朱仁涵

摘 要：分析了煙氣脫硫廢水特點，對脫硫廢水系統(tǒng)提出針對性的優(yōu)化及處理措施進行探討，并簡要介紹了當前常用的幾種脫硫廢水處理方法。

關鍵詞：脫硫廢水；系統(tǒng)優(yōu)化；處理措施

中圖分類號：X773 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）32-0093-02

引言

隨著國家對火電廠大氣污染物排放標準的日益趨嚴，目前火電廠基本都已配備煙氣脫硫裝置，其中石灰石-石膏濕法脫硫工藝應用最廣泛，但在運營過程不可避免將產生一定量的脫硫廢水，這些廢水成分比較復雜，必須進行適當?shù)奶幚?。隨著《水污染防治行動計劃》（國發(fā)〔2015〕17號）、《排污許可證管理暫行規(guī)定》等相關法律法規(guī)的修訂、頒布，對水資源利用、水污染防治及排污等提出了更高要求。脫硫廢水的處理也越來越引起電廠的重視。

1 脫硫廢水的特點

燃煤中含有多種元素，在爐膛內高溫燃燒后會生產多種不同的化合物，包括重金屬元素，除一部分隨爐渣排除外，將隨煙氣進入脫硫吸收塔內，在煙氣和石灰石漿液的接觸過程中溶解于脫硫漿液中，并在脫硫漿液循環(huán)使用過程中富集。脫硫廢水的水質受到工藝系統(tǒng)、煙氣成分及吸附劑等多種因素的影響，各電廠差異較大，不存在典型的脫硫廢水水質。根據(jù)脫硫廢水的水質分析，脫硫廢水中主要的超標項目是懸浮物、pH值、重金屬離子等，其中：

（1）pH值一般在6.0左右，略高于吸收塔漿液pH值，呈弱酸性。

（2）懸浮物主要為粉塵及脫硫產物等。

（3）重金屬離子濃度的超標為首要控制對象，其主要來源為燃煤和脫硫劑，目前的除塵設備對小于5？滋m的顆粒脫除效率很低，尤其是靜電除塵器對0.1-0.5？滋m的細顆粒脫除效率極低，而這些細顆粒上富集金屬的能力遠高于粗顆粒物，最終在煙氣與漿液接觸過程中溶解到漿液中。

2 脫硫廢水系統(tǒng)優(yōu)化

針對脫硫廢水特點，對脫硫廢水系統(tǒng)進行優(yōu)化考慮，主要從源頭簡化系統(tǒng)提高脫硫廢水水質及利用電廠現(xiàn)有設施增加脫硫廢水中間凈化環(huán)節(jié)，為后續(xù)的脫硫廢水處理工藝減輕負擔，降低脫硫廢水處理難度及處理成本。

2.1 脫硫廢水排放點優(yōu)化探討

脫硫廢水從回流水箱經廢水旋流站后排往廢水處理系統(tǒng)，主要來源有石膏旋流站溢流液、脫水區(qū)集水坑來、廢水旋流站底流液、真空脫水系統(tǒng)出水等。其中石膏旋流站溢流液中大多含有未完成反應的石灰石漿液，脫水區(qū)集水坑收集的液體中主要的成分有濕磨系統(tǒng)及石灰石罐區(qū)排放的石灰石漿液，廢水旋流站底流液是由回流水箱出來的漿液經過旋流后返回回流水箱，這幾類回流水中含固體量較大，而且均可補充回吸收塔循環(huán)使用。從脫硫廢水源頭分析并從簡化系統(tǒng)考慮，這部分回流水可以直接回收利用，不進入脫硫廢水系統(tǒng)。脫硫廢水排放點只選擇脫硫石膏真空脫水系統(tǒng)脫除出來的這部分濾液。系統(tǒng)簡化示意圖見圖1，其中（1）長虛線為新增管道、（2）虛線方框內設備可取消。從設計方面考慮，改造后廢水中的懸浮物含量一般可以降低至6000ppm來設計。實際改造后，脫硫廢水含固量從5%以上降低至1%左右，有效降低脫硫廢水懸浮物含量。吸收塔內漿液中含有煙氣攜帶的飛灰，通過石膏的排放可適當降低漿液的飛灰含量，因為飛灰的大部分都進入石膏，通常成為石膏中含量居第三位的雜質成分（約占0.8%左右）。改造后排放的這部分廢水具有代表性。通過這部分脫硫廢水的排放，可以有效降低吸收塔漿液氯根離子及各類重金屬離子，減少系統(tǒng)腐蝕，提高脫硫效率。

2.2 脫硫廢水經鍋爐底渣系統(tǒng)優(yōu)化探討

電廠在脫硫廢水引入電廠鍋爐撈渣機底渣水系統(tǒng)方面進行探索。鍋爐除渣水系統(tǒng)是閉式循環(huán)，底渣溢流水輸送至高效濃縮機濃縮分離后，上層清液溢流補充至鍋爐底渣回用，形成閉式循環(huán)。運行中鍋爐底渣系統(tǒng)需要補充蒸發(fā)掉的水分。脫硫廢水可作為鍋爐底渣的補水，酸性的脫硫廢水和堿性的底渣水中和，且堿性的底渣水環(huán)境中重金屬離子會因沉淀而明顯下降，在撈渣機運行過程會把脫硫廢水中的石膏等懸浮物會被渣吸附并隨爐渣排除，廢水得到一定的凈化，達到以廢治廢的效果。如果進入除渣水系統(tǒng)脫硫廢水量較大而破壞除渣水系統(tǒng)的水平衡，則考慮將高效濃縮機溢流水引出進行進一步的處理，而經過除渣水系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)凈化后，脫硫廢水處理的難度和成本也將大幅下降。

