美国燃煤电厂脱硫废水环保法规和处理技术

1．背景介绍

美国燃煤电厂从20世纪70年代开始安装脱硫装置。在美国《清洁空气法案》的支持下，燃煤电厂脱硫装置在20世纪90年代以后得到了大力发展。随着湿式脱硫装置的安装，电厂烟气排出的污染物明显减少。然而，人们发现随着空气质量逐渐好转，电厂排出的污水却增加了，水质也更差了。2009年纽约时报报道了电厂水污染的情况，引发了全社会的广泛关注。

美国火电厂（主要是燃煤电厂）是《清洁水法案》下美国所有工业类别中排放最多有毒污染物的工业。火电厂排出的污水含有很多重金属，营养物，和其他污染。这些污染物会导致癌症，降低儿童的智商，对鱼类和其他水生生物的繁殖有不利影响。

比如，美国脱硫废水中广泛含有大量汞和硒。汞和硒会在鱼类和其他水生生物体内积聚，也会在湖泊或水库的底泥中积聚，可以保留几十年。一个例子是北卡罗来纳州的布鲁斯湖（Belews），因为附近电厂的硒排放，导致该湖鱼类几乎灭绝。另一个例子是德克萨斯州的马丁湖（MartinLake），由于大量排放含硒，汞废水损害了当地鱼类和鸟类的繁衍。

美国环保局在1974年颁布了“火电厂点源类污水排放限制指导和标准”，1977和1982年分别做了修正。然而其后经过了20多年的发展，新的排放标准迟迟没有出台，导致了环保组织的抗议和对美国环保局的诉讼。2009年美国环保局对美国燃煤电厂水污染情况做了一个广泛调查，在这个调查的基础上，于2013年颁布了新的“火电厂点源类污水排放限制指导和标准”草案，其中一个主要的部分就是对脱硫废水的排放制定了新的标准。草案发布后经过90天公众评议，美国环保局共收到超过20万条反馈意见。经反复修改斟酌，形成最终版的“火电厂点源类污水排放限制指导和标准”，这里简称排放标准。该标准在2015年9月30日正式颁布，于2016年1月4日正式生效。

美国环保局对已建成电厂和新建电厂的脱硫废水有不同的排放标准，见表1－3。可以看出，最终版的标准比草案中的标准要宽松一些，尤其是对硝酸盐／亚硝酸盐的排放。

表1 美国现有燃煤电厂脱硫废水排放标准最终版（2015）

表2 新建电厂或自愿采用零排放的现有电厂脱硫废水排放标准最终版（2015）

表3 美国现有燃煤电厂脱硫废水排放标准草案（2013）

2．脱硫废水特征

要讨论脱硫废水的处理问题，首先考虑的就是脱硫废水的水量水质特征。脱硫废水的水量水质特征是由煤的品质，锅炉设计，脱硫装置前的烟气处理手段，脱硫装置的设计和运行决定的。

2．1 脱硫废水水量特征

水量：脱硫废水的水量取决于煤的氯含量；FGD前端是否喷洒碱性物质，如Ca（OH）2等；FGD运行时的含氯量等。对美国燃煤电厂的脱硫废水而言，针对部分电厂的统计数据，美国环保局的数据显示燃煤电厂脱硫废水的平均流量是448加仑／分钟（28．4升／秒），流量范围是30－2300加仑／分钟（1．9－146升／秒）。

2．2 脱硫废水水质特征

美国环保局和美国电力研究院（EPRI）都分别对一些电厂的含硫废水进行了调查。通过对一些数据的解读，美国脱硫废水的一些水质特征如下。

表4 美国脱硫废水水质特征