电厂废水零排放介绍29页PPT

燃煤电厂脱硫废水的零排放处理技术摘要在燃煤电厂运行过程当中，脱硫废水是具于复杂特征的终端废水，如何对其进行科学处理、避免对环境产生污染成为了一项重点工作内容。

在本文中，将就燃煤电厂脱硫废水的零排放处理技术进行一定的研究。

关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放处理；1 引言近年来，在我国经济快速发展的过程中，环境污染问题愈发严重，对于环境的可持续发展产生了十分严重的影响。

在燃煤电厂在运行当中不仅消耗资源，且会在生产中形成大量的脱硫废水，如果没有对其进行科学处理，将对环境造成较大的污染。

对此，即需要能够做好处理技术的选择与应用，实现脱硫废水的零排放。

2 脱硫废水水质特征对于燃煤电厂生产当中的脱硫废水来说，其特征体现在：第一，pH低。

废水具有弱酸性特点，一般在2.9至6.9之间；第二，含盐量高。

在废水当中具有较多的硫酸根、钙镁纳以及氯根离子；第三，悬浮物含量高。

受到脱硫运行、煤种变化影响，悬浮物能够达到10000mg/L以上；第四，重金属种类多。

在脱硫废水中，具有较多的铅、汞以及各元素，这部分元素的存在，将对环境产生较大的污染；第五，水质稳定性不足。

水质将受到煤质、石灰石、锅炉负荷等因素影响。

3 末端固化技术在脱硫废水处理当中，末端固化是其中的核心单元，在固化操作当中，则能够有效汽化废水当中的水分，同时固化其中的杂质，以此有效的实现水分、杂质间的分离。

之后，对结晶杂质进行盐外排处理，以此达到零排放目标。

3.1 蒸发塘该方式是对目标处理水自然蒸发的一种方式，在自然蒸发的过程当中蒸发废水水分，使其中存在的盐分在饱和后结晶。

该方式在实际应用当中，具有运行维护成本低、应用寿命长以及操作便捷的特点，并因此在现今我国浓盐水处置当中具有了较多的应用。

同时，该设备在处理中具有露天特点，在蒸发当中，很可能因污染物进入到空气当中导致污染情况的发生。

同时，该方式对于建设成本、建设面积具有较高的要求，且蒸发水分不能够得到充分的利用，并因此对技术应用形成了一定的限制。

基于降膜式种盐法的蒸发零排放解决方案应运而生。该技术应用包括火 力发电厂，石油化工，造纸，冶金等行业。
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2、零排放解决方案
生产工 艺优化
• RO 预处理 • EDR
• MBR
蒸发结 晶工艺
• 机械蒸汽再压缩 循环蒸发技术
• “晶种法”技术 • 混合盐结晶技术
一般可回收90％～95％的含盐量为5～10mg／L的蒸馏水，少量 浓渣可进一步采用结晶器或蒸发塘做固化处理，或掩埋等。
1零排放背景和定义技术背景技术定义1970年美国国家污染物排放清除法案npdes首先对废水零排放提出了明确的规定和要求美国电力研究中心epri更一步将工厂废水零排放定义为电厂不向地面水域排放任何形式的水排出或渗出所有离开电厂的水都是以湿气的形式或是固化在灰或渣中
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1、零排放背景和定义
技术背景
随着我国工业的飞速发展, 高含盐难降解工业废水的排放量剧增, 由此而 带来的水质污染已成为我国环境污染的一个主要问题。高盐废水是指总含盐 质量分数至少1%的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等， 这种废水含有多种物质（包括盐、油、有机重金属和放射性物质）。
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2）机械蒸汽再压缩技术（MVR）
MVR与传统蒸发器性能比较
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3）“晶种法”技术
“晶种法”技术解决了蒸发器换热管的结垢问题，应用“晶种法”技术 的蒸发器，也称作“盐水浓缩器”。经盐水浓缩器处理后排放少量的浓缩废 水，固溶物含量可高达300000rag/L，通常被送往蒸发塘或结晶器或干燥器， 结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。
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3）“晶种法”技术
采用“晶种法”技术的设备的主要特点如下： 1) 同其他废水处理设备比，体积较小，占地面积也较小。 2) 设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16 KWh；根据热动力学计算，卤水浓缩器的热效率是单效闪蒸 系统的27倍，或四效闪蒸系统的7倍。 3) 回收高达98%以上废水中水分含量，而且回收的是优 质蒸馏水，所含TDS小于10ppm，稍作处理，即可作高压锅 炉补给水。 4) 该技术的关键设备，若用高质量的钛合金制造，使用 寿命可长达30年或以上。 5) 解决了设备结垢问题，设备能持续运作一年或以上。 6) 自动化程度高，容易操作。

