张权明
浙江省宁波市315600 身份证号：140224198602103613
摘要：能源紧缺和环境污染是制约我国经济可持续发展的主要因素之一，节约用水、清洁生产对我国经济的持续发展具有重要的战略意义。火电行业存在产水量较大，脱硫废水盐分含量较高，除盐难度较大的问题。近年来，随着国家对工业废水排放标准的逐渐提高，尤其是在火电厂，将脱硫废水全部回用于发电系统，实现“零排放”将成为火电行业节能减排的必经之路。
关键词：火电厂；脱硫废水；处理
1火电脱硫废水水质
目前，国内火电厂广泛采用的脱硫工艺为湿法脱硫工艺。石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺是现阶段火电烟气脱硫最成熟的技术之一，煤炭作为火力发电机的主要燃料，其中含有大量的硫化物和金属离子等。湿法烟气脱硫工艺的特点是利用液态脱硫剂如水或碱液与通过吸收塔烟气中的SO2反应最终形成硫酸盐以达到脱硫的效果，在此过程中会产生含硫酸盐的脱硫废水。脱硫废水水质一般呈酸性，并且含有大量的重金属离子和Ca2+、Mg2+，其中Ca2+、Mg2+会对系统设备造成结垢或者腐蚀，不仅会影响发电系统管道及设备使用寿命，而且是火电厂生产运行潜在的安全隐患，还会影响到火电厂废水污染减排及机组安全运行。
2?脱硫废水处理技术
2.1化学沉淀治理技术
该技术是利用酸碱中和反应与絮凝沉淀的原理，对脱硫废水进行中和反应、硫化沉淀、絮凝沉淀、浓缩澄清、pH值调节等一系列处理过程，处理后的水送往厂区污水综合治理，详见图1。中和：采用石灰乳作为中和剂，使废水的pH值由5.5左右升至9.0以上，并使大部分金属离子形成难溶的氢氧化物。硫化沉淀：在反应池加入有机硫化试剂TMT-15与Hg2+、Pb2+反应，形成难溶于水的硫化物沉淀。絮凝沉淀：在絮凝槽中加入絮凝剂聚铁或聚合氯化铝（PAC），使沉淀物凝聚成大颗粒，在废水反应池出口再加入聚丙烯酰胺（PAM）作为助凝剂，降低颗粒物的表面张力，强化颗粒物长大过程，加速颗粒物与胶体的沉积。浓缩澄清：絮凝后的废水溢流至浓缩澄清池，底部浓缩成污泥，上部为净水。澄清池底部大部分的污泥经螺杆泵送入脱水系统，小部分轻质污泥作为沉淀所需的晶核返回废水反应池内。pH值调节：澄清池上部净水溢流到出水缓冲箱，采用HCl溶液调节出水的pH值至6~9后，由净水泵排往综合水处理或送往喷洒烧结成品矿。
2.2吸附法技术
废水处理吸附法技术主要有：金属氧化物吸附、活性炭吸附和微生物吸附等。金属氧化物吸附法是目前被认为吸附Tl(I)效果最好的。金属氧化物有水合氧化铁（H2Fe2O4）、纳米氧化铝、磁性Fe3O4、水合氧化锰（H2MnO2）、氧化钛（TiO2）等，其中H2Fe2O4和H2MnO2效果最为明显。活性炭具有比表面积大、表面化学性质可调、吸附量大、物化性质稳定等优点，也已被应用在含重金属废水处理项目中。其吸附机理为：重金属离子与活性炭官能团发生质子/离子交换、络合反应或者两者之间发生电荷转移。杨本涛等在使用活性炭对废水中的单质硫进行吸附实验时得出：采用活性炭脱硫系统中产生的活性炭粉能实现S胶体的高效去除，活性炭粉吸附S胶体后，会形成C、S复合物，由于该复合物含有大量C元素，分离后可返回烧结做燃料使用。生物吸附法是利用微生物的自身性质与化学结构来吸附废水中的某些特定金属离子，再通过液固分离达到去除水中金属离子的方法。采用的生物吸附剂主要有细菌、真菌和藻类，以及经NaOH改性的植物锯末、桉树叶、甜菜浆和氧化铁改性的黑曲霉等，对金属Tl(I)都有一定的吸附效果，其吸附机理为表面电荷对Tl离子的静电吸附，但吸附率不高并且易受其他阳离子杂质干扰，而且废水的理化性质需要适宜微生物的生长。
