湿法脱硫废水处理技术进展

司晨浩，孟冠华，魏旺，邱菲，刘鹏

(安徽工业大学能源与环境学院，安徽马鞍山 243032)

湿法脱硫废水处理技术进展

司晨浩，孟冠华，魏旺，邱菲，刘鹏

(安徽工业大学能源与环境学院，安徽马鞍山 243032)

石灰石-石膏湿法脱硫所产生的脱硫废水水质成分复杂，处理难度较大。常规脱硫废水处理工艺能够除去废水中绝大部分的氟化物、悬浮物、SO42-、重金属等污染物，Cl-浓度仍然很高。通过微滤膜法、蒸发结晶法、烟气雾化蒸发法、流化床法以及组合工艺等深度处理方法可以实现脱硫废水零排放。结合脱硫废水水质特征，介绍了常用的脱硫废水处理技术，指出这些处理方法在处理脱硫废水中的优缺点，总结了国内外脱硫废水的处理现状，分析了脱硫废水的深度处理技术，并进行了展望。

脱硫废水;深度处理;零排放

0 引言

石灰石-石膏湿法烟气脱硫是目前应用最多、技术较成熟的脱硫工艺。该工艺过程产生的脱硫废水，其pH为4～6，同时含有大量的悬浮物(石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物)和金属离子(一般多为Hg、Cr、Cd、Pb、As等物质)。脱硫废水中很多成分是国家污水排放标准严格限制的第一类污染物［1-3］，虽然脱硫废水中COD的含量不高，但其区别于一般的废水，脱硫废水形成化学需氧量的原因是还原态的无机物 (SO32-、S2O32-等)，而不是有机物。若直接排放，将会严重污染环境，因此必须单独处理［4］。《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T 997-2006)中规定:脱硫废水处理系统出口的监测项目和污染物最高允许排放浓度:pH为 6～9，CODcr≤150mg/L，硫化物≤1.0mg/L，悬浮物≤70mg/L，氟化物≤30mg/L等。本文叙述了脱硫废水常规及深度处理技术，总结了目前国内外脱硫废水处理现状，并提出了脱硫废水深度处理技术的发展趋势。

1 脱硫废水处理技术研究现状

脱硫废水属于较难处理的废水，目前常用脱硫废水处理方法有水力除灰法、化学沉淀法、化学沉淀-微滤膜法、烟气雾化蒸发法、流化床法。鉴于脱硫废水水质的特殊性，以及火力发电厂自身的发展状况，各种脱硫废水处理方法得到不同程度的应用，它们具有各自的优缺点。

1.1 水力除灰

该方法是脱硫废水不经处理直接进入水力除灰系统，脱硫废水中的酸性物质或重金属与灰中CaO反应生成固体而得到去除，从而达到以废治废的目的。在国内很多采用湿法排渣的电厂中得到应用［5-6］。采用该方案不需要对水力除灰系统进行改造，投资少、运行方便、操作管理便捷，可作为脱硫废水事故排放使用［7］;此方案的缺点是脱硫废水的排入会造成除灰系统中Cl-离子的日益聚集，会加剧对除灰系统设备的腐蚀。此外，该方法也没有对石膏进行综合利用，一定程度上也降低了火力发电厂的经济性，且该方案不适用于气力除灰系统的电厂。

1.2 化学沉淀法

化学沉淀法是目前国内处理脱硫废水最常用的方法［8］，不仅能对石膏等副产品进行综合利用，提高火力发电厂的经济性，而且处理后的水质能够达到较高的标准。但是，该方法工艺复杂，适应性差，由于国内电厂所用燃煤来源容易改变，煤质并不固定，会出现运行加药量与设计加药量偏差过大的情况，有些电厂则因脱硫系统设计或运行存在问题，使得废水排量较大。此外，由于目前尚无化学药剂可以去除Cl-离子，经该方法处理后的废水Cl-离子仍无法去除。因此，随着环保标准的提高，该方法在未来废水处理中受到限制。

1.3 化学沉淀-微滤膜法

化学沉淀-微滤膜法主要是通过微滤膜对化学沉淀后的脱硫废水进行深度处理，对脱硫废水中的悬浮物、重金属离子的去除非常有效。但是在微滤膜法处理废水过程中，膜污染比较严重，通常采用Fe盐、Al盐等混凝剂减缓膜污染。

图1 化学沉淀-微滤膜脱硫废水处理工艺

该法效果好，能满足高要求的排放标准，操作简单可以实现自动化，但由于澄清池出水仍有较多的悬浮颗粒，微滤膜污堵现象比较严重。

1.4 烟气雾化蒸发法

该方案具有工艺简单、投资费用低、占地面积小等优点，但投资很高，因此实际投运的案例较少。此外，该方法能够使废水中的Cl-形成颗粒物被除尘器捕捉，克服了现有技术中Cl-在偏酸性水环境中腐蚀性大的缺点。

该方法在日本得到广泛的应用，在美国也有个别案例，在国内的大唐集团也有应用案例［9］。但使用该方法需要注意脱硫中的杂质对灰渣品质的影响，以及烟气湿度的增加，另外需要对废水在烟道内的蒸发过程进行比较精确的控制，以防止对除尘器电极板造成腐蚀。