工业废水零排放技术
2）机械蒸汽再压缩技术（MVR）
MVR与传统蒸发器性能比较
工业废水零排放技术
3）“晶种法”技术
“晶种法”技术解决了蒸发器换热管的结垢问题，应用“晶种法” 技术的蒸发器，也称作“盐水浓缩器”。经盐水浓缩器处理后排放少量的浓 缩废水，固溶物含量可高达300000rag/L，通常被送往蒸发塘或结晶器或干燥 器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。
➢ 5t/hrMVR（蒸汽温升8℃）蒸发器 设备成本：350万元/套 设备折旧（10年）35万元。 运行成本：电耗170 千瓦/时（主电机、循环泵、真空泵、凝水泵等），平 均电价0.8 元/千瓦时； 每小时运行成本：170千瓦*0.8元/千瓦时=136 元/小时； 每日运行成本（24小时/天）：136元*24小时=3264 元/天； 年运行成本（300天/年）3264元*300天=97.92 万元/年。 年总成本：97.92+35=132.92 万元/年。
工业废水零排放技术
1、零排放背景和定义
技术背景
随着我国工业的飞速发展, 高含盐难降解工业废水的排放量剧增, 由此而带来的水质污染已成为我国环境污染的一个主要问题。高盐废水是指 总含盐质量分数至少1%的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加 工等，这种废水含有多种物质（包括盐、油、有机重金属和放射性物质）。
机械蒸汽再压缩循环蒸 发技术所使用的“下降水膜型机 械蒸汽再压缩循环蒸发器”是目 前世界上用作处理含有高盐分废 水最有效、最经济的设备。在运 行过程中，没有潜热的流失。
工业废水零排放技术
2）机械蒸汽再压缩技术（MVR）
MVR应用于蒸发过程的原理
在蒸发过程中，从蒸发器出 来的二次蒸汽，经压缩机压缩，压力、 温度升高，热焓增加，然后送到蒸发 器的加热室当作加热蒸汽使用，使料 开车补充蒸汽 液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则 冷凝成水，从体系中排出。原溶液被 浓缩后，在结晶器中析出无机盐，从 体系中排出。

三、零排放技术的梦想与萌芽
• 真正意义零排放
早在15年前 查阅大量资料 复合配伍试验
梦想有一种药剂可以使循环水 系统永远不结垢，并且是零排放。 药剂将结垢物质变成水渣，与泥土 一样沉积在冷却池中。
将所有能改变碳酸钙晶格的 药剂进行了比较试验，筛选出优 异的单体。
将优异的单体进行复合配伍试 验，历经十余年，上千次试验，得 到了所需要的多功能阻垢缓蚀剂。
4.诚实守信，先试后卖，有明显效果再结算。 5.塑造奥博形象，创造精品工程，打造知名品牌，建
造百年企业。
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奥博公司技术优势
优势 新系统不用专门清洗预膜。在设备加药运行三个月，就 1 能达到清洗预膜效果，可为企业节约清洗预膜费用。
优势 不论水质多差、环境多么恶劣，在不加酸的情况下， 2 达到高浓缩倍率不结垢、不腐蚀。
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新兴铸管（钢格板部）
循环冷却水系
统每日补水加药都
不排污，循环水的
浊度达到500mg/l，
检测到的cl-倍率一
次是15.6 ，一次是
22.3 。每逢节假日
清理一次冷却水池，
循环水系统多年来
运行正常。实现了
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观台电厂、申家庄电厂
循环水补充水都是 用矿井疏水，水质极差， 倍率高时，就多加些药剂， 这样一来，冷却塔水泥柱 上就有了水渣，用高压水 一冲即掉，换热效果没有 任何影响。
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金鹏余热电厂
由于三台深井突然损坏 两台，循环冷却水补充困 难，该厂借用两辆洒水车 往循环水中补水，一个半 月时间里，循环水没排放 一滴水。当深井泵修好后， 恢复了循环水系统的正常 运行。后来在停机检查换 热器时发现：无垢无腐蚀。

