介紹一種新的低成本實(shí)現脫硫廢水零排放的技術(shù)，以國家能源集團泰州發(fā)電有限公司#2機組1000MW超超臨界一次再熱機組作為廢水零排放研究對象，采用煙氣余熱濃縮蒸發(fā)工藝對#2機組脫硫廢水進(jìn)行深度處理，分析機組安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性。經(jīng)過(guò)試驗，對電除塵粉煤灰成份、脫硫廢水零排放能耗等指標進(jìn)行綜合分析，脫硫廢水零排放處理成本控制在40元/噸以下，實(shí)現低成本脫硫廢水零排放。

國家新的環(huán)保法律、法規相繼出臺，環(huán)保要求越來(lái)越高，2015年4月2日，國務(wù)院頒發(fā)了《水污染防治行動(dòng)計劃》即“水十條”，“水十條”把水環(huán)境保護上升到國家戰略層面。廢水零排放實(shí)施過(guò)程中，電廠(chǎng)的絕大多數廢水可以通過(guò)常規的工藝處理、回用，但是脫硫廢水處理后的出水中由于含有高濃度的氯離子和重金屬離子，氯離子會(huì )嚴重腐蝕金屬設備，重金屬離子對環(huán)境造成污染，此部分廢水由于離子濃度高，難以回用，需要進(jìn)行濃縮、減量、無(wú)害化處理，最終實(shí)現廢水零排放。

2現有廢水零排放技術(shù)簡(jiǎn)介

1）預處理+傳統蒸發(fā)結晶（MED&MVR）

脫硫廢水通過(guò)投加石灰（蘇打）、有機硫、絮凝劑、重力沉降等預處理，去除廢水中大部分的懸浮物、重金屬及氟離子、硬度、二氧化硅等結垢物質(zhì)，之后由多效蒸發(fā)器(MED)或機械壓縮再循環(huán)蒸發(fā)器(MVR)進(jìn)行蒸發(fā)結晶，冷凝水回用，結晶鹽另行處理。 該技術(shù)成熟可靠、但投資費用高、運行成本高，目前在國內應用于廣東河源電廠(chǎng)（2×600MW，國內第一家廢水完全零排放電廠(chǎng)）。

2）預處理+膜濃縮+傳統蒸發(fā)結晶

脫硫廢水通過(guò)投加石灰（蘇打）、絮凝劑、重力沉降等預處理，去除廢水中大部分的懸浮物、重金屬及氟離子、硬度、二氧化硅等結垢物質(zhì)，之后采用膜技術(shù)（OCRO/DT、NF+SWRO、FO等）對預處理后的廢水進(jìn)行濃縮減量化，淡水回用，濃水進(jìn)入后續傳統蒸發(fā)結晶系統（MED&MVR），冷凝水回用，結晶鹽另行處理。該技術(shù)成熟可靠，工藝中加入了膜濃縮減量單元，終端需蒸發(fā)的廢水量大為減少，通?？蓽p少50%—60%，因此，整個(gè)系統的投資費用和運行成本與1）工藝相比，降低很多。但處理系統流程長(cháng)，加藥量大，污泥量大，對水質(zhì)波動(dòng)適應性差，目前在國內已進(jìn)入試運行的有華能長(cháng)興電廠(chǎng)。

3）直接煙道噴霧蒸發(fā)

將脫硫廢水用泵送至除塵器前煙道，經(jīng)壓縮空氣將脫硫廢水通過(guò)固定霧化噴頭送至煙道霧化，利用煙氣溫度蒸干霧滴，廢水中的各種固體由除塵器進(jìn)行捕捉收集。該工藝流程簡(jiǎn)單，投資費用、運行費用、管理費用較低，但該工藝廢水處理量不穩定，受機組負荷影響較大，容易增加煙氣濕度，造成電除塵低溫腐蝕，對電除塵器提出了更高要求。目前在國內進(jìn)入實(shí)踐應用的有內蒙土默特右旗電廠(chǎng)。

