燃煤电厂湿法脱硫废水处理技术研究进展

因此，废水经中和处理后进入反应池，通过向废水中投加硫化物，使废水中的Hg2+与S2-生成难容的HgS沉淀，硫化物主要包括有机硫化剂(如TMT-15)、硫化钠、硫化亚铁或硫化氢等[14]，由于硫化钠等无机硫化物具有毒性，为避免二次污染，实际运行中以添加有机硫TMT-15应用最为广泛。

经化学沉淀反应后，废水通过絮凝和浓缩/澄清阶段，澄清池中上清液由上部溢流进入净水箱，再经过pH调解后达标排放。由于废水中存在SO2-3、Mn2+等还原性物质及少量有机物，ρ(COD)可高达600mg/L以上，因此需增设相应氧化处理工艺，实际运行中主要通过鼓入空气[15]或投加次氯酸钠[16]等方式进行处理。化学沉淀法具有操作简单、运行费用低等优点[9]，但是其系统复杂、建设和运行费用高[4]。

而且在实际运行中也存在较多问题，如出水中SS和COD往往不能稳定达标排放[6，13]。而且采用三联箱沉淀法，污泥产生量大，且脱水困难。因此，要解决目前脱硫废水处理中存在的问题，一方面要加强设备管理，规范操作;另一方面，需开发新型高效的处理工艺。如Guan等采用水溶性壳聚糖处理脱硫废水[17]，出水中Mn2+和Zn2+的去除率可分别达95.6%和99.9%。徐宏建等采用氯化钙对脱硫废水进行二次除氟[18]，以确保出水中F-达标排放。

2.2流化床法

流化床法主要用于去除水溶液中重金属[19]，如废水中的Cu2+、Ni2+、Zn2+等。采用流化床法处理脱硫废水的工艺流程如图2所示。

图2典型脱硫废水流化床法处理工艺流程

由图2可以看出:处理工艺主要由废水调节池、流化床和循环水池组成。其工作原理为:先向反应器内加入一定量的载体填料(如石英砂等)，废水由缓冲池经反应器底部进入流化床，在水流的推动作用下，反应器内的金属载体处于流化状态，然后向反应器内连续加入亚铁盐溶液、二阶锰离子和氧化剂，常用氧化剂如氧气、双氧水、高锰酸钾等，由于氧化剂的存在，亚铁离子和二价锰被氧化生成难溶的二氧化锰和氢氧化铁，最终附着在金属载体表面。

由于氢氧化铁和二氧化锰对重金属离子具有极强的吸附能力，因此废水中的重金属离子被吸附在载体表面，随着反应的继续进行，吸附层厚度不断增加，在载体之间的碰撞等作用下，最终吸附层以颗粒物的形式从载体上脱落下来，并以污泥的形式沉淀于废水底部。

经流化床反应后废水进入循环水池，如废水达标则直接排放，如未达标则重新排入反应器继续处理。由于脱硫废水中Mn2+可高达400mg/L，因此可减少药剂投加量[20]，有利于节约运行成本。流化床法与传统物理化学沉淀法相比，具有污泥产生量低、药剂添加量少等优点。

而且流化床法产生的污泥密度高达2.5!3.0kg/L[21]，具有很好的沉降性能。Lee等[19]采用流化床法处理溶液中的Cu2+，在Cu2+初始浓度为10mg/L时，处理后Cu2+去除率可达96%。此外，废水pH变化会对重金属的去除产生显著影响[20]，在最佳pH条件下，流化床法对镍、锌和镉等重金属离子的去除率可达99%、97%和92%[21]，该工艺目前己在丹麦爱屋德电厂投入实际运行。值得注意的是，由于脱硫废水中的Hg可与Cl-发生络合反应，因此流化床法对废水中Hg去除效果较差。

2.3膜分离法

近年来，膜分离法作为一种高效的分离技术得到迅速发展和应用，被广泛应用于废水处理和纯水制造等领域[22-25]。Lee等[26]采用膜电容脱盐处理(membranecapacitivedeionization，MCDI)系统处理电厂废水，盐脱除率可达92%。膜分离技术也被应用于电厂脱硫废水处理中，周卫青等采用化学沉淀-微滤工艺处理脱硫废水[27]，工艺流程如图3所示，该工艺设计类似膜生物反应器(MBR)，即将膜组件浸没在反应池中，膜组件下方设置曝气装置，以防止膜污染产生，经过连续60d运行表明该处理系统出水浊度低于0.1NTU，最大膜通量为40L/(m2˙h)。

此外，研究者还对运行中膜污染问题进行研究，发现废水中的Ca2+、Mg2+等离子会形成氢氧化物沉淀并粘附在膜表面，造成膜污染，污染后的膜通过物理和化学清洗可使膜通量分别恢复90%和95%以上[28]。

图3化学沉淀-微滤法处理脱硫废水工艺流程

Enoch等[29]采用微滤工艺处理脱硫废水时与上述工艺不同，研究中单独设置微滤池，脱硫废水首先经过化学沉淀和澄清处理后，澄清池出水进入后续微滤池，经过微滤处理后的出水进入清水池。通过该工艺处理后，出水中悬浮物和砷、汞、镍等离子浓度均达到欧洲相关的污染物排放标准[21]。此外，研究者还讨论了废水流速对膜污染的影响，并对相应的清洗方法进行分析。

2.4吸附法

吸附法是废水处理中常用的方法之一[30]，其既可以去除废水中离子态无机污染物，也可以去除废水中的大分子有机物[31]。吸附法在电厂废水处理中也有较多研究报道[32]。采用吸附法处理脱硫废水主要是利用多孔吸附剂吸附去除废水中的重金属，Huang等采用复合零价铁材料(主要成分为零价铁粉)处理脱硫废水中的重金属[7]，经过该工艺处理后废水中汞和硒的去除率均大于99%，出水浓度分别小于0.005，7μg/L。

此外，出水中砷、镉、铬、镍、铅、锌和钒的浓度也都接近或低于微克级水平。而且该工艺可直接以调节池废水为工艺进水，无需对废水进行预处理。张华峰等采用序批式活性污泥法(SBR)处理脱硫废水[33]，利用污泥吸附废水中的镉、铬和铅，试验结果表明工艺出水中的重金属离子浓度远低于我国国家排放标准，研究者还讨论了废水停留时间(HRT)、污泥浓度、重金属浓度以及pH对吸附效果的影响。同时，采用SBR工艺还可有效去除脱硫废水中的COD和氨氮等污染物[34]。

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