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［摘要］

本文介紹了常規的脫硫廢水處理工藝，出水水質說明脫硫廢水處理后綜合利用是難點。通過對湖南省多個電廠的脫硫廢水處理現狀調研，分析了脫硫廢水常規處理回用的可行性及存在的問題并結合現有脫硫廢水深度處理方案提出了對脫硫廢水零排放的再認識。

［關鍵詞］

湖南電廠；脫硫廢水；回用；可行性分析；零排放

1.前言

隨著環保要求的提高，燃煤火電機組均要求脫硫。在眾多的脫硫技術中，石灰石－石膏濕法煙氣脫硫技術以其技術成熟、使用煤種廣、脫硫效率高和對機組的適應性好而成為應用最為廣泛的脫硫技術。鍋爐煙氣在進行濕法脫硫（石灰石-石膏法）[1]-[2]過程中，為了防止漿液中可溶解的Cl-離子和細小的灰塵顆粒濃度富集過高，需要定時從吸收塔排出一定量的漿液即脫硫廢水，以維持脫硫裝置中物料的平衡。濕法脫硫廢水的雜質主要來自煙氣和脫硫劑；煙氣的雜質來源于煤的燃燒，脫硫劑的雜質來源于石灰石的溶解。煤中又含有包括重金屬在內的多種元素，這些元素在燃燒后生成多種化合物，一部分化合物隨爐渣排出爐膛，另外一部分隨煙氣進入脫硫裝置吸收塔，溶解于吸收漿液中，并且在吸收漿液循環系統中不斷被濃縮，最終脫硫廢水中的雜質含量很高，成分也非常復雜，成為電廠廢水處理的難點。同時，為加大整個電廠廢水的回用效率，各部分廢水均收集回用作為脫硫用水，更加大了脫硫廢水的處理難度。火電廠的脫硫廢水成分主要為固體懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物以及微量重金屬，其中很多物質為國家環保標準中要求嚴格控制的第一類污染物。目前，常規的脫硫廢水處理工藝為中和、反應、絮凝及沉淀處理，除去脫硫廢水中含有的重金屬及其他懸浮雜質。沉淀的污泥經脫水后，形成濾餅運至渣場，進行綜合處理。經上述常規處理的脫硫廢水雖然滿足有機物、有害金屬離子等的達到排放要求，但依然為高氯根、高含鹽，并含微量重金屬的廢水，排放會造成環境污染。但另一方面，其回用范圍局限性又很大：一般主要用于水力除灰渣系統，然而對于干除灰渣系統的電廠，可能的復用場合是干灰調濕、灰場噴灑、煤場噴淋。綜上所述，火電廠廢水處理的關鍵是脫硫廢水，也是整個火電廠脫硫廢水綜合再利用的難點。

2.湖南電廠脫硫廢水處理現狀

2.1湖南石門電廠

電廠裝機容量為120萬千瓦。一期二臺300MW引進型燃煤汽輪發電機組，于1996年全部投產；二期2×300MW國產燃煤超臨界汽輪發電機組，于2006年投產。四臺機組煙氣均采用石灰石石膏濕法脫硫，沒有設置脫硫廢水處理系統。脫硫廢水直接排放到一期灰漿泵房的灰渣前池，廢水回用于沖灰系統。

2.2大唐湘潭發電有限責任公司

電廠裝機容量為1800MW。一期2×300MW機組建于90年代末期，二期2×600MW機組于2006年投產。四臺機組均采用石灰石———石膏濕法脫硫。脫硫系統建設時未設脫硫廢水處理系統。電廠采用濕式除灰渣系統，脫硫廢水直接排放到灰渣緩沖池，通過灰渣泵送灰場，利用灰水高值特性，將脫硫廢水中的重金屬離子形成難溶的氫氧化物沉淀，在灰場澄清后，再回用到沖灰渣系統中。隨環保要求的提高，目前的處理方式已不適應環保要求，電廠正在新建常規脫硫廢水處理系統。經常規處理合格的脫硫廢水回用于沖灰渣系統。

