关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放；废水处理
引言
现阶段，我国工业化进程不断加快，在发展燃煤电厂日常生产时，一定会产生大量的工业废水，如果将这些废水直接外排，就会造成土地盐碱化严重，并对生态环境造成不可挽回的损失，为达到污染物零排放、资源化的生产目标，同时实现环境保护，就不得不找到一条燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺。
1脱硫废水的主要来源
湿法脱硫工艺采用脱硫剂来吸收烟气中二氧化硫并附带吸收其他污染组分，主要包括钠碱法、氨法、石灰石－石膏法等。与其他方法相比，石灰石－石膏法因操作简单、稳定性好、脱硫效率高、技术成熟等优点成为目前国内外燃煤电厂最主流的脱硫技术。该方法将石灰石浆液与燃煤机组产生的烟气直接接触并发生反应，使得烟气中的SO2、粉尘等污染物迁移转化到浆液中，形成石膏浆液，这是脱硫废水的主要来源。另外，因浆液的浓度很大，容易产生结垢，设备运行一段时间就会发生堵塞现象，因此设备运行中需要用清水不断冲洗，从而产生部分脱硫废水[1]。
2脱硫废水处理方法
2.1传统处理方法
目前，国内外燃煤电厂应用最广泛的脱硫废水处理技术是化学混凝沉淀法，也称“三联箱”法，主要包括中和、沉淀、絮凝和澄清等工序，工艺设备中和池、反应池、絮凝池合称为三联箱。采用“三联箱”工艺脱硫废水的优点是工艺操作简单、技术成熟、处理效率高，且运行成本相对较低；其缺点是化学药剂使用量大、污泥产生量大且污泥处置困难，设备维护困难，出水化学需氧量（ＣＯＤ）、悬浮物（ＳＳ）和含盐量不易达标，出水无法满足电厂回用水的水质要求。
2.2新型处理方法
2.2.1膜法浓缩
(1)海水反渗透(SWＲO)。回收率一般达到40%～45%，SWＲO最佳的进水溶解性固体总量(TDS)约20g/L，浓水侧最大TDS可以达到50g/L。经过软化处理后的脱硫废水回收率可以适当提高，按50%设计。(2)碟管反渗透(DTＲO)。一种特殊的反渗透形式，是专门用来处理高浓度污水的膜组件，其主要特点有:避免物理堵塞现象、最低程度的结垢和污染现象、浓缩倍数高。DTＲO最佳的进水TDS在40～60g/L，浓水侧最大TDS可以达到100～120g/L，国内电力行业应用业绩较多。(3)高压正渗透(FO)。利用半渗透膜和提取液，水分子通过半渗透膜在两侧渗透压差的驱动下自发并且有选择性地从高盐水侧扩散进入提取液侧。专利提取液是由特定摩尔比的氨和二氧化碳气体溶解在水中形成。由于氨和二氧化碳混合气体在水中具有很高的溶解度，形成的提取液可以产生巨大的渗透压驱动力(相当于350MPa的物理压力)，从而使得水分子可以自主地渗透过膜，即使高含盐量原水的TDS高达150g/L。
2.2.2生物处理法
１）活性污泥法。以活性污泥为主体的污水生物处理方法，利用污水中的微生物对污染物进行降解和去除，通过在污水中设置曝气装置，使得污水中溶解氧保持一定浓度，并使微生物悬浮于水中，经过微生物降解和二沉池沉淀对污水进行处理。２）厌氧处理法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆尽管高盐脱硫废水对厌氧生物存在抑制作用，但是可以通过驯化或者利用拮抗作用减弱盐的毒害，因此厌氧处理法仍然可以用于处理高盐废水。３）人工湿地法。利用湿地中植物、土壤、微生物等介质，通过物理、化学和生物作用对废水进行处理和净化。人工湿地法是一种很有前景的脱硫废水处理措施，可以有效去除脱硫废水中Ｈｇ、Ｓｅ和Ａｓ等金属，主要通过转化污染物的化学形态进而降低污染物的移动性和生物可利用性[2]。
3零排放技术
