脱硫废水零排放深度处理工艺研究

李彬 代鑫

（蓝德环保科技集团股份有限公司，河南 郑州 450000）

脱硫废水零排放深度处理工艺研究

李彬 代鑫

（蓝德环保科技集团股份有限公司，河南 郑州 450000）

脱硫废水含有多种污染物，如COD、SS、氟化物、微量重金属等有害离子，同时具有极高含盐量、极高硬度和极低碱度的特点。根据我国目前针对各种工业废水排放的严格把控和高排放标准的要求，脱硫废水零排放将是未来脱硫废水处理的最终趋势。基于此，本文论述脱硫废水深度处理回用及零排放的新型工艺方法。

脱硫废水；零排放；蒸发结晶

我国是世界上煤炭利用的大国，发电厂主要以火电为主，火力发电不可避免地会产生二氧化硫，二氧化硫的排放是酸雨、灰霾等恶劣天气形成的主因［1］。目前，我国烟气脱硫主要采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。其采用钙基吸收剂作为脱硫剂，在与烟气接触过程中，烟气中的二氧化硫被除去。同时，燃煤烟气中含有的一些重金属、COD、盐等污染物也进入到脱硫浆液中，这就决定了脱硫废水水质一般呈弱酸性。

对于脱硫废水的水质控制一直没有相应的国家标准，只有电力行业的标准（DL/T997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》）［2］。此标准中对脱硫废水有害物质主要包括总汞、镉、铅、镍等指标进行了限制，但是整体排放标准要求较低。

1 脱硫废水水质

脱硫废水的具体成分与脱硫所采用的处理工艺有关，我国采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺所产生的脱硫废水，水质与运行管理也有很大的关系。根据国内电力行业脱硫系统运行的经验数据，脱硫废水基本具有以下特点［3］：①水质呈弱酸性，pH为4.0～6.0；②悬浮物含量高，＞1万mg/kg；③COD浓度在1 000mg/kg左右；④TDS浓度在2万～3万mg/kg，主要为Na+、SO42-、SO32-、CL-等离子；⑤硬度1万，以碳酸钙计；⑥铅、汞、镉、铅、镍、铬和砷等有害重金属离子均有所超标。

目前我国脱硫废水的处理主要包括脱硫废水预处理、脱硫废水回用、脱硫废水零排放这几个阶段。根据我国目前针对各种工业废水排放的严格把控和高排放标准。

2 脱硫废水预处理工艺

2.1 沉降池

沉降池主要起到预沉作用，脱硫废水中含有的悬浮物含量很高，通过预沉池沉淀排泥可以减轻后续工艺运行排泥负荷，不仅可以保证后续化学沉淀的稳定运行，而且可以大大降低运行成本。沉降池一般设置8h停留时间，大量悬浮物在此去除通过排泥泵排放，悬浮物在这部分的去除率在70%左右。

2.2 化学沉淀

化学沉淀主要是采用在脱硫废水中加入化学药剂的方法，来去除水中含有的悬浮物、硬度、硅化物、碱度和有害重金属离子。目前国内主要应用最广泛的化学沉淀方法是三联箱化学沉淀法。三联箱化学沉淀法具体步骤如下：①废水中和，在第1个箱中加入适量的石灰或者液碱将pH调至10.0左右，这样能够有效去除水中的金属离子；②反应池沉淀，在第2个箱中加入TMT-15，主要用来去除汞、铅等重金属离子；③絮凝，在第3个箱中加入一定量的絮凝剂及助凝剂，目的是沉淀物形成大颗粒，增加沉淀效果；④浓缩澄清，在澄清池中将污泥沉淀物进行排放，经过污泥压滤机后外运，上部是化学沉淀处理后的净水。

3 脱硫废水深度处理工艺

因三联箱工艺处理后的脱硫废水不能满足国家对废水排放日益提高的标准要求，目前提出需要采用深度的处理工艺：脱硫废水回用和零排放工艺。

3.1 脱硫废水回用

随着反渗透膜技术的日益成熟，现在反渗透膜能够承受较高的COD、硬度和极高的含盐量。这样促使在脱硫废水中应用反渗透膜技术具有很好的适用性，如高盐水反渗透脱硫废水回用技术，主要包括以下步骤。

