摘要：現(xiàn)有大多數(shù)電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)對有機污染物沒有專門針對性的處理工藝，導(dǎo)致脫硫廢水有機污染物指標排放不穩(wěn)定，經(jīng)常無法達到排放標準，且國家環(huán)保提倡節(jié)水零排放，脫硫廢水的節(jié)水回用零排放正逐步成為電廠節(jié)水的一大部分，脫硫廢水中有機污染物的針對性處理技術(shù)成為了脫硫廢水處理系統(tǒng)必須要攻克的技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水處理系統(tǒng)；有機污染物；厭氧+好氧組合工藝；營養(yǎng)平衡；節(jié)水零排放 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2015）23-0083-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.043

1 概述

火電廠脫硫廢水來源于濕法脫硫（FGD）工藝產(chǎn)生的廢水，脫硫廢水污染嚴重，排水溫度在40℃～50℃之間，懸浮物、含鹽量、重金屬等雜質(zhì)的含量極高?，F(xiàn)有國內(nèi)電廠脫硫廢水的處理基本采用加藥處理的物化方法，主要是針對其中的懸浮物以及重金屬離子予以去除，處理出水執(zhí)行標準有《污水綜合排放標準》（GB 18466-2005）、《火電廠水質(zhì)石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標》（DL/T 997-2006）。

在實際的運行過程中，因脫硫廢水水質(zhì)成分主要為第一類污染物和第二類污染物，在藥劑的物化反應(yīng)下，脫硫廢水中的重金屬離子和懸浮物、pH值等指標能達到排放要求，但廢水中的有機污染物（COD等）指標因工藝流程未對其進行專門的處理設(shè)計，只是在藥劑反應(yīng)過程中隨其他污染物排除一部分，其出水參數(shù)很不穩(wěn)定，多數(shù)情況下無法達到排放標準，有機污染物難于去除，已成為眾多電廠脫硫廢水處理排放的一大難題，困擾了很多電廠。

目前，國內(nèi)環(huán)保形勢嚴峻，在節(jié)水和節(jié)能環(huán)保的大形勢下，很多電廠順應(yīng)國家環(huán)保形勢對脫硫廢水處理提出了零排放處理回用的要求，因此，脫硫廢水中的有機污染物COD指標的去除成為了脫硫廢水處理必須克服的難題。本論文主要針對脫硫廢水中有機污染物的去除進行分析，研究一種應(yīng)用于脫硫廢水有機污染物去除的處理

工藝。

2 脫硫廢水的特性

電廠脫硫工藝產(chǎn)生的脫硫廢水主要特征是呈現(xiàn)弱酸性，pH值5～6；主要特點是高懸浮物、高濁度、高黏度、高含鹽量以及難降解有機物，并含有Hg、Pb、Ni、Hs、As、Cd、Cr等重金屬離子和氟化物，有機污染物COD的含量一般為150～400mg/L，其中有機污染物來源于燃煤過程及脫硫過程脫硫劑的一些產(chǎn)物，具有難于降解、處理難度高的特點?；诿摿驈U水的高含鹽、有機物難降解等特性，并考慮處理過程中系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，主要考慮采用最利于有機污染物處理的生物處理方法去除脫硫廢水中的該指標。

3 生物處理方法

綜合分析現(xiàn)有的生物處理方法，適用于脫硫廢水特性的生物處理工藝主要有以下五種：

3.1 傳統(tǒng)活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥為主體的污水處理技術(shù)，它采用人工曝氣的手段使活性污泥均勻分散并懸浮于反應(yīng)器中，與廢水充分接觸，并在有溶解氧的條件下對廢水中所含的有機物進行微生物的合成和分解等代謝活動。而脫硫廢水鹽度對活性污泥法的影響較大，因此，對活性污泥進行馴化培養(yǎng)出具有良好有機物降解性能的耐鹽微生物是處理高鹽廢水的重要前提。

3.2 厭氧處理系統(tǒng)

近幾十年來，由于厭氧生物技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了一大批高效厭氧反應(yīng)器，這些反應(yīng)器中生物固體濃度很高、泥齡很長，處理能力大大的提高，在高濃度的廢水中得以大量應(yīng)用。高濃度的Na+或CL-會對厭氧生物產(chǎn)生抑制作用，但是厭氧或兼氧微生物對鹽的適應(yīng)性和其他離子產(chǎn)生的拮抗作用會減輕鹽對微生物的毒害作用，因此厭氧法可應(yīng)用于高含鹽廢水處理系統(tǒng)。