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电厂废水及治理
2、电厂排水：
（1）排水种类：①贮灰场排水；（主要外排水） ②化学车间酸、碱污水； ③机炉车间的生产污水；
④生活污水；
⑤输煤系统喷淋除尘污水等。
电厂废水及治理
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(2)电厂排水特点
电厂排水类型多，各排放点的排水量及水质差异 大，排放方式也不尽相同。 对化学车间排出的酸碱污水及锅炉酸洗污水， 一般量不大，且为间断排放，主要控制pH值。 厂内各生产车间所排污水，占厂内总排水的大 部分，污水中含油且较高，也是间断排放。 生活污水化学需氧量、氨氯等含量较高，其 量比生产车间的排水要少得多。 输煤系统排水中煤尘含量很高，其数量一般 不少于生活用水量。
电厂废水及治理
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3、电厂水平衡：
根据电厂生产的特点及环保节水的要求，电厂 用水与排水形成一个完整的系统。供、排水之间维持 平衡，它们是由若干相对独立又互相联系的子系统组 成，因而决定了电厂的水务管理要采取集中与分散管 理相结合的方式。
某1200MW电厂的水平衡图.
电厂废水及治理
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•电厂的水务管理---火电厂水务管理的任务是：
电厂废水及治理
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• 电厂水平衡
1、电厂用水：按其对供水水质的要求，火电厂用水可
分为下列几类。 （1）冷却水：对水质的要求是对换热管不腐蚀、不结垢； （2）冲灰（渣）水：对水质要求不高； （3）锅炉补给水：一般由生水经除盐处理后送入锅炉； （4）生活、消防用水：生活用水可取自地下水或市政给水 系统，消防用水一般用生水； （5）其他用水：如脱硫系统用水、厂区杂用水、输煤系统 冲洗水等（对水质无特殊要求）。
电厂废水及治理
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• （二）有机污染物（耗氧有机物） —— 如蛋白质、脂肪及碳水化合物等。

低温常压蒸发结晶工艺示意图
3 蒸发-结晶技术应用及案例
蒸发方式
三种蒸发结晶处理技术比较
多效强制循环蒸发结晶 机械蒸汽再压缩蒸发结晶
低温常压蒸发结晶工艺
工艺特点 热利用率高，消耗蒸汽 热利用率高，消耗电能 蒸发温度低，能耗低，消耗电能
进水要求
较高
高
较低
结垢、堵塞
较严重
严重
轻微
运行可靠性
平均5～15天清洗一次
2 改造路线简介
末端废水蒸发处理技术的选择需要根据电厂末 端废水的水量及所在地的气候条件、场地条件等进行确 定。灰场喷洒和蒸发塘由于受气候条件影响较大并存在 污染地下水的风险，其应用受到限制。蒸发结晶技术作 为一种较为成熟的高盐水脱盐技术，在化工领域已有较 多应用，在电力行业的应用也开始应用；烟道蒸发处理 技术经过多年的研究，目前在脱硫废水处理中也有一些 应用，也有可能用于全厂末端废水的处理。
1 概述
原则：梯级利用，分类处理，末端减量，一厂一策
梯级利用：“高水低用”，节约用水 分类处理：避免水质混杂，增加处理难度 末端减量：尽量减少末端废水量，降低处理成本 一厂一策：根据水源条件、燃煤条件等确定改造方案
2 改造路线简介
火电厂水资源经过梯级利用后会产生一定量水 质条件极差，不能直接回用的末端废水，这部分末端 废水的处理回用是实现全厂废水“零排放”关键点。 经过梯级利用及浓缩减量后的末端废水中含有高浓度 的氯离子，需要进行脱盐处理后才能回用。末端废水 的处理方法有灰场喷洒、蒸发塘蒸发、蒸发-结晶、烟 道蒸发等，其本质均为通过末端废水的物理性蒸发实 现盐与水的分离。
平均7～20天清洗一次， 平均3～6个月天清洗一次，压缩
压缩机定期维护
机定期维护

