摘要：脱硫废水处理，是当代工业生产中的主要环节，该部分工作实施的科学性和系统性，将直接对工业生产的污染指数产生影响。为此，如何针对当前火电厂生产中的脱硫废水处理工作进行优化，就成为新时期“工业革命”探索的首个问题。
关键词：燃煤电厂；湿法烟气脱硫；脱硫废水；处理技术
1脱硫废水的产生和带来的危害
1.1 脱硫废水的来源
石膏浆的烟气、废水以及石灰石泥浆进行反应之后就会产生了含水量较高的石膏浆，然后利用干燥脱水等步骤进行回收和利用，这个过程就会出现了脱硫废水；脱硫废水通常情况下都是呈现弱酸性，其中pH值在4～6，可以将重金属实现溶解，同时有很多的重金属存在，如果直接排放就会造成人类以及水生物的健康；其中脱硫废水中含量较高就是石灰石、铁和铝的氢氧化物等悬浮物等，水的浊度严重受到影响，同时管道中也会造成结垢导致设备运行出现问题；另外，由于脱硫废水中有很多的阴离子，例如SO42-、F-等，经过沉淀形成悬浮物，就会造成结垢和堵塞的情况；其中石灰浆液中就会有很多的胶状絮凝物，造成都浮在颗粒的表面，此时脱硫的整体效果就会有影响；Cl-会给管道造成严重的腐蚀，在实际运行寿命上有所缩短，就会让脱硫的效果受到影响。
脱硫废水中含有大量的硫酸盐，并且浓度很高，直接排放到土壤和环境中就会造成水体中有沉积层，导致了水资源中汞的出现，让水生植物中微量元素受到了影响，人体引用和水体中微生物在健康上受到威胁。
1.2 脱硫废水水质的影响
目前，我国的烟气脱硫的主要处理技术就是石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，这项技术在实际脱硫效果上非常高，同时技术已经相当完善，设备的进步已经将水质进行了改变。进行烟气脱硫工艺过程中，因为烟气中的会溶解F-和Cl-，就会导致浆液中这两种离子的浓度不断地升高。其中，浆液中的铝以及F-实现融入，此时就会让石灰石的溶解达到屏蔽的效果，就会严重影响到脱硫效率；脱硫废水中还有很多的污染物就是石灰石，其中石灰石黏土杂质含量有铝、硅、颗粒物等。
2传统脱硫废水处理技术
我国在发展初期，对于燃煤电厂产生的脱硫废水尚未制定严格的排放标准，因此针对该类废水，主要采用灰场喷洒、煤场喷洒与水力冲灰等粗放型的物理处理工艺。这些处理工艺操作简便，成本低廉，但实质上未对脱硫废水本身进行处理。随着我国对废水处理要求的不断提高，三联箱工艺因技术相对成熟、处理量大、运行成本相对较低、处理效果满足我国污水达标排放要求等优点，被燃煤电厂广泛应用。该工艺利用混凝与化学沉淀技术实现悬浮物和重金属的去除。脱硫废水经旋流器顶流进入废水箱，通过废水泵送至三联箱(中和箱、沉淀箱和絮凝箱)进行处理。首先向中和箱中添加熟石灰或烧碱，使箱内废水的pH达到9.0～9.5，此时废水中的可溶性重金属在碱性条件下发生反应，生成难溶的氢氧化物沉淀到箱底，而中和箱的上清液继续流入沉淀箱中。通过向沉淀箱中添加有机硫或硫化钠，使得废水中如Pb2+、Hg2+等重金属离子发生沉淀。而流入絮凝箱的上清液，向其投放絮凝剂和助凝剂，使得废水中的悬浮物和胶体物质凝聚成大颗粒絮状物实现沉降分离，经絮凝箱的废水流入澄清器中，在重力作用下絮凝体沉积池底，形成污泥。顶部清液流入出水箱，调节pH至中性后排放或回用。为了进一步改善该系统的处理效率，国内燃煤电厂通过提高三联箱搅拌器转速、优化加药配比、定期更换废水旋流器旋流子以及加装污泥泵冲洗管线等方式对脱硫废水系统进行改造升级。
3脱硫废水零排放技术
3.1 脱硫废水预处理技术
脱硫废水预处理技术往往通过向脱硫废水中逐步添加石灰乳、絮凝剂、有机硫、助凝剂和纯碱等试剂，达到脱硫废水全面软化，去除废水中的悬浮物、胶体、Ca2+、Mg2+、SiO2及COD等，降低废水的硬度，避免在浓缩减量和固化处理过程中出现堵塞、结垢等现象。目前针对脱硫废水的预处理，往往采用传统废水处理技术(三联箱工艺)、两级软化澄清处理技术和管式微滤膜软化技术等。
3.2 脱硫废水浓缩减量技术
