燃煤电厂脱硫废水排放指标限值的计算方法分析

燃煤电厂脱硫废水排放指标限值的计算方

法分析

目前我国燃煤电厂脱硫废水标准DL/T997—20**的排放

指标与限制内容已不符合社会发展需要，为此，本文提出了

燃煤电厂脱硫废水排放指标限值相关计算方法。

论文调研了美国和国内的相关规范，对排放指标确定范

围的具体数值和算法模型展开深入研究，结合我国行业发展

状况和国情给出了具体的修订建议，通过计算模型得出脱硫

废水污染物控制参数的直接排放限值，氯化物日最大排放限

值W500mg/L,总溶解固体(TDS)日最大排放限值W215mg/L,

硒WL5mg/L,汞WO.005mg/L等。

20**年国务院印发《水污染防治行动计划》(以下简称

“水十条”)明确了我国水环境治理的重点，为中国水污染

防治指明了方向。

燃煤电厂湿式石灰石石膏法烟气脱硫(FGD)产生的脱硫

废水以其污染物组分复杂、不少重金属含量超标，直接排放

将对环境及人体产生多重且长期的危害，因此电力行业20**

年首次制定了《火电厂石灰石石膏湿法脱硫废水水质控制指

标》DL/T997,通过浓度控制对相应的污染物排放指标、处

理技术提出了无害化要求。

脱硫废水常规处理方法为化学沉淀、絮凝、中和、沉淀

等技术路线，但随着近年来零排放技术等的逐步出现与成熟,

加之现有执行标准的控制指标种类少、不区分技术制定标准

限值等问题，原有标准在技术先进性、环境要求方面的适应

性越来越低。

为进一步完善国家环境污染物排放标准体系，规范和加

强火电行业废水排放管控，引导电力污染物环保产业可持续

安康发展，对脱硫废水标准开展修标已是大势所趋。

本文通过比照我国与美国污染物排放标准的修订及污

染物排放指标浓度限值的计算模型，制定出适用于我国脱硫

废水污染物控制参数的直接排放限值计算方法。

1中美污染物排放标准修订比照

1.1美国确定基于技术的污染物排放指标的流程

美国确定水质污染物排放限值的方法基本分为以下3种:

①特定化学物质法;②废水综合毒性法；③生物基准或生物

学评估法。

经研究，美国工业点源水污染物排放限值确实定方法主

要为水环境质量的综合毒性法，该法采用水生生物暴露试验

的方法确定污染物综合毒性，适用于难确定废水水质复杂且

难提出特定污染物的情况。

这区别于为满足特定化学物质水质基准的特定化学物

质法。根据美国国家污染物排放削减计划(NPDES),其核心

内容即排污许可证的颁发与实施，而该政策的实施内容则为

点源水污染物排污许可限值。

美国对于点源污染物排放限值确实定方法依据之一为

技术根底(technology-based),即考虑目前能到达的技术处

理能力；之二为水质根底(waterquality-based),即充分考

虑以环境生物影响与人体安康为本的水质标准。

图1给出了美国EPA基于处理技术确定废水污染物排放

指标限值的客观研究流程。

图1美国环保署(EPA)水污染物排放标准限值确定流程

1.2国内常规污染物排放标准的修订程序

我国的工业污染物排放控制标准通常以对应的污染物

去除工艺、技术路线为主要修标依据，以人体安康(即环境

效益)为基本要求，标准所控制的技术路线除技术可行外还

要充分考虑经济指标，即投资、运行费用等。

根据以上现有客观修订依据，本文作者通过综合分析各

类标准的修订背景、必要性、计算研究方法等步骤，所确定

的标准确定过程分解如图2。

图2脱硫废水污染物控制标准的修标流程

但我国还未建立系统的污染物削减技术评估体系，目前

我国制订的BAT仅11个，缺陷以支撑所有行业的水污染物

排放标准制修订工作。

1.3.3标准在技术先进性、环境要求方面的适应性需提

高

在制定标准时应与现今脱硫废水处理技术及环境要求

无缝衔接。行业水污染物排放限值是通过综合考虑工业排污

水平、污染物处理技术、环境质量要求、国内外相关标准等

多方面的因素来制订。

如今零排放技术已在我国部分应用，《火电厂石灰石-石

膏湿法脱硫废水水质控制指标》已远远不适用于当今污染控

制技术。

2.2适用于我国工业废水排放的标准限值计算模型

(1)某种污染物浓度限值确定行业长期平均值采用算术

平均根的计算模型，以企业排放的COD为例，公式如式(2)。

3我国脱硫废水排放标准的浓度限值计算方法

依据新修订脱硫废水排放标准的标准限值依托的技术

依据拟采用零排放技术“化学预处理+R0膜浓缩减量+蒸发结

晶”技术为主、“化学预处理+R0膜浓缩减量+余热烟气旁路

蒸发”技术为辅。

已知正常工况下两种技术的出水指标相当，形成的脱硫

废水零排放系统的主要污染物进出口控制参数如下表1,以

国内某燃煤电厂大型脱硫废水零排放工程实例为参考原型。

表1脱硫废水零排放系统的主要污染物进出口控制参

数

根据燃煤电厂石灰石石膏湿法脱硫废水的水质特点、主

要污染物种类可能造成环境危害以及现有水质标准的主要

控制对象的分析，以及环保部推荐的最正确处理技术的结论,

确定了脱硫废水中需要控制的污染物种类，如下表2。

表2基于蒸发结晶/旁路蒸发技术(BAT)的脱硫废水污

染物控制参数确定

下面以10家采用脱硫废水零排放技术的燃煤电厂出水

水质数据为根底，以具有代表性的污染物硫酸根离子S042-

为例代入数学模型计算，过程和结果如下。

(1)计算长期平均值LTA,如式(8)。

国家规定的化学需氧量的测定方法为重辂酸盐法，由

GB11914—1989可知，该方法检出限为0.2mg/L；未检出比例

为P=0o

表1中的其他类型污染物的BAT浓度限值的计算结果同

硫酸根，因此最终计算结果如下表2。

4结论与展望

(1)以最正确可利用技术(BAT)——脱硫废水零排放技

术蒸发结晶的工艺路线为标准浓度限值确定的技术依据，充

分学习我国与美国环保部门制定废水排放标准限值时借助

的数学模型算法，确定了该技术方案支持下的脱硫废水排放

控制标准的污染物种类与控制浓度区间。

(2)在深入吁究了我国和美国的标准限值确定方法的根

底上，融合了两国计算模型的共同点，得出了根据脱硫废水

水质水量特