除尘器进出口的压差表示除尘器的压力损失。各类除尘器的阻力有低、中、 高之分。电除尘器属于低阻除尘器，其压力损失一般小于500Pa；而高阻除尘器 的压力损失可高达2000~20000Pa。电除尘器动力消耗少，运行费用低，这是它的 主要伏点之际一。 除尘效率
除尘效率是指含尘烟气通过除尘器时所捕集下来的灰量占进入除尘器的总灰 量的百分率。 η=(c0－c) ×100%/c0(式中 c0、c 分别表示电除尘器进、出口烟气中 烟尘的平均浓度，g/m3； η是除尘率。)电除尘器是高效除尘器。除尘率达95%以 上。
2 .烟气污染及防治
火力发电厂控制烟气污染主要是控制尘粒和二氧化硫的排放。具体措施如下： 选用低含硫量、低灰分的煤作燃料。火力发电厂的燃料可用天然气、液化气、油及煤。 煤是燃料中排放污染物最多的一种燃料。但由于受条件限制，我国大多数电厂仍然 用煤作燃料。在条件允许情况下选择优质煤种作燃料。对含硫量高的煤种，尽可能 对煤进行净化处理。 采用电除尘或布袋除尘。这样可以使烟气中的灰尘除去99.0%～99.7%。 采用高烟囱排放。烟囱是锅炉系统烟气的最后通道，它既可以给锅炉以自然通风，又 可将烟气中的有害物排至高空扩散稀释，以减少对地面的污染。这一措施切实可行， 相对于烟气脱硫来说，成本少，见效快。国内大型火电厂的烟囱高度均在200m以上。 据报导美国的烟囱也在不断升高，至1972年，其烟囱平均高度已达242m。美国米 切尔电厂（2×800MW机组）烟囱高达368m，为世界上最高的烟囱之一。采用高 烟囱排放来降低地面二氧化硫及尘粒浓度这一做法，在国内外均已取得实效。烟囱 越高，对烟气的扩散作用越大，污染物离开人的距离就越远，污染程度越小。有文 献介绍：二氧化硫在大气中的半衰期为2h，存在时间为4h～12h，最长为2d。
电除尘器的工作原理

燃煤电厂脱硫废水零排放技术概述摘要：现代化建设中，燃煤电厂在我国经济支柱产业中占据着重要地位，可以有效保证人们日常生活用电供应需求，对于推动我国经济长远发展发挥着重要作用。

随着环保和节能政策的推广和实施，燃煤电厂的节水减污受到了国家和政府的高度重视，以不断提高水资源的有效利用率，促进企业经济效益不断增长。

本文就燃煤电厂脱硫废水的来源和特点进行概述，对燃煤电厂常用的脱硫废水处理方法进行分析，提出燃煤电厂脱硫废水“零”排放的具体处理工艺，以真正实现废水“零”排放目标。

关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放工艺燃煤电厂作为水资源消耗大户和排放大户，节水势在必行。

谈及减排，无非“开源节流”四字，对废水进行处理后将其引入循环系统中，既可减少新鲜水源的需求量，又可减少污水的排放量，是在不削减用水规模的前提下，一种一举多得的思路。

