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燃煤電廠脫硫廢水零排放技術

  我國燃煤發(fā)電排放的大氣污染物主要包括二氧化硫、氮氧化物和煙塵,隨著火電廠大氣污染物排放標準的不斷嚴格,已經(jīng)實現(xiàn)了有效控制。我國燃煤電廠脫硫二氧化硫主要是采用石灰石濕法脫硫,在實際運行中脫硫廢水已經(jīng)成為廢水處理當中最復雜、難度最大的一類。隨著環(huán)保形勢的日益嚴格,以及《國務院關于印發(fā)水污染防治行動計劃的通知》(國發(fā)[2015]17號)的發(fā)布與執(zhí)行,燃煤電廠脫硫廢水零排放也逐漸成為關注重點。本文重點分析了燃煤電廠脫硫廢水零排放的相關可行技術,在此基礎上提出進一步優(yōu)化完善脫硫廢水處理的技術措施。

  1、燃煤電廠廢水處理技術分類

  燃煤電廠廢水種類較多, >

  1)鍋爐停爐保護和化學清洗廢水(含有機清洗劑)處理。

  鍋爐化學清洗方式較多,用檸檬酸或EDTA進行鍋爐酸洗產(chǎn)生的廢液中殘余清洗劑量很高。上述鍋爐酸洗廢水水質(zhì)特點是COD,SS含量較高。為降低過高的COD,在常規(guī)混凝澄清處理、pH調(diào)整等工藝之前應增加氧化處理環(huán)節(jié),以分解廢水中的有機物。

  2)空氣預熱器、省煤器和鍋爐煙氣側(cè)等設備沖洗排水處理。

  該類廢水為燃煤鍋爐非經(jīng)常性排水,由于其含有較高的懸浮物和含鐵量,不能直接混入日常排水系統(tǒng)處理。通常采用化學沉淀法進行處理,也可采用氧化、化學沉淀法,即首先進行曝氣氧化,再進行中和、混凝澄清等處理。

  3)化學水處理工藝廢水處理

  燃煤電廠化學水處理根據(jù)處理工藝的不同,會產(chǎn)生不同的酸堿廢水或濃鹽水。

  酸堿廢水多采用中和處理,即采用加酸或堿調(diào)節(jié)pH值至6~9之間,出水直接排放或回用。該工藝系統(tǒng)一般由中和池、酸儲槽、堿儲槽、在線pH計、中和水泵和空氣攪拌系統(tǒng)等組成,運行方式大多為批量中和。

  采用反滲透預脫鹽的處理工藝,一方面排水量較大,一方面水質(zhì)沒有超標項目,主要是含鹽量較高,可直接利用或排放,必要時可進行脫鹽處理。

  4)沖灰廢水處理。

  采用水力除灰方式會產(chǎn)生沖灰廢水。燃煤電廠沖灰廢水主要是pH值和含鹽量較高,有時候懸浮物也較高。只要保證水在灰場有足夠的停留時間,并采取措施攔截“漂珠”,懸浮物大多可滿足排放要求。pH值則需要通過加酸,使pH值降至6~9范圍內(nèi)。

  沖灰廢水一般采用物理沉淀法處理后循環(huán)使用。處理過程中需添加阻垢劑,防止回水系統(tǒng)結(jié)垢。

  5)含油廢水處理。

  含油廢水處理通常采用氣浮法進行油水分離,出水經(jīng)過濾或吸附后回用或排放,也可采用活性炭吸附法、電磁吸附法、膜過濾法、生物氧化法等除油方法。

  6)脫硫廢水處理

  燃煤電廠脫硫廢水一般是酸性較強、懸浮物濃度高、COD高等。一般是通過加石灰漿對脫硫廢水進行中和、沉淀進行處理,然后經(jīng)絮凝、澄清、濃縮等步驟處理后,清水回收利用,沉降物脫硫廢水污泥經(jīng)脫水后運出處置。

  7)氨區(qū)廢水處理

  氨區(qū)廢水包括液氨貯存或氨水貯存區(qū)卸氨后設備及管道中氨氣、事故或長期停機狀態(tài)下氨罐及管道中氨氣排至吸收槽用水稀釋產(chǎn)生的廢水、氨泄漏時稀釋廢水、夏季氣溫較高時對液氨儲罐進行冷卻產(chǎn)生的廢水等。氨區(qū)廢水水質(zhì)特點是氨氮較高、pH值稍高,且不連續(xù)產(chǎn)生。一般將氨區(qū)廢水送入廠區(qū)酸堿廢水處理系統(tǒng)進行中和處理后回用。

  2、脫硫廢水零排放技術

  2.1 脫硫廢水零排放處理原則

  1)燃煤電廠除脫硫廢水外,各類廢水經(jīng)處理后基本能實現(xiàn)“一水多用,梯級利用”、廢水不外排,因此,脫硫廢水零排放是燃煤電廠實現(xiàn)全廠近零排放的重點和關鍵。

  2)燃煤電廠脫硫廢水特點之一就是預處理后含鹽量高。目前脫硫廢水零排放技術主要包括煙氣余熱噴霧蒸發(fā)干燥、高鹽廢水蒸發(fā)結(jié)晶等。

  3)蒸發(fā)干燥或蒸發(fā)結(jié)晶前,宜采用反滲透、電滲析等膜濃縮預處理工藝減少廢水量。

  4)電廠應加強全廠水務管理,經(jīng)濟合理地處理各種廢水,最大限度地提高廢水回用率。

  2.2 脫硫廢水零排放技術

  蒸發(fā)結(jié)晶技術是通過一系列方法將廢水濃縮,濃縮液蒸發(fā)結(jié)晶,蒸汽經(jīng)冷凝回收,而鹽結(jié)晶干燥成工業(yè)鹽,從而達到廢水零排放的目的。