3.3 好氧顆粒污泥

好氧顆粒污泥技術(shù)是將生物自絮凝原理應(yīng)用于好氧反應(yīng)器，使好氧絮狀污泥在一定工藝條件下實現(xiàn)好氧顆粒化。好氧顆粒污泥具有沉降性好、抗負荷沖擊能力強、持留生物量高以及脫氮除磷效果好等優(yōu)點，而且它還能集好氧、厭氧和兼氧微生物于一體，因此好氧顆粒污泥能夠有效處理各種難降解的廢水。

3.4 嗜鹽菌

嗜鹽菌作為一類新型的、極具應(yīng)用前景的微生物資源，近年來受到人們的廣泛關(guān)注，它們具有極為特殊的生理結(jié)構(gòu)和代謝機制，同時還產(chǎn)生了許多具有特殊性質(zhì)的生物活性物質(zhì)，因此被廣泛地應(yīng)用于含鹽量高的廢水處理。

3.5 好氧-厭氧組合工藝

由于單獨的好氧和厭氧工藝在處理廢水時受到許多限制，單一的系統(tǒng)往往不能將有機污染物徹底去除，尤其是難降解的廢水系統(tǒng)，因此為了更好地處理高鹽脫硫廢水，往往結(jié)合好氧以及厭氧的組合工藝，以達到更好的效果。

本文脫硫廢水生物處理工藝將采用好氧-厭氧的組合工藝進行處理，針對廢水中的懸浮物、重金屬指標的處理不做論述，生物處理所處理的脫硫廢水是經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)去除此類指標后的廢水。

4 好氧-厭氧的組合工藝處理技術(shù)

脫硫廢水中的COD等有機污染物主要來自煤（主要成分為有機質(zhì)）、石灰石以及脫硫反應(yīng)生成物中的亞硝酸鹽、亞硫酸鹽等還原性物質(zhì)，而BOD則主要是污水中的氮氧化物。經(jīng)過預(yù)處理處理后，廢水的pH值、懸浮物、重金屬離子、氟化物等污染指標被去除，但廢水中的COD、硫酸根等指標還未得到去除，需采用生物處理方法進一步處理。而硫酸根、氯根等鹽的高含量對廢水生化存在一定的抑制作用，使脫硫廢水難于生化，因此為提高其可生化性，在生化處理過程，需投加成分均衡的營養(yǎng)物質(zhì)保證生化處理微生物所需的各類營養(yǎng)指標，而在電廠，基本都有生活污水處理系統(tǒng)，其水量不大，多在5～15t/h之間，這股水進入脫硫廢水系統(tǒng)可以很好地解決營養(yǎng)平衡問題，且可以提高水的回收量，將電廠生活區(qū)的生活污水引入脫硫廢水系統(tǒng)進行綜合處理，將同時實現(xiàn)兩股水的節(jié)水目標，并保證了脫硫廢水生物處理的基本營養(yǎng)條件。

脫硫廢水生物處理系統(tǒng)采用厭氧+好氧的組合處理工藝，厭氧采用EGSB厭氧系統(tǒng)，而好氧則采用BAF曝氣生物濾池好氧系統(tǒng)。EGSB厭氧系統(tǒng)通過培養(yǎng)SRB厭氧細菌病通過其代謝作用去除廢水中的SO42-、殘余重金屬離子及部分COD等，而通過BAF曝氣生物濾池的生化作用將COD、氮等進行硝化處理，達到處理要求，經(jīng)該系統(tǒng)處理后，廢水可進入后續(xù)除鹽或其他指標處理系統(tǒng)，進一步處理而獲得高品質(zhì)回用水，脫硫廢水生物處理流程圖如圖1所示：

