论文部分内容阅读
摘要：燃煤电厂的发展，需要依靠大量的燃煤而实现，燃烧过程中会释放出大量的SO2烟气，针对该项问题，主要是运用石灰石—石膏湿法脱硫工艺来实现超净排放。该种工艺方法具有反应速度快，应用效率高等特点，脱硫效果能够达到99%以上。但是该种方法无法实现“零排放”，需要针对脱硫废水工艺方法来提出新型的处理方法，确保能够符合含盐废水的“零排放”要求。
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；处理工艺
燃煤电厂在发展和使用的过程中，由于煤燃料的燃烧产生了大量的二氧化硫，导致我国的空气环境遭受到严重污染，影响人们的身体健康。一般情况下，针对这一污染情况，使用的是湿法脱硫进行处理。这也是一种比较典型的气液反应状况，其工艺使用在脱硫工作中，能够保证高效率和快速反应，因此适合于使用在大容量高参数燃煤电厂。但是這种工艺的使用，导致燃煤电厂的废水排放量比较大，造成水污染。
一、燃煤电厂脱硫废水的来源与特点
1.1脱硫废水的来源
根据我国的燃煤电厂情况来看，石灰石-石膏湿法脱硫技术是常用的脱硫工艺，实际应用效率较高，适应性较强。通常情况下，燃煤电厂脱硫废水大多来源于吸收塔排放废水，在湿法脱硫条件下，煤的燃烧以及石灰石的溶解过程中会产生大量的烟气、悬浮物、重金属离子和杂质，严重污染水资源。石灰石-石膏湿法脱硫技术能够有效去除烟气中的二氧化硫，控制浆液中的灰尘颗粒浓度，保证脱硫设备中物质平衡，避免氯离子偏高。此种情况下，必须排放一定量的废水以保证石膏浆液品质合格。燃煤电厂排除的废水中含有一些对环境有害的物质，这对我国的生态环境是一种破坏，对环境保护也有不利影响。这些废水经过加药系统等初期阶段的一些处理，但并不能真正做到对环境的无害，所以在脱硫废水零排放方面采取一些新型的处理方法非常重要。
1.2脱硫废水的特点
一是有害物质成分多，水质变化大。就燃煤电厂脱硫废水的实际排放情况来看，在煤燃烧和烟气二氧化硫吸收后，脱硫废水的成分发生明显变化，尤其是钠离子、钙离子、硫酸根离子和重金属离子的成分较多，并且随着电厂各种设备的不断运行，脱硫废水的水质变化较大，此种情况下对水资源造成严重污染。
二是燃煤电厂脱硫废水的盐含量过高。燃煤电厂生产实际表明，脱硫废水中含有大量的盐，其与电厂实际供电需求存在密切的联系，随着电厂电力供求的不断增大，脱硫废水的含盐量也随之提高。
三是脱硫废水中的悬浮物含量较大。当前燃煤电厂脱硫废水处理过程中，主要采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，外排的脱硫废水中实际所含的悬浮物数量较多，对水资源环境造成严重威胁。
四是腐蚀性较强。由于脱硫废水的成分较复杂，含有较多酸性物质，具有较强腐蚀性，因此，会对机械设备、管道等造成了严重腐蚀，是燃煤电厂目前急需解决的重要问题。
五是硬度强、易结垢。在运用石灰石-石膏进行脱硫处理以后，废水中会含有大量的镁离子、钙离子等，并且亚硫酸盐基本呈现过饱和状态，一旦温度升高，脱硫废水很容易结垢，具有较强硬度，使设备的使用寿命受到影响。
二、脱硫废水的性质以及实施零排放工作的重要性
现阶段我国的发电设备中，火力发电占主流，甚至肩负着我国70%以上电力需求的供应，能够从根本上满足我国的用电需求，促进经济的发展。但是在这种情况下，环境也遭受到比较严重的污染，主要就是由于燃煤过程中会排放大量的SO2，而通过湿法脱硫去除烟气中SO2的同时又会产生大量的脱硫废水。根据规定，火电厂的废水排放需要经过处理，处理后废水水质达到国家标准（GB8978-2006）《污水综合排放标准》规定第一类污染物最高允许排放浓度及第二类二级标准，但现阶段已有的处理方式可减少废水中的污染物，却无法达到零排放，依然会给我国的水资源造成一定的污染。所以还需要从根本上改善现有的处理方法，达到零排放，这样才能促进我国生态环境持续发展。
