朱仁涵

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

關(guān)鍵詞：脫硫廢水；系統(tǒng)優(yōu)化；處理措施

中圖分類號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）32-0093-02

引言

隨著國(guó)家對(duì)火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日益趨嚴(yán)，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(yīng)用最廣泛，但在運(yùn)營(yíng)過程不可避免將產(chǎn)生一定量的脫硫廢水，這些廢水成分比較復(fù)雜，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?。隨著《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)〔2015〕17號(hào)）、《排污許可證管理暫行規(guī)定》等相關(guān)法律法規(guī)的修訂、頒布，對(duì)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(diǎn)

燃煤中含有多種元素，在爐膛內(nèi)高溫燃燒后會(huì)生產(chǎn)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(jìn)入脫硫吸收塔內(nèi)，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(zhì)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(zhì)。根據(jù)脫硫廢水的水質(zhì)分析，脫硫廢水中主要的超標(biāo)項(xiàng)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(chǎn)物等。

（3）重金屬離子濃度的超標(biāo)為首要控制對(duì)象，其主要來源為燃煤和脫硫劑，目前的除塵設(shè)備對(duì)小于5？滋m的顆粒脫除效率很低，尤其是靜電除塵器對(duì)0.1-0.5？滋m的細(xì)顆粒脫除效率極低，而這些細(xì)顆粒上富集金屬的能力遠(yuǎn)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(duì)脫硫廢水特點(diǎn)，對(duì)脫硫廢水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化考慮，主要從源頭簡(jiǎn)化系統(tǒng)提高脫硫廢水水質(zhì)及利用電廠現(xiàn)有設(shè)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(fù)擔(dān)，降低脫硫廢水處理難度及處理成本。

2.1 脫硫廢水排放點(diǎn)優(yōu)化探討

脫硫廢水從回流水箱經(jīng)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(yīng)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(jīng)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(bǔ)充回吸收塔循環(huán)使用。從脫硫廢水源頭分析并從簡(jiǎn)化系統(tǒng)考慮，這部分回流水可以直接回收利用，不進(jìn)入脫硫廢水系統(tǒng)。脫硫廢水排放點(diǎn)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(jiǎn)化示意圖見圖1，其中（1）長(zhǎng)虛線為新增管道、（2）虛線方框內(nèi)設(shè)備可取消。從設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。實(shí)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(nèi)漿液中含有煙氣攜帶的飛灰，通過石膏的排放可適當(dāng)降低漿液的飛灰含量，因?yàn)轱w灰的大部分都進(jìn)入石膏，通常成為石膏中含量居第三位的雜質(zhì)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(jīng)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(jī)底渣水系統(tǒng)方面進(jìn)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(jī)濃縮分離后，上層清液溢流補(bǔ)充至鍋爐底渣回用，形成閉式循環(huán)。運(yùn)行中鍋爐底渣系統(tǒng)需要補(bǔ)充蒸發(fā)掉的水分。脫硫廢水可作為鍋爐底渣的補(bǔ)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(huì)因沉淀而明顯下降，在撈渣機(jī)運(yùn)行過程會(huì)把脫硫廢水中的石膏等懸浮物會(huì)被渣吸附并隨爐渣排除，廢水得到一定的凈化，達(dá)到以廢治廢的效果。如果進(jìn)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(jī)溢流水引出進(jìn)行進(jìn)一步的處理，而經(jīng)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(duì)脫硫廢水引入底渣系統(tǒng)進(jìn)行了試驗(yàn)。對(duì)進(jìn)入脫硫廢水底渣系統(tǒng)前后水質(zhì)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(yàn)項(xiàng)目（單位：mg/L）對(duì)比情況如表1。

3 脫硫廢水處理方法

脫硫廢水因其成分復(fù)雜、雜質(zhì)含量高等特點(diǎn)，稱為燃煤電廠最難處理的廢水之一。脫硫廢水必須經(jīng)過處理達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)行排放，特別是當(dāng)前環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，脫硫廢水的零排放技術(shù)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(jīng)過中和、反應(yīng)、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(zhì)。脫硫廢水進(jìn)入中和箱，加入石灰乳調(diào)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(yīng)生成氟化鈣、和As3+絡(luò)合生成Ca3（AsO3）2等難溶物沉淀。反應(yīng)箱中加入有機(jī)硫，使其與Pb2+、Hg2+反應(yīng)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(zhì)凝聚、沉降，進(jìn)一步促進(jìn)氫氧化物和硫化物的沉淀。廢水自動(dòng)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(jī)壓成泥餅外排。上部?jī)羲M(jìn)入出水箱，加鹽酸調(diào)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(luò)合吸附與氧化還原、酸堿中和、氣浮分離結(jié)合起來的廢水處理工藝。電絮凝工藝能同時(shí)去除水中的有機(jī)物、細(xì)菌、濁度和有毒重金屬如鉻、鎘、鉛等物質(zhì)，在處理重金屬和高濃度有機(jī)物廢水領(lǐng)域已有大量的應(yīng)用。近幾年來，電絮凝技術(shù)也逐步運(yùn)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(chǎn)生的離子與水電離后產(chǎn)生的OH-結(jié)合，生成有絮凝作用的化合物來凝聚水中的膠體物質(zhì)。這是一種電化學(xué)處理方法，主要包含三個(gè)過程：（1）“犧牲陽極”電解氧化產(chǎn)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(jīng)過處理可有效去除重金屬及懸浮物雜質(zhì)，但含鹽量較高，直接排放對(duì)環(huán)境不利?；痣姀S脫硫廢水的零排放技術(shù)也也來越受到重視，目前國(guó)內(nèi)有采用煙道蒸發(fā)、結(jié)晶等技術(shù)已有成功應(yīng)用的例子。

3.3.1 煙道蒸發(fā)法：為防止噴嘴堵塞和結(jié)垢，脫硫廢水先經(jīng)過預(yù)處理后，再通過高壓泵輸送至除塵器前煙道，經(jīng)煙道內(nèi)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(zhì)及各種金屬鹽等固體物和灰混合在一起，進(jìn)入電除塵器后被電極捕捉，隨灰一起外排。同時(shí)，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(jié)晶法：利用蒸發(fā)對(duì)脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生蒸餾水和濃縮水，濃縮水進(jìn)一步蒸發(fā)產(chǎn)生蒸餾水和結(jié)晶鹽，結(jié)晶鹽回收處置。為了防止蒸發(fā)器結(jié)垢，脫硫廢水進(jìn)入蒸發(fā)器前先進(jìn)行預(yù)處理。

4 結(jié)束語

本文根據(jù)火電廠脫硫廢水的特點(diǎn)，從脫硫廢水排放點(diǎn)的選擇、脫硫廢水引入鍋爐底渣水系統(tǒng)的嘗試等方面進(jìn)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(zhì)，減輕后續(xù)處理壓力，并簡(jiǎn)要介紹了幾種脫硫廢水處理方法，以期實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放，響應(yīng)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)〔2015〕17號(hào)）、《排污許可證管理暫行規(guī)定》等相關(guān)法律法規(guī)對(duì)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(xiàn)：

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

[2]嚴(yán)剛，季獻(xiàn)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(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2016，35（1）：255-262.

[4]馬曉輝.發(fā)電機(jī)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(yīng)用，2017（19）：54+57.endprint