摘要：石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术以其技术成熟、使用煤种广、脱硫效率高和对机组的适应性好而成为应用最为广泛的脱硫技术。但是石灰石-石膏湿法脱硫技术不可避免的会有脱硫废水产生，由于该废水性质较特殊，与电厂的其他废水性质差别较大，如何对这些脱硫废水进行经济有效地处理以及如何回用，成为了一道难题。
关键词：石膏湿法；烟气脱硫；废水处理技术
1脱硫废水水质特点
pH值较低（一般为4～6）；悬浮物含量很高，质量浓度可达几万mg/L；氟化物、COD和重金属超标，其中包括我国严格限制排放的第1类污染物，如Hg、As、Pb等；盐分极高，含有大量的Cl_、SO42-等离子，其中Cl_的质量分数可达到0.04左右，远大于标准海水的Cl_质量分数。脱硫废水的具体水质与燃煤的种类、电除尘器的极数、脱硫工艺用水的水质情况等因素有关。
2石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理技术的原理
在石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理技术中脱硫废水的液体是呈酸性的，主要是利用物理和化学沉淀物质和分离重金属的机械方法来进行污染物脱硫废水处理。通过对脱硫废水的水质特点进行研究分析，可以确定石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理技术是由中和、沉淀、絮凝及澄清等工艺技术组成的，在对废水进行脱硫处理时，先要将氢氧化钠加入到废水中，使废水中的金属离子发生化学反应，生成氢氧化物沉淀，再在废水中加入有机硫溶液，形成硫化物沉淀，在加入絮凝剂之后，这些絮体会发挥出吸附功能，在硫化物沉淀的过程中，可以将这些沉淀进行吸附，为增大絮体的体积，可再往废水中加入絮凝助剂，减少细小絮体的残留，加快沉淀速度，将废水进行分离沉淀达到标准之后再排放。
3我国脱硫废水常规处理方法
3.1排至水力除灰系统
这种处理方式只适用于存在水力除灰系统的电厂，其基本原理是将脱硫废水不进行处理直接排放至水力除灰系统，废水中的酸性物质和重金属离子跟石灰中的CaO发生反应，生成固体物质而被去除。由于脱硫废水的水量一般较小，所以掺入水力除灰系统后对系统的影响较小。因此，该方法较简单，无需改造水力除灰系统，工程投资少，运行管理方便。但是进入水力除灰系统的脱硫废水会引起系统中Cl-的富集，加速管道设备的腐蚀，影响系统的正常运行。此外，由于废水中含有大量Ca2+、Mg2+等离子，会加速管道结垢，同时在非闭路循环的系统中，排放的废水的还会造成二次污染。因此，该方法一般只作为脱硫废水的事故应急处理措施。
3.2化学沉淀法
当前，国内外脱硫废水的处理多采用化学沉淀法，主要是针对废水中第一类和第二类污染物进行处理。化学沉淀法处理工艺主要包括中和、沉淀、混凝、澄清几个过程，典型处理工艺如图1所示。
图1脱硫废水化学沉淀法处理工艺流程
中和沉淀是用来调节废水的酸碱性，一般采用的碱性中和剂是NaOH以及Ca（OH）2等，在调节pH值的同时，废水中的Zn2+、Cu2+、Ni2+、Fe3+等大部分重金属离子会生成氢氧化物沉淀被去除；加碱中和反应后加入可溶性硫化物（Na2S或有机硫），使Hg2+、Pb2+等沉淀，目前，国内普遍采用15％三聚硫氰酸（TMT）溶液；混凝沉淀主要是去除废水中SS和上阶段生成的沉淀，通常采用的絮凝剂是铁盐和高分子絮凝剂；混凝后的废水进入澄清池，依靠重力进行沉降，上清液达标后排放，污泥进行浓缩处理。
化学沉淀法能有效地去除脱硫废水中的SS、F-、重金属离子等，并实现各项指标的达标排放。这种工艺在国内外脱硫废水的处理中应用最为广泛，但也出现了越来越多的问题。由于针对各个污染物进行特别处理，导致处理流程、工艺较为繁琐，这也就使得在设计时，需要大量的设备、设施，例如各种构筑物、计量泵、搅拌器及排泥泵等，设备运行和维护也成为难题。同时由于采用絮凝沉淀法去除SS及重金属离子，处理过程中会产生大量的污泥，其含水率很高，很难进行泥水分离。
4石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理机制
4.1中和处理
中和处理过程主要有两个方面的作用：一方面，调整PH值，发生酸碱的中和反应，确保废水的PH值在标准排放之内，为接下来的沉淀反应奠定基础；另一方面，促使重金属生成氢氧化物沉淀，不同的重金属离子通过不同的PH值沉淀出来，将石灰粉溶液先稀释成20%的溶液，在稀释成5%的溶液后，加入中和箱，利用搅拌器加速反应。
4.2沉淀处理
在沉淀箱中发生的沉淀反应，主要是除去废水中的重金属离子，控制好溶液的PH值可以加速重金属氢氧化物的沉淀反应，当溶液的酸性下降时，就会降低金属氢氧化物的溶解度，很多的金属化合物都是两性的化合物，伴随着PH值碱性的进一步增强，两性化合物的溶解度反应就会进一步增强，对废水的PH值进行一个很好的调整。在一定的PH值条件下，氢氧化钠溶解度会比金属硫化物的小，为进一步去除重金属物质，当PH值在8.0到9.0时，我们可以认为废水中的重金属物质已经完全去除了。
4.3絮凝处理
经沉淀反应后的废水中含有大量的悬浮物和胶体物质，必须加入混凝剂使之凝聚成大颗粒而沉降下来。常用的混凝剂有硫酸铝、聚合氯化硫酸铁、三氯化铁、硫酸亚铁等，常用的助凝剂有石灰、高分子凝聚剂等。
4.4浓缩、澄清处理
絮凝箱的水经过管道进入到澄清器过程中，细小的颗粒会变成絮状沉淀，硫化物和氢氧化物也会发生进一步的沉淀反应，废水在流出中心下降管开始往上折返时，絮状颗粒会由于自身的重量下沉到澄清器的底部，此外，会有一小部分的污泥被送入到中和箱，在压滤机内进行脱水，跟随清水进入到出水箱，在积累到一定数量之后，就会由水泵打出脱硫系统。
4.5污泥脱水处理
当浓缩澄清器底部污泥存到一定高度时，启动污泥输送泵将污泥输送至板框压滤机中脱水。压滤机压出的滤液经输送管道送至溢流坑，当溢流坑坑液位达到设定高位时，启动潜污泵将废液打入中和箱与新来的脱硫废水一道进入下一个处理循环。
5结语
总之，随着我国经济社会的发展和生态文明建设的加强，对脱硫废水的排放标准将日益严格，实现脱硫废水的深度处理和综合利用将是发展趋势，但现有的深度处理方法投资成本高，如何在满足高标准的脱硫废水处理的同时，实现其综合利用将是日后的研究重点。
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论文作者:尚建明
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第31期
论文发表时间:2019/10/12
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