火力发电脱硫废水处理工艺浅析

火力发电脱硫废水处理工艺浅析

张吴铭

（国家能源集团荆州热电有限公司湖北荆州434000）

摘要：针对火力发电脱硫废水处理的达标排放要求，笔者对当前主流的处理工艺、实用流程进行分析，以期为提高脱硫废水污染处理技术应用效能提供参考借鉴，早日实现此类污染的零排放。

关键词：火力发电脱硫废水；污染处理；工艺

1火力发电脱硫废水概述

1.1火力发电脱硫废水成因及特点

火力发电在我国主要是燃煤发电，在发电工作运行中通过烟气脱硫法中的除尘器装置可将锅炉原烟气中99％以上的氯离子和重金属污染物处理掉而其余的污染物会越过除尘器随烟气进入脱硫吸收塔，并在脱硫浆液循环使用过程中不断被富集，这样就会使氯离子浓度升高，影响脱硫效率的同加速脱硫设备的腐蚀。为解决这一问题就需要脱硫系统定期排放废水，即脱硫废水。脱硫废水呈酸性，含大量悬浮物和过饱和的亚硫酸盐以及硫酸盐等物质，还有小部分种类多样的重金属离子。其中很多都属于国家环保标准严格控制的一类污染物，必须经过专门机构的取样检测，达标后才能排放。

1.2脱硫废水污染危害

脱硫废水中其中所含的三价砷和汞属于剧毒，能引发消化系统、神经系统和皮肤病变；所含的铅被人体和动物组织吸收沉积则会导致贫血症、神经机能失调和肾损伤；所含镉若在人体肾脏内积蓄则会诱发泌尿系统病变。此外，对脱硫系统而言则会加速设备腐蚀，阻碍脱硫剂对二氧化硫的吸收，削弱脱硫效果。

2主要处理工艺与技术

2.1国内外主流技术

目前国内外主流脱硫废水的处理技术主要是化学沉淀法、流化床法和化学沉淀微滤膜法等

2.1.1化学沉淀法

这是性能稳定、工艺简单，容易操作的一种脱硫废水的处理工艺。其技术重点在于以下两个环节。

（1）ph值调整。按照先调节后中和的原则，首先在未处理或处理后即将排放的废水中加入石灰乳或NaOH，Ca(OH)2等碱性化学试剂，将PH值调到6-9，经这一步，氟化物和部分重金属被去除，为絮凝、沉淀等后期化学沉淀工序打下基础。

（2）絮凝沉淀。用加入可溶性氧氧化物产生氧氧化物沉淀的方法，可分离脱硫废水中氯氧化物溶解度较小的金属元素，使这些元素的含量达标。对于可溶性氧氧化物难以处理的萊、铜等重金属则，应加入有机硫化剂（TMT-15)、硫化钠（Na2S)、硫化氧或硫化亚铁等硫化剂，与它们反应生成HgS、CuS等沉淀物实现去除。

2.1.2流化床法

主要是运用脱硫废水缓冲池、流化床和循环池三部分的重要功能，并以石英砂作调节剂来完成处理的。具体工艺如下：

（1）脱硫废水先进入缓冲池，利用水泵将其从底部抽入流化床,并加入NaOH和高猛酸钾溶液。

（2）脱硫废水流入流化床之后，将二阶猛、亚铁离子和氧化剂（如高猛酸钾、双氧水）加入流化床内。在氧化剂的作用下，吸附在金属载体上的二价猛和亚铁离变成二氧化猛和氧氧化铁，形成一层对无机溶解性离子吸附性强的吸附膜，该吸附膜将可溶性离子吸附凝聚成颗物沉降，从而成块状污泥。

（3）循环池回流液在流化床内与高猛酸钾溶液等物质充分混合反应，待上清液进入循环池后进行排放。

这一方法产生的污泥密度在2.5-3.0kg/L之间，脱水后含水率不到20%，对重金属离子镍、辞、镉的去除率分别为99%、97%、92%，都能达到排放标准，但萊的去除效果欠佳。

2.1.3化学沉淀微滤膜法

主要是利用微滤膜的功能对化学沉淀后的脱硫废水再进行深度处理，对脱硫废水中的悬浮物和重金属去除效果非常好。

主要工艺如下

（1）在脱硫废水进到化学反应池后，加入碱液，使脱硫废水中大部分金属和重金属离子与之充分而反应生成难溶解的物质，这些物质呈悬浮颗粒状，在进入澄清池内沉淀下来。

（2）经沉淀后，上清液从澄清池进入到微滤池，微滤池中的微滤膜对剩余的悬浮物和金属化合物进行截留，能透过微滤膜的清水就可进入到清水池，被微滤膜的截留的浓水则回流至澄清池再行处理。