经过预处理后的脱硫废水水中悬浮物、胶体、Ca2+、Mg2+等结垢因子的含量已经降至后续设备安全运行的控制范围内，但是脱硫废水的TDS含量依旧维持在25 000～30 000 mg/L。为了降低后期固化处理成本，需要对此时的脱硫废水进行浓缩处理，实现减量化。膜浓缩处理技术因投资成本相对低廉、技术可靠性较高、操作简单等优点，在脱硫废水的浓缩处理阶段广泛应用，根据工作原理不同，分为正渗透法(FO)、反渗透法(RO)和电渗析法(ED)。
(1)正渗透法是利用汲取液(该汲取液往往是将二氧化碳和氨按照特定的量比溶解于水中形成的碳酸铵溶液)产生的巨大渗透压，使得废水中的水分子从膜的高盐侧自发扩散至低盐侧。此方法可以使得脱硫废水的含盐量浓缩至15%左右，同时汲取液通过加热蒸发循环利用。目前正渗透膜的研制仍存在水通量低、浓差极化大及理想的驱动溶液制备困难等问题，需在新的膜材料、膜合成方法及驱动溶液的兼容性、分离回收等方面进一步深入研究。
(2)反渗透法是在浓溶液膜一侧施加一个大于自然渗透压的持续压力，让溶液逆向渗透，在膜的高压侧和低压侧分别获得渗透液和浓缩液。目前反渗透模孔可缩小至0.1 nm以下，能够有效截留水中的各种溶解性无机盐、胶体以及相对分子质量>100的有机物，使得除盐效率达95%以上。该技术安全可靠且能耗低，但仍存在膜材料要求高、造价昂贵、耐磨损度低等缺点。
(3)电渗析法是在直流电的阴阳两极间放置若干交替排列的阴、阳离子膜，利用离子交换膜的选择透过性，当两端电极接通直流电源后，在电场力作用下，水中阴、阳离子定向迁移，形成了交替排列的离子浓度减少的淡室和离子浓度增加的浓室，分离和提纯废水。该方法具有操作简单、处理过程中产污量低、对废水盐浓度适应性强、能耗低等优点，但同时也存在设备安装复杂，难降物质去除效率低，装置易结垢等缺点，因而需要在流道的设计、电极板的材料选用等方面加以改进。
3.3脱硫废水固化处理技术
(1)蒸发结晶技术是利用火电机组产生的余热将预处理后的脱硫废水进行蒸发浓缩，形成水蒸汽和浓缩液，最终浓缩液在饱和状态下析出结晶盐固体，而水蒸汽则通过冷凝管回流重用。该处理系统的工艺流程包括预处理、浓缩、结晶3个阶段。在预处理阶段，通过向废水中添加纯碱和烧碱，去除废水中的Ca2+、Mg2+等离子，降低废水硬度，避免废水在浓缩过程中产生结垢而堵塞管道的现象发生。浓缩过程则通过膜浓缩方法实现废水浓度的增大，提高结晶效率以及降低结晶能耗。最后浓缩液进入结晶过程，采用多效蒸发结晶(MED)或机械压缩式蒸发结晶(MVR)方式将浓缩液转化为干燥的结晶盐固体后处置。该技术由于设备投资高，废水处理过程中需要额外提供大量热能，运行成本较高，目前尚未得到有效推广。
(2)烟道蒸发技术是将预处理后的废水通过雾化喷嘴喷射于锅炉尾部烟道，烟道内烟气产生的热量能够迅速将废水液滴蒸发，蒸发后剩余的固体杂质随烟气一起进入电除尘器被电极捕捉，按照选择的烟道蒸发器不同分为主烟道蒸发技术和旁路烟道蒸发技术。该技术工艺流程简单，无需额外提供能量，极大地降低了运行成本。同时通过向烟道内引入废水，能够有效地提高进入烟气湿度，降低烟气中灰尘颗粒的比电阻，提高除尘效率，具有很高的节能环保价值。而实际运行中，由于脱硫废水直接喷入烟道内，导致废水中盐渍析出并沉积在烟道底部，同时废水中Cl-以无机盐和HCl形式存在，造成烟道堵塞和设备腐蚀现象。此外为了防止烟气湿度过大造成除尘器电极腐蚀和烟道温度过低等问题，往往对废水蒸发过程控制要求很高，确保废水在进入除尘电极前被完全蒸发。
结论
在当前我国电力行业发展过程中，虽然各燃煤电厂灵活应用多项传统脱硫废水处理工艺，但仍旧存在废水污染分差大、易结垢、水量波动大等问题。因此需要燃煤电厂结合实际废水处理情况，对上述所提及各项脱硫废水处理工艺加以全面了解、合理应用，深度处理所产生脱硫废水，以实现对脱硫废水的零排放。
参考文献：
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