石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理研究

韩子华

（山东畜牧兽医职业学院，山东潍坊 261061）

随着我国社会经济的高速发展，人们生活质量水平得到了显著提升，人们对于生活环境质量以及环保意识逐渐提高。这一举措对我国脱硫废水处理提出了更高的要求。石灰石-石膏湿法脱硫废水处理技术具有效率高、稳定性强的特点，在电厂烟气处理中应用较为广泛。脱硫废水水质成分较为庞杂，其中涵盖了悬浮物、硫酸盐、氟化物等多种污染物，这些第一类污染物对我国环境保护造成一定影响。随着我国社会经济的高速发展，人们对生活提出了更高要求，其中，针对脱硫废水的处理，我国有关人员积极投入研究。如何结合实际情况，针对脱硫废水展开有效处理，以此提高其利用性，实现环境保护，降低能源损失，是我国现阶段有关人员的主要思考方向。

1 脱硫废水的水量、水质

1.1 脱硫废水的形成

为保障脱硫设施浆液循环系统的物料平衡，规避烟气中含有的氯超过标准值，提高石膏质量，须从系统中排放一定的水量。废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中的杂质主要有悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐和重金属等，其中许多是国家环保标准中严格控制的一级污染物。

1.2 影响脱硫废水水量的主要因素

在物料平衡系统中，脱硫废水的水力、烟气所含有的氯化氢、氢氟酸、吸收塔浆液C1-浓度，这些都与脱硫水水质有直接关系。脱硫废水处理过程中，C1-物料平衡如图1所示[1-3]。

图1 吸收塔 C1-物料平衡

结合图1所示，可以通过公式得出相应脱硫废水量如下：

式中：脱硫用水量为 Qp，L/h；脱硫用水中的氯离子质量浓度为ρp，mg/L：废水的水量为Qw，L/h；脱硫废水水量为Qw，L/h；氯离子浓度为ρw，mg/L；石膏产量为Qg，kg/h；石膏中 Cl 质量分数为ρg，%；进入吸收塔的烟气量为 Qf0，m3/h；进入吸收塔的烟气Cl 质量浓度为ρf0，mg/m3；离开吸收塔的烟气量为Qf1，m3/h；离开吸收塔的烟气Cl 质量浓度为ρf1，mg/m3。

Qp、ρp、Qf0、ρf0可在脱硫工艺原始资料中得到，出口烟气、石膏的C1可视为零，进而式（1）演变为：

依托式（2）可以得出，经过吸收塔内烟气量，其阈值超过标准界限，废水水量、烟气所含氯化氢、氢氟酸，脱硫用水C1-浓度，塔内C1控制质量，都存在一定的直接性联系。结合式2可以得出以下结论：

（1）烟气中的氯化氢、氢氟酸，将直接决定脱硫废水的废水量。其中，烟气中的氯化氢、氢氟酸，主要源于机制燃煤，燃煤中的C1含量越高，烟气所含质量越高，致使氯化氢、氢氟酸浓度不断提高，所产生的脱硫废水量也会随之提高。鉴于此，在实践处理中，有关人员应根据原煤中Cl（F）以及烟气中的HC1（HF）的含量实施测定[4-5]。

（2）吸收塔C1-的控制质量，将直接决定脱硫废水水量。浆液中的C1-会直接导致石膏的质量下降，影响脱硫效率的同时，设备防腐性质量要求提高；如在浆液中C1-含量较低，废水量就会较大，处理废水的成本以及处理量都会直线提高。鉴于此，对于脱硫废水的C1-质量，应将其控制并保持在0～20g/L， 以此保障企业经济效益。

（3）脱硫废水水量与脱硫工艺用水的 Cl-质量浓度存在一定关系。脱硫工艺用水的 Cl-质量浓度高，则会导致脱硫废水量较大。鉴于脱硫工艺用水的 Cl-质量浓度不超过0.1g/L，较脱硫废水中的 Cl-质量浓度而言，其浓度较小。因此，脱硫工艺用水的 Cl-质量浓度，与脱硫废水的水量有直接关系。

通过公式的演算，不仅可以提高脱硫废水处理效率，同时也可根据其水量进行针对性的处理，为我国生态环保建设提供有效力量。

2 脱硫废水处理方法

脱硫废水是火电厂最难处理的废水之一。目前，我国较常规的处理方法是确定脱硫废水水质，针对所含污染物，进行原则性处理工艺。

2.1 排至除灰系统

在处理废水中，依托水力除灰系统，将脱硫废水送至水力除灰系统，在此基础上与灰浆一起处理。酸性脱硫废水和水力除灰系统将液体熔融并中和灰水。针对干灰系统的电厂，若没有设置脱硫废水处理系统，可将脱硫废水送至干灰场。

