近年來(lái)，我國廢水排放標準的要求日益嚴格，尤其是2015年國務(wù)院頒布的《水污染防治行動(dòng)計劃》“水十條”，更是將水環(huán)境保護上升到了國家戰略層面?；痣娮鳛橛盟?、排水大戶(hù)，用水占工業(yè)總量的20%，從經(jīng)濟運行和保護環(huán)境出發(fā)，節約發(fā)電用水，提高循環(huán)水的重復利用率，實(shí)現火電廠(chǎng)廢水“零排放”意義重大。

  脫硫廢水主要是火電廠(chǎng)鍋爐煙氣濕法脫硫(石灰石/石膏法)過(guò)程中吸收塔的排放水，它與電廠(chǎng)其它系統所產(chǎn)生的廢水差異較大，是火電廠(chǎng)水系統內水質(zhì)*復雜、污染*嚴重的水體。脫硫廢水含有高濃度的懸浮物、高氯根、高含鹽量、高濃度重金屬，對環(huán)境污染性極強，因此脫硫廢水零排放勢在必行。

  1.脫硫廢水水質(zhì)特點(diǎn)

  脫硫廢水中的污染物成分及含量與煤種、脫硫工藝與運行方式、進(jìn)入煙塵量、石灰石品質(zhì)、石膏脫水效果、氨逃逸率等多種因素有關(guān)，它的主要特征是：

  (1)呈現弱酸性，PH值為4-6.5;

  (2)懸浮物高，一般在6000-15000mg/L之間，但顆粒細小，主要成分為粉塵和脫硫產(chǎn)物(硫酸鈣和亞硫酸鈣);

  (3)含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等，溶解性固體總量(TDS)在25000-60000mg/L之間，其中Cl-含量一般在5000-20000mg/L之間;

  (4)含有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金屬離子，是電廠(chǎng)的一種處理難度較大的廢水。

  2.脫硫廢水處理現狀

  目前電廠(chǎng)脫硫廢水處理一般采用酸堿中和三聯(lián)箱處理法，利用氫氧化鈉調節pH到中性，絮凝去除懸浮物。此工藝主要處理了脫硫廢水中的固體顆粒物，但對于水中的溶解性離子沒(méi)有處理，排水中仍然含有大量的Cl-、SO42-、Ca2+、Mg2+，需要進(jìn)行二次處理才能實(shí)現零排放及回收利用。

  市場(chǎng)通用零排放技術(shù)多采用“預處理單元+減量濃縮單元+固化單元”工藝，各單元設計彼此相輔相成，其目的在于滿(mǎn)足各自系統的工藝邊界條件要求，同時(shí)實(shí)現整套零排放系統的穩定可靠運行。

  預處理單元主要去除水體中的硬度離子和重金屬，以符合后續減量濃縮單元設計要求，目前主要采用二級軟化沉淀法，同時(shí)根據水質(zhì)等不同，輔以重金屬去除劑和過(guò)濾等裝置。減量濃縮單元設計則根據后續固化單元水量，確定減量濃縮單元出力要求，主要包括膜濃縮和熱蒸發(fā)兩種處理工藝。從整體經(jīng)濟性和成熟度考慮，目前市場(chǎng)上多采用膜法對廢水進(jìn)行濃縮減量，經(jīng)膜濃縮后廢水含鹽量可達8-12%。

  “固化單元”是脫硫廢水“零排放”系統中的關(guān)鍵，根據處理程度的不同，主要分為結晶鹽資源化利用、非資源化利用兩種。結晶鹽資源化利用處理方法，大多是針對2016年后批準的新建項目提出更高的環(huán)保要求，該處理方法需要將廢水軟化到一定程度甚至全軟化，才能進(jìn)行后續的膜法或熱法分鹽及濃縮干化處理工藝，軟化藥劑費用高，老舊電廠(chǎng)難以承受這種經(jīng)濟負擔。

  非資源化利用處理方法，則適合大多數老舊電廠(chǎng)的環(huán)保改造。結晶鹽非資源化利用處理方法，目前常用的主要有兩種：主煙道霧化噴灑干燥法和高溫煙氣旁路加熱蒸發(fā)干燥法。

  這兩種方法雖都能達到廢水零排放要求，但采用主煙道霧化噴灑干燥法，水蒸氣*終隨著(zhù)煙氣進(jìn)入煙道外排，無(wú)法對冷凝液進(jìn)行回收利用，且該工藝需要在除塵器前布置噴槍或者抽取除塵器前的煙氣進(jìn)行加熱，這會(huì )使得噴嘴處的濕度增大，煙氣中的灰分容易在噴槍處、旋轉噴霧處粘結，導致噴嘴堵塞、煙氣沖刷磨損、霧化效率下降，致使廢水難以干燥。

  而采用高溫煙氣旁路加熱蒸發(fā)干燥法抽取熱煙氣直接對廢水進(jìn)行加熱干燥，則需要抽取300℃以上溫度的煙氣，這會(huì )影響空氣預熱器對進(jìn)入鍋爐的空氣的預熱效果，導致入爐膛空氣溫度降低，從而影響鍋爐熱效率。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

