摘要：科技的进步，促进人们对能源需求的增多。火力发电作为一种设计成熟、技术稳定可靠、建设周期短的电力来源，在我国电力能源结构中发挥着主力军作用。煤炭作为火力发电厂燃煤机组的主要燃料，含有大量的硫化物和重金属。燃煤发电会产生大量的烟尘、SOX、NOX和CO2，直接排入大气中会影响农作物、建筑和人体健康。所以需要对火电厂排放的烟尘进行脱硫处理后再排放。本文就燃煤电厂脱硫废水重金属脱除技术展开探讨。
关键词：脱硫废水；重金属；脱除技术
引言
鉴于重金属污染物对生态环境和人体健康易产生严重的危害，湿法脱硫废水中重金属污染物的排放标准也必将日趋严格。脱硫废水中的重金属污染物属第一类污染物，必须在车间或者车间处理设施排口达标排放。然而目前大部分燃煤电厂脱硫废水的处理工艺单一，且针对重金属的去除率较低，其中Hg、Cd、Ni的超标频率居多，难以实现稳定达标排放。解决脱硫废水重金属稳定达标刹澈间题已迫在眉睫。
1燃煤电厂脱硫废水性质
在燃煤电厂日常生产过程中，一定会产生大量脱硫废水，这类废水的水质及水量极不稳定，此外还伴有含量较高的悬浮物及重金属物质，如汞、铅等，易沉淀。某相关检测单位检测报告中指出，脱硫废水基本呈弱酸性，pH值约为4~6；主要成分是粉尘、脱硫产物，还掺杂有可溶性较强的硝酸盐等。
2传统脱硫废水重金属脱除方法
2.1化学沉淀法
脱硫废水中重金属处理的主要方法是化学沉淀法，其原理是向重金属废水中加入药剂通过化学反应使呈溶解状态的重金属转变为不溶于水的化合物沉淀而去除。中和沉淀法是应用最广的一种方法，向重金属废水中投加碱中和剂(通常为Ca(OH)2)使废水中的重金属形成溶解度较小的氢氧化物沉淀而去除。传统的中和沉淀法无法对废水中的Hg2+、Cu2+、Cd2+等离子进行有效脱除，通过对国外先进技术的引进吸收，形成了一套适合我国国情的重金属脱除技术———三联箱工艺。三联箱工艺是我国脱硫废水处理应用最为广泛的技术，其将混凝与化学沉淀工艺相结合实现悬浮物和重金属的去除。工艺过程如下:(1)在整个化学沉淀过程中，先把脱硫废水引入中和池后加入石灰乳(其他强碱类物质)调节溶液的酸碱度，一般调节的pH值范围为9．0～9．5。这样可以使多数重金属离子以氢氧化物沉淀的形式从脱硫废水中分离出来。(2)通过中和反应，大多数重金属离子会分离出来，但是部分离子如汞、镉、铜等很难从中分离，因此中和反应后的废水进入反应池中，加入硫化物与其反应来沉淀汞、镉、铜等重金属离子。为避免添加试剂造成再次污染，硫化物一般选用有机硫TMT－15。(3)化学沉淀反应后，将废水引入絮凝池，向其中加入絮凝剂(聚合氯化硫酸铁或PAM))，进一步脱除重金属离子和悬浮物。化学沉淀法发展时间较长，工艺较成熟。该工艺对重金属去除范围广、效率高、经济简便。但需要投加大量化学药剂，产生的沉渣量大、含水量高、脱水困难，若处置不当，极易造成二次污染。
2.2一体式工艺
一体式工艺去除重金属的反应原理:采用一体式模块化设备代替三联箱及加药系统，向一体式设备中投加高效絮凝剂，高效絮凝剂为复配药剂，药剂中混有部分带正电荷、吸附性强的物质，将物理反应的吸附和化学反应的配位融为一体，同时药剂中含有大量极性基，可将废水中的重金属阳离子网捕形成难溶性赘合盐类，最终实现固液分离。一体式工艺的优势主要在于工艺流程短、基建投资小、运行稳定性相对较高;劣势在于复配药剂的适用范围有一定局限性，药剂的配方及用量需先行根据进水水质设计，对水质波动较大的情况适应能力有限。
2.3吸附法