脱硫废水在经过化学沉淀微滤膜法处理后，悬浮物含量可低于1.0μ/L，砷、镉、萊、镍等离子质量浓度分别可达到4.0μ/L、0.5μ/L、1.0μ/L、3.0μ/L以下，即使对应严格的欧洲污染物排放标准，完全能做到达标排。

2.2实用处理系统分析

通常我们会根据实际情况来组合相应工艺形成处理系统实现脱硫废水的处理。下面结合常用的技术介绍一套综合实用的脱硫废水处理工艺，工序如下。

2.2.1脱硫废水软化处理

脱硫废水总硬度可达100～200mmol/L，为避免浓缩或蒸发等处理设备结垢，需要对脱硫废水预先进行软化处理。软化处理可采用两种方式，一种是石灰－碳酸钠软化－沉淀池－过滤器软化处理：首加入生石灰，使Ca2+、Mg2+以及硅发生反应产生沉降，在沉淀池中进行固液分离，分离出上清液流入重力滤池进行过滤除浊，重力滤池出水即可作为下一步浓缩处理的进水。另一种是石灰－碳酸钠软化－管式微滤膜(TMF)软化处理，主要是采用管式微滤膜(TMF)取代传统沉淀池澄清工艺，利用错流管、微孔膜对废水中的沉淀物进行隔离分流，处理后的出水水质更佳。

2.2.2高盐废水浓缩处理

主要是利用精密过滤装置和EDR(电渗析)过滤掉废水中的部分杂质和盐分，再对产生的浓水进行蒸发结晶。如要具体工艺如下

（1）首先对脱硫废水加入石灰和碳酸钠，在去除钙硬和镁硬同时调节酸碱度（ph值），完成软化处理。

（2）软化处理产水以及RO（反渗透）浓排水经过精密过滤器过滤后，进入EDR装置，系统设计回收率为55%，脱盐率为75%，产水作为脱硫工艺用水，浓水进入蒸发结晶系统。

（3）留在反应池和沉淀池污泥含大量碳酸钙，这部分水可用于脱硫系统制浆。

2.2.3蒸发结晶处理

此项处理主要是对经精密过虑和电渗析处理过的废水进行高温蒸发，使水分以蒸气形式排出，经冷凝后可形成较为纯净的蒸馏水，而其他污染物质则形成固体结晶。

蒸发结晶处理主要分两方面内容:一方面热浓缩器对废水进行蒸发浓缩，这一过程中95%的废水可转化为高纯度蒸馏水用于锅炉补水、冷却塔补水、或其他工业用水;另一方面结晶器或喷雾干燥器把其余的5%高质量浓度浆液处理成固体颗粒。对这些固体颗粒可作回收利用或掩埋处理。

3脱硫废水处理工艺优化

脱硫废水处理实际应用过程中仍然存在诸多问题，还需要在工艺和运行上不断优化以提高效率。

3.1提高资源综合利用率

火力发电脱硫废水的处理应与其他的生产处理系统相结合以减少脱硫废水产量，提高生产效益。例如可利用烟道气处理方法，将脱硫废水雾化后喷入烟气，利用烟气中的热量对废水进行蒸发，析出的污染物结晶颗粒可随飞灰一起被电除尘器收集处理。还可将其纳入水力除灰系统中利用絮凝吸附工艺一并处理。

3.2优化脱硫工艺

脱硫废水产生于脱硫工艺中，优化脱硫工艺是从源头上降低脱硫废水污染物含量必要手段。例如可以做污泥管道系统优化，为防止脱硫过程中产生的管道污泥发生堵塞，加重脱硫废水污染物含量，可将中和箱、沉淀箱和絮凝箱进行一体化制作，使它们共用一个排空管，降低堵塞发生频率。还可做板框压泥机管道的优化，可将板框压泥机脱离出来的水直接引入净水池回用，以减少脱硫废水产量。

结束语

鉴于火力发电脱硫废水所含污染物对环境和人体危害性，对于脱硫废水的处理必须严格按照国家规定的排污标准选用合理的工艺技术，充分处理达标后再行排放，才能推动产业结构优化，推进可持续发展。

参考文献

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