我國燃煤電廠主流的煙（yān）氣脫硫（liú）技術是采用石灰石-石膏法濕法脫硫。為了維持脫硫塔內的氯離子濃度低於20 000 mg/L，需外排脫（tuō）硫廢水。外排的脫硫廢（fèi）水不僅包括脫硫過程產生的（de）廢水，還包括鍋爐衝洗水、機組冷卻水等，導致（zhì）產生的廢水水質*為惡（è）劣。

       目前由於環保政策的嚴格要求（qiú），尤其是從2015年4月14日（rì）發布的（de）《水汙染防治行動計劃》（即“水十條”），提出（chū）禁（jìn）止燃（rán）煤電廠脫硫廢水外排（pái）；截至2018-06-06，修編的《發電廠廢（fèi）水治（zhì）理設計規範》規定了（le）電廠（chǎng）廢水處理設施的設計規範（fàn），新（xīn）增多（duō）條廢水的設計要求，逐步推動廢（fèi）水零排放的實現。

       針對廢水零排放的要求，許多專家（jiā）學者通過（guò）分析國內外研究現狀（zhuàng）以及實（shí）際電廠案例（lì）運行結（jié）果，提出了幾種脫硫廢水零排放（fàng）的技術路線，但技術的優劣仍需實踐檢驗。

       為了更（gèng）科（kē）學有效選擇脫硫廢水處理（lǐ）技術，筆者對目前燃煤電廠脫硫廢水處理技術（shù）進（jìn）行（háng）匯總分析，根據實際案例詳細分（fèn）析各處理技術的優（yōu）缺點，為燃煤電廠對脫硫廢水零排放技術的（de）選擇提（tí）供參考。

       01
       脫硫（liú）廢水技術（shù）路線選擇的總原則

       可靠和經濟性原則（zé）；一廠一策原則（zé）；協同性原則；無害化原則

       02

       脫硫廢水預處理技術（shù）

       常見的脫硫廢水的預（yù）處理技術是化學沉澱法，如電廠普遍采用的三聯（lián）箱技術、雙堿法、石灰-煙道氣（qì）法等。

      三聯箱處理技術作為脫硫廢水的預處理技術（shù），雖去（qù）除了廢水中大量的鈣鎂易結垢離子，但未能去除其中高（gāo）濃度的Cl-，需（xū）與其他處理技術（shù）相結合；同時（shí）其耗藥量較大，三聯箱處理技術在電廠不同（tóng）負荷、脫硫廢（fèi）水水（shuǐ）質水量多變的情況下達不（bú）到（dào）預期的處理效果。


       雙堿法可利用電廠原有的處理設施，運行靈活性較高，但（dàn）由於該技術要在較高的pH下運行，因此堿性藥劑和純堿（軟（ruǎn）化劑）投加量很大，汙泥產生量高，係統占地（dì）麵（miàn）積較大。


      
       03
       濃（nóng）縮減量技術

       目前濃縮減量技術主要分為膜法濃縮和熱（rè）法濃縮（suō）。膜法濃縮包括正滲透（FO）、反滲透（RO）、電滲（shèn）析（ED）、納濾（NF）、膜蒸餾（MD）等；熱法濃縮主要是（shì）依靠蒸汽實現廢水的蒸發，包括機械蒸汽再壓縮（MVR）、多效蒸發（fā）（MED）、蒸汽動力壓縮式（TVR）、多級閃蒸、降（jiàng）膜（mó）蒸發等，也可依靠電廠煙（yān）氣餘（yú）熱進行廢水的蒸發濃（nóng）縮減量，該技術無需引入大量蒸（zhēng）汽能源，節約成本，同時又能達到預期目標，實（shí）現了電廠的（de）廢熱再利用。

       膜法濃縮中的反滲透（RO）應用範圍廣，但易發生膜汙（wū）染與（yǔ）結（jié）垢堵塞問題；正滲透（FO）屬自發過程，能耗（hào）低，無需額外壓力，設備簡單，其膜表麵不易形成（chéng）濾餅層，膜汙染可逆，但需選取合適的汲取液，汲取液（yè）的再生需額外能量，同時，正滲透膜存在嚴重的內部（bù）濃差極（jí）化現象。電滲析（ED）技術具有優異的處理效果、較低的運行能耗等優點。

       綜上，膜濃縮主要存在以（yǐ）下4個問題：① 成本。投資成本和運行費用高，包括能耗成本、清洗成本（běn）、膜元件更換成本、設備維（wéi）修、維護成本等。② 易結（jié）垢和堵塞。係統可靠性差。③ 前處理要求高。膜組件對進水要求較高，需去除廢水中懸浮物等雜質，增加（jiā）了廢水（shuǐ）前處理成本（běn）。④ 占地麵積大。需提供（gòng）專一的場地以搭建膜組件等設備。

       熱（rè）法濃縮中的（de）蒸汽濃縮是利用蒸汽進行廢水蒸發，常見技術包括機械蒸汽再壓縮技術(MVR)、多效強製（zhì）循環蒸發(MED)。MVR係統較成熟，占地麵積較（jiào）小（xiǎo），運（yùn）行平穩，自動化程度高。但（dàn）在鹽（yán）水濃縮過程（chéng）中，MVR係統（tǒng）運行仍存在鹽（yán）漿排放過程中堵（dǔ）塞、風機葉輪易損壞等問題（tí）。流程上MVR技術比（bǐ）MED技術短，設備少，占地麵積小，蒸汽的消（xiāo）耗量較低，但（dàn）在一次性投資成本上，MVR高於MED。利用蒸汽蒸發濃縮脫硫（liú）廢水，采用MVR或（huò）MED技術，投資成本均偏高。

