燃煤电厂脱硫废水处理技术与现状

脱硫废水pH值一般在5～6范围内，呈弱酸性，此时许多重金属离子仍有良好的溶解性。所以，脱硫废水的处理主要是以化学、机械方法分离重金属和其它可沉淀的物质，如氟化物、亚硫酸盐和硫酸盐。

调节pH值，从而使废水能达到有关环保质量标准和排放标准。沉淀分离是一种常用的金属分离法，除活泼金属外，许多金属的氢氧化物的溶解度较小。故脱硫废水一般采用加入可溶性氢氧化物，产生氢氧化物沉淀来分离重金属离子。值得注意的是，由于在不同的pH值下，金属氢氧化物的溶度积相差较大，故反应时应严格控制其pH值。

在脱硫废水处理中，一般控制pH值8.5～9.0之间，在这一范围内可使一些重金属，如铁、铜、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀。国内普遍使用调节pH和重金属离子形成氢氧化物沉淀的药剂为氢氧化钠(NaOH)或者氢氧化钙(Ca(OH)₂);NaOH可直接从市场采购;Ca(OH)₂则需要市场采购石灰粉进行配置，工艺相对复杂。

但使用Ca(OH)₂的优势是，反应过程中同时产生CaF₂、CaSO₃、CaSO₄ 沉淀物，以分离氟化物、亚硫酸盐、硫酸盐等盐类物质。采用Steinmuller 技术的波RAFAKO公司认为，使用Ca(OH)₂溶液，通过加絮凝剂、助凝剂还可沉淀CaCl₂，分离Cl^-。而众所周知的原因，困扰湿法脱硫工艺的首要难题是Cl^-的去除。所以用Ca(OH)₂调节脱硫废水pH值是最优选择。

对于汞、铜等重金属，一般采用加入可溶性硫化物如硫化钠(Na₂S)，以产生Hg₂S、CuS 等沉淀，这两种沉淀物质溶解度都很小，溶度积数量级在 10-40～ 10-50 之间。而Na2S本身的毒性会给污泥的培养以及操作运行人员带来不利影响。而国内目前普遍采用15%TMT溶液(Trimer2cap to- s-trianzin) 替代Na₂S来沉淀汞、重金属等，取得比较好的效果。

用于混凝剂的药剂为复合铁(硫酸氯铁FeClSO₄);用于助凝剂的药剂为PAM(聚丙烯酰胺);用于调节pH出水的药剂为盐酸(HCL)。这些工艺操作相对简单，也是目前国内脱硫废水处理工艺的主流。

添加上述药剂的废水在综合反应槽中进行化学反应。综合反应槽共分3格，由pH调整槽、反应槽及絮凝槽连通构成，分别完成废水的pH调整、沉淀反应和混凝澄清。澄清器主要用于沉淀前级设备反应生成的絮体。由于絮体密度较小，沉降性能较差，因此澄清器采用较低的上升流速和较长的停留时间。澄清池的排泥方式为间断排泥，泥渣通过泥渣泵外排。设计排泥时间一般为每天6～8 h。具体流程如下图：

从目前国内湿法脱硫废水处理运行状况看，经上述处理工艺处理后重金属离子以及氟离子均能稳定达标排放，但SS和COD往往不能稳定达标排放。脱硫废水处理出水COD不达标原因主要是废水中COD浓度高(煤质和石灰石产地不同，浓度也不同)。有的废水COD浓度400mg/L，采用物化法的去除率一般只有45～55%，因此往往超标。SS浓度超标主要原因是澄清和污泥浓缩池合建，当污泥处置不及时，澄清污泥浓缩池中污泥界面上升造成沉降时间不足引起SS超标排放。

2.2国外其他处理方式介绍

(1)离子交换法处理脱硫废水

用大孔巯基(^-SH)离子交换树脂吸附汞离子，达到去除水中汞离子的目的;吸附法，利用活性炭吸附原理，由于活性炭具有极大的表面积，在活化过程中形成一些含氧官能团(^-COOH，^-OH，^-CO)使活性炭具有化学吸附和催化氧化、还原的性能，能有效去除重金属[6]。

(2)电絮凝法处理脱硫废水

电絮凝技术也被运用到湿法脱硫的废水处理中。电絮凝是利用电化学的原理，在电流的作用下溶解可溶性电极，使其成为带有电荷的离子并释放出电子。产生的离子与水电离后产生的(OH^-)结合，生成有絮凝作用的化合物。

另外释放出的电子还原带有正电的污染物，从而达到去除液体中污染物的目的。电絮凝能有效处理重金属，而且具备设备布置较为紧凑，处理药剂费用较低，处理效果较好等优势，但是工艺较为复杂，普通电絮凝无法去除氯离子，高频电絮凝则存在耗能较高，电极使用寿命有限等缺点。目前电絮凝技术在含油污水和重金属含量较高的化工废水有一定的运用业绩，在脱硫废水处理中尚未普及。

(3)蒸发处理脱硫废水

将废水通过传统的加药方式进行预处理。处理后的废水经预热器加热后进入蒸发系统。蒸发系统主要分为四个部分：热输入部分，热回收部分、结晶转运部分、附属系统部分。脱硫废水经四级蒸发室加热浓缩后送至盐浆桶，通过两台盐浆泵送入盐旋流器，旋流器将大颗粒的盐结晶旋流后落入下方的离心机。

离心机分离出的盐晶体通过螺旋输送机送至干燥床进行加热，使盐晶体完全干燥。旋流器和离心机分离出的浆液返回到加热系统中进行再次加热蒸发浓缩。干燥后的盐结晶通过汽车运输出厂。

该方法综合了浓缩结晶法和蒸发浓缩法两者的优点，系统回收率较高，除部分干燥损失外，废水基本处理回收，无废液排放;系统每年只需化学清洗一、二次，该系统管理维护量较低;降低了传热面结垢可能，减少了抵制剂投加量;蒸发回收水水质较好。但设备布置较为复杂，控制要求高，耗能较高。目前尚停留在试验研发阶段[7]。

这些新技术能有效的处理脱硫废水中重金属甚至是氯离子。但是由于受到技术、条件、环境、投资等多方面因素的制约，未能在国内电厂应用推广。目前仅有国外少数工程投入使用，部分关键控制参数及过程尚停留在研发阶段。

3脱硫废水处理运行中普遍存在的问题

国内燃煤电厂湿法脱硫装置废水系统设备投运率很低。国电集团环保评价小组2010年上半年对集团公司内多家电厂废水系统的现场评价得出结论：虽然电厂各种废水处理设施齐全，但部分系统和设备未正常投运，设备维护不及时，设备缺陷多。造成废水系统设备投运率低的主要原因有如下三点：

(1)设备运行问题：混凝沉淀法主要设备包括计量泵，板框压滤机，刮泥机，排泥泵，其他仪表等设备。其中计量泵、仪表大部分为进口设备，对维护要求较高。故障之后维修周期较长。污泥处理所用的板框压滤机操作较为复杂，对运行人员的操作要求高，而且运行之后的冲洗程序较为繁琐，泥饼的后续处理也是难题，故投运率较低。

另外，脱硫废水处理系统中设备积泥堵塞，其中有设备运行过程中的积泥和不适当的设备停用引起的积泥。后者通过运行管理可以得到解决，而前者则因设备本身的设计缺陷造成，运行中难以解决。

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