石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水處理工藝

　　目前，我國的能源結(jié)構(gòu)還是以煤炭為主。煤炭燃燒排放的煙氣是空氣中SO2和粉塵的重要來源，引發(fā)霧霾、酸雨等環(huán)境問題。石灰石―石膏濕法是煙氣脫硫主流技術(shù)，2014年，我國80%以上的火電廠煙氣脫硫采用該技術(shù)。但在脫硫過程中會產(chǎn)生二次污染――成分復(fù)雜，污染物種類較多的脫硫廢水。2015年4月16日，國務(wù)院印發(fā)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，要全面控制污染物排放。脫硫廢水零排放勢在必行。

　　一、脫硫的廢水水質(zhì)特點(diǎn)

　　石灰石-石膏濕法煙氣脫硫漿液不斷循環(huán)，與煙氣直接接觸，污染物轉(zhuǎn)移至漿液中，持續(xù)運(yùn)行過程中Cl-不斷富集，不僅加速設(shè)備的腐蝕，還會影響脫硫的效率。為保證系統(tǒng)較好的運(yùn)行效果，需要定期外排部分廢水。外排的廢水水質(zhì)隨原料、漿液濃縮倍率會有波動(dòng)，其水質(zhì)特點(diǎn)如下：

　　(1)廢水的pH值為4.0~6.5，呈弱酸性;

　　(2)廢水懸浮物含量大、濁度高，主要為石膏顆粒，SiO2等;

　　(3)廢水含多種重金屬及其它污染物，如Cr、As、Cd、Pb、Hg(一類污染物)和Cu、Zn、硫化物等(二類污染物);

　　(4)廢水含鹽量高，主要含Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等無機(jī)離子。

　　二、脫硫廢水的傳統(tǒng)處理工藝

　　《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》公布之前，我國的脫硫廢水大多數(shù)采用物理化學(xué)法處理后直接排放。下面具體介紹幾種方法。

　　(2)物理方法(直接利用)

　　脫硫廢水不進(jìn)行處理，直接排到水力除灰系統(tǒng)，利用灰中的CaO與廢水中的酸性物質(zhì)和重金屬反應(yīng)，去除水中污染物，達(dá)到以廢治廢的目標(biāo)。但是脫硫廢水的排入會造成除灰系統(tǒng)中氯離子的日益聚集，加劇對除灰系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕，從而影響系統(tǒng)的正常功能。

　　脫硫廢水用于煤場噴灑系統(tǒng)，廢水中的雜質(zhì)進(jìn)入到煤粉中，煤燃燒后大部分將重新進(jìn)入煙氣中，多次循環(huán)后將打破原有的氯平衡，導(dǎo)致系統(tǒng)無法運(yùn)行。

　　(2)化學(xué)沉淀法

　　化學(xué)沉淀法是目前國內(nèi)脫硫廢水處理最常用的方法，主要由廢水處理、化學(xué)加藥和污泥脫水三部分組成。其中廢水處理部分包括中和、沉淀、混凝、澄清、凈水排放單元，工藝流程如圖1所示：

　　但目前化學(xué)沉淀法仍存在諸多不足：

　　(1)脫硫廢水水質(zhì)波動(dòng)大，難以將加藥量控制在合理范圍;

　　(2)運(yùn)行費(fèi)用高，產(chǎn)生大量化學(xué)污泥;

　　(3)無法去除高濃度Cl-等可溶性離子，對Se、Hg的去除效果較差，如果直接排放會嚴(yán)重危害生態(tài)系統(tǒng)。

　　三、脫硫廢水的零排放處理工藝

　　2017年在“水十條”的大背景下，環(huán)境保護(hù)部又發(fā)布了《火電廠污染防治技術(shù)政策》，可以預(yù)見國家對電廠污廢水循環(huán)利用，甚至零排放的要求。有關(guān)學(xué)者開展了脫硫廢水零排放的研究。

　　(2)蒸發(fā)結(jié)晶處理工藝

　　脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶零排放工藝是將脫硫廢水預(yù)處理后，經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)處理后產(chǎn)生水蒸氣和濃縮液，水蒸氣冷凝后回用，濃縮液進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)形成干燥的結(jié)晶鹽固體，從而實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。

　　為降低蒸發(fā)能耗，南京朗新明與國電某電廠合作，對所研發(fā)高含鹽廢水低溫強(qiáng)化自然蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)進(jìn)行工業(yè)性中試。該技術(shù)是利用常溫常壓下不飽和濕空氣的水汽容納量進(jìn)行自然蒸發(fā)。利用電廠的余熱的同時(shí)又處理脫硫廢水。

　　(2)煙道蒸發(fā)處理工藝

　　煙道蒸發(fā)零排放技術(shù)是將與壓縮空氣混合后的脫硫廢水，以液滴的形式噴入空氣預(yù)熱器(AH)和靜電除塵器(ESP)之間的煙道中，利用煙氣余熱蒸干脫硫廢水，蒸干后的固化物隨粉塵在ESP中被捕獲，從而實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。

　　(3)膜分離濃縮處理工藝

　　膜法分離技術(shù)在水處理行業(yè)廣泛應(yīng)用，具有高效、節(jié)能、易操作的特點(diǎn)。張凈瑞等采用高效多維極相電絮凝+雙堿法對脫硫廢水進(jìn)行預(yù)處理，利用微濾+反滲透雙膜法對廢水進(jìn)行減量化處理，減量過程產(chǎn)生的濃縮液可結(jié)合煙道蒸發(fā)和蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)實(shí)現(xiàn)零排放。王可輝等采用傳統(tǒng)三聯(lián)箱預(yù)處理，利用管式微濾膜TMF+高壓碟片式反滲透DTRO膜對廢水處理，濃縮液可結(jié)合煙道蒸發(fā)和蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)實(shí)現(xiàn)零排放。

　　目前亦有將正滲透技術(shù)用于脫硫廢水處理的實(shí)例，該技術(shù)通過高濃度汲取液產(chǎn)生的高滲透壓，促使脫硫廢水中的水分通過半透膜進(jìn)入汲取液，而脫硫廢水濃縮液可使用蒸發(fā)結(jié)晶工藝回收其中的鹽分。

　　(4)生物處理工藝

　　脫硫廢水中COD不高，其形成的主要因素是還原態(tài)的無機(jī)物，并不是有機(jī)物，脫硫廢水還有高鹽度，這說明脫硫廢水的可生化性很差。目前，脫硫廢水生物處理工藝基本都在理論階段，很少有投入實(shí)際運(yùn)行。

　　四、結(jié)論

　　在“綠水青山，就是金山銀山”理念深入人心的當(dāng)下，傳統(tǒng)的脫硫廢水處理工藝，已經(jīng)無法滿足環(huán)保要求，蒸發(fā)結(jié)晶、煙道蒸發(fā)、膜分離濃縮處理技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)脫硫廢水中的水及鹽分資源化利用，但在應(yīng)用時(shí)也要結(jié)合實(shí)際，考慮投資和運(yùn)行成本。(來源：新興河北工程技術(shù)有限公司)