4）煙氣余熱濃縮蒸發(fā)

這是一種相對簡(jiǎn)潔的處理脫硫廢水的技術(shù)，利用鍋爐排煙余熱直接蒸發(fā)的方式將廢水濃縮10倍以上，并采取國內首創(chuàng )的惰性載體干燥流化床，引入熱二次風(fēng)將濃縮液徹底干燥后，通過(guò)鍋爐除塵器捕集，實(shí)現零排放。該技術(shù)對于廢水量>6噸每小時(shí)(t/h)的項目更適合，單位投資較低；鍋爐熱效率影響＜0.02%，粉煤灰氯離子含量＜0.06%。

目前已在國家能源集團泰州發(fā)電有限公司1000MW機組上實(shí)現了工業(yè)級示范運行。

2煙氣余熱濃縮蒸發(fā)工藝介紹

國家能源集團泰州發(fā)電有限公司#2機組為1000MW超超臨界一次再熱機組，煙氣脫硫采取石灰石―石膏濕法雙塔雙循環(huán)脫硫工藝，脫硫廢水處理量為15t/h，處理工藝流程為“三聯(lián)箱處理+澄清濃縮+最終中和”，處理水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》（GB8978－1996）第二時(shí)段一級標準，廢水中的污泥經(jīng)壓濾機脫水后至煤場(chǎng)摻燒。

國家能源集團泰州發(fā)電有限公司于2017年07月份啟動(dòng)#2機組脫硫廢水零排放工程，12月份完成工程建設，總投資3000萬(wàn)元，2018年03月完成調試后投入正式運行。

2.1 工藝概述

本技術(shù)采用煙氣余熱濃縮蒸發(fā)工藝，一爐一塔，主要包括煙氣系統、原水收集系統、濃縮塔系統、固液分離系統、濃縮漿液調質(zhì)系統、濃縮漿液干燥系統、公用系統。

2.2 煙氣系統

抽取脫硫塔前煙道中的高溫煙氣作為蒸發(fā)介質(zhì)。高溫煙氣經(jīng)過(guò)增壓風(fēng)機后進(jìn)入濃縮塔，降溫噴淋至50度左右后，返回脫硫吸收塔前煙道，與原煙氣混合進(jìn)入吸收塔。

2.3原水收集系統

脫硫廢水旋流器來(lái)的廢水直接進(jìn)入廢水濃縮澄清池進(jìn)行澄清處理，濾清液溢流至原水收集箱，由原水輸送泵排至濃縮塔，污泥至壓濾機脫水后至煤場(chǎng)摻燒。

2.4 濃縮塔系統

濃縮塔設置2臺循環(huán)泵，煙氣從濃縮塔中下側進(jìn)入與上側噴淋的廢水原水逆流接觸，在塔內進(jìn)行蒸發(fā)反應，實(shí)現廢水的蒸發(fā)濃縮，廢水中的氯離子、硫酸根離子、鈣離子、鎂離子不斷富集，經(jīng)過(guò)濃縮塔濃縮后，廢水原水實(shí)現10倍以上的濃縮。經(jīng)濃縮塔洗滌后的低溫煙氣，通過(guò)一級板式除霧器除去霧滴后由濃縮塔上側引出，然后返回脫硫吸收塔前煙道。濃縮塔排出泵排出的漿液含固量為15-20%左右，氯根濃度150000-300000mg/L。

