火電廠脫硫廢水零排放技術(shù)分析

火電廠脫硫廢水零排放技術(shù)分析國務院發(fā)布“水十條”以來，國家將強化對各類水污染的治理力度，特殊對火電、造紙行業(yè)企業(yè)核發(fā)排污許可證。環(huán)保部明確指出脫硫廢水宜經(jīng)石灰處理、混凝、澄清、中和等工藝處理后回用。鼓舞采納蒸發(fā)干燥或蒸發(fā)結(jié)晶等處理工藝，實現(xiàn)脫硫廢水不外排。本文以火電廠脫硫廢水零排放技術(shù)進行分析，針對不同水質(zhì)及電廠的現(xiàn)狀進行分析不同工藝的選擇建議及優(yōu)勢。依據(jù)“十三五”規(guī)劃，火電廠的煙氣脫硫脫硝已基本實現(xiàn)超底排放，對于水的排放近零排放問題已提到日程上來了。電廠的廢水處理經(jīng)過梯級利用，最終集中到脫硫廢水上來，對于火電廠廢水零排放也即是脫硫廢水零排處理。故對于脫硫廢水零排放的處理技術(shù)討論特別必要。一、脫硫廢水零放的實施背景（一）2015年4月16日，國務院發(fā)布《水污染防治行動方案》（《水十條》），國家將強化對各類水污染的治理力度，提出最嚴格的源頭愛護和生態(tài)修復制度，全面掌握污染物排放，著力節(jié)省愛護水資源，全力保障水生態(tài)平安。（二）2016年11月10日，國務院出臺了《掌握污染物排放許可制實施方案》國辦發(fā)[2016]81號，文中第三條明確指出領先對火電、造紙行業(yè)企業(yè)核發(fā)排污許可證。（三）2016年11月24日，國務院發(fā)布了《“十三五”生態(tài)環(huán)境愛護規(guī)劃》國發(fā)〔2016〕65號，文中指出十三五期間實施工業(yè)污染源全面達標排放方案，深化推動重點污染物減排。電力、鋼鐵、冶金、造紙等高耗水行業(yè)達到先進定額標準。（四）2017年1月10日，環(huán)保部發(fā)布了《火電廠污染防治技術(shù)政策》，文中明確指出脫硫廢水宜經(jīng)石灰處理、混凝、澄清、中和等工藝處理后回用。鼓舞采納蒸發(fā)干燥或蒸發(fā)結(jié)晶等處理工藝，實現(xiàn)脫硫廢水不外排。（五）新建項目環(huán)評的要求。從近兩年國務院密集發(fā)布的環(huán)保政策表明，黨中央、國務院高度重視生態(tài)環(huán)境愛護工作，工業(yè)企業(yè)耗水大戶在水資源約束與排放限制方面的壓力陡然上升，加快落實深度節(jié)水和廢污水零排放已成為必定選擇。（六）企業(yè)降本增效的需求近幾年，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)取水單價增幅已超過50%，北方部分地區(qū)的增幅已超過100%。許多高耗水企業(yè)如火電廠水費已占到發(fā)電運行維護費用的25%以上，個別地區(qū)的水費已超過發(fā)電運行維護費用的30%。廢水零排放的實施，可大大降低高耗水企業(yè)的取水費和排污費，使企業(yè)取得良好的經(jīng)濟效益。二、脫硫廢水零排放的技術(shù)介紹（一）、零排放實施層次（即分級利用，集中處理）零排放是一項系統(tǒng)工程，包含兩個層次：（1）采納節(jié)水工藝等措施提高用水效率，降低生產(chǎn)水耗，同時盡可能提高廢水回用率，從而最大限度利用水資源；（2）采納高效的水處理技術(shù)，處理含鹽廢水，將無法利用的高鹽廢水濃縮為固體或濃縮液，不再以廢水的形式外排到自然水體。<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951117935.png”alt=“1(68556).png”width=“435”height=“273”/圖一電廠廢水梯級利用示意圖（二）、脫硫廢水來源鍋爐煙氣濕法脫硫（石灰石/石膏法）過程產(chǎn)水的廢水來源于汲取塔排放水。為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡，防止煙氣可溶部分即氯濃度超過規(guī)定值和保證石膏質(zhì)量，必需從系統(tǒng)中排放肯定量的廢水，廢水主要來自石膏脫水和清洗系統(tǒng)。（三）、脫硫廢水水質(zhì)特點1、高含鹽：TDS10，000～40，000mg/L，以鈣離子、鎂離子、氯離子、硫酸根離子、亞硫酸根離子為主；2、高濁度：SS10，000～30，000mg/L，以飛灰、石膏晶粒、氟化鈣、酸不溶物為主；3、高硬度：鈣、鎂離子濃度高，易結(jié)垢4、腐蝕性：氯根濃度20000ppm左右，具有較強腐蝕性5、重金屬：微量鉛鉻鎘銅鋅錳汞等重金屬；6、廢水稍偏酸性，pH一般保持在4.5—5.5之間；7、不穩(wěn)定：組分多變，受地域、季節(jié)、煤源、石灰石源等影響極大，同一廠水質(zhì)波動大。以下是12家火電廠脫硫廢水水質(zhì)匯總：<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951113140.png”alt=“2(37953).png”width=“965”height=“349”/<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951112924.png”alt=“3(23964).png”width=“966”height=“154”/（四）、脫硫廢水零排放處理難點1、水質(zhì)方面受煤種、脫硫島用水水質(zhì)、排放周期等因素的影響，不同地區(qū)電廠的廢水水質(zhì)差別很大，同一電廠因排放時段不固定，差別也很大；同時廢水的硬度和氯離子含量都特別高，極易造成處理系統(tǒng)結(jié)垢和腐蝕。