三、现行处理工艺存在问题
脱硫废水处理一般采用中和—沉淀—絮凝—澄清处理工艺，经处理的脱硫废水达到（GB8978-2006）《污水综合排放标准》第一类污染物最高允许排放浓度及第二类二级标准后外排。但在实际应用中，由于燃煤质量、设备选型、运行工况等方面存在差距，致使脱硫废水处理系统运行效果差，投运率低。主要存在以下问题：①脱硫废水中悬固含量高且加入了大量石灰乳，造成反应池底部淤泥严重，排污管堵塞；②废水水质变化大，运行控制较难；③污泥量大且含水率高，导致脱水机工作不稳定，故障率高。
目前，脱硫废水处理不仅运行、维护工作量大，而且不能保证系统连续稳定运行，即使运行良好出水仍含大量溶解盐，直接外排会造成接纳水源含盐量增高、土地盐碱化等问题。基于此，近年来国内越来越多燃煤电厂投入到脱硫废水零排放的升级改造中。
四、燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺应用要点
4.1去除重金属
为了能够去除废水中的汞、铬、镉、铅、砷等重金属物质，提升废水的pH值，需要加大碱性溶剂的使用，将重金属氢氧化物沉淀生成出来。研究表明，氢氧化物重金属离子生成出来，需要在8.0-9.0以上pH值的情况下实现。
4.2中和废水
中和废水处理过程中，废水进入到中和箱内，将石灰乳及碱性化学物质加入其中，完成对酸碱度的调节，进而去除掉水中大部分重金属离子及氟离子。
4.3絮凝处理
絮凝处理在去除重金属和中和废水环节后进行，将絮凝剂加入到废水中，会絮凝形成一些大颗粒，并且逐渐向下沉积，絮凝剂增强了氢氧化物的沉淀效果，减少了废水中的悬浮物质。
4.4分离澄清
分离澄清是运用压滤机完成对固体和液体的分离，将固体污泥运送到指定地点，然后将已经过滤的液体重新流入到脱硫澄清池中，使干净的水流入净水箱，严格按照pH值和监测表中的要求对废水进行检验，直到符合标准为止。 五、燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺
5.1多效蒸发结晶处理工艺
多效蒸发结晶处理工艺作为燃煤电厂脱硫废水中一项常规废水零排放处理方法，在开展蒸发工作时通常将蒸发系统分为4个单元，包括结晶单元、热输入单元、热回收单元和附属系统单元。在运用常规方法对热交换进行处理时，能够促使冷凝液快速的进入到冷凝水箱，经过多级蒸发室加热浓缩后送至盐浆箱中，通过盐浆输送泵，将其传送至旋流器中，完成了对盐结晶的旋流，并逐渐进入到离心机中，实现了对盐结晶体的分离，要确保干燥床和干燥塔的干燥，需经过螺旋输送机来实现。运用离心机和旋流器来完成对浆液的分离，在经过加热系统对其进行蒸发浓缩，最终确保盐结晶的干燥性，干燥的盐结晶可运输出厂。
5.2MVR蒸发结晶处理工艺
MVR蒸发结晶处理工艺的流程为：脱硫废水-软化预处理-MVR立式降膜蒸发结晶-离心脱水。近年来，MVR蒸发结晶技术在我国的燃煤电厂中被广泛应用，相对于多效蒸发结晶处理工艺而言，具有能耗低的特点。我国第一个MVR工艺在实施过程中使用的是臥式喷淋水平管薄膜蒸发器，该蒸发器在使用过程中，需要将换热水平管平放，液体从上部喷嘴位置喷出，管内存在强制对流高温介质，使管外的液膜释放出大量的热量。在运用MVR蒸发结晶处理工艺时，会发现废水的水质发生较大的变化。
5.3排至高温烟道蒸发工艺
