摘要：随着国家对强制脱硫的要求越来越高，燃煤电厂脱硫废水的处理技术得到不断发展。常用的5种用于处理燃煤电厂脱硫废水的技术，混凝沉淀法、废水回用法、预处理+浓缩结晶+固体废物处理法、烟道处理法、微滤/超滤+反渗透法，在处理燃煤电厂脱硫废水时存在一些难题。因此，通过分析比较不同处理技术的优缺点，解决各种技术在处理燃煤电厂脱硫废水时存在的一些难题，了解未来燃煤电厂脱硫废水处理技术的发展方向，可为早日实现燃煤电厂脱硫废水的近零排放或零排放，提供参考依据。
关键词：燃煤电厂；脱硫废水；处理技术；发展趋势
1脱硫废水的来源及水质特征
采用锅炉烟气湿法脱硫时，其废水中的杂质主要来自煤、油和石灰石脱硫剂。煤中含有F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等元素。这些元素在炉膛内燃烧时会发生一系列化学反应，生成多种不同的化合物。固体产物一部分以炉渣的形式排出炉膛，另一部分随烟气进入吸收塔后被浆液吸收；气体产物，如CO2、O2、SO2、HCl、NOx、N2等，进入吸收塔被浆液吸收或者随烟气排出吸收塔。在脱硫塔的吸收浆液中，除了烟气溶解带入的杂质外，石灰石也会溶出一部分如Ca、Mg、K、Cl等元素的杂质。随着浆液的不断循环，杂质不断浓缩，排出的废水中杂质浓度较高。同时，为了提高SO2的去除率，需要在脱硫剂中加入镁的化合物，造成脱硫废水中Mg 含量较高。脱硫废水具有如下几个特点：（1）pH低：废水呈弱酸性，pH在 2.90~6.99之间；（2）含盐量高：废水中含有大量的钙、镁、钠、氯根、硫酸根等离子；（3）悬浮物含量高：受煤种变化和脱硫运行工况影响，悬浮物可到数万mg/L；（4）重金属种类多：脱硫废水中有汞、镉以及铅等金属元素，对环境有很强的污染性；（5）水质不稳定：受锅炉负荷、煤质、石灰石、工艺水水质等多因素影响。
2脱硫废水处理技术
2.1混凝沉淀法
混凝沉淀法（俗称三联箱工艺）是传统的物理化学法，主要由中和、沉淀、絮凝、澄清4部分构成。具体工艺过程：（1）中和。通过在中和箱中加入石灰乳或其他碱性化学试剂，使 pH 值升高到9.0~9.5之间，锌、镍、铬等重金属离子可以生成难溶氢氧化物。同时，石灰乳浆液中的钙离子与废水中的氟离子生成难溶的氟化钙。。（2）沉淀。通过在沉淀箱中加入有机硫化物，可以使铅离子、汞离子反应生成难溶硫化物沉淀。（3）絮凝。通过在絮凝箱中加入絮凝剂，可以使胶体颗粒与悬浮物颗粒凝聚成较大颗粒，助凝剂的加入可以强化絮凝，促进氢氧化物和硫化物的沉淀过程。（4）澄清。絮凝后的废水进入澄清池中澄清。澄清池上部分是净水，通过 pH 调节达标后可直接外排；沉积在澄清池底部的是污泥，大部分污泥经过压滤后形成泥饼，被外运集中处理，小部分污泥作为接触污泥继续返回中和箱。
2.2废水回用法
2.2.1用于煤场喷洒或水力冲灰
将脱硫废水喷洒进煤堆，煤含水率增量小，不影响煤的燃烧性能，但所含盐分因水分蒸发而结晶，会导致锅炉设备的腐蚀。此外，水力除灰系统也可掺和少量废水。由于脱硫废水的含量＜灰水量，其对灰水的成分影响小，故该法不适于采用气力除灰的电厂。为了减少扬尘，湿化飞灰是一种将脱硫废水喷洒到飞灰中的节水做法。随着飞灰逐渐采用干态运输，该法也逐渐被淘汰。
2.2.2用于除渣系统
将脱硫废水作为补给水引入除渣系统，高温炉渣含有大量碱性氧化物，能够与呈酸性的脱硫废水进行中和反应，沉淀废水中的重金属离子。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆炉渣可吸附废水中的悬浮物及金属氢氧化物沉淀，脱硫废水蒸发结晶过程所需的热量也可以直接从炉渣废热中获取一部分。但此法会引起系统堵塞，设备及管道腐蚀问题。
2.2.3废水回用法的特点