       利用低溫煙氣餘熱進行廢水的濃縮減量，使（shǐ）電廠的低溫煙氣餘熱得到有（yǒu）效利用，無需引入其他蒸汽等能源（yuán）；可去（qù）除預處理單元，電廠也可（kě）自行收納產生的濃鹽水；附加處理設施可利用電廠現有的設備進行改造，改造費用（yòng）不高，大幅減少了投資成本；由於濃縮塔可單獨隔離與（yǔ）拆卸，方便運行維護。該技術（shù）將成為廢（fèi）水濃縮減量的新趨勢。


       04
       蒸發結晶技（jì）術

      將濃縮後少量較高濃度的脫（tuō）硫廢水進行蒸發（fā）結（jié）晶，較為成熟的（de）MVR蒸發結晶技術和多效蒸發結晶技術已得到普遍應用。目前利用電（diàn）廠（chǎng）煙氣餘熱進行蒸發結晶的技術（shù），如旁路（lù）煙道蒸發、煙（yān）道噴霧蒸發等日漸成（chéng）熟。

      旁（páng）路煙道蒸（zhēng）發技術（shù）對電廠原有係統影響較小，河南焦作萬方2×350 MW機組引入旁路煙道蒸（zhēng）發結（jié）晶器係統，脫硫廢水的體積流量減少4.3%，工（gōng）藝補充水體（tǐ）積流量（liàng）減少14.6%。國內旁路煙道研究大多以數值模擬為主，缺少與實際擬合度較（jiào）高的動力學模型（xíng）；氣（qì）液兩相流霧化噴頭孔徑小，處（chù）理複（fù）雜的未經（jīng）預處理的廢水時，易（yì）堵塞（sāi）；同（tóng）時霧化器密（mì）封件材料的耐溫性有待提高；酸（suān）性脫硫廢水（shuǐ）在蒸發過程（chéng）中（zhōng）易（yì）腐蝕蒸發器，需選擇合理的（de）脫硫廢水前處理工藝或（huò）對蒸發結（jié）晶器內部塗防腐材料。

       除了利用旁路蒸發結晶器蒸發，還可采用蒸發塔蒸發。雖然蒸發（fā）塔能（néng）較好實現廢水的蒸發結晶，但應用過程中存在許多技（jì）術風（fēng）險：結垢（gòu）風險、維護困難、可利用率差、關鍵設備進口、占地麵積大（dà）。


       煙道噴霧蒸發工藝簡單、占地麵積小、無（wú）需加藥，減（jiǎn）少了投資運行維護費用（yòng），對除（chú）塵器無明顯影響，不影響粉煤灰品（pǐn）質。但煙道蒸發（fā）受負荷的（de）影響較大，處理量不足；噴嘴易堵塞；同時，空預器後煙溫偏低。

圖6煙道蒸發技術

       05
       廢水零排放產物去向

       脫（tuō）硫廢水零排放產物去向是零（líng）排放技術選擇（zé）的關鍵。目（mù）前廢水（shuǐ）蒸發產生的結晶鹽（yán）及高濃度含鹽水主（zhǔ）要有4種處理途（tú）徑：① 轉（zhuǎn）移入灰渣、液態排渣或粉煤灰中；② 產生的結晶鹽可分為雜鹽和純鹽，雜鹽的利用價值較低，純鹽可被部分行業利用，如在廢（fèi）水除硬過程中產生的Mg(OH)2可回（huí）收利用；③ 產（chǎn）生的高鹽水可（kě）電解製氯，產生的次氯酸（suān）鹽可用於循環水（shuǐ）消毒（dú）；④ 高濃度鹽水進行水泥固（gù）化製備建築材（cái）料（如製磚（zhuān）、低品級建材），或直接拋棄。

       06
       脫硫廢水鹽分製備淨水劑

       脫硫廢水鹽分製備淨水劑解決了脫硫廢水高濃度氯離子難處理問題，使得（dé）廢水能夠二（èr）次利用，製得的淨（jìng）水劑可（kě）進行（háng）自用或外銷，產生一定的經濟效益；該工藝產生的複合型淨水劑，結合了聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等淨水劑的優勢，能夠對廢水中的（de）多（duō）種汙染成分進行（háng）有（yǒu）效處理；此工藝不對電廠係統進行改造（zào），對整體電廠係統無影響。

圖7脫硫（liú）廢（fèi）水鹽分製備淨水劑工藝流程

       07
       結語

       1）大多（duō）數舊電廠的預處理技術仍采（cǎi）用三聯箱設備，或對現有（yǒu）設備進行改造；對於新建電廠，針對不同電廠的廢水特點，預處理環節有時可省略，減少廢水處理的投資及運（yùn）行成本。

       2）對於硬度較（jiào）低（dī）的（de）廢水可利用（yòng）膜法進行濃縮處理，可實現較高的濃縮倍率，但其較高的投資及運行成本（běn）有待解（jiě）決。

       3）廢水零排放技術路（lù）線需結合電（diàn）廠的生產特點選擇。由於電廠廢水（shuǐ）水質（zhì）普遍較差，對電廠煙氣餘熱的利用是未（wèi）來廢水處理技術的發（fā）展趨勢（shì），尤其在低溫餘熱利用，但仍存在諸（zhū）多問題（tí）。

      4）脫硫廢水的（de）鹽分製備淨水劑（jì），具（jù）有（yǒu）對電廠運行無影（yǐng）響、產生的（de）淨水劑能夠二次（cì）利用等安全（quán）性與經濟性優勢，值得進行深入研究。