电厂烟气脱硫废水零排放工艺中试研究

北极星环保网讯:电厂烟气脱硫废水零排放是行业的热点和难点问题。本文通过脱硫废水水质特性分析，集成预处理、深度处理、预浓缩和蒸发结晶模块建立了脱硫废水零排放工艺，并进行了每天25m³的中试试验。

结果表明：该工艺各模块可优势互补，高效稳定运行，实现脱硫废水零排放;由预沉池和序批式反应器构成的预处理模块通过投加石灰、氢氧化钠、碳酸钠和絮凝剂，实现了悬浮物、硬度、有机物和重金属的同步去除，悬浮物、Ca²⁺、Mg²⁺和有机物去除率分别达到97.3%、38.1%、98.5%和74.3%;

深度处理模块包括过滤器、超滤(微滤)和纳滤单元，能够高效截留二价离子和有机物，纳滤单元出水Ca²⁺、Mg²⁺和硫酸盐质量浓度分别为5.2、0.4、84.3mg/L，降低了膜结垢风险，并保证了工业盐品质;经电渗析单元、离子交换单元与蒸发结晶后，所得工业盐纯度达到《工业盐国家标准》(GB5462—2015)中二级工业湿盐的要求。

目前，燃煤电厂提供全球电力的41.3%，而我国2017年煤电装机总量约为10.2亿kW，占发电装机总量的58%。由于绝大多数的SO2排放来源于燃煤锅炉，因此燃煤发电厂必须配备SO2脱除装置。

在各种烟气脱硫技术中，石灰/石灰石-石膏法因其脱硫效率高、可靠性高、适应性强和成本低等优点而被广泛应用。

考虑到设备防腐和石膏质量的需求，应定期从脱硫系统排出一定量的废水，以保证氯化物和重金属浓度低于设计水平。排出的脱硫废水普遍具有pH值低，悬浮性固体(SS)、氯化物、硬度离子浓度高，且含有多种重金属的特点。

由于脱硫废水中大部分污染物为国家环保标准中要求严格控制的污染物，直接外排会产生新的污染，且脱硫废水硬度高，毒性、腐蚀性和结垢性强，废水排放也会影响设备的正常运行。

2015年出台的《水污染防治行动计划》明确对电厂废水处理提出零排放要求，其中，作为全厂废水梯级利用的终点，烟气脱硫废水资源化利用是实现零排放的关键环节。

由中和、絮凝、沉淀和澄清单元组成的传统脱硫废水处理系统存在处理效率低、调控难度高、无法去除氯离子等问题，难以达到当前零排放的要求。

目前，公开报道的脱硫废水零排放工程主要有广东河源电厂、佛山三水恒益火力发电厂和浙江浙能长兴发电有限公司，分别采用以多效蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发和正渗透技术为核心的处理工艺。

然而，运行稳定性和经济性是现有脱硫废水零排放系统面临的难题，已有报道也缺乏长期运行数据的支撑。

本文将针对脱硫废水特性以及环保需求，开发运行稳定、效果良好的废水零排放工艺技术，并通过中试试验长期运行数据验证其稳定性，为脱硫废水零排放提供工艺路线借鉴和技术支撑。

1脱硫废水水质特性

中试试验用脱硫废水取自华能国际电力股份有限公司江苏南通发电厂烟气脱硫系统废水旋流器出水，水质数据见表1。

表1江苏南通发电厂脱硫废水水质数据

由表1可知：脱硫废水水质特点为悬浮物含量高且颗粒粒径小，主要成分为灰分、惰性物质、絮凝沉淀物等;硬度高易结垢，水中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-质量浓度高，处于过饱和状态;盐分及氯离子浓度高，pH值较低，呈弱酸性，对设备、管道有腐蚀性;含Cr、Hg、Cd、Zn等重金属以及少量有机物，组分变化大，水质复杂。

延伸阅读：

国电汉川电厂三期扩建工程废水零排放 浓缩减量+蒸发结晶

超超临界660MW机组烟道蒸发结晶脱硫废水零排放技术