2.3華電長沙電廠

電廠為兩臺國產600MW超臨界參數燃煤汽輪發電機組，同步建設脫硫脫硝裝置并設有常規脫硫廢水處理裝置，但脫硫廢水裝置一直未運行，脫硫廢水直接排入沖灰渣系統撈渣機、撈渣機溢流水經濃縮池處理，清水進入緩沖水池、返回撈渣機循環使用。電廠專工反映經兩年多來的運行，系統運行正常。脫硫廢水排水氯離子含量在4000-5000mg/l，經撈渣機后出水氯離子含量在800-1000mg/l，對沖渣設備基本沒有腐蝕。電廠準備恢復原有常規的脫硫廢水處理裝置，將常規處理的脫硫廢水回用于灰渣水閉式循環系統；目前正在進行引入生活污水進一步降低氯離子含量的小型試驗。

2.4大唐耒陽電廠

電廠一期工程2臺20萬千瓦機組分別于1988、1989年投產發電；二期工程2臺30萬千瓦機組分別于2003年12月、2004年6月投產，4臺機組的煙氣脫硫采用石灰石石膏濕法脫硫于2009年投入運行，未設脫硫廢水處理系統，脫硫廢水直接排放到灰漿泵房的灰渣前池，通過灰渣泵輸送到灰場。

2.5華潤電力鯉魚江電廠

華潤電力鯉魚江電廠A廠為2×300MW燃煤發電機組；B廠2×600MW燃煤發電機組。A/B廠四臺機組煙氣均采用石灰石-石膏濕法脫硫，未設常規脫硫廢水處理處理裝置。A/B廠除灰系統原設計均為水力除灰，未經處理的脫硫廢水經廢水泵輸送至灰漿池，再經灰漿泵輸送至灰場?，F已均改造為干除灰，以便綜合利用。B廠灰壩將停用，應急灰水接入A廠灰壩。A廠脫硫廢水與其它水系統排水仍排至A廠灰壩，B廠脫硫廢水無處可排，將增加常規脫硫廢水處理裝置，處理合格的脫硫廢水排至除渣系統作為補充水。

2.6大唐華銀金竹山電廠

電廠已建成3×600MW國產亞臨界燃煤機組，均同步建設脫硫脫硝裝置。工程設有常規的脫硫廢水處理系統，但實際運行脫硫廢水處理沒有運行，脫硫廢水直接用于灰渣水閉式循環系統濃縮池，目前濃縮池現已出現一定的腐蝕，電廠正在恢復脫硫廢水處理系統，并考慮將濃縮池設陰級保護。

2.7國電寶慶電廠

電廠規劃容量為4×660MW，已建設2×660MW國產超臨界燃煤機組，同步建設脫硫脫硝裝置。工程設有常規的脫硫廢水處理系統，系統運行一年后停運。電廠采用水力除渣系統，渣水閉路循環，因煤質原因渣水pH在9左右，為防止沖渣系統結垢，設計時已設有渣水加阻垢劑裝置。因考慮脫硫廢水為酸性，為節省渣水阻垢劑的用量，電廠將脫硫廢水不處理直接排入除渣系統的緩沖水池作為渣水系統補充水，現已運行兩年，系統設備管道結垢有明顯好轉，阻垢劑的用量大為減少，外表看不到設備有腐蝕。

3.脫硫廢水常規處理回用的可行性分析及存在的問題

通過對湖南電廠脫硫廢水處理現狀的調研，湖南一部分電廠將脫硫廢水引入灰渣水閉式循環系統，一部分電廠將脫硫廢水送至灰漿前池，再經灰漿泵輸送至灰場。

3.1脫硫廢水回用于灰渣系統可行

脫硫廢水引入灰渣水閉式循環系統，在湖南的電廠已取得了成功的運行經驗且切實可行。脫硫廢水懸浮物及重金屬與灰渣水相比可以忽略不計，對灰渣水系統的正常運行不會產生影響。根據長沙電廠檢測數據和兩年多的運行，脫硫廢水在連續排放時，灰渣水中的Cl-并未出現富集現象，大約固定在1000mg/L，因此不影響設備運行工況，除渣系統設備也無明顯腐蝕。寶慶電廠經驗，脫硫廢水的加入改善了灰渣水系統的結垢問題。

