烟气脱硫废水系统优化及处理措施浅析

朱仁涵

摘 要：分析了烟气脱硫废水特点，对脱硫废水系统提出针对性的优化及处理措施进行探讨，并简要介绍了当前常用的几种脱硫废水处理方法。

关键词：脱硫废水；系统优化；处理措施

中图分类号：X773 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）32-0093-02

引言

随着国家对火电厂大气污染物排放标准的日益趋严，目前火电厂基本都已配备烟气脱硫装置，其中石灰石-石膏湿法脱硫工艺应用最广泛，但在运营过程不可避免将产生一定量的脱硫废水，这些废水成分比较复杂，必须进行适当的处理。随着《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17号）、《排污许可证管理暂行规定》等相关法律法规的修订、颁布，对水资源利用、水污染防治及排污等提出了更高要求。脱硫废水的处理也越来越引起电厂的重视。

1 脱硫废水的特点

燃煤中含有多种元素，在炉膛内高温燃烧后会生产多种不同的化合物，包括重金属元素，除一部分随炉渣排除外，将随烟气进入脱硫吸收塔内，在烟气和石灰石浆液的接触过程中溶解于脱硫浆液中，并在脱硫浆液循环使用过程中富集。脱硫废水的水质受到工艺系统、烟气成分及吸附剂等多种因素的影响，各电厂差异较大，不存在典型的脱硫废水水质。根据脱硫废水的水质分析，脱硫废水中主要的超标项目是悬浮物、pH值、重金属离子等，其中：

（1）pH值一般在6.0左右，略高于吸收塔浆液pH值，呈弱酸性。

（2）悬浮物主要为粉尘及脱硫产物等。

（3）重金属离子浓度的超标为首要控制对象，其主要来源为燃煤和脱硫剂，目前的除尘设备对小于5？滋m的颗粒脱除效率很低，尤其是静电除尘器对0.1-0.5？滋m的细颗粒脱除效率极低，而这些细颗粒上富集金属的能力远高于粗颗粒物，最终在烟气与浆液接触过程中溶解到浆液中。

2 脱硫废水系统优化

针对脱硫废水特点，对脱硫废水系统进行优化考虑，主要从源头简化系统提高脱硫废水水质及利用电厂现有设施增加脱硫废水中间净化环节，为后续的脱硫废水处理工艺减轻负担，降低脱硫废水处理难度及处理成本。

2.1 脱硫废水排放点优化探讨

脱硫废水从回流水箱经废水旋流站后排往废水处理系统，主要来源有石膏旋流站溢流液、脱水区集水坑来、废水旋流站底流液、真空脱水系统出水等。其中石膏旋流站溢流液中大多含有未完成反应的石灰石浆液，脱水区集水坑收集的液体中主要的成分有湿磨系统及石灰石罐区排放的石灰石浆液，废水旋流站底流液是由回流水箱出来的浆液经过旋流后返回回流水箱，这几类回流水中含固体量较大，而且均可补充回吸收塔循环使用。从脱硫废水源头分析并从简化系统考虑，这部分回流水可以直接回收利用，不进入脱硫废水系统。脱硫废水排放点只选择脱硫石膏真空脱水系统脱除出来的这部分滤液。系统简化示意图见图1，其中（1）长虚线为新增管道、（2）虚线方框内设备可取消。从设计方面考虑，改造后废水中的悬浮物含量一般可以降低至6000ppm来设计。实际改造后，脱硫废水含固量从5%以上降低至1%左右，有效降低脱硫废水悬浮物含量。吸收塔内浆液中含有烟气携带的飞灰，通过石膏的排放可适当降低浆液的飞灰含量，因为飞灰的大部分都进入石膏，通常成为石膏中含量居第三位的杂质成分（约占0.8%左右）。改造后排放的这部分废水具有代表性。通过这部分脱硫废水的排放，可以有效降低吸收塔浆液氯根离子及各类重金属离子，减少系统腐蚀，提高脱硫效率。

2.2 脱硫废水经锅炉底渣系统优化探讨

电厂在脱硫废水引入电厂锅炉捞渣机底渣水系统方面进行探索。锅炉除渣水系统是闭式循环，底渣溢流水输送至高效浓缩机浓缩分离后，上层清液溢流补充至锅炉底渣回用，形成闭式循环。运行中锅炉底渣系统需要补充蒸发掉的水分。脱硫废水可作为锅炉底渣的补水，酸性的脱硫废水和碱性的底渣水中和，且碱性的底渣水环境中重金属离子会因沉淀而明显下降，在捞渣机运行过程会把脱硫废水中的石膏等悬浮物会被渣吸附并随炉渣排除，废水得到一定的净化，达到以废治废的效果。如果进入除渣水系统脱硫废水量较大而破坏除渣水系统的水平衡，则考虑将高效浓缩机溢流水引出进行进一步的处理，而经过除渣水系统的中间环节净化后，脱硫废水处理的难度和成本也将大幅下降。