此技术具有投资节约、操作简便的优点，在实践过程中具有一定的实用性，并可以减轻企业刚性支出。但由于其系统特性，导致管道出现腐蚀性，适用于没有石膏副产品，综合利用的湿法脱硫系统。

2.2 化学沉淀技术

此技术在处理中，依托化学原理，通过中和、沉淀、混凝以及澄清四个环节。在处理过程中，中和、沉淀主要负责调节废水的pH。其中，常用的碱性中和剂中，包括石灰以及石灰石。重金属沉淀主要是通过加入碱中和反应废水中的硫离子、有机硫促进Hg2+和Pb2-等离子体实现硫化物沉淀。现阶段我国电厂处理脱硫废水中，普遍采用tmt15硫化剂；在混凝、沉淀的环节中，主要负责剔除废水中的悬浮物，利用絮凝剂实现混凝处理。而澄清的处理中，依托澄清池，将进入澄清池的废水浓缩，进而形成重力沉降，上清液到达排放标准。

此方式在我国应用较为广泛，适用于对出水水质标准要求不高的废水实施处理。该方式可以有效地降低脱硫废水中的悬浮物。但在现阶段我国沉淀技术处理中，处理后的废水，其中盐量成分较高，且C1-的含量可达到2%～4%，如直接排放，会对周围生态环境造成一定的影响[6-7]。

2.3 喷雾蒸发处理技术

脱硫废水经预沉池初始分离后，废液经过高压泵的输送，在除尘设置前的高温烟气中停留，由烟气雾化器中的喷嘴雾化，称为喷淋蒸发处理系统。在脱硫废水处理过程中，废水液底通过吸收烟气，进而迅速蒸发形成蒸汽。废水通过蒸发处理，其含有的杂质、粉灰都被电除尘器中的电机捕获，与粉尘一起排放；在脱硫塔中，由于脱硫塔内设置喷淋冷却功能，使得水冷凝进入了脱硫塔浆液循环系统。通过水分的加入，可以排入汽提塔浆液循环系统，从一定程度上全面降低需水量，对脱硫系统的处理起到了良好的提高作用。此技术在使用的过程中，利用电厂烟气的特性，实现脱硫废水零排放的目的，对我国工业化、现代化的建设而言，此技术存在深远意义，具有较大工程应用价值。

2014年6月，我国某电厂在2×600MW 的机制上，进行了喷雾蒸发处理脱硫废水试运行实验。此处理技术在处理中，实现了设备少、投资轻、运行成本低、运行管理方便等优点，还在一定程度上达到了脱离废水的零排放。但此技术在我国现阶段脱硫废水处理技术中，仍存在一定不稳定、不可靠因素。

2.4 蒸发浓缩技术

蒸发浓缩技术主要通过四个环节（加热、热回收、排热、附属系统）实现废水处理。首先，在加热器中，流经换热管的低压蒸汽和循环盐水经加热沸腾后，依次进入各闪蒸室。蒸发的水蒸气依靠除雾器和蒸发器上的非换热管实现换热和冷连接。在这一过程中，各级的蒸汽冷凝水，通过换热管下收集的蒸馏水，有效地形成了固液分离。

此项技术工艺较为简单，且蒸发回水的水质量较为良好，但其脱硫废水处理工艺成本较大，故此在实际电厂中，此方式较为少见。

2.5 膜分离技术

膜分离作为一种比较新的液体分离技术，其高效性能，一直在电力、石化等领域得到广泛的应用。我国教授针对脱硫废水，提出了反渗透浓缩法的处理方法。在国外专家实验中，采取了亲水性、疏水性微薄膜，针对沉淀脱硫废水展开了深度处理，通过实验得出，经此技术处理，其水质符合该国污染物排放的标准。

此技术较其他处理技术而言，其整体投资性较低，但其自身技术特殊性，对进水有一定需求，导致在进入膜反应系统前，有关人员需对废水进行预处理，在实践处理中较为复杂，且回收水整体水质较蒸发浓缩法差，无法实现废水完全回收。

3 结束语

社会现代化、工业化建设，为我国社会经济建设提供了有力支撑。在我国大力提倡生态环境保护下，人们对于生态环境的质量以及生态环境保护意识逐渐提高，加之我国对环保业的大力发展，使我国废水处理规范化、标准化。鉴于此，应全面提高废水处理重视度。其中，我国针对脱硫废水处理发展较为缓慢，多数电厂只是进行简单的物化处理后直接排放，对环境造成一定污染影响的同时，浪费了大量的水资源。为了响应国家生态环境建设，提高废水的综合利用性，针对废水处理，应进一步深度研究，全面提高脱硫废水处理效果，是我国现阶段诸多有关人员重点探析的方向。