对脱硫废水进行处理时，主要是通过废水泵来完成在烟道的预热，运用雾化喷嘴进行喷射，在雾化状态下已经脱硫的废水会在烟道内完成蒸发过程，由于废水中存在杂质，经过高温烟道蒸发处理后，杂质会随着飞灰一起排放出来。通过蒸发方法完成对杂质和水的分离，实现了脱硫废水零排放，提升了电厂脱硫废水零排放处理工艺效果。
5.4膜蒸馏工艺
膜蒸馏工艺在实际应用过程中，需加大对热废水溶液与膜直接进行处理，通常水不会轻易从疏水膜中通过，但是由于受蒸气压影响较大，膜的两侧存在较大的蒸汽压差，促使水蒸气通过膜孔进行传输，从高压侧逐渐向低压蒸汽侧进行转移，确保了污染物与水之间产生分离。膜蒸馏工艺方法在实际的应用过程中，具有外表热损耗低、所需设备小、膜蒸馏操作温度低等特点。在近年来，被人们作为主要的研究对象，但是受潜热回收难度高等因素影响，该项工艺的研究尚处于实验室阶段，没有得到很好的推广和应用。
六、结语
根据我们国家经济的发展现状可以看出，现阶段，不光国家的经济在快速发展，科学技术也在不断地发展之中。燃煤电厂为人民群众的日常用电提供了方便，但同时也产生了一些环境污染的问题。因此，我们不能只注重经济的发展，而忽视环境保护的重要性。燃煤电厂可持续的发展与进步，不能只注重它所产生的经济效益，还需要关注对生态环境的保护。随着我国实现可持续发展，许多工业也在朝着环境友好的方向发展。燃煤电厂也不例外，我国的燃煤电厂现有的污水处理技术有了很大的发展，污水处理也有了一定的效果，但是还不能完全达到零排放目标。
参考文献：
[1]王可辉，蒋芬，徐志清，徐峰，王飞，赵军.燃煤电厂脱硫废水零排放工艺路线研究[J].工业用水与废水，2016.
[2]胡石，丁绍峰，樊兆世.燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究[J].洁净煤技术，2015.
[3]钱感，燃煤电厂脱硫废水综合处理工艺[J].水处理技术，2017.
[4]张春桃，燃煤电厂脱硫废水的零排放处理技术[J].化工环保，2016.
（作者单位：大唐阳城发电有限责任公司）
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；处理工艺
燃煤电厂在发展和使用的过程中，由于煤燃料的燃烧产生了大量的二氧化硫，导致我国的空气环境遭受到严重污染，影响人们的身体健康。一般情况下，针对这一污染情况，使用的是湿法脱硫进行处理。这也是一种比较典型的气液反应状况，其工艺使用在脱硫工作中，能够保证高效率和快速反应，因此适合于使用在大容量高参数燃煤电厂。但是這种工艺的使用，导致燃煤电厂的废水排放量比较大，造成水污染。
一、燃煤电厂脱硫废水的来源与特点
1.1脱硫废水的来源
根据我国的燃煤电厂情况来看，石灰石-石膏湿法脱硫技术是常用的脱硫工艺，实际应用效率较高，适应性较强。通常情况下，燃煤电厂脱硫废水大多来源于吸收塔排放废水，在湿法脱硫条件下，煤的燃烧以及石灰石的溶解过程中会产生大量的烟气、悬浮物、重金属离子和杂质，严重污染水资源。石灰石-石膏湿法脱硫技术能够有效去除烟气中的二氧化硫，控制浆液中的灰尘颗粒浓度，保证脱硫设备中物质平衡，避免氯离子偏高。此种情况下，必须排放一定量的废水以保证石膏浆液品质合格。燃煤电厂排除的废水中含有一些对环境有害的物质，这对我国的生态环境是一种破坏，对环境保护也有不利影响。这些废水经过加药系统等初期阶段的一些处理，但并不能真正做到对环境的无害，所以在脱硫废水零排放方面采取一些新型的处理方法非常重要。
1.2脱硫废水的特点