我們對脫硫廢水引入底渣系統(tǒng)進行了試驗。對進入脫硫廢水底渣系統(tǒng)前后水質取樣分析，脫硫廢水pH值約6.1，底渣水pH值約10.6，混合后水樣pH值約8.0。

其它化驗項目（單位：mg/L）對比情況如表1。

3 脫硫廢水處理方法

脫硫廢水因其成分復雜、雜質含量高等特點，稱為燃煤電廠最難處理的廢水之一。脫硫廢水必須經過處理達標后才能進行排放，特別是當前環(huán)保要求的日益嚴格，脫硫廢水的零排放技術也逐步開展。

3.1 傳統(tǒng)工藝流程

常用的脫硫廢水處理方法是將脫硫廢水經過中和、反應、絮凝及沉淀處理（工藝流程見圖2），除去廢水中含有的重金屬及其他懸浮雜質。脫硫廢水進入中和箱，加入石灰乳調節(jié)pH值至9左右，使廢水中的大部分重金屬生成氫氧化物沉淀，并石灰乳中的Ca2+和F-反應生成氟化鈣、和As3+絡合生成Ca3（AsO3）2等難溶物沉淀。反應箱中加入有機硫，使其與Pb2+、Hg2+反應生成金屬硫化物沉淀下來。絮凝箱中加入絮凝劑、助凝劑，使水中懸浮固體或膠體雜質凝聚、沉降，進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀。廢水自動流入澄清濃縮池，絮凝體在澄清濃縮池中與水分離。絮凝體沉積池底，通過重力濃縮成污泥，輸送至污泥脫水機壓成泥餅外排。上部凈水進入出水箱，加鹽酸調整pH值至6.0-9.0后排放或回用。

3.2 電絮凝工藝流程

電絮凝工藝是將絡合吸附與氧化還原、酸堿中和、氣浮分離結合起來的廢水處理工藝。電絮凝工藝能同時去除水中的有機物、細菌、濁度和有毒重金屬如鉻、鎘、鉛等物質，在處理重金屬和高濃度有機物廢水領域已有大量的應用。近幾年來，電絮凝技術也逐步運用到脫硫廢水處理中。電絮凝是在電流的作用下溶解可溶性電極，使其成為帶有正電荷的離子并釋放除電子，產生的離子與水電離后產生的OH-結合，生成有絮凝作用的化合物來凝聚水中的膠體物質。這是一種電化學處理方法，主要包含三個過程：（1）“犧牲陽極”電解氧化產生鋁或鐵離子絮凝劑；（2）體顆粒凝聚脫穩(wěn)；（3）脫穩(wěn)膠體形成絮凝體。

3.3 其他處理方法

脫硫廢水經過處理可有效去除重金屬及懸浮物雜質，但含鹽量較高，直接排放對環(huán)境不利?；痣姀S脫硫廢水的零排放技術也也來越受到重視，目前國內有采用煙道蒸發(fā)、結晶等技術已有成功應用的例子。

3.3.1 煙道蒸發(fā)法：為防止噴嘴堵塞和結垢，脫硫廢水先經過預處理后，再通過高壓泵輸送至除塵器前煙道，經煙道內布置的霧化噴嘴充分霧化，噴入煙道的霧化脫硫廢水迅速在煙道中完全蒸發(fā)，脫硫廢水中的重金屬、雜質及各種金屬鹽等固體物和灰混合在一起，進入電除塵器后被電極捕捉，隨灰一起外排。同時，由于煙氣濕度的增加和煙氣溫度的降低，飛灰比電阻降低，有利于提高除塵效率。

3.3.2 蒸發(fā)結晶法：利用蒸發(fā)對脫硫廢水進行蒸發(fā)濃縮產生蒸餾水和濃縮水，濃縮水進一步蒸發(fā)產生蒸餾水和結晶鹽，結晶鹽回收處置。為了防止蒸發(fā)器結垢，脫硫廢水進入蒸發(fā)器前先進行預處理。

4 結束語

本文根據(jù)火電廠脫硫廢水的特點，從脫硫廢水排放點的選擇、脫硫廢水引入鍋爐底渣水系統(tǒng)的嘗試等方面進行了脫硫廢水系統(tǒng)的優(yōu)化措施探討，源頭控制上改善脫硫廢水水質，減輕后續(xù)處理壓力，并簡要介紹了幾種脫硫廢水處理方法，以期實現(xiàn)脫硫廢水零排放，響應《水污染防治行動計劃》（國發(fā)〔2015〕17號）、《排污許可證管理暫行規(guī)定》等相關法律法規(guī)對水資源利用、水污染防治及排污等提出的更高要求。

參考文獻：

[1]禾志強，祁利明，周鵬，等.石灰石-石膏濕法煙氣脫硫優(yōu)化運行[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2]嚴剛，季獻華，李武林，等.利用電絮凝法處理脫硫廢水的研究[J].環(huán)境工程，2015（S1）.

[3]馬雙忱，于偉靜，賈紹廣.燃煤電廠脫硫廢水處理技術研究與應用進展[J].化工進展，2016，35（1）：255-262.

[4]馬曉輝.發(fā)電機組濕法脫硫廢水處理系統(tǒng)的優(yōu)化改造[J].科技創(chuàng)新與應用，2017（19）：54+57.endprint