我们对脱硫废水引入底渣系统进行了试验。对进入脱硫废水底渣系统前后水质取样分析，脱硫废水pH值约6.1，底渣水pH值约10.6，混合后水样pH值约8.0。

其它化验项目（单位：mg/L）对比情况如表1。

3 脱硫废水处理方法

脱硫废水因其成分复杂、杂质含量高等特点，称为燃煤电厂最难处理的废水之一。脱硫废水必须经过处理达标后才能进行排放，特别是当前环保要求的日益严格，脱硫废水的零排放技术也逐步开展。

3.1 传统工艺流程

常用的脱硫废水处理方法是将脱硫废水经过中和、反应、絮凝及沉淀处理（工艺流程见图2），除去废水中含有的重金属及其他悬浮杂质。脱硫废水进入中和箱，加入石灰乳调节pH值至9左右，使废水中的大部分重金属生成氢氧化物沉淀，并石灰乳中的Ca2+和F-反应生成氟化钙、和As3+络合生成Ca3（AsO3）2等难溶物沉淀。反应箱中加入有机硫，使其与Pb2+、Hg2+反应生成金属硫化物沉淀下来。絮凝箱中加入絮凝剂、助凝剂，使水中悬浮固体或胶体杂质凝聚、沉降，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀。废水自动流入澄清浓缩池，絮凝体在澄清浓缩池中与水分离。絮凝体沉积池底，通过重力浓缩成污泥，输送至污泥脱水机压成泥饼外排。上部净水进入出水箱，加盐酸调整pH值至6.0-9.0后排放或回用。

3.2 电絮凝工艺流程

电絮凝工艺是将络合吸附与氧化还原、酸碱中和、气浮分离结合起来的废水处理工艺。电絮凝工艺能同时去除水中的有机物、细菌、浊度和有毒重金属如铬、镉、铅等物质，在处理重金属和高浓度有机物废水领域已有大量的应用。近几年来，电絮凝技术也逐步运用到脱硫废水处理中。电絮凝是在电流的作用下溶解可溶性电极，使其成为带有正电荷的离子并释放除电子，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来凝聚水中的胶体物质。这是一种电化学处理方法，主要包含三个过程：（1）“牺牲阳极”电解氧化产生铝或铁离子絮凝剂；（2）体颗粒凝聚脱稳；（3）脱稳胶体形成絮凝体。

3.3 其他处理方法

脱硫废水经过处理可有效去除重金属及悬浮物杂质，但含盐量较高，直接排放对环境不利。火电厂脱硫废水的零排放技术也也来越受到重视，目前国内有采用烟道蒸发、结晶等技术已有成功应用的例子。

3.3.1 烟道蒸发法：为防止喷嘴堵塞和结垢，脱硫废水先经过预处理后，再通过高压泵输送至除尘器前烟道，经烟道内布置的雾化喷嘴充分雾化，喷入烟道的雾化脱硫废水迅速在烟道中完全蒸发，脱硫废水中的重金属、杂质及各种金属盐等固体物和灰混合在一起，进入电除尘器后被电极捕捉，随灰一起外排。同时，由于烟气湿度的增加和烟气温度的降低，飞灰比电阻降低，有利于提高除尘效率。

3.3.2 蒸发结晶法：利用蒸发对脱硫废水进行蒸发浓缩产生蒸餾水和浓缩水，浓缩水进一步蒸发产生蒸馏水和结晶盐，结晶盐回收处置。为了防止蒸发器结垢，脱硫废水进入蒸发器前先进行预处理。

4 结束语

本文根据火电厂脱硫废水的特点，从脱硫废水排放点的选择、脱硫废水引入锅炉底渣水系统的尝试等方面进行了脱硫废水系统的优化措施探讨，源头控制上改善脱硫废水水质，减轻后续处理压力，并简要介绍了几种脱硫废水处理方法，以期实现脱硫废水零排放，响应《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17号）、《排污许可证管理暂行规定》等相关法律法规对水资源利用、水污染防治及排污等提出的更高要求。

参考文献：

[1]禾志强，祁利明，周鹏，等.石灰石-石膏湿法烟气脱硫优化运行[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2]严刚，季献华，李武林，等.利用电絮凝法处理脱硫废水的研究[J].环境工程，2015（S1）.

[3]马双忱，于伟静，贾绍广.燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展[J].化工进展，2016，35（1）：255-262.

[4]马晓辉.发电机组湿法脱硫废水处理系统的优化改造[J].科技创新与应用，2017（19）：54+57.endprint