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摘要：分析了火电厂湿法烟气脱硫废水的主要成分、水质特点，叙述了烟气湿法脱硫废水化学处理方法。提出了一种新的化学—微滤处理脱硫废水方法，为湿法脱硫废水处理提供了一种新的有效的途径。
关键词：脱硫 废水 FGD
1. 脱硫废水的特点
脱硫废水中的杂质主要来自烟气、脱硫剂（目前湿法脱硫的脱硫剂大多用石灰石）和工艺水。其中，污染成分主要来自烟气，而烟气中的杂质又来源于煤的燃烧。煤中含有包括重金属在内的多种元素，这些元素在燃烧后生成多种化合物，其中气体化合物会随烟气进入脱硫系统，溶解于吸收浆液中。表1为某火电厂脱硫废水中主要杂质及其含量情况。脱硫废水的水质特点如下：
（1）脱硫废水呈弱酸性，PH值一般为4～6，明显低于GB8978-1D996《污水综合排放标准》中PH值为6～9的排放标准。
（2）悬浮物含量高，实验证明，脱硫废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅，以及铁、铝的氢氧化物。
（3）脱硫废水中的阳离子为钙、镁等离子，含量极高，铁、铝含量较高，其它重金属离子含量不高，但大多数都超过了GB8978-1D996《污水综合排放标准》中规定的排放指标。
（4）脱硫废水中的阴离子主要有Cl-、SO42-、SO32-、F-等。
（5）化学好氧量与通常的废水不同，在脱硫废水中，形成化学耗氧量的主要因素不是有机物，而是还原态的无机物连二硫酸盐。
2. 化学法处理FGD废水的研究
脱硫废水的处理，目前主要集中在中和废水的PH值，降低第一类污染物和一些重金属离子的浓度，使之达标排放。为此，国内外电厂均主要以化学处理为主，脱硫废水处理系统主要分为废水处理系统和污泥处理系统，其中废水处理系统又分为中和、沉降、絮凝、浓缩澄清几个工序。
（1）中和：废水处理的第一道工序就是中和，即在脱硫废水进入中和箱的同时加入一定量的5%的石灰乳溶液，将废水的PH值提高至9.0以上，使大多数重金属离子在碱性环境中生成难溶的氢氧化物沉淀。
（2）沉降：脱硫废水中加入石灰乳后，当PH为9.0～9.5时，大多数重金属离子均形成了难溶的氢氧化物；同时，石灰乳中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应，生成难溶的CaF2，达到除氟的作用；经中和处理后的废水中Cd2+、Hg2+含量仍然超标，所以在沉降箱中加入有机硫化物（TMT15），使其与残余的离子态的Cd2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。
（3）絮凝：脱硫废水中的悬浮物含量较大，设计值为6000～12000mg/L，其中主要含有石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物。采用絮凝方法使胶体颗粒和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集，从液相中分离出来，是一种降低悬浮物的有效方法。所以在絮凝箱中加入絮凝剂FeClSO4，使废水中的细小颗粒凝聚成大颗粒而沉积下来。在澄清池入口中心管处加入阴离子混凝剂PAM来进一步强化颗粒的长大过程，使细小的絮凝物慢慢变成粗大结实、更易沉积的絮凝体。
（4）浓缩澄清：絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清池中，絮凝物沉积在底部浓缩成污泥，上部则为处理出水。大部分污泥经污泥泵排到板框式压滤机，小部分污泥作为接触污泥返回中和反应箱，提供沉淀所需的晶核。上部出水溢流到出水箱，出水箱设置了监测出水PH和浊度的在线监测仪表，如果PH和浊度达到排水设计标准，则通过出水泵外排，否则将加酸调节PH或将其送回中和箱继续处理，直到合格为止。
该法处理后的脱硫废水，出水水质能达到国家环保总局制定的《污水综合排放标准》，且该法运行稳定，操作较简单，已经在我国的脱硫废水处理中得到应用，但该法抗冲击负荷能力比较差，水质变化波动大时，处理效果变差；且会产生大量的污泥，这些污泥的处理费用也比较高，如不处理，又将带来二次污染等问题[3]。
3. 化学-微滤法处理FGD废水的研究
废水在进入原水池后，由提升水泵提升至反应器，到达高水位时结束进水，投药泵与提升水泵同步启动，加入配比好的碱和硫化物，使混合液的PH和硫化物含量达到要求的值，药剂投加在进水结束前完成。此时反应器内发生相应的中和、硫化物沉淀反应，过一段时间后开始出水，出水采用间隙的方式，当到达低水位时停止出水，这时提升水泵与加药泵启动，开始下一个周期。装置的运行由可编程序控制器（PLC）控制。
