摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，在我國國民經(jīng)濟中火電廠的作用日益重要。但是燃煤電廠在其運行中嚴重地破壞了生態(tài)環(huán)境，尤其是排放的工業(yè)廢水。因為為了改善這一現(xiàn)狀，火電廠只有采取有效措施實現(xiàn)廢水“零排放”目標。在新形勢下，我國火電廠水資源利用技術比較落后，不容樂觀，希望本文的分析對行業(yè)發(fā)展與研究有參考價值。
隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境問題不斷凸顯，大氣、水及土壤等污染事件屢禁不止。受水資源短缺問題的影響，廢水零排放備受關注。在工業(yè)發(fā)展中，不同以犧牲環(huán)境來獲得經(jīng)濟利益，國家環(huán)保部門倡導工業(yè)企業(yè)嚴格實施脫硫廢水技術，實現(xiàn)零排放目標。
1 概述
由于脫硫廢水的水質(zhì)硬度比較高、水質(zhì)穩(wěn)定性差，含有大量重金屬與高氯根，因此其結(jié)垢且腐蝕性比較強，這也是廢水處理的技術難點。就目前國內(nèi)工業(yè)廢水與脫硫零排放技術工藝的應用，對比各工藝系統(tǒng)。依照常規(guī)300MW火電廠機組的運行參數(shù)，在增加脫硫廢水零排放處理的基礎上，分析其經(jīng)濟效益。目前該處理技術方案主要有3種：(1)、脫硫廢水蒸發(fā)處理技術;(2)、噴霧煙氣蒸發(fā)處理技術;(3)、含鹽高廢水蒸發(fā)膜處理技術。
2 脫硫廢水排放特征及處理難點
2.1 排放特征
工藝補水量及水質(zhì)、石灰石質(zhì)量、鍋爐煙氣飛灰含量及脫硫吸收塔中C1-漿液的濃度等直接決定了石灰石-石膏法脫硫廢水排放量。在火電廠實際運行中，其廢水排放量一般會采用控制其脫硫塔中的C1-漿液的濃度來確定。比如某600MW發(fā)電機組，如果其漿液C1-濃度為20kg/立方米，則脫硫廢水排放量為每小時17.3立方米。如果工藝水質(zhì)量不高，亦或是C1-漿液的濃度要求更低，那么其排放量就會上升。
脫硫廢水中含有的污染物種類及其含量，在一定程度上受煤種、脫硫工藝及方式、煙氣含塵量、石灰石質(zhì)量及脫水效果、脫氮氨揮發(fā)率等因素制約，即使同一發(fā)電機組其脫硫廢水水質(zhì)也是大不相同的。
某電廠600MW機組三聯(lián)箱脫硫廢水出水水質(zhì)
2.2 處理難點
一般情況下，燃煤品種、脫硫工藝、補水水質(zhì)及排放周期等因素直接影響到廢水污染成分，不同區(qū)域火電廠存在較大的差異，排放時段不同，同一電廠的排放也是不同的。脫硫廢水屬于間斷性排放，水量波動不穩(wěn)定;廢水硬度高，極易形成蒸發(fā)結(jié)構;漿液C1-濃度比較高，對系統(tǒng)造成腐蝕。
盡管脫硫廢水處理系統(tǒng)已經(jīng)將進入深度處理系統(tǒng)中的水質(zhì)做了處理，降低了懸浮物與鈣硬度，但由于水質(zhì)鈣硬度尤其是鎂物質(zhì)的硬度過高。同時，漿液中C1-與SO42-的固體溶解性非常高，離子濃度高，導致深度處理系統(tǒng)極易出現(xiàn)結(jié)垢與腐蝕，不利于系統(tǒng)運行的穩(wěn)定與安全性。
3 脫硫廢水回用現(xiàn)狀
在進行脫硫廢水處理中，經(jīng)常采用的處理工藝為脫硫廢水，其中這種工藝一般氯離子濃度以及含鹽量較高，在進行中水回用中，容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象和一些結(jié)垢現(xiàn)象，這種情況嚴重地阻礙了脫硫后的廢水的再次利用效果，在國內(nèi)電廠中，脫硫廢水的利用效率仍舊是一個短板。
(1)一般用于水力沖灰或者灰場噴灑時，采用水力沖灰系統(tǒng)的燃煤電廠，經(jīng)過一些處理可以將水用于沖灰使用。(2)對于排渣系統(tǒng)的水力出渣或者濕式除渣系統(tǒng)燃煤電廠中，采用脫硫廢水進行補水的使用。這種途徑受到排渣系統(tǒng)閉式循環(huán)水量的限制，容易引起系統(tǒng)堵塞以及設備管道腐蝕的現(xiàn)象，從而影響系統(tǒng)的運行可靠性。因此這種脫硫廢水在利用時也有很大的限制。
4 廢水“零排放”應用技術
4.1 蒸發(fā)工藝
通過蒸發(fā)工藝技術，溶液得到濃縮，得到一定的固體溶質(zhì)與純凈溶劑，其廣泛應用于化工、海水淡化及食品等行業(yè)。在實際蒸發(fā)中，汽化熱所需量比較大，因此這一過程也是大量熱消耗的過程。現(xiàn)階段，化工行業(yè)主要通過多效蒸發(fā)技術提高其加熱蒸汽使用效率，傳熱條件得到改善，減少了單元能耗。