3.1蒸发结晶工艺
首先就是MVR技术，这种系统的具体组成较为复杂，主要可以划分成结晶器和蒸发器等，第一步进行浓缩工作，然后就是结晶，最后通过固液分离等手段实现后期的回收处理工作。这种技术的工作原理也较为复杂，在废水进入相关的处理容器之后，对pH值进行调整，推进加热工作。为了在最大程度上降低溶液的含氧量，需要对除氧器等设备进行利用，废水同蒸汽混合接触后，通过与浓盐水的混合传送至相应管道，在此过程中会出现一定的热能蒸发效果，在达到理想的蒸发效果之后，推进压缩工作，之所以需要推进压缩工作，主要还是为了实现对其温度等因素的综合把握，随后进行的是热量交换工作，需要进行一定的加热。浓盐水需要经历蒸汽加热才能进入结晶器，大多数情况下，都需要进行换热器的设置，加热工作的时间和方式也要进行严格的控制，大部分情况下需要进行多次加热，以闪蒸的形式为主，在完成闪蒸工作之后，盐分被剔除出来，母液返回至相应的结晶器，对废弃物进行合理处置。结合行业的实际工作情况来看，对于多效蒸发技术来说，机械压缩蒸发技术所耗的热能比较少，也就是说其工作效率更高，但是毫无疑问这也是一把双刃剑，尽管这种方式在很大程度上提高了工作效率，然而对于行业工作人员来说是一项巨大的挑战，因为这极大提高了设备的操作难度。外源蒸汽是MVR技术第一次使用的重要能源，在后期该种工艺的使用过程中，电能是主要的能源，包括热能等因素都需要借助电能，所以说电能在相关工作中显得尤为重要。在这种技术的运用过程中，虽然废水的处理效率比较高，但是也存在很多问题，最为重要的就是系统的复杂性，除此之外，设备的购置成本和运行成本也是重要的影响因素。
3.2烟道蒸发技术
烟道蒸发技术是将预处理后的废水通过雾化喷嘴喷射于锅炉尾部烟道，烟道内烟气产生的热量能够迅速将废水液滴蒸发，蒸发后剩余的固体杂质随烟气一起进入电除尘器被电极捕捉，按照选择的烟道蒸发器不同分为主烟道蒸发技术和旁路烟道蒸发技术。该技术工艺流程简单，无需额外提供能量，极大地降低了运行成本。同时通过向烟道内引入废水，能够有效地提高进入烟气湿度，降低烟气中灰尘颗粒的比电阻，提高除尘效率，具有很高的节能环保价值。而实际运行中，由于脱硫废水直接喷入烟道内，导致废水中盐渍析出并沉积在烟道底部，同时废水中Cl－以无机盐和HCl形式存在，造成烟道堵塞和设备腐蚀现象。此外为了防止烟气湿度过大造成除尘器电极腐蚀和烟道温度过低等问题，往往对废水蒸发过程控制要求很高，确保废水在进入除尘电极前被完全蒸发[3]。
结语
目前，脱硫废水零排放处理工艺组合有很多种，但基本原理均是:预处理+浓缩减量+末端固化。当脱硫废水量较小时，亦可经过预处理后直接进行固化处理；当脱硫废水量较大时，可先经过预处理+浓缩减量后在进行固化处理。旁路烟道蒸发技术能耗低、占地少、废水处理率高、无附属产品、自动化程度高、对后续设备影响较小，具有显著的优势，已经成为主流，适宜推广。未来实现脱硫废水的资源化利用和低成本处理，是脱硫废水零排放技术研究的重点和方向。
参考文献
[1]姜思华．脱硫废水对脱硫系统的影响［J］．化工设计通讯，2018，44(1):156．
[2]叶春松，黄建伟，刘通，等．燃煤电厂烟气脱硫废水处理方法与技术进展［J］．环境工程，2017，35(11):10－13，51．
[3]史德佩，周然.略论燃煤电厂脱硫废水零排放处理与预处理的软化技术[J].山东工业技术，2018（21）：88.
论文作者: 周家材 申伟庆 李海浩 杨惠敏
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
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