燃煤电厂脱硫废水排放指标限值的计算方法分析.docx

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1、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D1/T99720*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500mg1,总溶解固体(TDS)日最大排放限值W215mg1,硒W15mg1,汞0.005mg1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

2、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D1/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

3、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:特定化学物质法；废水综合毒性法；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

4、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(techno1ogy-based),即考虑目前能到达的技术处理能力；之二为水质根底(Waterqua1ity-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12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

5、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

6、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。美国对于湿法脱硫废水的排放控制标准，美国EPA根据不同的处理技术分别制定了不同的控制限值。如只采用化学沉淀法处理脱硫废水的电厂需要针对汞、种提出控制标准；采用化学沉淀后续串联生物处理脱硫废水的电厂需要提出汞、神、硒、硝酸盐/亚硝酸盐态氮的控制标准；而采用蒸发处理脱硫废水的电厂则提出控制汞、神、硒和总溶解性固体的要求。2相关计算模型2.1发达国家确定污染物排放指标浓度限值的计算模型参考美国国家污染物削减计划(NPDES)中基于BAT技术的水污染物浓度限值计算方法建

7、立计算模型过程。(1)确定需要控制的污染物指标，根据造成的环境影响即主要矛盾，包括长期/慢性和短期/急性毒性确定。(2)工业废水浓度限值分为日最大浓度限值(短期)与30天平均值(长期)，分直接排放到自然水体的浓度限值和排放到下游公共污水处理设备的浓度限值，不同浓度的算法公式也不同。以工厂排放的某污染物i为例，讨论长期平均值(IOngtimeaverage,1TA),如式(1)。(3)日变异系数和月变异系数VF确实定。(4)根据计算模型标准浓度限值=1TAXVF,最终确定排污行业不同污染物浓度的浓度限值标准。可行性验证。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

8、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+RO膜浓缩减量+蒸发结晶”技术为主、“化学预处理+RO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

9、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1TA,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GB119141989可知，该方法检出限为O.2mg1;未检出比例为P=Oo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)在深入研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点确定的需要污染物种类，包括新增的TDS日最大排放限值、硝酸盐日最大排放限值、氯化物等无机盐离子的控制水平、二类污染物铜、硒的控制水平以及一类污染物汞、六价格等重金属控制指标等。(3)脱硫废水新的控制指标应更加适应当前及未来的环境发展需要。