王少仑
北京国电龙源环保工程有限公司 北京 100039
摘要：在我国供电结构中，燃煤火电厂占很大比例，其运行过程中产生的脱硫废水也给我们生活和生态环境带来了巨大威胁。现阶段，废水中和、重金属捕集和混凝沉淀是脱硫废水的主要处理技术。将脱硫废水“达标”排放到环境中，仍会造成土地盐碱化、地表水盐碱化增加等问题。因此，文章根据脱硫废水的特点，分析了脱硫废水的传统处理工艺，阐述了脱硫废水的零排放工艺。
关键词：脱硫废水排放；一体化处理；工艺研究；
前言
随着我国环保工作力度不断加强，作为用水和排污大户的燃煤电厂是我国“节能减排”的重点领域，越来越受相关部门的关注，环保部门要求新建燃煤机组达到废水零排放，同时对老旧机组进行技术改造，逐步减排废水，最终实现废水零排放。因此，国内先后出现了蒸发结晶法、深度萃取法等不同工艺的脱硫废水零排放解决方案，但均因设备造价高昂且运行成本高而未能推广使用。文章介绍了一种全新、高效、经济的脱硫废水零排放一体化处理工艺，并已成功运行。
一、传统处理工艺
根据脱硫废水的特点选择正确的处理方法。目前，国内应用最多的处理技术是化学沉淀法，其技术成熟，能使脱硫废水"达标"排放，但对氯离子及硒、汞等去除效率不高。化学沉淀法主要包括四个工序，工艺流程如图1所示。
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（1）废水中和。脱硫废水进入第一隔槽时加入适量的石灰乳液，使其pH值由4.0～6.0提升至9.0以上，使大部分金属离子形成难溶的氢氧化物沉淀。（2）重金属沉淀。在第二个隔槽中加入重捕剂与Hg"、PB"反应形成难溶的沉淀。（3）絮凝。在第三隔槽中加入一定量的絮凝剂，使颗粒和胶体物质凝聚成大颗粒后沉淀。（4）澄清。在澄清池中，絮凝物沉积在底部并通过重力作用浓缩，上部为达标清水直接排放，下部为浓缩污泥进入压滤机继续脱水浓缩。事实上，化学沉淀法对大部分金属和悬浮物有很强的去除效果，但是对氯离子等可溶性盐分没有去除效果，对硒等重金属离子的去除率不高，且运行费用高。因此，脱硫废水零排放处理技术亟待开发研究。
二、零排放一体化处理工艺
1.工艺原理
脱硫废水一体化处理系统以高分子复合亲水聚合物药剂为核心，并配套适于火电厂实际需要的一种脱硫废水处理工艺及设备。与重金属结构和反应机理是将物理反应的吸附和化学反应的配位融为一体，且其聚合物链上的自由电子可与活性修饰基进行协同反应，使重金属沉淀变得非常稳定。该工艺具有用量少，絮凝速度快，受共存盐类、pH值及温度影响小，生成污泥量少，容易处理等优点。
2.工艺方案设计
废水一体化处理系统及其配套的高分子聚合物药剂，同步处理重金属及SS，同时去除硫化物及部分COD等污染物，再采用常规曝气和氧化还原工艺去除余下的COD、硫化物等污染物，整个处理过程只需加1种药剂，且为直接加入，不需配制成水剂。其工艺流程如图2所示。
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废水旋流器顶流重力自留至缓冲调节池进行曝气，再由调节池提升泵送入1级搅拌絮凝室。同时，高分子复合亲水聚合物药剂从反应池上部的干粉投药机投入搅拌机搅拌。药剂投入量可根据脱硫废水进水量及水质情况（如SS含量）通过给药机变频投药装置自动调节，废水从1级搅拌絮凝室流入2级搅拌絮凝室。2级搅拌絮凝室主要是对1级搅拌絮凝室反应效果的补充和促成较大矾花的形成。处理过的污水经过1～4级重力沉降室，水中矾花会沉降下来，达标排放的清水从4级重力沉降室上部溢出产生的底部污泥周期性排出并进行脱水处理。脱硫废水一体化处理系统采用模块化设计，一个模块单元的废水处理能力约为15m2h，设计水力停留时间为25～35min，同步完成凝聚、澄清、污泥浓缩的作用。
