邳州小型一體化污水處理設備創新為魂
石灰石-石膏法脫硫技術作為典型的煙氣濕法脫硫技術，因其脫硫效率高、脫硫劑價廉易得、運行可靠穩定、技術設備國產化率高等優點，成為燃煤電廠的主要脫硫技術。隨著近幾年來環保政策對脫硫廢水的關注，之前脫硫廢水粗放式管理、不經處理隨意排放的老路將走不通，需要重視脫硫廢水技術及深度處理來滿足行業或國家標準。
脫硫廢水系統一直以來因其不屬于脫硫核心系統，被很多環保公司或者運行單位不重視，要不建設時選擇簡易的脫硫廢水工藝，要不直接省去該系統，當然，運行中不投運也是常見的現象。如今，很多時候廢水系統成了無足輕重的系統，顯得可有可無。而對于從業多年的筆者來講，未設置合理的廢水系統，短期可能不會對脫硫系統有明顯地影響，但長期運行后必然出現各種問題。伴隨著工業廢水的規范要求，脫硫廢水已提上日程，其脫硫廢水系統顯然已經成為不得不重新拾起來的工藝。
1、脫硫廢水的形成原因
對于石灰石-石膏濕法脫硫技術來講，帶有污染物的煙氣不斷地與含有石灰石組分的漿液在脫硫塔內逆向接觸并吸收反應，該過程有大量的工藝水參與。在脫硫系統設計當中需考慮水相物料平衡，即核算進入體系的水量Min與帶出體系的水量Mout是否平衡。一般地，進入體系的水量有：原煙氣中的氣態水、脫硫劑中的溶劑、除霧器用沖洗水、皮帶濾布機沖洗水及密封水、泵機封冷卻水、管道沖洗水等，而帶出體系的水量有：石膏中結晶水及結合水、凈煙氣中的氣態水及液態水等，其中帶出體系的水量中原煙氣蒸發水量占比較高。若Min<Mout，可通過除霧器沖洗處等處補水可實現水相物料平衡。若Min＞Mout，只有外排多余水量才能實現水平衡。對于濕法脫硫來講，無法獲得干凈的外排水，只能是含有石灰石/石膏顆粒、粉塵等的漿液，通常稱之為脫硫廢水。出現此種脫硫廢水的情況主要有：脫硫系統之前增設有煙氣冷卻器(比如煙氣-煙氣換熱器)，導致原煙氣溫度降低，其對應的蒸發水量大量減少;脫硫系統增設煙氣脫白工藝，其多數工藝為原煙氣降溫、凈煙氣先降溫后升溫，一方面原煙氣蒸發水量減少，另一方面凈煙氣降溫會有飽和水冷凝析出。以上兩種情況易加劇系統水不平衡情況，從而產生脫硫廢水。
除了考慮水平衡外，濕法脫硫還因氯離子、微塵、重金屬等富集情況而不得不產生脫硫廢水。漿液中的氯離子一般來源于煙氣、脫硫劑、工藝水等處，其中來自煙氣的氯離子占比，煙氣中的Cl主要以HCl形式存在，濕法脫硫對煙氣中氯離子吸收率高達93%以上。
進入漿液中的氯離子基本無法通過脫硫系統本身將溶劑中氯離子分離或去除。系統內的漿液循環噴淋，與流經塔內的煙氣不斷接觸洗滌，同時體系中也連續加入脫硫劑和工藝水，這樣Cl就源源不斷地進入漿液中，從而產生Cl惡性的遷移過程。吸收并富集的氯離子達到一定濃度后對脫硫系統有眾多危害：
(1)腐蝕金屬部件：與漿液接觸的合金材料耐Cl-濃度在40000×10-6，通常設計運行保證Cl-濃度在20000×10-6;
(2)抑制石灰石溶解：漿液中Cl-和Ca2+形成離子對，隨Cl-濃度的增加，溶解的Ca2+濃度增加，這一過程反而抑制石灰石的溶解。
(3)惡化石膏品質：溶解于石膏中的Cl-質量含量<100×10-6(以無游離水分的石膏作為基準)，若系統中Cl-濃度過高，石膏Cl-越高，只能通過工藝水在脫硫系統中不斷淋洗石膏，會加劇導致水相不平衡。
從液相直接分離的氯離子或氯化物的思路因其體量大、難度大、造價高，脫硫行業中沒有專門有效措施。而脫硫行業多采用較為簡便的漿液置換，即定期排出含固量較低的富集Cl-的廢水。這就是形成了脫硫廢水產生的第二原因。
總之，脫硫廢水是濕法脫硫技術與生俱來的頑疾，一方面是水不平衡導致，另一方面需要防止Cl-富集危害，廢水外排系統是濕法脫硫技術不可忽略的一個環節。
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基于對脫硫廢水不重視，存在很多情況下省略或隨意設計廢水外排系統，其根源在于可省略此項費用形成有效的商業競爭。很多的廢水外排系統都是簡單地從脫水皮帶機產生的部分濾液作為廢水外排，筆者認為該處取樣有投機之嫌。那么如何選擇廢水外排的取樣點呢?顯然，不僅要考慮Cl-濃度要高，還要考慮固含量少，這樣可減少隨之外排的有效成分和降低因去除固體廢物量的能耗，簡言之：既富集Cl-又含固量低的漿液。考慮到Cl-在漿液中的溶解性較好，外加塔內漿液不斷循環噴淋及攪拌，可以說塔內漿液(不管是循環泵噴淋系統還是儲漿池)Cl-濃度均一，同時含固量較高，所以塔內漿液雖富集Cl-，但不符合含固量低的要求。而脫水系統的核心思想就是將塔內漿液以物理方式對含固量高低分離的過程。即來自塔內質量分數15%～18%的含固量(以后的百分數均指的是漿液內的含固量)漿液通過石膏旋流器分離為5%的溢流液和50%的底流液，其中50%的底流液再通過真空皮帶脫水機分離成90%的石膏和1%的濾液。雖然1%的濾液其含固量低，但熟悉脫水系統的設計者明白真空皮帶脫水機工作中有大量的工藝水(比如皮帶密封水、濾布沖洗水、皮帶沖洗水、濾餅沖洗水等)進入體系，并隨著皮帶機產生的過濾水一起匯集至濾液水箱，這樣工藝水的混入就對濾液中Cl-有較大稀釋作用，此處不滿足Cl-富集要求，從濾液箱中取水作為廢水的做法顯然是不合理的。當然，若脫水系統設計過程中將工藝水與過濾水有效分離，從而以過濾水作為廢水也不失為一種方式，但考慮到投資等多方面因素此種設計思路較少。典型的方式是配備廢水旋流器，將來自石膏旋流器的5%溢流液再通過泵輸送至廢水旋流器進一步分離，得到0.5%的溢流液作為廢水以備外排，顯然，脫硫廢水產量即外排量≥廢水旋流器的溢流量(設計過程中一般取“=”)，這樣就可得到富集Cl-又含固量低的漿液。
