石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理工艺

　　目前，我国的能源结构还是以煤炭为主。煤炭燃烧排放的烟气是空气中SO2和粉尘的重要来源，引发雾霾、酸雨等环境问题。石灰石―石膏湿法是烟气脱硫主流技术，2014年，我国80%以上的火电厂烟气脱硫采用该技术。但在脱硫过程中会产生二次污染――成分复杂，污染物种类较多的脱硫废水。2015年4月16日，国务院印发《水污染防治行动计划》，要全面控制污染物排放。脱硫废水零排放势在必行。

　　一、脱硫的废水水质特点

　　石灰石-石膏湿法烟气脱硫浆液不断循环，与烟气直接接触，污染物转移至浆液中，持续运行过程中Cl-不断富集，不仅加速设备的腐蚀，还会影响脱硫的效率。为保证系统较好的运行效果，需要定期外排部分废水。外排的废水水质随原料、浆液浓缩倍率会有波动，其水质特点如下：

　　(1)废水的pH值为4.0~6.5，呈弱酸性;

　　(2)废水悬浮物含量大、浊度高，主要为石膏颗粒，SiO2等;

　　(3)废水含多种重金属及其它污染物，如Cr、As、Cd、Pb、Hg(一类污染物)和Cu、Zn、硫化物等(二类污染物);

　　(4)废水含盐量高，主要含Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等无机离子。

　　二、脱硫废水的传统处理工艺

　　《水污染防治行动计划》公布之前，我国的脱硫废水大多数采用物理化学法处理后直接排放。下面具体介绍几种方法。

　　(2)物理方法(直接利用)

　　脱硫废水不进行处理，直接排到水力除灰系统，利用灰中的CaO与废水中的酸性物质和重金属反应，去除水中污染物，达到以废治废的目标。但是脱硫废水的排入会造成除灰系统中氯离子的日益聚集，加剧对除灰系统设备的腐蚀，从而影响系统的正常功能。

　　脱硫废水用于煤场喷洒系统，废水中的杂质进入到煤粉中，煤燃烧后大部分将重新进入烟气中，多次循环后将打破原有的氯平衡，导致系统无法运行。

　　(2)化学沉淀法

　　化学沉淀法是目前国内脱硫废水处理最常用的方法，主要由废水处理、化学加药和污泥脱水三部分组成。其中废水处理部分包括中和、沉淀、混凝、澄清、净水排放单元，工艺流程如图1所示：

　　但目前化学沉淀法仍存在诸多不足：

　　(1)脱硫废水水质波动大，难以将加药量控制在合理范围;

　　(2)运行费用高，产生大量化学污泥;

　　(3)无法去除高浓度Cl-等可溶性离子，对Se、Hg的去除效果较差，如果直接排放会严重危害生态系统。

　　三、脱硫废水的零排放处理工艺

　　2017年在“水十条”的大背景下，环境保护部又发布了《火电厂污染防治技术政策》，可以预见国家对电厂污废水循环利用，甚至零排放的要求。有关学者开展了脱硫废水零排放的研究。

　　(2)蒸发结晶处理工艺

　　脱硫废水蒸发结晶零排放工艺是将脱硫废水预处理后，经蒸发系统处理后产生水蒸气和浓缩液，水蒸气冷凝后回用，浓缩液进入结晶系统形成干燥的结晶盐固体，从而实现脱硫废水零排放。

　　为降低蒸发能耗，南京朗新明与国电某电厂合作，对所研发高含盐废水低温强化自然蒸发结晶技术进行工业性中试。该技术是利用常温常压下不饱和湿空气的水汽容纳量进行自然蒸发。利用电厂的余热的同时又处理脱硫废水。

　　(2)烟道蒸发处理工艺

　　烟道蒸发零排放技术是将与压缩空气混合后的脱硫废水，以液滴的形式喷入空气预热器(AH)和静电除尘器(ESP)之间的烟道中，利用烟气余热蒸干脱硫废水，蒸干后的固化物随粉尘在ESP中被捕获，从而实现脱硫废水零排放。

　　(3)膜分离浓缩处理工艺

　　膜法分离技术在水处理行业广泛应用，具有高效、节能、易操作的特点。张净瑞等采用高效多维极相电絮凝+双碱法对脱硫废水进行预处理，利用微滤+反渗透双膜法对废水进行减量化处理，减量过程产生的浓缩液可结合烟道蒸发和蒸发结晶技术实现零排放。王可辉等采用传统三联箱预处理，利用管式微滤膜TMF+高压碟片式反渗透DTRO膜对废水处理，浓缩液可结合烟道蒸发和蒸发结晶技术实现零排放。

　　目前亦有将正渗透技术用于脱硫废水处理的实例，该技术通过高浓度汲取液产生的高渗透压，促使脱硫废水中的水分通过半透膜进入汲取液，而脱硫废水浓缩液可使用蒸发结晶工艺回收其中的盐分。

　　(4)生物处理工艺

　　脱硫废水中COD不高，其形成的主要因素是还原态的无机物，并不是有机物，脱硫废水还有高盐度，这说明脱硫废水的可生化性很差。目前，脱硫废水生物处理工艺基本都在理论阶段，很少有投入实际运行。

　　四、结论

　　在“绿水青山，就是金山银山”理念深入人心的当下，传统的脱硫废水处理工艺，已经无法满足环保要求，蒸发结晶、烟道蒸发、膜分离浓缩处理技术，可实现脱硫废水中的水及盐分资源化利用，但在应用时也要结合实际，考虑投资和运行成本。(来源：新兴河北工程技术有限公司)