1.5 流化床法

该工艺由缓冲池、流化床和循环池组成，流化床以石英砂为调料，其工艺流程见图2［10］。

图2 流化床脱硫废水处理工艺流程

采用流化床法处理脱硫废水，处理效果和费用与传统化学沉淀法基本相当，其工艺设备紧凑，操作简单，产生的污泥量少，易于处理，能减少二次污染。

丹麦学者克鲁格［11］提出了一种利用流化床代替化学沉淀池来处理脱硫废水的一种方法。Enoch G等［12］利用化学沉淀-微滤膜法对脱硫废水进行深度处理。吴怡卫［13］在文章中指出通过蒸发和干燥装置能够将脱硫废水分离为固体废物和高品质的水蒸汽，可以用于全厂的废水处理，但该方法投资很高，并且由于增加了烟气的湿度或HCl量，会对电除尘器造成腐蚀。TengXinjun等［14］发明了一种可以有效去除有毒金属的新型废水处理技术。陶雷行［15］提到国外有烟道处理和废水浓缩两种方式能够实现废水的零排放。

2 脱硫废水深度处理工艺

2.1 蒸发+结晶工艺

马越等［16］探究了脱硫废水零排放深度处理的工艺。分析了脱硫废水深度处理的几种方法(膜浓缩法、蒸发浓缩法和结晶技术)。龙国庆［17］分析初步处理之后的燃煤电厂湿法脱硫废水水质，提出了能够实现脱硫废水零排放的深度处理技术(蒸发结晶处理工艺);指出四种湿法脱硫废水蒸发结晶处理工艺，并进行了优化选择。

2.2 SRB厌氧生物技术

陈涛等［18］探讨了SRB厌氧生物处理技术对脱硫废水的处理原理。概括了SRB厌氧生物技术在含硫酸盐工业废水中的应用实例，并总结了SRB处理脱硫废水的研究进展，为SRB厌氧生物技术在实际工程中处理脱硫废水的可行性提供了依据。

2.3 预处理系统+蒸发浓缩系统(MVR/MVC)

刘秋生［19］对国内已投运的2种脱硫废水零排放方案的技术与经济性进行了分析比较得出:机械蒸汽压缩技术较多效蒸发技术可以显著降低运行能耗;在蒸发系统前设置水质软化系统，能显著降低蒸发系统的结垢倾向，提高系统运行稳定性和可靠性。并建议脱硫废水零排放技术采用预处理系统(石灰和碳酸钠两级澄清软化+过滤处理)+蒸发浓缩系统(MVR/MVC)工艺。

2.4 预处理系统+结晶蒸发+分离干燥包装

袁彬［20］以某燃煤电厂为例，采用该工艺处理之后，水耗量、水污染程度都得到了有效的降低。该工艺能够提高水资源有效率，降低企业成本。

2.5 MVR蒸发结晶工艺

胡石等［21］以几家国外的燃煤电厂为研究对象，其中美国杜克能源公司利用软化 +MVR蒸发 +结晶组合工艺处理脱硫废水，原水COD 181mg/L，TDS 16000mg/L，经该组合工艺处理之后(处理量为68m3/h)，出水TDS＜22mg/L。

3 展望

常规脱硫废水处理工艺除去了废水中绝大部分的氟化物、悬浮物、SO42-、重金属等污染物，Cl-浓度仍然很高，已经不能达到国家间接排放标准，并且影响脱硫废水经处理后再利用和排放。脱硫废水“零排放”技术［22-24］能够实现脱硫废水的回收利用，基本实现用水闭路循环，能够在不同程度上解决燃煤电厂的用水难题，减缓取水矛盾。SBR法作为一种新兴脱硫技术，由于效率高、成本低、不易造成二次污染等优点而在工业废水处理中受到广泛关注。理论上在常规处理基础上应用微生物处理技术具有一定的可行性，不但能够打破常规处理工艺的局限性，而且能够使出水水质得到很大提高。因此脱硫废水生物处理技术有望成为最有前途的处理方式之一，有着广阔的发展前景。

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Technical progress of wet desulfurization wastewater treatment

The water quality of the desulfurization wastewater produced by the wet limestone gypsum wet desulfurization is complex，and the treatment is difficult.Conventional desulfurization wastewater treatment process can remove the vast majority of fluoride，suspended solids，SO42-，heavy metals and other pollutants in the wastewater，but the Cl-concentration is still very high.The zero discharge of desulfurization wastewater can be achieved by usingsuch advanced treatment methodsas microfiltration membrane method，evaporation crystallization method，flue gas atomization evaporation method，fluidized bed and combination process method.Combined with the characteristics of desulfurization wastewater water quality，the common desulfurization wastewater treatment technology were introduced.The present status of desulfurization wastewater treatment in China and abroad are summarized.

desulfurization wastewater;advanced treatment;zero discharge

X703.1

:B

:1674-8069(2017)01-025-03

2016-08-04;

:2016-09-23

司晨浩(1990-)，男，河南省许昌市人，研究生，主要从事废水处理方面的研究工作。E-mail:412601492@qq.com