一是有害物质成分多，水质变化大。就燃煤电厂脱硫废水的实际排放情况来看，在煤燃烧和烟气二氧化硫吸收后，脱硫废水的成分发生明显变化，尤其是钠离子、钙离子、硫酸根离子和重金属离子的成分较多，并且随着电厂各种设备的不断运行，脱硫废水的水质变化较大，此种情况下对水资源造成严重污染。
二是燃煤电厂脱硫废水的盐含量过高。燃煤电厂生产实际表明，脱硫废水中含有大量的盐，其与电厂实际供电需求存在密切的联系，随着电厂电力供求的不断增大，脱硫废水的含盐量也随之提高。
三是脱硫废水中的悬浮物含量较大。当前燃煤电厂脱硫废水处理过程中，主要采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，外排的脱硫废水中实际所含的悬浮物数量较多，对水资源环境造成严重威胁。
四是腐蚀性较强。由于脱硫废水的成分较复杂，含有较多酸性物质，具有较强腐蚀性，因此，会对机械设备、管道等造成了严重腐蚀，是燃煤电厂目前急需解决的重要问题。
五是硬度强、易结垢。在运用石灰石-石膏进行脱硫处理以后，废水中会含有大量的镁离子、钙离子等，并且亚硫酸盐基本呈现过饱和状态，一旦温度升高，脱硫废水很容易结垢，具有较强硬度，使设备的使用寿命受到影响。
二、脱硫废水的性质以及实施零排放工作的重要性
现阶段我国的发电设备中，火力发电占主流，甚至肩负着我国70%以上电力需求的供应，能够从根本上满足我国的用电需求，促进经济的发展。但是在这种情况下，环境也遭受到比较严重的污染，主要就是由于燃煤过程中会排放大量的SO2，而通过湿法脱硫去除烟气中SO2的同时又会产生大量的脱硫废水。根据规定，火电厂的废水排放需要经过处理，处理后废水水质达到国家标准（GB8978-2006）《污水综合排放标准》规定第一类污染物最高允许排放浓度及第二类二级标准，但现阶段已有的处理方式可减少废水中的污染物，却无法达到零排放，依然会给我国的水资源造成一定的污染。所以还需要从根本上改善现有的处理方法，达到零排放，这样才能促进我国生态环境持续发展。
三、现行处理工艺存在问题
脱硫废水处理一般采用中和—沉淀—絮凝—澄清处理工艺，经处理的脱硫废水达到（GB8978-2006）《污水综合排放标准》第一类污染物最高允许排放浓度及第二类二级标准后外排。但在实际应用中，由于燃煤质量、设备选型、运行工况等方面存在差距，致使脱硫废水处理系统运行效果差，投运率低。主要存在以下问题：①脱硫废水中悬固含量高且加入了大量石灰乳，造成反应池底部淤泥严重，排污管堵塞；②废水水质变化大，运行控制较难；③污泥量大且含水率高，导致脱水机工作不稳定，故障率高。
目前，脱硫废水处理不仅运行、维护工作量大，而且不能保证系统连续稳定运行，即使运行良好出水仍含大量溶解盐，直接外排会造成接纳水源含盐量增高、土地盐碱化等问题。基于此，近年来国内越来越多燃煤电厂投入到脱硫废水零排放的升级改造中。
四、燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺应用要点
4.1去除重金属
为了能够去除废水中的汞、铬、镉、铅、砷等重金属物质，提升废水的pH值，需要加大碱性溶剂的使用，将重金属氢氧化物沉淀生成出来。研究表明，氢氧化物重金属离子生成出来，需要在8.0-9.0以上pH值的情况下实现。
4.2中和废水
中和废水处理过程中，废水进入到中和箱内，将石灰乳及碱性化学物质加入其中，完成对酸碱度的调节，进而去除掉水中大部分重金属离子及氟离子。
4.3絮凝处理
絮凝处理在去除重金属和中和废水环节后进行，将絮凝剂加入到废水中，会絮凝形成一些大颗粒，并且逐渐向下沉积，絮凝剂增强了氢氧化物的沉淀效果，减少了废水中的悬浮物质。
4.4分离澄清