然而电厂产生废水种类众多，其中的脱硫废水由于常规处理后硬度高、腐蚀性强，很难实现回用，一直是制约电厂废水回用的一大难题。

一、现有脱硫废水零排放技术简述脱硫废水具有悬浮物含量高、含盐量高等特点，同时还含有氟化物、重金属等多种污染物。

脱硫废水“零排放”就是通过淡水回收、浓水蒸发、盐分资源化回收等手段，实现水分和盐分杂质等物质全部在电厂内部处理、循环与利用，脱硫废水不外排。

脱硫废水零排放技术如图1所示。

图1包括以下三个部分：1.预处理单元。

主要是采用化学沉淀法，包括中和、沉淀、絮凝、澄清等步骤。

脱硫废水首先通过加入石灰，使其pH值由5.5左右上升至9.5以上，从而导致大量金属离子形成难溶的氢氧化物；其次通过加入有机硫去除重金属汞、铅，在沉淀池中形成沉淀沉降；再者通过加入一定量的絮凝剂，使颗粒和胶体凝聚成大颗粒后在絮凝池沉降，以上俗称“三联箱”工艺；最后通过澄清池，处理后的净水由上部排出，底泥进行压滤处理后处置。

2.浓缩减量单元。

脱硫废水排放量较大，如果直接蒸发固化，则设备投资大、处理能耗和运行费用高，这也限制了脱硫废水零排放的应用，因此在蒸发固化处理前有必要根据实际先对脱硫废水进行浓缩减量，有效降低蒸发固化处理成本。

技术专利展示（国际）
虔诚精细 为合作者创造价值
零排放工艺技术小试、中试情况
SCWO（实验室）
虔诚精细 为合作者创造价值
间歇式反应器 半连续式反应器
间歇式反应器
超临界水氧化有机物的连续式和间歇式实验； 超临界水催化氧化实验研究，可添加均相或非均 相催化剂； 超临界条件下无机盐溶解度测定； 超临界条件下无机盐团聚结晶特性研究，并可考 察压力、温度、流速和杂质对结晶过程的影响； 超临界条件下金属材料的连续式和间歇式腐蚀实 验。
超临界水氧化技术的优势
虔诚精细 为合作者创造价值
1 均相反应 有机物、氧化剂均溶解在超临界液体中，使反应加快 2 处理范围广 对多数有机化合物都有分解作用 3 处理效率高 均相体系中氧化速度快，氧化效果好 4 无二次污染 在一定条件下有机物被完全氧化为CO2、H2O、N2等无机物 5 节约能源 反应为放热反应，可以实现部分自热反应 6 易于盐的分离 无机组分与盐类在超临界水中的溶解度很低，几乎可以全部沉 淀析出 7 选择性好 通过调节温度与压力，即可改变其对有机物的溶解能力，达到选择 控制反应产物的目的
• 第一次超临界水氧化研讨会由美国能源部会同国防部和财政部召开 讨论 用SCWO技术处理政府控制污染物.
• 美国国家关键技术所列的六大领域之一"能源与环境"中, SCWO技术被认 为是最有前途的处理技术.
超临界水简介
超临界水：温度和压力分别高 于其临界温度和临界压力的 水
亚临界水：温度低于其临界温 度，而密度高于临界密度的 水
毒性 难降解有机物
色度 处理方法
普通废水 200 ~350
400 100 ~400
8 ~35 6~9 稳定 弱 不含有