2.3浓缩
1）反渗透。反渗透是通过向高渗透压侧溶液提供压力，使水分子通过RO膜向低渗透压侧渗透的技术，随着水分子的转移，高浓度测溶液的浓度被不断提高。目前该技术已相对成熟，在污水处理、海水淡化以及纯水制备等多领域得到了广泛应用。理论上，RO膜可以截留＞0.1nm的物质，能有效截留水中的无机盐、胶体和相对分子量＞100的有机物，其除盐率高达95%～97%，具有安全可靠，出水水质稳定等优点。常规的反渗透技术适用于TDS为0.5～35g/L的原液，其浓缩液TDS能达到90g/L左右；碟管式反渗透技术可用于15～100g/L的原液，其浓缩液TDS可达160g/L左右。随着原液浓度的提高，其运行压力和成本也会大幅增高。RO膜对进水水质的要求很高，一般要求浊度<1.0NTU，SDI<3，余氯<0.1mg/L等，需对废水进行深度的预处理方能满足，否则膜组件极易发生污染或损坏。在脱硫废水浓缩过程中，几乎只有水分子可以透过RO膜，因此可以得到纯度很高的净水与高浓度的浓缩液，其中净水可回收利用，浓缩液可直接进行蒸发固化，也可与其它浓缩技术联用对废水作进一步的浓缩。反渗透技术目前已在多个电厂推广应用，焦作万方电厂首先通过RO系统将20m3/h的废水浓缩为8m3/h，然后采用高温烟道旁路蒸发器技术实现零排放；国电汉川电厂通过超高压RO膜将36m3/h的废水浓缩为了8m3/h，然后采用MVR蒸发结晶的方式实现零排放；华能长兴电厂先用RO系统将22m3/h的废水浓缩为6m3/h（TDS>60g/L），再通过FO技术对RO浓水做进一步的浓缩。
2）正渗透。与RO技术相反，正渗透是利用FO膜的选择透过性使水分子自发从较低渗透压侧透过FO膜流向较高渗透压侧的技术，是一种浓度驱动的新型膜分离技术，具有除盐率高、浓缩能力强、膜污染小和回收率高等优点。在废水浓缩过程中，必须配置和再生浓度极高的汲取液才能使废水中的水分子不断通过FO膜转移到汲取液之中。FO可将脱硫废水含盐量浓缩至200g/L以上，当进水浓度达到60～120g/L时运行效果最佳。由于脱硫废水浓度一般难以达到其最佳运行浓度，在实际使用中需先通过反渗透将废水浓度提高后再输入FO系统。华能长兴电厂首次采用正渗透的技术对脱硫废水进行了浓缩，系统采用了RO和FO联用的膜浓缩工艺，将6m3/h的RO浓水进一步浓缩为1.5～2m3/h（TDS＞200g/L）的浓缩液，废水流量进一步减少了66%以上，浓缩减量效果极其显著。然而，正渗透技术存在汲取液再生能耗高、工艺流程长、浓差极化严重、水通量低和成本高等缺点。目前，FO在国内脱硫废水零排放领域的应用尚少，其稳定性和可靠性等需进一步验证。
3结语
社会现代化、工业化建设，为我国社会经济建设提供了有力支撑。在我国大力提倡生态环境保护下，人们对于生态环境的质量以及生态环境保护意识逐渐提高，加之我国对环保业的大力发展，使我国废水处理规范化、标准化。鉴于此，应全面提高废水处理重视度。其中，我国针对脱硫废水处理发展较为缓慢，多数电厂只是进行简单的物化处理后直接排放，对环境造成一定污染影响的同时，浪费了大量的水资源。为了响应国家生态环境建设，提高废水的综合利用性，针对废水处理，应进一步深度研究，全面提高脱硫废水处理效果，是我国现阶段诸多有关人员重点探析的方向。
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