略论燃煤电厂脱硫废水零排放处理与预处理的软化技术

北极星环保网讯:本文分析了燃煤电厂脱硫废水的主要特征，我们介紹了燃煤电厂现有脱硫废水零排放技术：包括烟道喷雾干燥技术、预处理-传统蒸发结晶技术、预处理-膜浓缩-传统蒸发结晶等。根据行业对预处理工艺的要求，提出了石灰（或烧碱碳酸钠）软化工艺、离子交换软化工艺、硫酸钠烟气软化工艺、纳滤膜软化预处理工艺、碳酸钠软化沉淀池-滤池处理工艺等。各电力企业可以根据实际需要来进行选择。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺具有脱硫效率高、脱硫剂资源丰富、负荷范围广等特点，在我国燃煤电厂中得到了广泛的应用，占我国工业脱硫总量的90%以上。然而，脱硫废水因为其附带的悬浮物含量较多、盐度高，含有多类重金属，是电厂末端最难处理的工业类废水。

为了进一步控制烟气脱硫废水的有效处理，实现废水“零排放”，这已然成为现今电厂面临的重要挑战。本文将在分析烟气脱硫废水性质的基础上，介绍一些传统的处理工艺特点，并就其应用中可能存在问题进行分析。

1 燃煤电厂脱硫废水的主要特征

燃煤电厂脱硫废水的特点：（1）盐含量高。在脱硫废水中，由于发电强度的变化，含盐量往往高于其它杂质，每升废水含盐量在30000-60万mg之间，含盐量较大。会增加加工难度和成本。（2）成分复杂，水质变化较大。（3）悬浮物含量高。

2 燃煤电厂现有脱硫废水零排放技术

（1）烟道喷雾干燥技术。脱硫废水泵入除尘器前面的烟道。通过压缩空气将脱硫废水通过固定的雾化喷嘴输送到烟气中。烟气温度用来干燥液滴，收集废水中的各种固体，由除尘器收集。流程简单，投资、运营和管理成本相对较低，国外应用成果较少，在我国还没有成功的运营案例，目前尚处于试用阶段或尚未实施。污水引起的烟气堵塞、磨损、腐蚀和烟气温度等问题需要通过实践检验。

（2） 预处理-传统蒸发结晶。脱硫废水通过添加石灰（碳酸钠）、有机硫、絮凝剂和重力沉降，去除大部分悬浮物、重金属以及F-、硬度、SiO₂等结垢物质。经过多效蒸发器或机械蒸汽再压缩蒸发器蒸发结晶，冷凝水回用，结晶盐处理.该技术成熟可靠，但投资和运营成本高。

（3）预处理-膜浓缩-传统蒸发结晶。脱硫废水经石灰（碳酸钠）、絮凝剂和重力沉降预处理后，去除了大部分悬浮物、重金属以及F-、硬度、SiO2等结垢物质。在此基础上，采用明流道反渗透膜-盘管反渗透膜、纳滤-专用通道反渗透膜、正渗透膜等对预处理废水进行浓缩处理，对淡水进行回用，浓缩水进入传统的蒸发结晶系统。冷凝水被重复使用，结晶盐被分开处理。

3 五种预处理的软化工艺特点分析

虽然脱硫废水采用三容器处理，但后续膜处理的硬度、悬浮物、SiO₂、Fe、HCO₃浓度仍然很高，因此仍需加强软化预处理。经过预处理后，出水水质达到膜入口的要求，才能进入膜系统，达到浓缩和减少水量的目的。脱硫废水软化预处理主要有两种方案。

（1）石灰（或烧碱-碳酸钠）软化工艺。石灰（或烧碱-碳酸钠）软化法已广泛应用于废水的软化处理。该工艺具有稳定性和可靠性好的优点。例如，某电厂废水软化处理可将两级化学软化处理后的总硬度降低到小于100 ppm。在将pH调节到蒸发系统之后，可以保证蒸发系统的稳定运行。该工艺的缺点是需要消耗大量的化学品，在软化过程中会产生大量的污泥。同时污泥的处理成本也会增加。

（2）离子交换软化工艺。稳定可靠是这个系统的工艺特点。离子交换后，出水的硬度可降低到10 ppm以内，不过脱硫废水的硬度过高，存在设备投资过多、再生废水产量过大等问题。所以，在实际应用中，可以考虑增加化学软化废水中的离子交换软化，进一步降低废水的硬度，并保证后续系统的稳定运行。少量的再生废水可以返回到原来的化学软化系统，以确保该系统不产生新的污染物，以实现系统的“零排放”效果。

（3）硫酸钠-石灰-烟道气软化工艺。钠-石灰烟气软化过程的主要原理是Ca（OH）₂在三相CaSO₄^-Ca（OH）2-H₂O体系中的溶解影响CaSO₄的溶解度。该工艺可分为两步：添加硫酸钠和石灰乳，将pH值调整为12～13，沉淀石膏颗粒；在第二步中，脱硫烟气经第一步处理后引入废水中，烟气中加入CO₂。它与废水中的OH-反应生成CO₃^2-，然后与废水中的Ca²⁺结合形成碳酸钙沉淀，去除钙离子，并将pH控制在11左右。该方法的优点是可以降低预处理柔软剂的成本，但软化过程的pH值难以控制，很难达到良好的软化效果。

（4）纳滤膜作为软化预处理工艺。在海水淡化预处理过程中，采用纳滤膜作为软化预处理工艺。现今，工业上存在许多软化纳滤膜，但其硬度去除率不超过50%。浓缩纳滤水仍需处理。由于膜的堵塞和污染，目前还没有应用于脱硫废水的“零排放”工艺。

（5）石灰-碳酸钠软化-沉淀池-过滤器处理工艺。燃煤电厂脱硫废水处理系统出水依次进入反应器1和反应器2，在两个反应池中分别加入一定量的石灰和碳酸钠。其主要目的是利用废水中镁离子和钙离子的化学反应产生沉淀，然后在沉淀池中将固液分离。沉淀后，上清液可经过滤和超滤过滤。在膜浓缩处理系统中，出水直接作为进水。加石灰软化处理工艺流程如图1所示。

图 1 加石灰软化处理工艺流程

4 结论与建议

综上所述：（1）烟道喷雾干燥技术、预处理-传统蒸发结晶技术、预处理-膜浓缩-传统蒸发结晶等是最基本的脱硫废水零排放处理工艺。

（2）根据预处理工艺的行业要求，我们介绍了石灰（或烧碱-碳酸钠）软化等多类工艺，各电力企业可以根据实际需要来进行选择。

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