2.5 濃縮漿液調質(zhì)系統

濃縮塔排出泵排出的漿液進(jìn)入一級調質(zhì)澄清箱中，在澄清箱中加入消石灰藥劑，提高漿液的PH值，通過(guò)加藥，漿液中的硫酸鈣大量結晶析出，經(jīng)過(guò)澄清絮凝后的濾清液進(jìn)入一級調質(zhì)濾清液箱。一級調質(zhì)澄清箱容積滿(mǎn)足漿液在澄清箱中絮凝超過(guò)12小時(shí)，保證固液分離效果。澄清箱底部污泥由污泥泵抽出后進(jìn)入壓濾機，進(jìn)一步實(shí)現固液分離流程，提高濾清液的品質(zhì)。澄清箱中的澄清液自流進(jìn)入一級調質(zhì)濾清液箱收集，一級調質(zhì)濾清液箱中的漿液由輸送泵輸送至干燥區域，實(shí)現漿液的直接干燥。

2.6 濃縮漿液干燥系統

抽取鍋爐300℃左右的熱二次風(fēng)作為干燥介質(zhì)，通過(guò)熱風(fēng)風(fēng)機增壓后進(jìn)入惰性載體干燥床，通過(guò)冷風(fēng)風(fēng)機調節出口風(fēng)溫，增壓后的熱風(fēng)進(jìn)入惰性載體流化床，保證床內的惰性載體粒子處于流化狀態(tài)，濾清液箱中的漿液輸送至干燥床區域，將漿液噴涂在惰性粒子表面，與高溫熱風(fēng)進(jìn)行熱質(zhì)交換，干燥后的漿液通過(guò)惰性粒子之間的碰撞研磨后，從惰性載體表面脫落，被氣體攜帶離開(kāi)干燥床，進(jìn)入靜電除塵器前煙道，利用靜電除塵器捕集后混入粉煤灰，實(shí)現廢水的零排放。單臺干燥床的漿液處理量為1t/h,固體為200-400kg/h，因此固體含量極小，不會(huì )影響粉煤灰的出售。

2.7對電除塵及粉煤灰品質(zhì)的影響

采用煙氣濃縮蒸發(fā)技術(shù)處理脫硫廢水后，電除塵的粉煤灰氯離子含量會(huì )上升，廢水零排放系統調試期間，通過(guò)對粉煤灰氯離子深度連續化驗，測得平均氯離子含量為0.027%（粗灰），0.064%（細灰）。

根據GB175－2007 《通用硅酸鹽水泥標準》的規定，硅酸鹽水泥中氯離子濃度不得超過(guò)0.06%，硅酸鹽水泥中粉煤灰的摻比一般不超過(guò)30%，因此，脫硫廢水中氯離子進(jìn)入粉煤灰對粉煤灰的品質(zhì)影響較小。

2018年09月，#2機組檢修時(shí)對電除塵內部進(jìn)行了檢查，未發(fā)現明顯腐蝕現象，說(shuō)明廢水零排放對電除塵設備未造成不良影響。

3 結論

采用煙氣余熱濃縮蒸發(fā)技術(shù)處理脫硫廢水，系統和設備簡(jiǎn)單，對機組安全運行沒(méi)有任何影響，也沒(méi)有對超低排放設備造成負面影響，投資節省、系統運行和維護費用低，實(shí)現低成本脫硫廢水零排放。在國家能源集團泰州發(fā)電有限公司#2機組進(jìn)行脫硫廢水零排放試驗研究對本技術(shù)的推廣和應用有較好的指導作用。

雖然這種脫硫廢水零排放處理工藝有很多優(yōu)點(diǎn)，但仍有進(jìn)一步優(yōu)化設計的必要：干燥床熱源取自鍋爐送風(fēng)機熱內再循環(huán)管道，冬季，鍋爐低負荷熱風(fēng)再循環(huán)系統投運調節時(shí)對干燥床出力有影響，干燥床出力調整不及時(shí)容易發(fā)生噴咀堵塞，因此在后續工作中，可將干燥床熱源由鍋爐送風(fēng)機熱內再循環(huán)管道改至鍋爐熱二次風(fēng)箱引出，減少鍋爐工況變化對干燥床出力的影響，并將干燥床增壓風(fēng)機改為變頻調節，提高干燥床出力調整的靈敏度，減少?lài)娋锥氯臋C率。

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