该工艺采用连续曝气，其主要作用是代替化学法中的搅拌作用，维持反应溶液的扰动，为化学物质与重金属离子提供充分的接触机会，同时形成气—液两相流，缓解膜附近的浓差极化，去除膜表面附着的泥饼层，减小膜污染。曝气量是根据气水比来确定[4]。该工艺对废水中的每一种金属都能很好的去除，效果明显比化学法要好。尤其对浊度的去除，处理后的指标达到国家饮用水标准。同时在改变进水的重金属浓度条件下，处理效果仍然很好，说明系统的抗冲击能力比较强。
4. 化学法与化学沉淀—微滤法处理FGD废水比较分析
（1）去除效果的比较：化学—微滤工艺明显优越于化学法工艺。
（2）经济评价：化学—微滤工艺是在化学工艺的基础上发展起来的，用微滤膜过滤代替化学法中的混凝沉淀，以达到去除沉淀颗粒的目的，因此实际运行时前者可以省去混凝剂的费用，但增加了微滤膜的费用；化学—微滤一体化工艺只需一个反应器，比化学法节省两个反应器的费用；在实际运行时前者的能耗比后者的大。总体来说使用化学—微滤工艺的费用比化学法工艺更高。
（3）便捷程度：化学—微滤工艺占地小，自控程度强，易于操作，但运行过程中会造成膜的污染，需定期清洗。
5.结论
随着我国火电建设力度的加大和环保要求的提高，火力发电厂烟气排放中二氧化硫的整治工作也将更加深入，湿法脱硫工艺将在火力发电厂中广泛采用，因此脱硫废水处理系统也将在火力发电厂中大量使用。但是现阶段脱硫废水处理在国内还处在试验摸索阶段，在脱硫废水处理的研究、设计和生产等方面与国外相比，还存在很多不足，希望本文有借鉴意义。
参考文献
[1] 马新灵，邓德兵，向军等.燃煤电厂烟气脱硫研究进展[J].华中电力，2002，15（6）：69-72.
[2]许涛，张岗，高翔.大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫技术[J].湖北电力，2003，27（1）：23-25.
[3]Lefers， J.B.Broeke， W.F.van den， Venderbosch， H.W.Niet， J.de and A. Kettelarij Heavy Metal Removal from Waster Water from Wet Lime（stone）-Gypsum Flue Gas Desulfurization Plants. Water Research，1987 21（11）：1345～1354.
[4]周卫青.火力发电厂湿法烟气脱硫废水处理研究，北京交通大学，2006年33～34.
作者简介：张彦荣 山西大唐国际云冈热电有限责任公司设备部脱硫点检员
关键词：脱硫 废水 FGD
1. 脱硫废水的特点
脱硫废水中的杂质主要来自烟气、脱硫剂（目前湿法脱硫的脱硫剂大多用石灰石）和工艺水。其中，污染成分主要来自烟气，而烟气中的杂质又来源于煤的燃烧。煤中含有包括重金属在内的多种元素，这些元素在燃烧后生成多种化合物，其中气体化合物会随烟气进入脱硫系统，溶解于吸收浆液中。表1为某火电厂脱硫废水中主要杂质及其含量情况。脱硫废水的水质特点如下：
（1）脱硫废水呈弱酸性，PH值一般为4～6，明显低于GB8978-1D996《污水综合排放标准》中PH值为6～9的排放标准。
（2）悬浮物含量高，实验证明，脱硫废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅，以及铁、铝的氢氧化物。
（3）脱硫废水中的阳离子为钙、镁等离子，含量极高，铁、铝含量较高，其它重金属离子含量不高，但大多数都超过了GB8978-1D996《污水综合排放标准》中规定的排放指标。
（4）脱硫废水中的阴离子主要有Cl-、SO42-、SO32-、F-等。
（5）化学好氧量与通常的废水不同，在脱硫废水中，形成化学耗氧量的主要因素不是有机物，而是还原态的无机物连二硫酸盐。
2. 化学法处理FGD废水的研究
脱硫废水的处理，目前主要集中在中和废水的PH值，降低第一类污染物和一些重金属离子的浓度，使之达标排放。为此，国内外电厂均主要以化学处理为主，脱硫废水处理系统主要分为废水处理系统和污泥处理系统，其中废水处理系统又分为中和、沉降、絮凝、浓缩澄清几个工序。
（1）中和：废水处理的第一道工序就是中和，即在脱硫废水进入中和箱的同时加入一定量的5%的石灰乳溶液，将废水的PH值提高至9.0以上，使大多数重金属离子在碱性环境中生成难溶的氢氧化物沉淀。
（2）沉降：脱硫废水中加入石灰乳后，当PH为9.0～9.5时，大多数重金属离子均形成了难溶的氢氧化物；同时，石灰乳中的Ca2+还能与废水中的部分F-反应，生成难溶的CaF2，达到除氟的作用；经中和处理后的废水中Cd2+、Hg2+含量仍然超标，所以在沉降箱中加入有机硫化物（TMT15），使其与残余的离子态的Cd2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。