三、处理后回用水水质采样数据分析
1.取样指标范围
项目运行后，根据试验方案及现场实际，分别对以下进出水水质指标如SS、COD、硫化物、总汞等进行对比检测分析。
2.水样测定
取样方法：水样在脱硫废水处理系统出口取样，依据Federal Law Gazete-BGBLJp.108，样品在2h内采集完毕并混匀。可连续采样或间隔采样。间隔采样时，至少等量采集5个样品，最小取样间隔不得小于5min。分析方法∶所有项目分析按照GB8978中规定的方法进行，即SS含量采用重量法、COD采用重铬酸钾法、重金属离子采用分光光度法，采集的分析水样按DL/T938要求保存。
3.水质数据分析
项目运行后，根据试验方案、现场实际情况以及试验相关单位的具体要求，分别对以下一体化处理系统进、出水水质指标，包括SS、COD、硫化物、总汞含量进行对比检测分析。将上述处理前后污染物数据绘制成趋势曲线分析可知，进水悬浮物平均含量在3800～31800mg/L，经处理后，出水悬浮物含量≤19.38mg/L，远低于DL/T997-2006标准中规定的要求范围，去除率达到99.9%。进水COD含量在≤220mg/L情况下，处理后出水COD含量可降至70mg/L，远低于DL/T997-2006标准中规定的COD含量≤150mg/L要求范围。进水中硫化物含量平均去除率为93.5%，达到预期效果，出水中的硫化物指标符合DL/T997-2006中规定的硫化物含量≤1.0mg/L的排放标准。进水中总汞含量平均去除率为63.7%，出水中总汞指标符合DL/T997-2006中规定的汞含量≤0.05mg/L的排放标准。
4.絮凝沉淀物（泥渣）的成分分析
絮凝沉淀物经抽滤（中速滤纸，抽滤压力-0.054～-0.050MPa，抽滤时间1.5～2.0min，直至无水滴产生）形成泥渣，对试验期间泥渣成分检测分析结果如下。过滤泥渣中，平均水分含量为38.63%，剔除水分后，泥渣中组成石膏的钙基、硫酸根成分约占渣中总质量的88.86%。处理过程中，无需采用石灰浆液（Ca（OH））和HCI对废水pH值进行调制中和，相对于"三联箱"处理工艺（须将pH值调节至9.0～9.5），处理后的清水中钙离子（Ca2"）及氯离子（CT）明显降低。据估算，钙离子浓度可减少2200mg/L（使用石灰水将pH值调节至9.5时，需加入5%石灰水80L/m3），每天废水总量减少20t。
5.出水中污染物浓度达标情况
在试验期间，脱硫废水水质及水量有一定的波动（SS浓度波动幅度最大，达到3800～31800mg/L），经一体化处理系统处理后，脱硫废水中的SS、COD、硫化物、总汞的浓度在出水中显著下降，远优于《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T997-2006）的排放标准，实现脱硫废水长期、稳定的达标排放，并为废水零排放深度处理创造了条件。
结束语
脱硫废水零排放一体化进程相比现有污水处理过程的控制污染物排放,节省运营成本和智能程度有明显优势。同时达到废水零排放对环境的要求,避免环境污染,真正实现“低成本、减排、增效”的宗旨，体现了“清洁生产”“循环经济”的发展战略，促进了可持续发展且符合国家节能减排政策。
参考文献：
[1]汤蕴蕾.湿式烟气脱硫废水处理[J].华东电力，1997，（12）：48-49.
[2]高原，陈智胜.新型脱硫废水零排放处理方案[J].华电技术，2008，30（4）：73-75.