我國燃煤電廠主流（liú）的煙氣脫硫技術是采用石灰（huī）石-石膏法濕法脫硫。為了（le）維持脫硫塔內的氯離子濃度低於20 000 mg/L，需外排（pái）脫硫廢水。外排的（de）脫硫廢水不（bú）僅包括脫硫過程產生的廢水，還包括鍋爐衝洗水、機組冷卻水等，導致產生的廢水水質*為惡劣。

       目前由於環保政策（cè）的嚴格要求，尤其是從2015年4月14日發布的《水（shuǐ）汙染防治行動計劃》（即“水十條”），提出禁止燃煤電廠（chǎng）脫硫廢水外排；截至2018-06-06，修編的《發電廠廢水治理設計規範（fàn）》規定了（le）電廠廢水處理（lǐ）設施的設計規範，新增多條廢水的設計要求，逐步推動廢水零排放的實現。

       針對廢水零排放的要求，許多專家學（xué）者通過分析國內（nèi）外研（yán）究現狀以及實際電廠（chǎng）案例運行結果，提出了幾種（zhǒng）脫硫廢水零排放的技術路線（xiàn），但技術的優劣仍需實踐檢驗（yàn）。

       為了更科學有（yǒu）效選擇脫硫廢水處理技（jì）術，筆者對目前燃煤電廠脫硫廢（fèi）水處理技術進行匯總分析，根（gēn）據實際案例詳細分析各處理技術的優缺點，為燃煤電廠對脫硫廢水（shuǐ）零排放技術的選（xuǎn）擇提供參考。

       01
       脫硫廢水技術路線選擇的總原則

       可靠和經濟性原則；一（yī）廠一策原則；協同性原（yuán）則；無害化原（yuán）則

       02

       脫硫廢水預處理技術

       常見的脫硫廢水（shuǐ）的（de）預處理技（jì）術是化學沉（chén）澱法，如電廠普遍采用的三聯箱技術、雙堿法、石灰-煙道氣法等。

      三聯箱（xiāng）處理技（jì）術（shù）作為脫硫廢水的預處理技術，雖去除了廢（fèi）水中大量的鈣鎂易結（jié）垢離子，但未能去除其中高濃度的Cl-，需與其他處理技術（shù）相結合；同時其耗藥量（liàng）較大，三聯（lián）箱處理（lǐ）技術（shù）在電廠不同負荷、脫硫（liú）廢水水（shuǐ）質水量多變的情（qíng）況下達不（bú）到預（yù）期的處理效果。


       雙堿法（fǎ）可利用電廠原有的（de）處（chù）理設施，運行靈活性較高，但由於該技術要在較高的pH下運行，因此堿性藥劑和純堿（軟化劑）投加量很大，汙泥產生量高，係統占地（dì）麵積較大。


      
       03
       濃縮減量技術

       目前濃縮（suō）減量技術主要分為（wéi）膜法濃（nóng）縮和熱法濃縮。膜法濃縮包括正滲透（FO）、反（fǎn）滲透（RO）、電（diàn）滲析（ED）、納濾（NF）、膜蒸餾（MD）等；熱法濃縮主要是依靠蒸汽實現廢水的蒸發，包括機（jī）械蒸汽再（zài）壓縮（MVR）、多效蒸發（MED）、蒸汽動力壓縮式（TVR）、多級閃蒸、降膜蒸發等，也可依靠電廠煙氣餘熱進行廢水的蒸發濃（nóng）縮減量，該（gāi）技術無需引（yǐn）入大量（liàng）蒸汽能源，節約成本，同時又能達到預期目標，實現了電廠的廢熱（rè）再利（lì）用。

       膜（mó）法濃縮（suō）中的反滲透（RO）應用範圍廣，但易發（fā）生膜汙染與結垢堵塞問題；正滲透（FO）屬自發過程，能耗低（dī），無需額（é）外壓力，設備簡單，其膜（mó）表（biǎo）麵不易形成濾餅層，膜汙染可逆，但需選取合適的汲取液，汲（jí）取（qǔ）液的再生需額外（wài）能量，同時，正滲透膜存在嚴重（chóng）的內部濃（nóng）差極化現象。電滲析（ED）技術具有（yǒu）優異的處理效果、較低的運（yùn）行能耗等優點。

       綜（zōng）上，膜濃縮主要存在以下4個問題：① 成本。投資成（chéng）本和運行（háng）費用高，包括能耗成本、清洗成本、膜元件更換成（chéng）本、設備維修（xiū）、維護（hù）成本等。② 易結（jié）垢和堵（dǔ）塞（sāi）。係（xì）統可靠性差。③ 前處理要求高。膜（mó）組件對（duì）進水要求較高，需去除廢水中懸浮物等雜質，增加了廢水前處理成本。④ 占地麵積大。需提供專一的場地以（yǐ）搭建膜組件等設備。

