我國的電源結構以火電為主,2013 年火電發(fā)電量約占全年總發(fā)電量的78.58%,其中燃煤火電發(fā)電量約占全年總發(fā)電量的74.1%。火電廠煤等化石燃料的大量燃燒造成了嚴重的環(huán)境問題,而二氧化硫的排放尤為引人關注,其不僅能直接對生態(tài)環(huán)境造成危害,而且是酸雨、灰霾等形成的重要前體物。
在眾多煙氣脫硫方法中,石灰石-石膏濕法煙氣脫硫是目前世界上技術最成熟、應用最廣泛的一種脫硫技術,其采用鈣基吸收劑(石灰石或石灰)作為脫硫劑,在與煙氣接觸過程中,煙氣中的二氧化硫被清除,同時煙氣中的一部分污染物,如金屬、鹽、離子等也會轉(zhuǎn)移到脫硫漿液中。王琿等研究表明,脫硫裝置對飛灰總顆粒物的平均去除率達74.5%,但對粒徑小于2.5μm 的顆粒物去除效率不高;MEIJ研究表明,煙氣經(jīng)過脫硫裝置后,飛灰的去除率達90%,其中大部分B、Br、Cl、I 和超一半的F、Hg、Se 被去除,特別是存在選擇性催化還原脫硝(SCR)的情況下,脫硫裝置對汞的去除率高達80%;鄧雙等研究表明,石灰石-石膏濕法脫硫裝置對煙氣中氯的平均脫除效率為95.22%。
為了維持脫硫系統(tǒng)的正常運行,漿液中氯離子與微細粉塵的濃度需要維持在一定水平:為了防止脫硫系統(tǒng)材料的腐蝕,漿液氯離子濃度一般維持在12000~20000mg/kg;為維持較高的脫硫效率及防止塔體結垢,漿液密度一般控制在1075~1150kg/m3。圖1 展示了文獻中1 號鍋爐凈煙氣及燃煤副產(chǎn)物中氯的分布數(shù)據(jù)。總的來看,煤中9.19%~ 15.95%的氯轉(zhuǎn)移到石膏中, 68.88%~77.31%的氯通過脫硫廢水排放。
目前產(chǎn)生脫硫廢水的煙氣脫硫技術主要有石灰石-石膏濕法脫硫、石灰-石膏濕法脫硫、白泥-石膏濕法脫硫、電石渣-石膏濕法脫硫技術。如圖2 所示,2014 年我國4 種技術占全部脫硫技術的83.31%(脫硫機組容量約為6.32 億千瓦時)。
對于脫硫廢水水質(zhì)的控制,沒有相應的國家標準,只有行業(yè)標準(DL/T997—2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標》),其對脫硫廢水總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總鎳、懸浮物等指標進行了限制,但是總體標準偏低,如汞的最高排放限值為0.05mg/L。
2015 年4 月16 日,國務院發(fā)布《水污染行動計劃》(《水十條》),國家將強化對各類水污染的治理力度,脫硫廢水因成分復雜、含有重金屬引起業(yè)界關注。為響應國家政策,推進脫硫廢水的治理,本文闡述了脫硫廢水的水質(zhì)水量特點及影響因素,歸納了各類脫硫廢水處理技術的優(yōu)缺點,并總結符合中國國情、技術與經(jīng)濟可行的可能的脫硫廢水處理方案。
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