3.1.1 预处理。在三联箱工艺的基础上进行改进后，去除脱硫废水中的硬度、总硅，以保证后续主体反渗透设备的正常运行，提高使用寿命。

3.1.2 COD处理。脱硫废水中含有较高的COD，这部分COD对后续的反渗透和蒸发结晶设备会产生污堵等影响，需要去除。目前可以采用生物处理和氧化处理方法去除COD。

3.1.3 高盐反渗透处理。反渗透是在压力的驱动下能够高效截留大分子溶质、COD，从而获取纯净的水。特制的反渗透膜能够在较高压力下运行，除去高含盐量水中的溶质盐得到纯水，根据脱硫废水特点，TDS在2万～3万，可以使用压力在60bar下运行的高压反渗透膜，通过反渗透得到的纯净的产水TDS仅在1 000以下，回收率能够达到70%左右，此部分水可以较好地融入除盐水系统，达到脱硫废水回用的目的。

3.2 蒸发结晶零排放

废水的零排放是水处理界一直追求的零污染或近零污染处理工艺，较早脱硫废水的零排放方法主要有：①脱硫废水与飞灰混合，但是混合后大量盐分转入飞灰，导致飞灰很难二次利用；②蒸发池，是采用自然蒸发减少废水排放量的一种方法，美国有多个电厂采用此技术，适合处理较少水量、较高盐分的水，蒸发池做防渗处理，但是由于蒸发池存在较多弊端，而且易引发不可恢复的水污染事故，目前我国已全面取缔蒸发池的使用；③烟道蒸发，是利用烟道气预热将脱硫废水中的盐分蒸发为固体的方法，此方法存在脱硫废水不能完全蒸发造成烟道腐蚀穿孔的问题，严重影响烟道系统的稳定运行。

上述传统零排放工艺已很难满足现行国家标准，目前脱硫废水处理较好的方式是单独进行MVR蒸发结晶得到固体物的方法，系统采用高压反渗透再回用后，有70%左右的废水被回用，大大降低了后续处理的规模，回用产生的浓水盐分更高，TDS达到5万～6万，可以采用MVR蒸发浓缩器进一步进行蒸发浓缩。

3.3 蒸发浓缩

蒸发浓缩是工业中非常典型的水处理技术之一，其被广泛应用于化工、食品、制药、海水淡化等领域。脱硫废水可以采用多效蒸发或者MVR蒸发技术。多效蒸发技术采用新鲜蒸汽为加热源，加热第一效蒸发器促使废水浓缩，利用第一效中蒸汽剩余的热源加热第二效蒸发器，这样可以重复有效地利用新鲜蒸汽的热能，提高加热蒸汽的利用率，大大降低成本。

MVR蒸发技术，其核心是蒸汽压缩机，即在传统的蒸发器基础上增设蒸汽压缩机，将蒸发器进行过热交换后的蒸汽通入压缩机，进行压缩升温提高热值后，循环重复利用蒸汽，可以大大降低蒸汽的使用率，比较适合蒸发量较小、蒸汽使用量较小的蒸发器设备。

4 结语

随着国家对环保水处理标准的提高，脱硫废水的处理工艺需要进行不断的革新才能满足高标准的要求，本文介绍了传统脱硫废水的处理方法，提出了采用预处理、高压反渗透回用以及蒸发结晶联合处理的方法，最终脱硫废水回用率可达93%，得到固体结晶盐进行无害化填埋处理，此工艺能够实现脱硫废水零排放，对环境零污染的目的，是一种新型的处理工艺。

［1］王春霞，朱利中，汪桂斌.环境化学学科前沿与展望［M］.北京：科学出版社，2011.

［2］中国电力企业联合会.DL/T997-2006.火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标［S］.北京：中国电力出版社，2006.

［3］王珲，宋茜，姚强，等.电厂湿法脱硫系统对烟气中细颗粒物脱出作用的实验研究［J］.中国电机工程学报，2008（5）：1-7.

Study on Zero-discharge Depth Treatment Technology of Desulfurization Wastewater

Li BinDai xin
（Rand Environmental Protection Technology Group Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450000）

Desulfurization wastewater contains many pollutants,such as COD,SS,fluoride,trace heavy metals and other harmful ions.Meanwhile,it has the characteristics of extremely high salt content,high hardness and extremely low alkalinity.According to the requirements of strict control and high emission standards for the discharge of various industrial wastewater at present in our country,the zero discharge of wastewater from desulfurization will be the final trend of the future treatment of FGD wastewater.Based on this,this paper discussed the new treatment process of deep treatment,reuse and zero emission of FGD wastewater.

desulfurization wastewater；zero discharge；evaporation crystallization

X703.1

A

1003-5168（2017）05-0126-02

2017-04-19

李彬（1989-），男，硕士，研究方向：水、固废处理。