2、水量方面脫硫廢水為間斷排放，易造成水量波動較大。三、脫硫廢水零排放的處理工藝分析比較（一）、以水處理方式實現(xiàn)零排放1、工藝流程圖<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951119307.png”alt=“4(17918).png”width=“435”height=“209”/圖二水處理方式的處理流程圖2、優(yōu)點1）對火電廠正常生產(chǎn)不造成任何影響，技術(shù)成熟牢靠、適應性強、可滿意不同地區(qū)、不同規(guī)模機組廢水零排放的需求；2）國內(nèi)外勝利運行的案例許多；3）回收95%以上的高品質(zhì)淡水，分質(zhì)制鹽獲得高純度工業(yè)鹽，對外銷售實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟。4）預處理軟化模塊、膜濃縮減量模塊和蒸發(fā)模塊均可單獨運行，在需要達標排放的地區(qū)可只選擇預處理軟化模塊；在滿意煤場、灰場噴灑的條件下可選擇預處理軟化+膜濃縮減量模塊，做到近零排放；在當?shù)丨h(huán)保要求肯定零排放地區(qū)，選擇三個模塊組合。3、存在的問題1）預處理軟化藥劑費用較高；2）系統(tǒng)動設備較多，維護工作量較大；3）部分電廠四周無工業(yè)鹽用戶，工業(yè)鹽銷售困難，需要托付第三方處置。（二）、煙氣余熱利用（煙道噴霧蒸發(fā)）1、工藝流程圖<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951129404.png”alt=“5(14339).png”width=“441”height=“253”/圖三煙道噴霧蒸發(fā)的處理流程圖2、優(yōu)點1）無預處理，無需藥劑，運行費用低。3、存在的問題1）處理力量較低，不能完全滿意零排放要求；2）設計不當?shù)臈l件下，煙道結(jié)垢嚴峻，可能造成煙道部分堵塞，垢樣成分與水泥類似，很難清洗；3）存在影響機組正常平安運行的風險，例如煙道內(nèi)塵積累較多，導致阻力過大影響鍋爐運行。（三）、煙氣余熱利用（煙道旁路噴霧蒸發(fā)）1、工藝流程圖<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951124263.png”alt=“6(12149).png”width=“449”height=“246”/圖四煙道旁路噴霧蒸發(fā)的處理流程圖2、優(yōu)點1）固體鹽分被除塵器捕獲到飛灰中，無需單獨處置；2）技術(shù)成熟，廢水蒸發(fā)工藝流程相對簡潔；3）噴霧蒸發(fā)器排出煙氣濕度增加，可提高除塵器效率；3、存在的問題1）對鍋爐熱效率有影響，蒸發(fā)量越大，影響越大，故處理量較??；2）噴霧干燥蒸發(fā)需要利用高溫煙氣熱值，直接增加了發(fā)電煤耗；3）每臺機組都需建設一臺霧化塔，設備分散，不便于管理，此外老機組設備布置場地受限；4）蒸發(fā)的固體鹽混合在飛灰中，對粉煤灰綜合利用帶來不利影響。（四）、煙氣余熱利用（低溫煙氣濃縮+高溫煙氣旁路噴霧蒸發(fā)）1、工藝流程圖<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951122757.png”alt=“7(10512).png”width=“428”height=“247”/圖五低溫煙氣濃縮+高溫煙氣旁路噴霧蒸發(fā)的處理流程圖2、優(yōu)點1）固體鹽分被除塵器捕獲到飛灰中，無需單獨處置；2）低溫煙氣一般為廢熱，可以削減廢水蒸發(fā)對煤耗的影響；3）降低了進脫硫塔煙溫，削減了脫硫塔蒸發(fā)補水量。3、存在的問題1）高溫煙氣噴霧干燥存在的問題，該組合工藝均存在；2）在已上低低溫省煤器、MGGH的電廠應用受限；3）工藝由預沉降、濃縮、調(diào)質(zhì)、干燥等單元組成，流程較長，增加許多動力設備，例如大功率引風機、漿液循環(huán)泵等電耗大幅度上升；4）在霧化塔基礎上增加了濃縮塔，占地更大，設備更多，維護工作量加大。（五）工藝路線比較匯總表<imgsrc=“/UploadFiles/2021001/20223/Env/202203010951129442.png”alt=“8(9364).png”width=“946”height=“417”/（六）依據(jù)不同現(xiàn)場推舉工藝路線1、主要工藝路線組合1）預處理軟化+膜濃縮（SWRO/MBC/ED+DTRO/UHPRO）+蒸發(fā)結(jié)晶（MVR）：產(chǎn)生雜鹽2）預處理軟化+膜分鹽（SCNF）+膜濃縮（SWRO/MBC/ED+DTRO/UHPRO）+蒸發(fā)結(jié)晶（MVR）：產(chǎn)生工業(yè)鹽3）預處理軟化+膜分鹽（SCNF）+膜濃縮（SWRO/MBC/ED+DTRO/UHPRO）+電解制氯：回收利用氯化鈉4）預處理軟化+低溫閃蒸濃縮減量+煙氣旁路噴霧蒸發(fā)：水處理與煙氣相結(jié)合。5）煙氣余熱利用路線（高溫旁路煙氣蒸發(fā)/低溫煙氣濃縮+高溫旁路煙氣蒸發(fā)）：煙道噴霧蒸發(fā)基本不用。2、各工藝路線適用場合1）不分鹽蒸發(fā)：因產(chǎn)雜鹽是固廢，不好處理，一般不建議使用。2）分鹽蒸發(fā)結(jié)晶：適合全部項目，尤其適用于四周有工業(yè)鹽用戶的