（3）絮凝：脱硫废水中的悬浮物含量较大，设计值为6000～12000mg/L，其中主要含有石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物。采用絮凝方法使胶体颗粒和悬浮物颗粒发生凝聚和聚集，从液相中分离出来，是一种降低悬浮物的有效方法。所以在絮凝箱中加入絮凝剂FeClSO4，使废水中的细小颗粒凝聚成大颗粒而沉积下来。在澄清池入口中心管处加入阴离子混凝剂PAM来进一步强化颗粒的长大过程，使细小的絮凝物慢慢变成粗大结实、更易沉积的絮凝体。
（4）浓缩澄清：絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清池中，絮凝物沉积在底部浓缩成污泥，上部则为处理出水。大部分污泥经污泥泵排到板框式压滤机，小部分污泥作为接触污泥返回中和反应箱，提供沉淀所需的晶核。上部出水溢流到出水箱，出水箱设置了监测出水PH和浊度的在线监测仪表，如果PH和浊度达到排水设计标准，则通过出水泵外排，否则将加酸调节PH或将其送回中和箱继续处理，直到合格为止。
该法处理后的脱硫废水，出水水质能达到国家环保总局制定的《污水综合排放标准》，且该法运行稳定，操作较简单，已经在我国的脱硫废水处理中得到应用，但该法抗冲击负荷能力比较差，水质变化波动大时，处理效果变差；且会产生大量的污泥，这些污泥的处理费用也比较高，如不处理，又将带来二次污染等问题[3]。
3. 化学-微滤法处理FGD废水的研究
废水在进入原水池后，由提升水泵提升至反应器，到达高水位时结束进水，投药泵与提升水泵同步启动，加入配比好的碱和硫化物，使混合液的PH和硫化物含量达到要求的值，药剂投加在进水结束前完成。此时反应器内发生相应的中和、硫化物沉淀反应，过一段时间后开始出水，出水采用间隙的方式，当到达低水位时停止出水，这时提升水泵与加药泵启动，开始下一个周期。装置的运行由可编程序控制器（PLC）控制。
该工艺采用连续曝气，其主要作用是代替化学法中的搅拌作用，维持反应溶液的扰动，为化学物质与重金属离子提供充分的接触机会，同时形成气—液两相流，缓解膜附近的浓差极化，去除膜表面附着的泥饼层，减小膜污染。曝气量是根据气水比来确定[4]。该工艺对废水中的每一种金属都能很好的去除，效果明显比化学法要好。尤其对浊度的去除，处理后的指标达到国家饮用水标准。同时在改变进水的重金属浓度条件下，处理效果仍然很好，说明系统的抗冲击能力比较强。
4. 化学法与化学沉淀—微滤法处理FGD废水比较分析
（1）去除效果的比较：化学—微滤工艺明显优越于化学法工艺。
（2）经济评价：化学—微滤工艺是在化学工艺的基础上发展起来的，用微滤膜过滤代替化学法中的混凝沉淀，以达到去除沉淀颗粒的目的，因此实际运行时前者可以省去混凝剂的费用，但增加了微滤膜的费用；化学—微滤一体化工艺只需一个反应器，比化学法节省两个反应器的费用；在实际运行时前者的能耗比后者的大。总体来说使用化学—微滤工艺的费用比化学法工艺更高。
（3）便捷程度：化学—微滤工艺占地小，自控程度强，易于操作，但运行过程中会造成膜的污染，需定期清洗。
5.结论
随着我国火电建设力度的加大和环保要求的提高，火力发电厂烟气排放中二氧化硫的整治工作也将更加深入，湿法脱硫工艺将在火力发电厂中广泛采用，因此脱硫废水处理系统也将在火力发电厂中大量使用。但是现阶段脱硫废水处理在国内还处在试验摸索阶段，在脱硫废水处理的研究、设计和生产等方面与国外相比，还存在很多不足，希望本文有借鉴意义。
参考文献
[1] 马新灵，邓德兵，向军等.燃煤电厂烟气脱硫研究进展[J].华中电力，2002，15（6）：69-72.
[2]许涛，张岗，高翔.大型燃煤发电厂锅炉烟气脱硫技术[J].湖北电力，2003，27（1）：23-25.
[3]Lefers， J.B.Broeke， W.F.van den， Venderbosch， H.W.Niet， J.de and A. Kettelarij Heavy Metal Removal from Waster Water from Wet Lime（stone）-Gypsum Flue Gas Desulfurization Plants. Water Research，1987 21（11）：1345～1354.
[4]周卫青.火力发电厂湿法烟气脱硫废水处理研究，北京交通大学，2006年33～34.
作者简介：张彦荣 山西大唐国际云冈热电有限责任公司设备部脱硫点检员