【重磅】美国燃煤电厂脱硫废水环保法规和处理技术

3.4.2活性铁技术

零价铁(铁粉)用于处理废水过程中，铁粉表面容易形成铁锈钝化层，致使铁粉媒介迅速失活失效，成为零价铁技术应用的主要障碍。美国Texas  A&M大学黄永恒教授通过界面化学控制铁的锈蚀反应，生成具有高度还原活性的铁氧化物相，并与零价铁互动形成协同效应，生成活性铁反应媒介(Activated  Iron Media)，不但解决了铁粉钝化失活问题，而且极大地提高了其对各类重金属污染物的去除反应效率【7】。

美国Evoqua水技术公司(原Siemens waters)获得该技术授权开发活性铁技术，目前已经开始规模化应用于脱硫废水的处理。

优点：

1. 对各类重金属污染物，包括硒，汞，砷等都能高效去除，可以稳定达到美国排放标准;

2. 对汞的去除效果尤其出色，出水通常都低于10 ppt的痕量;

3. 成本比较低，不需要高效的物化法处理;

4. 相对生物处理技术，不产生硫化氢等有害气体。

缺点：

1. 对含硝酸根浓度高的脱硫废水除硒酸根的反应速度比较慢;

2. 硝酸根转化成铵根离子而不是氮气。

图7 活性铁技术16升/秒的处理系统(佐治亚州某电厂)

3.4.3 ZVI BLUE技术

ZVIBlue技术是由美国LibertyHydro公司研发的一项零价铁还原处理技术。该技术仍然是依靠零价铁的强大还原能力去除脱硫废水中的溶解性重金属离子。它的特点是把细小的零价铁颗粒用胶粘附在弹性有机纤维海绵体上，该海绵体放入一个桶中形成一个反应单元。在该反应单元内零价铁和铁氧化物对重金属离子产生还原，吸附等作用。一个完整的反应器可以包含多个反应单元。

该技术已经进行了几个中试，在某些水质情况下取得了比较好的效果。但对于大范围的脱硫废水是否适用仍然有待试验和观察。

图8 ZVIBLUE技术中试(佐治亚州某电厂)

3.5 零排放技术

美国环保局脱硫废水的排放标准规定新建电厂必须采用零排放。另外，美国环保局鼓励现有电厂优先采用零排放技术。下面着重描述目前在美国使用和测试的零排放技术。

3.5.1 脱硫废水循环使用

美国很多电厂的脱硫系统不支持脱硫废水的循环使用，原因一般有两种：1.建设脱硫系统时没有设计循环使用的管道;  2.脱硫装置的内衬耐盐度比较低，没有办法承受循环使用脱硫废水产生的高氯离子浓度。这些电厂很难实现依靠水循环达到零排放的目的。

然而另外一些电厂在脱硫系统中循环使用脱硫废水。一般方式是：脱硫废水排入人工水池或物化法处理设施，固体沉淀后的上清液被水泵送回脱硫装置补给水的水罐里，然后再补充到脱硫装置中。

在美国很多电厂脱硫装置产生的石膏没有进入市场，而是就地填埋。这些填埋的石膏可以带走脱硫废水，以及其中的氯离子。

在脱硫废水循环使用和填埋石膏的前提下，如果管理得当，石膏可以把脱硫系统产生的废水完全吸附，通过填埋的方式达到脱硫废水的零排放。

通过这种方式实现零排放的限制条件有：1.煤的氯含量不能过高;2.脱硫系统内衬对氯离子的耐受程度要高。3.运行脱硫装置时氯离子浓度一般比较高。4.石膏需要填埋

如：“MountStorm”电厂的湿式脱硫装置中氯浓度常年运行在40，000ppm。石膏的含水率在20-25%之间。石膏填埋对石膏中的氯含量没有要求。多年实践表明脱硫废水可以稳定地被石膏带入填埋场，达到了零排放的要求。

3.5.2 蒸发塘

在美国西南干旱少雨的地区，有三家电厂利用蒸发塘自然蒸发脱硫废水。由于当地温暖干旱的气候，电厂建起一个或多个水塘进行自然蒸发。由于水塘的净蒸发量(蒸发量-降雨量)大于或等于脱硫废水的水量，这三个电厂都达到了零排放的目标。

如果自然蒸发的能力达不到零排放的目标，也可考虑设立喷洒式蒸发器增加蒸发速率。

3.5.3 灰搅拌法

美国燃煤电厂产生的飞灰大约50%进入市场重新利用，另外还有50%的灰需要填埋。在飞灰运输和填埋的过程中，需要加水来控制扬尘，并且使飞灰容易运输和处理。美国至少有一家电厂通过把脱硫废水和灰搅拌，然后填埋的方式达到脱硫废水零排放的目的。

如果脱硫废水水量比较多，也可以通过蒸发器浓缩脱硫废水，降低脱硫废水水量，然后再用灰搅拌法达到零排放。

3.5.4 蒸发结晶法

蒸发结晶法是实现脱硫废水零排放的一个主要方法。该方法可以达到水的清洁回用，结晶的固体在一些地方可以用作工业原料。如果晶体无法循环利用，则要进行填埋。

蒸发结晶技术整个过程主要包括预处理，软化过程，蒸发器，结晶器等组成部分，此外还有晶体脱水装置，冷却系统等部分。

预处理过程(Pre-treatment)：预处理过程在这里一般是指脱硫废水通过物理化学沉淀系统，使脱硫废水中的悬浮性固体得到沉淀，过饱和的硫酸钙得到脱饱和而析出沉淀，溶解性重金属离子大部分被去除，易导致蒸发结晶器结垢的硫酸根，氟离子也被去除。