臭氧的防腐蚀作用： 1. 臭氧是一种强氧化剂，其抑制腐蚀的机理与铬酸盐缓蚀剂的作用大致相似，主要是由水中 活泼的氧原子与亚铁离子反应后，在阳极表面形成一层含氧化物钝化膜能阻碍水中的溶解氧 扩散到金属表面，从而抑制腐蚀反应的进行。 2.臭氧能杀灭引起垢下蚀的硫化菌、嗜铁菌等微生物，防止点蚀。 3.循环冷却水臭氧处理后，当水中 pH 值可控制在 7-9，水质呈弱碱性，金属不易被化学腐 蚀。
四. 提高循环水浓缩倍率新技术简介
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循环水零排放系统主要存在的问题： 1.循环水排污的有机物和藻类较多，易造成超滤膜污染堵塞，系统出力不能达到设 计值，且超滤膜需频繁进行化学清洗，缩短使用寿命。循环水排污首选浸没式超滤， 就是为了提高膜的抗污染性。 2.中水处理系统采用石灰软化处理，为调整出水PH值，加入了大量硫酸，造成循环 水的硫酸根盐含量过大(循环水硫酸盐可达到1500mg/L),零排放预处理系统双碱法 仍会继续增加水中硫酸根含量。硫酸盐含量过高，易造成反渗透末段结垢，限制反 渗透的回收率。
二.循环水排污零排放工艺介绍
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循环水排污水先进入新增的高效澄清池和砂滤池，进行澄清软化， 降低水的质硬度和含盐量，减少排污水对后续浓缩膜的影响。清水 经泵提升进入自清洗过滤器、超滤及反渗透系统，去除水中的绝大 部分盐分。反渗透系统产生的淡水，一部分可做为循环水的补充水， 另一部分进入现有锅炉补给水系统处理，作为现有锅炉补给水系统 进水。反渗透系统产生的浓水作为脱硫系统工艺水使用。
三. 循环水排污零排放经济性分析
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方案一：控制5倍循环水浓缩倍率控制
主要设备配置情况：对1030MW机组循环水旁流系 统进行改造，作为预处理系统，并设置5套140t/h处 理能力的超滤反渗透系统。
投资费用：废水零排放处理系统投资费用约4900 万元。

******电厂全厂废水零排放*****电厂紧邻东江，东江是香港、***、***、***等地唯一饮用水源，根据环评要求，***电厂不能设置废水排放口，废水须零排放。

面临没有退路的环保压力，***电厂开展了大量的国内外调研和总结，并开展了大量试验研究与工程实施，真正实现了***电厂废水零排放。

电厂废水种类燃煤电厂废水包括经常性废水和非经常性废水。

经常性废水是指电厂日常生产过程中产生的废水，一般包括净化站产生的含泥废水（以海水或城市中水为水源的，则为浓缩废水）、锅炉补给水系统产生的浓缩废水或再生酸碱废水、精处理装置产生的再生酸碱废水和反洗废水、循环冷却水系统产生的浓缩排污水、脱硫系统排放的脱硫废水、输煤系统与煤场产生的含煤废水、主厂房产生的含油废水与员工生活废水等；非经常性废水主要是机组大小修期间产生的废水，如锅炉酸洗废水、空气预热器与脱硫GGH化学清洗废水、机组启动冲洗废水等。

***电厂2×600MW机组设有循环冷却水系统，废水种类齐全，其废水种类、废水量和主要污染因子见表1-1 表1-1***电厂2×600MW机组废水种类、废水量及其污染因子可知，在循环冷却水系统浓缩倍率为10倍的情况下，***电厂两台600MW机组经常性废水量为165～244m3/h，每次大小修期间产生的非经常性废水～34000余吨。

废水种类较多，废水量较大。

废水零排放关键技术（1）废水零排放系统开发***电厂废水种类齐全，同时设置有循环冷却水系统，冷却塔浓缩排污水需要复用，较为典型。

结合各类废水特点和现有成熟的废水处理工艺出水水质的保障情况，为实现废水复用，建立了以“一水多用、梯级使用、循环利用”为架构的废水零排放系统。

设备冷却水与处理后的生活废水、工业废水等作为冷却塔的补充水；冷却塔的浓缩排污水作为脱硫系统的工艺补充水，经脱硫系统浓缩为脱硫废水；脱硫废水为全厂末端废水，先经预处理将其中污泥分离，再蒸发结晶处理将盐分分离，形成凝结水又回到冷却塔，如此构成“一水多用、梯级使用、循环利用”的废水零排放系统。