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引 言

燃煤電廠脫硫技術(shù)大多數(shù)采用石灰石一石膏法煙氣脫硫技術(shù)(FGD法)，F(xiàn)GD法具有脫硫效率高(大于90%，可達(dá)97% )、運(yùn)行可靠(大于95 % )、適應(yīng)范圍廣、技術(shù)成熟、附產(chǎn)物可出售等優(yōu)勢(shì)。

這種濕法脫硫工藝為了維持脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行，漿液中氯離子與微細(xì)粉塵的濃度需維持在一定水平：為防止脫硫系統(tǒng)材料的腐蝕，漿液氯離子濃度一般維持在12000-20000mg/kg；為維持較高的脫硫效率及防止塔體結(jié)垢，漿液密度一般控制在1075-1150kg/m3 ，因此必須從脫硫系統(tǒng)中排出一定量的廢水，從而保證FGD系統(tǒng)安全可靠性的運(yùn)行。

脫硫系統(tǒng)排出的廢水，其pH為4-6，同時(shí)含有大量的懸浮物(石膏顆粒、Si02、Al和Fe的氫氧化物)、氟化物和微量的重金屬，如As、Cd、Cr、Hg等，如果廢水直接排放將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，因此這部分廢水經(jīng)處理后一般用于干灰調(diào)濕或者灰場(chǎng)噴灑。

圖1 石灰石一石膏法脫硫工藝脫硫廈水來源圖

1傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝

脫硫廢水的傳統(tǒng)處理工藝主要以化學(xué)處理為主，其處理系統(tǒng)可分為廢水處理系統(tǒng)和污泥處理系統(tǒng)。廢水處理系統(tǒng)又可分為預(yù)處理、減量濃縮和固化等工序。

（1）預(yù)處理單元：在中和水箱中加人5%左右的石灰乳溶液，將脫硫廢水的pH值提高至9.0以下，使大多數(shù)重金屬離子在堿性環(huán)境中生成難溶的重金屬氫氧化物并沉淀，原脫硫廢水中的懸浮物(SS)也會(huì)沉淀去除。

（2）濃縮減量單元：脫硫廢水中加人石灰乳溶液后，當(dāng)pH為9.0-9.5時(shí)，溶液中的Ca2+與廢水中的部分F-反應(yīng)，生成難溶的CaF2，從而達(dá)到去除氟的目的。但經(jīng)中和處理后的廢水中Pb2+、Hg2+含量仍然超標(biāo)，因此，在沉降箱中加人有機(jī)硫化物(TMT15)，使其與殘余的離子態(tài)的Pb2+、Hg2+反應(yīng)并生成難溶的硫化物并且沉淀。脫硫廢水中的懸浮物含量較大，設(shè)計(jì)值為6000-12000mg/L，脫硫廢水中的懸浮物主要成分為石膏顆粒、Si02、Fe和Al的氫氧化物。采用絮凝方法使膠體顆粒和懸浮物顆粒發(fā)生凝聚和聚集，從液相中分離，是一種降低懸浮物的有效方法。因此在絮凝箱中加人絮凝劑FeClS04，使其中的小顆粒凝聚成大顆粒從而沉積，并且在澄清池人口加人聚丙烯酞胺(PAM)來進(jìn)一步強(qiáng)化凝聚過程，使絮凝體更容易沉積下來。

（3）固化單元：絮凝后的廢水從反應(yīng)池溢流進(jìn)人澄清池中，絮凝物沉積在底部濃縮成污泥，上部則為系統(tǒng)出水。大部分污泥經(jīng)泵排至板框式壓濾機(jī)，小部分污泥返回中和反應(yīng)箱，提供絮凝體形成所需的晶核。上部出水溢流到出水箱，出水箱設(shè)置了監(jiān)測(cè)出水pH和濁度的在線監(jiān)測(cè)儀表，如果pH和濁度達(dá)到排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，則通過出水泵外排，否則將加酸調(diào)節(jié)pH或?qū)⑵渌突刂泻拖淅^續(xù)處理，直到合格為止。