以上2种废物回收利用方式均高效节能，但目前绝大多数电厂干灰利用良好，缺乏煤场喷洒、水力冲灰的实施条件。基于上述原因，脱硫废水的回用处理法只能消耗少量的脱硫废水。
2.3预处理+蒸发结晶+固体废物处理法
蒸发结晶法是利用蒸发器对脱硫废水进行浓缩，得到的浓缩水在结晶干燥后形成固体盐，得到的产品水可直接进行回用。蒸发结晶法对废水水质和燃煤品种的适应性较广，目前应用也较多。国内的河源电厂和恒益电厂均采用蒸发结晶工艺处理脱硫废水，不同的是河源电厂在蒸发器前设置了预处理系统，通过投加石灰、碳酸钠2级软化，再加上沉淀和澄清处理，使得最终得到的结晶盐成分较纯，可作为商品盐出售。此外，增加预处理系统可显著降低设备结垢的可能性，从而减少设备维护费用。预处理系统的设置为后续处理工艺正常进行打下了良好的基础，常用的预处理方法包括石灰软化法、碳酸钠软化法和离子交换法。
2.4烟道处理法
烟道处理法的原理是将脱硫废水送至空气预热器与电除尘器之间的烟道内，使用雾化喷嘴将脱硫废水雾化，高温烟气产生的热量能够蒸发废水液滴，蒸发后残留的固体物质随飞灰一起被电除尘器收集。该法工艺简单、投资与占地较少，具有极高的节能和环保价值。但需要严格控制废水在烟道内的蒸发过程，确保其在进入除尘器电极前完全蒸发，否则会腐蚀除尘器电极板，减少除尘器的使用寿命。实际运行中，烟气湿度增大可能会导致除尘器板结、烟气排放温度过低等问题。
按照蒸发位置的不同，烟道蒸发技术可分为低温烟道蒸发技术和高温烟道旁路蒸发技术。低温烟道蒸发技术采用空气预热器后的低温烟气为废水蒸发热源，不会影响到机组煤耗。但其运行风险大，容易引起烟道结垢、腐蚀等问题。高温烟道旁路蒸发技术利用高温烟气余热将水分蒸发，产生的结晶盐和固体杂质能够返回至主烟道，最终被电除尘器捕捉。脱硫废水高温旁路烟气蒸发系统结构简单，可以实现液滴的完全高效蒸发，对主烟道的影响较小。张净瑞通过研究旁路蒸发烟道对空气预热器、脱硫塔内离子浓度以及粉煤灰的影响，得出结论：旁路蒸发烟道技术对系统运行影响很小，利用高温烟气可实现脱硫废水的高效蒸发，无需额外热源，运行能耗低，并且旁路烟道占地小，可节省工程费用。
2.5超滤/微滤＋反渗透法
由于反渗透工艺对入口水的SDI指数要求＜4~5，选择超滤/微滤作为反渗透的预处理工艺，可提高进水水质，为后续处理提供保障。经三联箱处理后的脱硫废水，由澄清池进入超滤/微滤膜，可以截留剩余的悬浮物和金属化合物。与传统的蒸发结晶技术相比，反渗透膜脱盐率达到90%以上，有的甚至高达98%。反渗透设备工艺简单且自动化监测程度高，当超滤膜、微滤膜、反渗透膜出现问题时，也可单独进行更换，操作较为方便。当膜的产水能力降低时，说明此时出现了膜污染及膜堵塞，需要定期进行清洗或采取离线清洗。
结束语
处理燃煤电厂脱硫废水的主要难点包括废水污染组分差别大、水量波动大、硬度高易结垢及氯离子浓度高易腐蚀等。近年来，许多学者在零排放处理技术方面进行了大量的研究，随着组合工艺的开发与新技术路线的提出，脱硫废水的近零排放或零排放可基本实现。随着燃煤电厂脱硫废水处理工艺的愈加完善，在未来，这些技术不仅可以用来处理脱硫废水，还能对其他电厂废水（如含油废水、循环水排污水、水处理车间废水、锅炉排污水等）进行深度处理。
参考文献：
[1]邢铁辉，熊 斌，杨宏斌.浅谈燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺[J].电站系统工程，2012，28（6）：73 - 75.
论文作者:李静,吴韶辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
标签：废水论文; 电厂论文; 烟气论文; 烟道论文; 结晶论文; 燃煤论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第5期论文;