新研發(fā)出的機械蒸汽再壓縮技術，可以有效降低蒸汽耗損量。該技術是通過機械驅(qū)動壓縮機壓縮絕熱將二次蒸汽壓縮送入加熱蒸發(fā)器，經(jīng)過壓縮后，二次蒸汽的溫度不斷升高，與蒸發(fā)器內(nèi)的沸騰液體之間出現(xiàn)熱溫差，因此可以將其作為加熱劑使用，在這種情況下，補充足夠的壓縮功力，就可以充分利用二次蒸汽中的潛在熱能量。
4.2 煙道處理技術
該技術主要是指對煙道內(nèi)的廢水通過噴霧蒸發(fā)技術進行處理，其廣泛應用于食品與化工等行業(yè)，在廢水處理中卻沒有得到廣泛應用。在脫硫廢水中，通過煙道蒸發(fā)技術，首先選用噴射技術霧化脫硫廢水并將其引入到除塵前的煙道內(nèi)，經(jīng)過高溫煙氣加熱后的小液滴形式的廢水快速蒸發(fā)，其含有的懸浮物與可溶性固體會轉(zhuǎn)為細小的固體顆粒，在夾帶作用下流入除塵器并得到去除，實現(xiàn)脫硫廢水零排放工藝目標。
4.3 脫硫廢水與飛灰技術有機結(jié)合
在火電廠運行中，填埋處理飛灰，而脫硫廢水對飛灰具有一定的增濕效果，因此在運輸中可以降低粉塵的容積。如果在制磚或水泥添加劑中使用飛灰，對Cl?含量要求比較低。同時，通過該技術，將廢水中含有的重金屬轉(zhuǎn)嫁至飛灰中，則會影響其利用效果。
4.4 建立人工濕地
構建人工濕地，通過濕地中植物、土壤及微生物等的作用下，降低廢水中金屬、營養(yǎng)成分及懸浮顆粒物的含量濃度。人工濕地包含多個植物與細菌成分，火電廠可以根據(jù)其自身污染物處理情況合理選擇成分。人工濕地必須在確保氯含量低的情況下，才能有效降低廢水中金屬、營養(yǎng)成分及懸浮顆粒物的含量濃度。
4.5 蒸汽濃縮技術
該技術是通過將廢水蒸發(fā)濃縮形成一定的蒸餾與濃縮水，通過結(jié)晶器或噴霧干燥器將濃縮不斷蒸發(fā)，從而形成蒸餾水與固體廢棄物，可回收或填埋處理此部分形成的物質(zhì)。為了預防蒸發(fā)器出現(xiàn)結(jié)垢，要預處理廢水水質(zhì)，將其含有的鈣鎂離子清除掉。
5 工藝設計方案
火電廠在運行中，根據(jù)其對水質(zhì)的實際要求，利用合理的回用技術滿足其廢水排放要求。循環(huán)利用廢水，提高其回用效率，降低廢排量，盡可能保護新水資源。根據(jù)國家相關規(guī)定中火電廠供排水整體規(guī)劃，合理回用排廢水，提高中水回用使用效率，引導系統(tǒng)自身盡最大可能實現(xiàn)水供給自給自足，節(jié)省現(xiàn)有水資源，降低用水需求量。
根據(jù)用水水質(zhì)需求，利用冷卻水循環(huán)實現(xiàn)不同用途的用水，提高循環(huán)使用效率。從長遠角度出發(fā)，樹立節(jié)水意識，不是單純考慮火電廠運行安全，企業(yè)領導還要加強節(jié)水宣傳。
從火電廠發(fā)展角度出發(fā)，火電廠現(xiàn)有主要污水處理系統(tǒng)包含工業(yè)廢水與生活污水處理站?，F(xiàn)階段，工農(nóng)業(yè)污水處理站主要是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中制造的污水進行收集并處理，符合排放標準后方可再次排放，分離或絮凝沉淀等工藝處理其他企業(yè)生產(chǎn)中形成的含油與鍋爐酸等形式的廢水，有效控制廢水中各類物質(zhì)含量并將其保持在國家標準規(guī)定以下，如果超過國家排放標準，可將廢水用于火電廠循環(huán)利用系統(tǒng)，從而提高其利用效率。
因此，對于電廠企業(yè)而言，可以根據(jù)企業(yè)自身水質(zhì)需求，分別采用生活污水、含油廢水及脫硫廢水等污水處理系統(tǒng)中，對企業(yè)生產(chǎn)中形成的所有廢水進行針對性的處理凈化，爭取再循環(huán)使用，以實現(xiàn)廢水零排放目標。
6 結(jié)語
綜上所述，隨著環(huán)境污染日益加劇，環(huán)境保護得到社會各界的重視，火電廠在其運行過程中，必須貫徹落實脫硫廢水回用技術。在實際操作中，不但要確保蒸發(fā)能耗得到降低，還要重視降低污泥外排量，盡可能不使用化學品。經(jīng)過大量實踐證明，在預防薄膜結(jié)垢技術中，振動膜效果顯著，提濃技術具有一定的可行性與經(jīng)濟價值，推動國家實現(xiàn)“零排放”目標。
來源:《熱力發(fā)電》 作者:劉秋生
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