  目前,廢水蒸發(fā)結(jié)晶技術主要有以下2種:

  1)多效蒸發(fā)技術。

  常規(guī)蒸發(fā)結(jié)晶技術為多效蒸發(fā)(MED)結(jié)晶技術,該技術一般分為熱輸入單元、熱回收單元、結(jié)晶單元和附屬系統(tǒng)單位4個單元。常規(guī)處理后的廢水經(jīng)過多級蒸發(fā)室的加熱濃縮后成為鹽漿,鹽漿經(jīng)離心、干燥后成為工業(yè)鹽運輸出廠出售或掩埋。2009年,廣東河源電廠應用該技術建成了脫硫廢水零排放工程,設計處理量為20m3/h,蒸發(fā)系統(tǒng)出水TDS小于30mg/L,回用于電廠循環(huán)冷卻水,產(chǎn)生的固體結(jié)晶鹽達到二級工業(yè)鹽標準,以每噸約80元的價格出售,雖然該技術較為成熟,但極高的能耗還是限制了其發(fā)展和推廣。

  2)機械蒸汽再壓縮技術。

  為減小能耗,科研人員又研發(fā)出采用機械蒸汽再壓縮(MVR或MVC)技術的蒸發(fā)器。MVR(MVC)技術是將二次蒸汽經(jīng)絕熱壓縮后送入加熱室,壓縮后的蒸汽溫度升高,可重新作為熱源使用,從而大大降低了蒸汽用量,降低了能耗。三水恒益電廠從美國引進了國內(nèi)第一套MVR(MVC)技術設備,該技術采用兩級臥式MVC+兩級臥式MED工藝,設計處理量為20m3/h,用于處理樹脂再生廢水和脫硫廢水。采用的蒸發(fā)器是臥式噴淋水平管薄膜蒸發(fā)器,水平設置,廢水走管外,加熱蒸汽走管內(nèi),液體經(jīng)噴嘴噴淋到換熱器管的外部形成薄膜,經(jīng)加熱后產(chǎn)生蒸汽,產(chǎn)生的濃縮液進入結(jié)晶系統(tǒng)處理。該技術在能耗上相對較低,但在實際運行過程中發(fā)現(xiàn),一方面,因為沒有深度預處理系統(tǒng),產(chǎn)品為復雜混合鹽,只能作為危險固體廢棄物進行處理,成本極高,另一方面,進水未經(jīng)充分軟化,結(jié)垢嚴重,除垢清洗頻繁,同樣增加了成本。經(jīng)過國外公司的改良,采用立式降膜蒸發(fā)器可以有效解決臥式蒸發(fā)器結(jié)垢嚴重和能耗較大的問題,該技術已經(jīng)應用于多個廢水零排放建設工程。

  2.3 脫硫廢水零排放技術發(fā)展

  脫硫廢水零排放處理技術主要包括蒸發(fā)結(jié)晶法和煙道蒸發(fā)法,這兩種工藝各有優(yōu)勢和不足,具體工藝選擇還需要依據(jù)具體水質(zhì)條件等綜合因素進行具體確定。

  在下一步燃煤電廠脫硫廢水零排放技術發(fā)展中,一方面需要關注對于重金屬的去除,尤其是吸附法脫除,一方面是對脫硫廢水零排放技術的多元化發(fā)展進行研究與開發(fā),以及水資源回收與利用。在蒸發(fā)結(jié)晶處理方面,為了降低運行成本,建議將廢水減量化處理后,再進行蒸發(fā)結(jié)晶處理,同時結(jié)合具體水質(zhì)情況,選擇開發(fā)相應的預處理工藝,并注重開發(fā)脫硫廢水濃水或結(jié)晶鹽的資源化利用技術,最終實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。在煙道蒸發(fā)處理方面,應重點關注脫硫廢水進入煙道后對大氣污染區(qū)的達標排放和對于環(huán)保設施的腐蝕等影響,以及對布袋除塵器的影響研究,尤其注重對粉煤灰綜合利用和煙氣中氯排放的影響研究。

  3、脫硫廢水優(yōu)化措施

  3.1 控制來煤、來水、來粉氯離子含量

  脫硫系統(tǒng)中氯離子含量的富集 >

  3.2 控制脫硫廢水含固率

  石膏旋流站、廢水旋流站旋流子需定期經(jīng)常進行檢查、清理、更換,真空皮帶脫水機運行正常,下部保持干凈,避免過多的泥漿進入回收水箱增加廢水原水含固率。根據(jù)調(diào)試情況,廢水旋流站存在底流易堵塞致使廢水來水含固量偏高,造成廢水設備損壞,故廢水來水含固量應確保低于設計要求3.6%。

  3.3 控制脫硫廢水排放量

  脫硫廢水排放量按15kg/(MW·h)~20kg/(MW·h)控制。300MW每臺機組控制每小時4.5t/h~6t/h,600MW每臺機組控制每小時9t/h~12t/h,1000MW每臺機組控制每小時15t/h~20t/h。( >

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