3.2脫硫廢水回用于灰渣系統存在的問題

3.2.1脫硫廢水回用于灰渣水系統水量水質問題：從水量方面講：水力除渣系統可能不能完全消耗脫硫廢水。以某2X300MW工程為例，水力除渣系統設計出力65t/h，每日運行2h，按渣帶水量25%計，每日損失的水量65×2×25%=32.5t。水力除渣系統每日的補水量為32.5m3，平均小時補水量1.35m3/h。但脫硫廢水的產生量約4m3/h，因此剩余的廢水需另找出路。從水質方面講：水力除渣系統采用的設備及管道基本為碳鋼材質，根據《工業冷卻水處理設計規范》（GB50050-95），碳鋼設備及管道接觸的冷卻水Cl-含量不大于1000mg/L。對于Cl-含量5000-10000mg/L的脫硫廢水，如果直接補入水力除渣系統，無疑將大大加速水力除渣系統的腐蝕速度。

3.2.2對于沒有水力除灰或者原有水力除灰現已改造為干除灰的必須為脫硫廢水尋找復用的出路，可能的復用場合是干灰調濕、灰場噴灑、煤場噴淋?；覉鰢姙ⅲ豪萌济猴w灰吸濕和廢水與飛灰中的CaO等物質反應，吸附脫硫廢水中鹽類和有害物質。通常設計將脫硫廢水遠距離管道輸送噴灑于干灰場，但管道敷設投資和運行電耗均較高，且由于絕大多數電廠干灰利用良好，缺乏真正灰場噴灑實施條件。干灰調濕：同上，利用燃煤飛灰吸濕和廢水與飛灰中的CaO等物質反應，吸著脫硫廢水中鹽類和有害物質。通常設計將脫硫廢水管道輸送到電廠內灰系統，攪拌，但調濕后的干灰只適用于制磚、鋪路場合，售灰價格低、用量范圍小，限制了干灰利用和利用的經濟利益。同時，脫硫廢水連續排放，而干灰調濕為間歇回用，無法全部回用，因而同樣缺乏真正干灰調濕實施條件。煤場噴灑：脫硫廢水的污染物及鹽分主要來自煤，回用煤場噴淋，會導致高含鹽、高氯根在系統聚集，可能帶來其他不確定的不利影響；廢水隨煤進入，其中的鹽分因水分蒸發而結晶或高溫分解成金屬氧化物而隨灰帶出鍋爐，經除塵器出灰排出。同時，脫硫廢水連續排放，而煤場噴淋為間歇回用，無法全部回用?？梢?，常規的處理方案根本沒有做到真正的零排放，僅僅是簡單處理后用于其它惡劣環境里噴灑或加濕，主觀上認定其可以消耗掉而且沒有考慮工況的連續性和間斷性，而客觀上廢水中的有害物質還是能夠進入到自然水系中。因此，常規處理并沒有真正做到“零排放”。

4.脫硫廢水深度處理已經有很多文章[3]-[5]

介紹脫硫廢水的深度處理，深度處理技術方案眾多，本文不在此對各種技術的優缺點及適用性進行詳述和比較，僅簡單介紹下電廠常用的脫硫廢水深度處理技術方案。高鹽廢水零排放中常用的工藝有以機械蒸汽再壓縮循環蒸發技術為主的RCC技術、高效反滲透技術、特種RO反滲透、電滲析ED等。目前電廠脫硫廢水深度處理主要技術方案為“預處理+軟化”+“濃縮減量”+“蒸發結晶”+“處置固體物質”。

4.1預處理軟化

脫硫廢水進入高鹽廢水濃縮處理設備之前需要進行預處理。高鹽廢水進入濃縮處理系統進一步濃縮，濃水進入蒸發結晶系統進行蒸發固化處理。不同廠家、不同類型的蒸發結晶器對進水水質要求差別較大，需要對現有脫硫廢水處理系統出水進行較為完全的軟化處理，以將鈣、鎂離子含量降低至滿足水質要求。去除硬度的預處理工藝很多目前主要有以下兩種工藝用于高鹽廢水除硬度預處理系統：①氫氧化鈉-碳酸鈉軟化-沉淀池-過濾處理工藝②氫氧化鈉-碳酸鈉軟化-管式微濾膜（TMF）處理工藝