圖2 傳統(tǒng)脫硫廈水處理工藝流程圖

2脫硫廢水“零排放”處理工藝

廢水“零排放”( Zero Liquid Disge , ZLD)一般是指電廠不向外部水域排放任何廢水，所有離開電廠的水都是以蒸汽的形式蒸發(fā)到大氣中，或是以少量的水分包含在灰和渣中。目前主流的脫硫廢水“零排放”處理工藝主要有以下三種方法。

2.1 蒸發(fā)法

蒸發(fā)法是廢水“零排放”處理中常用的方法之一，該工藝也被應(yīng)用于脫硫廢水的處理中。蒸發(fā)法的基本原理是：進(jìn)人蒸發(fā)器的廢水通過蒸汽或電熱器加熱至沸騰，廢水中的水分逐漸蒸發(fā)，水蒸氣經(jīng)冷卻后重新凝結(jié)成水而重復(fù)利用，廢水中的溶解性固體被截留在殘液中，隨著濃縮倍數(shù)的提高，終以晶體形式析出。蒸發(fā)法已廣泛應(yīng)用于化工領(lǐng)域，既可以單獨(dú)使用，也可以與其他工藝聯(lián)合使用。隨著近年來水處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，蒸發(fā)法中的多效蒸發(fā)工藝得到快速發(fā)展，因其具有傳熱系數(shù)高、操作彈性大、進(jìn)水預(yù)處理簡單和能耗相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、海水淡化以及廢水處理等領(lǐng)域中。

在實(shí)際應(yīng)用方面，廣東河源電廠采用化學(xué)沉淀+多效蒸發(fā)結(jié)晶組合處理工藝處理脫硫廢水。具體工藝流程為：廢水首先經(jīng)過化學(xué)沉淀法預(yù)處理，澄清池出水進(jìn)人多效蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)。該工程于2009年完成調(diào)試驗(yàn)收并投人商業(yè)運(yùn)行，系統(tǒng)處理能力為22t/h。經(jīng)過上述工藝處理后，產(chǎn)生的結(jié)晶鹽滿足二級(jí)工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)，其不足之處在于系統(tǒng)能耗和運(yùn)行成本高，系統(tǒng)建設(shè)需要的場(chǎng)地大。

2.2 膜法過濾類工藝

由于脫硫廢水“零排放”對(duì)水鹽分離程度要求很高，通常采用多重反滲透過濾工藝。反滲透工藝首先需要經(jīng)過預(yù)處理，反滲透預(yù)處理工藝以膜過濾為主，輔以殺菌工藝和沉淀工藝，目的是去除水中的懸浮物和微生物，使處理后的水質(zhì)能夠初步滿足反滲透的進(jìn)水要求。主體工藝通常采用兩段反滲透系統(tǒng)，由于二段系統(tǒng)的進(jìn)水為一段系統(tǒng)的濃水，需用專門的化學(xué)藥劑對(duì)其進(jìn)行處理，以確保二段系統(tǒng)的進(jìn)水參數(shù)符合要求。同時(shí)在其進(jìn)人二段系統(tǒng)前，可針對(duì)其水質(zhì)情況，添加專業(yè)的阻垢劑和調(diào)節(jié)劑，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。產(chǎn)品水進(jìn)人回用水池，系統(tǒng)中少量的濃水可用來沖渣，實(shí)現(xiàn)水處理系統(tǒng)的“零排放”。

神華億利煤研石電廠反滲透廢水處理工藝系統(tǒng)主要采用“石灰軟化+過濾+離子交換+反滲透”的處理工藝，主要包括廢水收集和輸送系統(tǒng)、預(yù)處理系統(tǒng)、離子交換系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、RO濃水回用系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)。該廠使用了美國PROC-10S反滲透膜元件，反滲透進(jìn)水pH基本維持在8-9之間，系統(tǒng)運(yùn)行較為穩(wěn)定。Ca2+、Mg2+、Fe3+等在預(yù)處理階段已得到了較好的控制，且總回收率和脫鹽率均達(dá)95%左右，基本實(shí)現(xiàn)了“零排放”。

圖3 神華億利煤殲石電廠反滲透廈水處理工藝流程圖