吸附法是用具有多孔结构的吸附材料来吸附去除废水中重金属离子的方法。常见的吸附剂有活性炭、纳米碳管、活性炭纤维、粉煤灰、复合零价铁粉等。由于这些物质具有微孔结构、较大的比较面积以及表面含有的活性基团，因此对某些重金属离子及其化合物具有很强的吸附能力。由于脱硫废水水质复杂、盐分高、含有大量的无机离子，可能会对重金属的吸附产生竞争或抑制作用，而且吸附剂用量大、价格较高、再生困难，在实际脱硫废水中应用较少。要实现吸附法在脱硫废水中的实际应用，还需要对吸附剂的选择、吸附条件、工艺流程和设备等进行不断优化。
3新型脱硫废水重金属脱除方法
3.1铁氧微晶体技术
研究发现通过界面化学控制铁的锈蚀反应，解决了铁粉钝化失活问题，生成活性铁反应媒介;铁氧微晶体技术是活性铁技术的升级，通过添加少量辅助药剂，生成具有高度还原活性的铁氧化物相，持续保证零价铁系统活性，产生同时具有离子交换、晶格固化和还原能力的铁氧微晶体媒介，形成对各类重金属都能高效去除的新铁基媒介水处理系统。该技术优势在于对痕量有害元素Hg、As、Se等去除率较高，可高达99%以上，特别对Hg的去除效果尤其出色，出水通常都低于10ng/L，可以稳定达到美国脱硫废水排放标准，但目前该技术在国内主要停留于中试阶段，实际工程应用案例较少，其技术经济性仍有待实践考证。
3.2生物法
生物法是通过利用微生物对废水中特殊物质的新陈代谢作用来对废水中的污染物质进行降解，使其转化为对自然环境没有污染的成分来达到净化水源的作用。微生物处理法去除脱硫废水中重金属有两种途径，一方面利用生物吸附去除重金属，另一方面利用微生物氧化还原作用实现生物促进共沉淀。该技术采用两个反应器，反应器里面填充多孔活性炭作为媒介，微生物在活性炭上生长形成生物膜，去除重金属离子效率高，常和化学沉淀法组合使用。利用UASB结合SRB对脱硫废水进行处理，可同时去除重金属和亚硫酸盐，但细胞吸附和有机物螯合作用对Hg2+和Pb2+的去除率较低，Hg2+和Pb2+的去除主要依靠硫酸盐还原菌代谢生成S2－形成化学沉淀。生物法操作简单，适用于大规模的废水处理，因此，在处理重金属含量低的脱硫废水中发挥重要作用。
3.3零价铁技术
针对脱硫废水中的痕量重金属，有研究者利用零价铁技术（HZVI）对脱硫废水进行深度处理。利用零价铁技术处理脱硫废水中的重金属Se、Hg和硝酸盐。通过将零价铁与磁铁矿中的Fe（Ⅱ）混合得到高活性混合物，这种混合物可以快速还原、转化、固定化或矿化各种重金属、含氧阴离子和其他杂质，进而降低废水中的重金属或硝酸盐含量。然而，该技术的缺点是铁表面易于钝化，进而影响零价铁的反应活性。目前，该技术还在试验阶段，至今尚未投入工业规模的生产和应用。
结语
燃煤电厂排放的脱硫废水，由于其水质成分复杂，处理起来难度较大;同时脱硫废水中含有的重金属离子对环境具有很强的破坏性，因此必须对废水中的重金属离子进行有效脱除。化学沉淀法是目前工程应用最为广泛的重金属脱除技术。而针对微量重金属，吸附、电絮凝、生物法等技术也进行了大量的研究，但大多数工艺还处于实验室小试或中试阶段，缺乏产业化应用案例。总之，脱硫废水中重金属脱除的发展方向在于新型高效吸附、氧化还原、电极、催化氧化及膜材料的制备;重金属脱除机理的研究;高盐高有机物条件下重金属脱除工艺的开发与应用等。
参考文献
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［2］王薇，马晓丹，曾凡付．火电厂脱硫废水处理工艺研究进展［J］．水污染及处理，2019，7(1):18－24．