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摘要：在中国的电源结构中，燃煤火电厂占据相当大的比重，它在运行过程中产生的脱硫废水也给我们的生活、生态环境带来了极大的威胁。现阶段，废水中和、重金属捕集、混凝沉淀工艺作为脱硫废水的主要处理技术，将脱硫废水处理“达标”后排入环境中，依然会引起很多问题，比如土地的盐碱化、地表水含盐量增高等。文章提出排水系统的梯级利用的措施以及燃煤电厂废水零排放的实现途径。
关键词：燃煤电厂；节水；梯级利用；零排放
1前言
随着经济的不断发展和进步，我国工程项目建设的发展对于电能的需求量越来越大，燃煤发电厂承担着重大的责任。目前，石灰石-石膏湿法作为最常用、效率最高的脱硫技术，虽然能够快速脱除烟气中的二氧化硫，但是为了保持物料平衡，仍需排放一定量的废水，即脱硫废水。这部分脱硫废水的成分和浓度对废水处理系统的运行影响很大，包括对处理设备的选择以及对设备造成的腐蚀等。脱硫废水一般呈现以下特点：（1）水质呈弱酸性，pH值变化范围为4.0～6.0；（2）悬浮物含量高，浓度可达每升数万毫克；（3）氟化物、重金属超标；（4）盐分高，其中氯离子含量高达4%。由于脱硫废水中含有国家环保标准中规定的第一类污染物As、Hg、Pb等，对环境的危害较大，一般对其进行单独处理，处理达标后才能排放。
2零排放一体化处理工艺
虽然传统处理工艺能够使脱硫废水基本满足达标排放的要求，但是经传统处理技术处理后的废水仍含有较高浓度的氯离子，设备的使用寿命得不到有效保障，在实际运行中也达不到预期的效果。然而，脱硫废水零排放处理技术不仅可以避免造成环境污染，同时可以回收水分，体现了清洁生产、循环经济的发展战略，符合国家节能减排的政策方针。
2.1脱硫废水零排放典型处理工艺
对于脱硫废水零排放，国内外采用最多的是“预处理+蒸发浓缩/结晶”技术。预处理和深度处理的配套使用，可以使脱硫废水处理最终达到理想的零排放，而且技术先进、操作稳定。
2.2烟道蒸发技术
为了研究烟道蒸发技术处理脱硫废水的可行性，通过建立液滴在烟道中运动、蒸发等过程的数学模型，研究了烟道结构、烟气温度和喷雾粒径等参数对于脱硫废水蒸发特性的影响。研究表明，烟道蒸发零排放处理技术具有一定的潜力，可以实现脱硫废水的零排放。
以某燃煤电厂300MW机组配套的烟气脱硫系统为研究对象，采用CFD软件FLUENT对脱硫废水蒸发过程建立了理论模型，并对湿法烟气脱硫废水的喷雾蒸发处理进行了数值模拟。研究发现，当喷雾方向与烟道中的烟气运动垂直时，液滴颗粒与烟气的对流传热强度越大，蒸发就越完全；雾化颗粒粒径越小，完全蒸发所需时间越少；而且烟气流速对废水蒸发的影响可以忽略。该项研究为脱硫废水烟道蒸发的调控提供了技术支持、也为烟道蒸发技术的工业化应用提供了基础依据。目前，采用高温烟道蒸发来处理脱硫废水的项目，基本都处于研究阶段。实际运行中要完全解决管道腐蚀、烟气湿度增加造成的除尘器结块以及烟气排放温度过低等问题难度比较大。
2.3其他技术
2.3.1炉渣废热综合利用
对于水利除渣或湿排渣的燃煤电厂，可以将脱硫废水作为补给水引入除渣系统。炉渣中大量的碱性氧化物呈多孔结构、比表面积大且吸附性较好，可以与偏酸性的脱硫废水相互中和，沉出脱硫废水中的部分重金属离子；另外，利用炉渣废热还可以使脱硫废水在除渣系统里浓缩蒸发、结晶，结晶盐可随炉渣一起运往厂外。但是这项以废治废的方法受到很多因素的限制，包括脱硫废水量的大小、系统的结垢问题等。
2.3.2煤场喷洒
当脱硫废水量很小时，将其喷洒进煤堆，煤含水率增加很小，对其燃烧特性影响也会比较小。利用煤燃烧产生的高温将脱硫废水蒸发，大部分盐析出随炉渣排出，少量盐随飞灰进入除尘器被捕集。该工艺结构简单、能耗低，但煤场需要采用防渗地板。同时，该技术还存在着喷头易结垢、堵塞问题，目前关于该方法的应用报道较少。
3燃煤电厂排水梯级利用
3.1各排水系统梯级利用措施
（1）水质较好水量较大的循环水系统排污水，可以利用于冲灰渣系统、运煤系统、脱硫等系统的补水，减少新鲜水的耗量。当循环水排水作为锅炉补给水的水源时，要充分考虑循环水处理方式、投加药剂等对补给水处理系统、处理方式的影响，避免造成经济上的浪费和技术上的困难，在运行中一定要控制进入循环水系统的各复用水都达到工业设备用水的要求。
（2）对于自身可循环利用的废水，应加强其循环利用，如灰水系统用水，遵循系统闭式循环、灰渣水浓浆输送、接纳全厂其他浓相废水的原则。
3.2燃煤电厂排水梯级利用方案
灰渣水系统和煤炭系统用水是闭路循环，主要的用水量是煤粉吸水，含水系统的蒸发损失，这部分主要是控制其耗水量。单位用水包括两部分，一部分是冷凝器冷却水，水属于循环水系统；另一部分是蒸汽冷凝水、凝结水精处理系统处理后的水返回到锅炉补给水。凝结水精处理的一部分排出的冷凝水集中污水处理系统。集中污水处理系统主要是收集烟气脱硫系统回收污水排放的废水，化学水处理系统和其他系统排放的混合水，后集中污水处理后的再生水系统混合碱中和后再治疗，被反渗透，水作为循环水补充水原水，高浓度水可以作为补充火山灰冲洗系统的水。
4结束语
目前，国内外应用的典型的“预处理+蒸发浓缩/结晶”处理工艺可以达到理想的零排放，但是建设和运行成本较高，工业化程度较小。烟道蒸发技术可以实现真正意义上的零排放，但是管道腐蚀、除尘器结块等问题使得该项技术一直处于研究阶段，无法工业化。
参考文献
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