EGSB厭氧系統(tǒng)適用于低濃度有機污染物處理系統(tǒng)，運行過程培養(yǎng)適于脫硫廢水環(huán)境的SRB厭氧細菌來處理污染物，SRB厭氧細菌是一類能通過異化作用進行硫酸鹽還原的一類細菌，這種厭氧細菌雖然生長緩慢，但具有極強的生存能力且分布很廣泛，SRB厭氧細菌已經(jīng)成功地應(yīng)用在了與脫硫廢水極類似的多種水處理系統(tǒng)中，它的代謝利用硫酸根作為最終的電子受體，將有機污染物作為細胞合成的碳源和電子供體，同時將硫酸根還原為硫化物，使廢水中的硫酸鹽得以去除。而產(chǎn)生的溶解態(tài)的S2-則與廢水中殘余的重金屬離子反應(yīng)形成金屬硫化物沉淀，可進一步去除重金屬離子，此外SRB厭氧細菌在代謝過程中分解有機硫以二氧化碳氣體的形式

排出。

經(jīng)過厭氧反應(yīng)后，廢水中的一些重大生化抑制指標得以去除，廢水的可生化性提高，因此，廢水進入好氧生物系統(tǒng)進行進一步處理，好氧生物反應(yīng)系統(tǒng)采用BAF曝氣生物濾池處理系統(tǒng)，并接種引入主體處理微生物：嗜鹽菌，適應(yīng)脫硫廢水的高含鹽環(huán)境，曝氣生物濾池是固定化生物反應(yīng)器的一種，近年來被廣泛應(yīng)用于各類高含鹽廢水的處理。曝氣生物濾池能夠通過固定化保護微生物，降低其在極端環(huán)境中所受的傷害，提高系統(tǒng)對有毒有害物質(zhì)及環(huán)境沖擊負荷的耐受力，使系統(tǒng)保持較高的穩(wěn)定性。研究表明，曝氣生物濾池在高含鹽環(huán)境中能保持較高的有機物去除率。

因脫硫廢水中的鹽分含量過高，會對微生物的活動帶來一定的難度，而曝氣生物濾池接種培養(yǎng)的核心處理載體，嗜鹽菌是專門在高鹽環(huán)境下生長的細菌，由于嗜鹽菌在高鹽環(huán)境下能夠在細胞內(nèi)聚集鉀離子和小分子極性物質(zhì)，調(diào)節(jié)細胞滲透壓，維持細胞內(nèi)外滲透壓的平衡，幫助從高鹽環(huán)境獲取微生物活動所需的水，并且這些極性分子可以迅速合成和失去，快速適應(yīng)外界的環(huán)境變化。嗜鹽菌的蛋白質(zhì)中含有過量的酸性氨基酸和非極性的殘余物，過量的酸性物質(zhì)需要陽離子平衡附近的負電荷，所以嗜鹽酶只有在高鹽環(huán)境下才能保持活性?；谑塞}菌的反應(yīng)機理，廢水中的有機污染物得以去除。

經(jīng)試驗研究，在模擬脫硫廢水水質(zhì)情況下，通過鹽度的不斷提高和變化，曝氣生物濾池的有機污染物去除率繪制成曲線，鹽度和COD的去除效果關(guān)系如圖2所示：

從圖2中可看出，在脫硫廢水含鹽所屬的10000～24000mg/L的范圍內(nèi)，COD的去除率可穩(wěn)定維持在94%～96%之間，在這個脫硫廢水的鹽度范圍內(nèi)，嗜鹽菌能維持其生理代謝的良好活性，對廢水中的有機污染物有較強的降解能力。

經(jīng)曝氣生物濾池處理后，廢水中的有機污染物等指標得以去除，脫硫廢水可進入下一階段處理流程。

5 結(jié)語

脫硫廢水中有機污染物的處理是國內(nèi)外各大火力發(fā)電廠普遍面臨的難題，要實現(xiàn)脫硫廢水系統(tǒng)節(jié)水回用，必須對脫硫廢水中的有機污染物進行處理，才能進行后續(xù)的膜處理或離子交換系統(tǒng)的除鹽處理，脫硫廢水中有機污染物處理技術(shù)的研究成功將成為克服脫硫廢水節(jié)水回用難點的一個突破，也將成為脫硫廢水實現(xiàn)零排放生物指標處理工藝的一種可靠選擇。

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作者簡介：楊發(fā)祥（1980-），男，江西撫州人，常州江南電力環(huán)境工程有限公司總工程師，研究方向：電廠廢水處理、化學水處理系統(tǒng)、水處理零排放工藝處理技術(shù)、水處理產(chǎn)品的設(shè)計和研發(fā)。

（責任編輯：秦遜玉）