.5“蒸发塘”技术

蒸发塘技术的原理是在太阳能充足且蒸发量大的地区，利用自然条件在塘底蒸发形成矿物盐结晶。相较于其他处理脱硫废水的技术而言，蒸发塘技术的优点是运行成本低，运营效率更高且寿命较长。缺点是建设时要考虑脱硫废水含盐量高的特点采取防渗透、防腐蚀措施，以免造成环境破坏;建设投资和成本较大。我国北方燃煤电厂多采用节水型冷机组和灰渣综合利用的措施，而北方地区太阳能充足且蒸发量大，适合利用蒸发塘技术处理燃煤电厂的脱硫废水，以满足环保要求。目前在乌兰察布市已经有蒸发塘处置化工浓盐水技术的应用。将燃煤电厂原有的灰厂进行改造，从而将脱硫废水引流至灰厂改造的蒸发塘内进行晾晒和蒸发处理。

2.6烟气蒸发结晶工艺

利用引风机后的烟气废热对末端废水进行蒸发浓缩。末端废水在浓缩塔中与烟气直接接触，由于原烟气为干烟气含湿量很低，在与末端废水接触中烟气热量被废水中的水吸收并蒸发成蒸汽，烟气达到饱和状态，温度降低至50℃左右。饱和湿烟气经盐水除雾器后与原烟气混合进入脱硫塔;末端废水在浓缩单元中经过多次循环后，盐水浓度增加至接近饱和或过饱和状态，浓缩倍率可达4倍以上。经过浓缩后的浓盐水送入结晶单元被蒸发干燥成固态和粉煤灰一起悬浮在烟气中进入静电/布袋除尘器被捕捉，从而实现末端废水真正的零排放。

3结论

综上所述，火力发电厂在实际运行中消耗了大量的水资源。为了有效提高水资源利用率，减少废水排放对周围环境的污染，应引进更先进的工业废水处理和循环水利用技术，并结合火电厂运行中的实际需要，不断优化污水处理回用系统，确保系统运行中的生态效益和经济效益保持在较高水平。加强对水资源利用的管理和控制，充分考虑污水处理和回用的要求，实现火电厂的可循环发展目标。

参考文献

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