分离澄清是运用压滤机完成对固体和液体的分离，将固体污泥运送到指定地点，然后将已经过滤的液体重新流入到脱硫澄清池中，使干净的水流入净水箱，严格按照pH值和监测表中的要求对废水进行检验，直到符合标准为止。 五、燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺
5.1多效蒸发结晶处理工艺
多效蒸发结晶处理工艺作为燃煤电厂脱硫废水中一项常规废水零排放处理方法，在开展蒸发工作时通常将蒸发系统分为4个单元，包括结晶单元、热输入单元、热回收单元和附属系统单元。在运用常规方法对热交换进行处理时，能够促使冷凝液快速的进入到冷凝水箱，经过多级蒸发室加热浓缩后送至盐浆箱中，通过盐浆输送泵，将其传送至旋流器中，完成了对盐结晶的旋流，并逐渐进入到离心机中，实现了对盐结晶体的分离，要确保干燥床和干燥塔的干燥，需经过螺旋输送机来实现。运用离心机和旋流器来完成对浆液的分离，在经过加热系统对其进行蒸发浓缩，最终确保盐结晶的干燥性，干燥的盐结晶可运输出厂。
5.2MVR蒸发结晶处理工艺
MVR蒸发结晶处理工艺的流程为：脱硫废水-软化预处理-MVR立式降膜蒸发结晶-离心脱水。近年来，MVR蒸发结晶技术在我国的燃煤电厂中被广泛应用，相对于多效蒸发结晶处理工艺而言，具有能耗低的特点。我国第一个MVR工艺在实施过程中使用的是臥式喷淋水平管薄膜蒸发器，该蒸发器在使用过程中，需要将换热水平管平放，液体从上部喷嘴位置喷出，管内存在强制对流高温介质，使管外的液膜释放出大量的热量。在运用MVR蒸发结晶处理工艺时，会发现废水的水质发生较大的变化。
5.3排至高温烟道蒸发工艺
对脱硫废水进行处理时，主要是通过废水泵来完成在烟道的预热，运用雾化喷嘴进行喷射，在雾化状态下已经脱硫的废水会在烟道内完成蒸发过程，由于废水中存在杂质，经过高温烟道蒸发处理后，杂质会随着飞灰一起排放出来。通过蒸发方法完成对杂质和水的分离，实现了脱硫废水零排放，提升了电厂脱硫废水零排放处理工艺效果。
5.4膜蒸馏工艺
膜蒸馏工艺在实际应用过程中，需加大对热废水溶液与膜直接进行处理，通常水不会轻易从疏水膜中通过，但是由于受蒸气压影响较大，膜的两侧存在较大的蒸汽压差，促使水蒸气通过膜孔进行传输，从高压侧逐渐向低压蒸汽侧进行转移，确保了污染物与水之间产生分离。膜蒸馏工艺方法在实际的应用过程中，具有外表热损耗低、所需设备小、膜蒸馏操作温度低等特点。在近年来，被人们作为主要的研究对象，但是受潜热回收难度高等因素影响，该项工艺的研究尚处于实验室阶段，没有得到很好的推广和应用。
六、结语
根据我们国家经济的发展现状可以看出，现阶段，不光国家的经济在快速发展，科学技术也在不断地发展之中。燃煤电厂为人民群众的日常用电提供了方便，但同时也产生了一些环境污染的问题。因此，我们不能只注重经济的发展，而忽视环境保护的重要性。燃煤电厂可持续的发展与进步，不能只注重它所产生的经济效益，还需要关注对生态环境的保护。随着我国实现可持续发展，许多工业也在朝着环境友好的方向发展。燃煤电厂也不例外，我国的燃煤电厂现有的污水处理技术有了很大的发展，污水处理也有了一定的效果，但是还不能完全达到零排放目标。
参考文献：
[1]王可辉，蒋芬，徐志清，徐峰，王飞，赵军.燃煤电厂脱硫废水零排放工艺路线研究[J].工业用水与废水，2016.
[2]胡石，丁绍峰，樊兆世.燃煤电厂脱硫废水零排放工艺研究[J].洁净煤技术，2015.
[3]钱感，燃煤电厂脱硫废水综合处理工艺[J].水处理技术，2017.
[4]张春桃，燃煤电厂脱硫废水的零排放处理技术[J].化工环保，2016.
（作者单位：大唐阳城发电有限责任公司）