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2015 年之后,國家陸續(xù)出臺(tái)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》(2015 版)、《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》水十條(2015 年)、《中華人民共和國水污染防治法》(2017 年修訂)、《排污許可證制度》(2017年)、《火電廠污染防治技術(shù)政策》(2017 年);地方也出臺(tái)《山東省小清河、南水北調(diào)、海河流域、半島流域水污染綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(2016 年修訂)?!犊刂莆廴疚锱欧旁S可制實(shí)施方案》國辦發(fā)[2016]81號,明確指出率先對火電、造紙行業(yè)企業(yè)核發(fā)排污許可證。目前,尚有諸多燃煤電廠的脫硫廢水處理后不能滿足《火電廠石灰石—石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》(DL/T997-2006), 特別是 COD、氨氮超標(biāo)嚴(yán)重,更何況一些嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn),故燃煤電廠廢水零排放處理勢在必行。
1 燃煤電廠脫硫廢水水質(zhì)分析
1.1 脫硫廢水水質(zhì)參數(shù)(表1)

1.2 脫硫廢水特點(diǎn)
①水質(zhì)水量波動(dòng)大 :受限于鍋爐負(fù)荷、煤質(zhì)、石灰石品質(zhì)、工藝水水質(zhì)等。
② p H 低 :一般為 4 ~ 6.5,容易腐蝕設(shè)備及管道。
③懸浮物高 :固含量一般在 1% ~3%,有的甚至 5% 以上。
④ COD 高 :大部分電廠 COD 均在 400mg/L 以上,而三聯(lián)箱工藝處理效果一般,很難達(dá)標(biāo)。
⑤電導(dǎo)率高 :含有大量的鈣、鎂、氯根、硫酸根等離子。
⑥非碳酸鹽硬度高 :零排放工藝采用軟化處理時(shí),藥劑成本太高。
2 常用零排放工藝
隨著電廠廢水排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán),燃煤電廠也陸續(xù)上馬電廠零排放工程,至今已經(jīng)有 30 個(gè)以上的電廠完成了電廠零排放工程,還有十幾個(gè)電廠在建中,正在可研立項(xiàng)的更是數(shù)不勝數(shù)?,F(xiàn)有零排放項(xiàng)目工藝及運(yùn)行狀況詳見表 2。

2.1 工藝路線的種類
脫硫廢水零排放工藝最終需固化處理,國內(nèi)固化工藝有多效蒸發(fā)系統(tǒng)、MVR 系統(tǒng)、高溫旁路煙氣蒸發(fā)系統(tǒng)(旋轉(zhuǎn)霧化及雙流體噴槍技術(shù))、多效蒸發(fā)和 MVR 等。不同的固化工藝,前端的預(yù)處理及濃縮減量又不盡相同,主要有以下 3 種工藝路線。
2.1.1 軟化預(yù)處理
去除廢水中懸浮物、鈣鎂硬度等,再采用濃縮減量(如超濾、納濾、反滲透、高低壓反滲透、正滲透、電滲析等),最后固化。此路線運(yùn)行成本,投資成本最高。
2.1.2 常規(guī)預(yù)處理
去除廢水中懸浮物后固化。此路線運(yùn)行成本其次,投資成本最低。
2.1.3 無預(yù)處理
廢水直接進(jìn)行濃縮減量后固化,主要工藝有結(jié)晶閃蒸和低溫?zé)煔鉂饪s。此工藝路線的運(yùn)行成本最低,投資成本其次。第 1 種路線所有固化處理工藝均可以采用,第 2、3 種工藝路線的固化處理工藝一般采用旋轉(zhuǎn)霧化系統(tǒng)和雙流體噴槍系統(tǒng)。
2.2 工藝路線的發(fā)展
近幾年來,從預(yù)處理到濃縮減量,再到固化,各種技術(shù)五花八門,國內(nèi)零排放廠家與燃煤電廠通力合作,進(jìn)行了大量的小試、中試及投運(yùn),最終摸索總結(jié)出各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)劣特點(diǎn)。既淘汰、改進(jìn)了一些技術(shù),也新上了一些技術(shù)。以下對此進(jìn)行歸納總結(jié)。
①正滲透等技術(shù)正在被淘汰使用;MVR 等蒸發(fā)設(shè)備消耗大量蒸汽和電力,占地和建筑物面積大,建設(shè)和運(yùn)維成本較高,設(shè)備結(jié)垢和腐蝕等,還需進(jìn)一步解決 ;
② 2017 年是“軟化 + 膜濃縮”技術(shù)井噴的一年,但運(yùn)行之后,問題也暴露出來,新上馬的項(xiàng)目也越來越少。主要問題有:水質(zhì)波動(dòng)大 ;軟化效果不好 ;軟化藥劑運(yùn)行成本高 ;膜系統(tǒng)清洗困難 ;清洗周期和使用壽命短 ;抗負(fù)荷沖擊能力差等問題。
③采用分鹽結(jié)晶工藝,結(jié)晶鹽指標(biāo)能達(dá)到《GB/T5462-2003工業(yè)鹽》一級標(biāo)準(zhǔn),但電廠往往不具備工業(yè)鹽的銷售許可,滯銷嚴(yán)重,這也是該工藝后期新建項(xiàng)目少的緣由。
④ “高溫旁路煙氣蒸發(fā)”在 2019 年得到廣泛的應(yīng)用,雖然也有相應(yīng)的技術(shù)缺點(diǎn),如 :廢水處理量有限,霧化噴頭易磨損 ;如采用空預(yù)器前高溫?zé)煔庹舭l(fā),抽取的煙氣越多,煤耗增加越大,機(jī)組效率下降,處理廢水量有限等等。但瑕不掩疵,此工藝特別適用于廢水量小的電廠。
⑤“結(jié)晶閃蒸或低溫?zé)煔鉂饪s”技術(shù)解決了“軟化 + 膜濃縮”技術(shù)藥劑成本高,抗負(fù)荷沖擊能力差等問題,也解決了“高溫旁路煙氣蒸發(fā)”處理水量少的問題。對脫硫廢水量較大的電廠來說,投資成本及運(yùn)行成本低,系統(tǒng)簡單,倍受業(yè)主及環(huán)保公司的青睞。
3 結(jié)語
隨著脫硫廢水零排放工藝路線日趨成熟,零排放工藝逐漸趨向于簡單穩(wěn)定、低運(yùn)行投資成本、節(jié)水節(jié)能的技術(shù)路線進(jìn)行發(fā)展。對于廢水量小的電廠通常采用“高溫旁路煙氣蒸發(fā)”技術(shù)路線,廢水量大的電廠采用“結(jié)晶閃蒸或低溫?zé)煔鉂饪s + 高溫旁路煙氣蒸發(fā)”技術(shù)路線,這是國內(nèi)目前主流的兩種工藝路線,也是最經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的工藝路線。當(dāng)然,考慮到我國的水源水質(zhì)和電廠條件有其特殊性,推廣和提高適合我國國情的脫硫廢水零排放技術(shù),仍然需要科研、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和應(yīng)用等各個(gè)方面通力合作,不斷研究、不斷完善、不斷創(chuàng)新。
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