在工業廢水處理中脫硫廢水是濕法煙氣脫硫吸收塔的排水, 其組成由燃煤、脫硫石灰石和脫硫系統工藝補水的組成共同決定。傳統脫硫廢水的處理以達標排放為目的, 一般采用包括中和、沉淀、絮凝的三聯箱工藝, 目標是除掉懸浮物、重金屬等主要污染物, 達到DL/T997-2006規定的出口控制水質要求。
    近年來, 國家關于水污染控制的法規政策不斷趨嚴。2015年, 國務院頒布《水污染防治行動計劃》, 強調狠抓工業污染防治。2016年, 國務院發布《控制污染物排放許可證實施方案》, 要求率先對火電和造紙行業核發排污許可證。2017年, 環保部頒發《火電廠污染防治技術政策》, 鼓勵電廠實現脫硫廢水不外排。
    隨著國家和地方環保政策的收緊, 許多電廠都在水污染控制方面感受到了合規性壓力, 特別是一些在環評中明確承諾廢水不外排的新建電廠。作為電廠最難處理和最主要的末端濃水, 脫硫廢水的零排放處理受到越來越多的關注, 處理工藝也在不斷演變。本文將在介紹和評述現有脫硫廢水零排放處理工藝的基礎上, 重點介紹和討論新型常溫結晶分鹽零排放脫硫廢水處理技術的工藝原理、技術優勢和中試結果, 為工業應用與推廣提供參考。
    1、脫硫廢水零排放工藝概述
    目前脫硫廢水零排放處理有2條基本路徑, 即煙氣蒸發工藝和蒸發結晶工藝。煙氣蒸發工藝是通過霧化噴嘴將脫硫廢水噴入煙道或者旁路煙道內, 霧化后被煙氣加熱蒸發成水汽, 溶解性鹽結晶析出后隨煙塵一起被除塵器捕集, 進入粉煤灰。
蒸發結晶工藝則是采用傳統水處理工藝, 利用蒸汽、熱水或者煙氣等熱源, 蒸發脫硫廢水, 冷凝水回用, 廢水中的溶解鹽被蒸發結晶干燥后裝袋外運進行綜合利用或者處置, 避免產生二次污染。
    煙氣蒸發工藝分為煙道直噴工藝、旁路蒸發工藝以及衍生出來的煙氣濃縮與結晶耦合工藝等。
    2、煙道直噴工藝
    煙道直噴工藝一般旨在利用除塵器之前的低溫段煙氣余熱, 是典型的煙道直噴脫硫廢水處理工藝。脫硫廢水經過必要預處理后, 通過壓縮空氣加壓之后, 由霧化噴嘴直接噴入預熱器之后、除塵器之前的煙道內, 霧化液滴隨煙氣蒸發汽化, 結晶析出鹽塵, 一起進入除塵器。此時煙氣溫度較低, 一般被認為是余熱利用, 對鍋爐效率幾乎沒有影響, 投資和運行成本較低。煙道直噴的風險主要來自噴嘴堵塞、煙道腐蝕和結垢等。
    3、旁路蒸發工藝
    與煙道直噴工藝不同, 旁路蒸發工藝通過建造獨立的噴霧干燥塔來實現脫硫廢水的霧化蒸發。是典型的旁路蒸發脫硫廢水處理工藝。脫硫廢水經必要的預處理之后, 由噴嘴從上方噴入單獨設置的噴霧干燥塔, 形成霧化液滴, 與引自預熱器前的高溫煙氣在干燥塔內相遇, 霧化液滴汽化并結晶析出鹽塵, 一起從干燥塔出口進入預熱器后、除塵器前的煙道內。由于設置了獨立的干燥塔, 脫硫廢水的霧化蒸發過程在干燥塔內完成, 因此主煙道的腐蝕和結垢風險可以排除。但由于使用預熱器前高溫煙氣, 因此旁路蒸發對鍋爐的效率有一定的影響。與煙道直噴相比, 旁路蒸發的接受程度更高一些。
    日益趨嚴的環保法規、政策、環評要求等促使燃煤電廠脫硫廢水零排放越來越受到重視。脫硫廢水零排放有煙氣蒸發和蒸發結晶2條途徑。煙氣蒸發需要考慮綜合能效、粉煤灰利用等潛在影響。現有蒸發結晶零排放工藝在降低軟化藥耗、減少蒸發水量、降低投資與運行成本等方面取得了顯著的技術進步。
    常溫結晶分鹽零排放工藝采用ATC-NF分鹽與2價鹽回收和ED-RO極限膜濃縮單元, 使得軟化藥耗進一步降低40%以上, 蒸發水量減少至原水水量的10%以下, 綜合運行成本和系統投資具有顯著優勢。隨著示范工程的建設、運行和后續優化, 常溫結晶分鹽零排放工藝有望成為一種具有較強市場競爭力的脫硫廢水零排放技術方案。

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