       熱（rè）法濃縮中的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（zài）壓（yā）縮技術(MVR)、多效強製循環蒸（zhēng）發(MED)。MVR係統較成（chéng）熟，占地麵積較小，運行平穩，自動化程度高。但在鹽水濃縮過程（chéng）中（zhōng），MVR係統運行仍存在鹽漿排放過程（chéng）中堵塞、風機葉輪易損壞（huài）等問題。流程上（shàng）MVR技術比（bǐ）MED技術短，設備（bèi）少，占地麵積小，蒸汽的消耗量較低，但在一次性投資（zī）成本（běn）上，MVR高於（yú）MED。利用蒸汽蒸發濃縮脫硫廢水，采用MVR或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（jiǎn）量，使電廠的低溫煙氣餘熱得到有效利用，無需引入其他蒸汽等能源；可去除預處理單元，電廠（chǎng）也可自行（háng）收納產生（shēng）的（de）濃鹽水；附加處理設施可利用電廠現有的設備進行改（gǎi）造，改（gǎi）造費用不高，大幅減少（shǎo）了投資成本；由於濃縮塔（tǎ）可（kě）單獨隔離與拆卸，方便運行維護。該技術將成為廢水（shuǐ）濃縮減量的新趨勢。


       04
       蒸發結晶技術

      將濃縮後少量（liàng）較高濃度的（de）脫硫廢水進行蒸發結晶，較為成熟的MVR蒸發結晶技術和多效蒸發結晶技術已得到普遍應用。目前利用電廠煙氣餘熱進行蒸發結晶的技術，如旁路煙（yān）道蒸發、煙道噴霧蒸發等（děng）日（rì）漸成熟。

      旁路煙道蒸發技術對電廠原有係統影響較小，河（hé）南焦作（zuò）萬方2×350 MW機組引入旁（páng）路煙道蒸發結（jié）晶器係統，脫硫廢水的體積流量減少4.3%，工藝補充（chōng）水體積流量（liàng）減少14.6%。國內旁路煙道研究大多以數值模擬為主（zhǔ），缺少與實際擬合度較高的動力學模型；氣液兩相流霧化噴頭孔徑小，處理複雜的未經預處理的廢水時，易堵塞；同時霧化器密封件（jiàn）材料的耐溫性有待提高；酸性脫硫廢（fèi）水在蒸發過程（chéng）中易腐蝕蒸（zhēng）發（fā）器，需選擇（zé）合理的脫硫廢水前處理工藝或對蒸發結晶器內部塗防腐材料。

       除了利用旁路蒸發結晶（jīng）器蒸發，還可采用蒸發塔蒸發。雖然蒸發塔能（néng）較好實現廢水的蒸發結晶，但應用（yòng）過程中存在許多技術風險：結垢風險、維護困難、可利用率差、關鍵設備進（jìn）口、占地麵積大。


       煙道噴霧蒸發工藝簡單、占地（dì）麵（miàn）積小、無需加（jiā）藥（yào），減少了投資運行維護費用（yòng），對除塵器（qì）無明顯影響，不影響粉煤灰（huī）品質。但（dàn）煙道蒸發受負荷的影響（xiǎng）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（líng）排放產物去向

       脫硫廢（fèi）水零排（pái）放產（chǎn）物去向是零排放技術選擇的關鍵。目前廢水蒸發產生的結晶鹽（yán）及高濃度含鹽水（shuǐ）主（zhǔ）要有（yǒu）4種處（chù）理途徑：① 轉移入灰（huī）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（dī），純鹽可被部分行業利用，如在廢水除硬過程（chéng）中產生（shēng）的（de）Mg(OH)2可回收利用；③ 產生的高鹽水可電解製氯，產生的次氯酸鹽可用（yòng）於循環水消毒；④ 高濃度鹽水進行水泥固化製備建築材料（如製磚（zhuān）、低品級建材（cái）），或（huò）直接拋棄。

       06
       脫（tuō）硫廢水鹽分製備（bèi）淨水劑

       脫硫廢水鹽分製備淨水劑解決了脫（tuō）硫廢水高濃度氯離（lí）子難處理問題，使得（dé）廢水能夠二（èr）次利用，製得的淨（jìng）水（shuǐ）劑可進行自用或外銷，產生一（yī）定的經濟效益；該（gāi）工藝產生的複合型淨水劑，結合了（le）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（zhōng）的多種汙染（rǎn）成分進行有效處理；此工藝（yì）不對（duì）電廠係統進行改造，對整體電（diàn）廠係統無影響。

圖7脫（tuō）硫廢水鹽分製備淨水劑工藝流程

       07
       結語（yǔ）

       1）大多數舊電廠的預處理技（jì）術仍采用三聯箱（xiāng）設備（bèi），或對現有（yǒu）設備進行改造；對於新建電廠，針對不同電廠（chǎng）的廢水（shuǐ）特點，預處理（lǐ）環節有時可省略，減少廢水處理的投資及運行成本。

       2）對於（yú）硬度較低的（de）廢水可利用膜法進行（háng）濃縮處（chù）理，可實現較高（gāo）的濃縮（suō）倍率，但其較高的投資及運行成本有（yǒu）待解決。

       3）廢水零排（pái）放技術路線需結合電廠（chǎng）的生產特點選擇。由於電廠廢水水質普遍（biàn）較差，對電（diàn）廠煙氣餘熱的利用是未來（lái）廢水處理技術的（de）發展趨勢，尤其在低溫餘熱利用，但仍存在諸（zhū）多問題。

      4）脫硫廢水的鹽分製備淨水劑，具有對電廠運行無影響、產生的淨水（shuǐ）劑能夠二次利用（yòng）等（děng）安全（quán）性與經濟性優勢，值得進行深入研究。