4.2濃縮工藝

目前，廢水的濃縮技術除了蒸汽蒸發濃縮工藝外，應用最廣且成本相對低廉的工藝則為反滲透、正滲透、電滲析等膜處理技術。

4.3蒸發結晶處理工藝

目前成熟應用的技術主要有多效蒸發（MED）、蒸汽機械再壓縮（MVR）、正滲透濃縮結晶法（FO）。MED及MVR均需要配置結晶器，MED、MVR、FO在國內電力行業均有應用實例。

5.脫硫廢水零排放的再認識

隨著環保要求的提高，很多燃煤電廠都在推行包括廢水零排放在內的高效超低排放技術。廢水零排放的內涵到底是什么？《工業用水節水術語》[6]將“零排放”定義為“企業或主體單元的生產用水系統達到無工業廢水外排”。個人認為廢水能夠全部回用就是零排放。廢水處理包括兩個層次，一是采用節水工藝提高用水率，降低生產水耗。二是采用高效處理技術處理廢水，將廢水全部回用，所有廢水不外排且水污染物不以其他形式轉移。只要做到這兩點，就是零排放。對于電廠廢水，目前最難處理、也是處理成本最高的無疑就是脫硫廢水，常規脫硫廢水處理無法去除氯根等高含鹽量。但不論何種深度處理，都是成本高、處理過程中加入了大量的藥劑、需要消耗很高的能耗，從環保角度分析，如此高昂的處理成本處理這點脫硫廢水、同時處理過程加入了大量的化學藥劑等是否真是環保？這是需要深思和探討的，更關鍵的是實現“零排放”處理后最終得到的雜鹽，雜鹽包含了很多無基鹽以及大量有機物。從環保角度，這些雜鹽被列入危險廢物，并需要嚴加管控。這些雜鹽具有極強的可溶性，其穩定性和固化性較差，可隨淋雨滲出，進而造成二次污染。目前很少有現成的危廢處理中心能接收這些雜鹽，資源化利用途徑也很有限。對于脫硫廢水的處理我們認為：

1）鑒于脫硫廢水水質的特殊性，為了降低脫硫廢水處理系統的投資和運行成本，在有水力除渣系統的電廠，脫硫廢水應當首先考慮用于水力除渣。

2）應充分重視全廠的水量平衡工作，優化脫硫工藝減少脫硫廢水外排量。重視脫硫廢水的廠內利用，使經常規處理合格后的脫硫廢水能夠得到綜合利用，盡量在廠內工藝或其他雜用水中消耗脫硫廢水。

3）只有對于水量平衡無法消耗的的脫硫廢水，才考慮進一步的深度處理。

4）為實現零排放而產生的結晶鹽的穩定化、無害化、資源化利用應該是廢水零排放研究的方向。

作者：王春芳 戴鐵華 伍娟娟 單位：中能建湖南省電力設計院有限公司

[參考文獻]

[1]戴鐵華,李彥,胡昌斌等.大型燃煤電廠大氣污染物近零排放技術方案[J].湖南電力,2014,(6):47-50.

[2]袁永權,廖永進.濕法脫硫系統吸收塔入口腐蝕環境及防腐方案的探討[J].廣東電力,2010,23(5):20-22.

[3]鐘熙，顏智勇.電廠脫硫廢水處理研究進展探討[J].廣州化工，2015，(5):58-59，110.

[4]王治安,林衛,李冰等.脫硫廢水零排放處理工藝[J].電力科技與環保,2012,28(6):37-38.

[5]吳志勇.廢水蒸發濃縮工藝在脫硫廢水處理中的應用[J].華電技術,2012,(11):63-66.

[6]工業用水節水術語[S].中華人民共和國國標，GB/T21534-2008.