  3.余熱閃蒸自結晶技術(shù)

  鑒于目前脫硫廢水零排放處理工藝中存在的問(wèn)題，針對脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，有學(xué)者提出了“余熱利用閃蒸自結晶脫硫廢水零排放技術(shù)”。該技術(shù)采用負壓多效閃蒸工藝，以廢水中石膏固體顆粒作為晶種進(jìn)行廢水中污染物的自結晶，利用脫硫入口煙氣余熱為多效蒸發(fā)提供熱源，降低系統能耗。無(wú)預處理，不需加藥，排出固體物為石膏和結晶鹽混合物，無(wú)其他雜物，能達到90%的水回收利用率。

  “余熱利用閃蒸自結晶脫硫廢水零排放技術(shù)”工藝流程如圖1所示。

  圖1 余熱閃蒸自結晶技術(shù)工藝流程圖

  廢水箱中的脫硫廢水經(jīng)廢水給料泵直接送至三效閃蒸系統，無(wú)需經(jīng)過(guò)預處理。該工藝在每臺機組脫硫吸收塔入口煙道位置安裝一臺煙道換熱器，其工作介質(zhì)為工藝水，在煙道換熱器中利用煙氣余熱加熱，在一效真空泵產(chǎn)生的負壓工況下，生成負壓蒸汽，給脫硫廢水處理裝置提供熱源，蒸汽冷凝成水進(jìn)入循環(huán)冷凝水罐，再通過(guò)加濕水泵送到煙道換熱器，蒸發(fā)冷凝進(jìn)入循環(huán)冷凝水罐，換熱器內的水介質(zhì)循環(huán)使用，通過(guò)工藝水定期對循環(huán)冷凝水罐進(jìn)行少量補充。

  三效閃蒸系統在真空泵作用下保持負壓工況，廢水給料泵來(lái)廢水進(jìn)入一效分離器，一效分離廢水通過(guò)循環(huán)管用一效強制循環(huán)泵送到一效加熱器管程，來(lái)自煙道換熱器蒸汽進(jìn)入一效加熱器殼程，廢水被加熱后再回到一效分離器，在一效分離器中產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入二效加熱器殼程，一效分離器中的廢水繼續循環(huán)進(jìn)入一效加熱器與蒸汽換熱，由于一效分離器廢水中水分蒸發(fā)，漿液濃度增加。

  廢水在一效分離器中經(jīng)一效蒸發(fā)器均勻地在加熱管內壁從下向上流動(dòng)，并利用一效強制循泵進(jìn)行強制循環(huán)蒸發(fā)濃縮。在蒸發(fā)器上端設有專(zhuān)門(mén)的汽液兩相共存的沸騰區，物料在沸騰區內汽液混合物的靜壓使下層液體的沸點(diǎn)升高，并使溶液在加熱管中螺旋流動(dòng)時(shí)只受熱而不產(chǎn)生汽化，沸騰物料進(jìn)入一效分離室完成汽、液分離，物料在一效系統內經(jīng)多次自然式循環(huán)后，完成初步濃縮的料液在壓差的作用下進(jìn)入二效分離器。

  進(jìn)入二效的物料運用與一效內相同的原理，利用一效分離器產(chǎn)生的二次蒸汽作為后部的蒸發(fā)器的熱源，并利用循泵進(jìn)行強制循環(huán)蒸發(fā)濃縮。完成濃縮的料液在壓差的作用下進(jìn)入三效分離器，進(jìn)入三效的物料運用與一、二效內相同的原理，利用二效分離器產(chǎn)生的三次蒸汽作為后部的蒸發(fā)器的熱源，并利用循泵進(jìn)行強制循環(huán)蒸發(fā)濃縮。當三效內濃縮物料達到設計濃度時(shí)，料液被送至增稠器進(jìn)行結晶。第三效蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)冷凝收集后可送至脫硫系統作為工藝水使用或其他用水。

  與其他工藝相比，余熱閃蒸自結晶技術(shù)具有無(wú)需進(jìn)行預處理，利用鍋爐尾部余熱煙氣加熱脫硫廢水，不需要消耗其他熱源，系統的水回收率高(可達到90%以上)，以脫硫廢水中的石膏固體顆粒作為結晶晶種，不需要對脫硫廢水進(jìn)行預處理，無(wú)二次廢棄固體物產(chǎn)生等特點(diǎn)，目前已在靈州電廠(chǎng)、大南湖電廠(chǎng)和大港電廠(chǎng)得到了成功應用。

  4.結語(yǔ)

  余熱閃蒸自結晶技術(shù)為近年新提出的脫硫廢水零排放處理技術(shù)，雖已實(shí)現工業(yè)化應用，但因應用時(shí)間較短，尚未實(shí)現規?；瘧?。然而隨著(zhù)脫硫廢水零排放處理的呼聲越來(lái)越高，余熱閃蒸自結晶技術(shù)的應用研究也將更為普遍和深入。