【摘 要】燃煤电厂脱硫废水由于含有多种重金属以及高浓度的悬浮物、无机盐，脱硫废水处理工作不到位，就会对环境造成很大破坏，因此，必须加强对脱硫废水的处理。本文对脱硫废水的性质和处理必要性进行分析，介绍了几种当前燃煤电厂脱硫废水处理工艺，并以某工厂为例介绍了其脱硫废水的处理工艺。
【关键词】燃煤电厂；脱硫；废水处理
一、脱硫废水的性质和处理必要性
（一）脱硫废水的性质
脱硫废水具有水质和水量不稳定的特点。脱硫废水总的特点是悬浮物和COD较高，易沉淀，含有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。湿法脱硫废水的主要特征是：
1、呈现弱酸性，pH值约4～6；悬浮物高，但颗粒细小，主要成分为粉尘和脱硫产物（CaSO4和CaSO3）；
2、含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金属离子。
（二）脱硫废水处理的必要性
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。
脱硫废水中的杂质主要包括悬浮物、高浓度的亚硫酸盐、硫酸盐、氟化物以及重金属。这些杂质与电厂的其它工业废水性质完全不同，所以应进行单独处理。
二、当前燃煤电厂脱硫废水处理工艺
（一）水力排渣工艺
经过常规处理的脱硫废水直接排入电厂水力排渣系统（ 即渣水系统），脱硫废水中的重金属或酸性物质与碱性的渣水发生反应，一方面渣水处理系统的过滤作用可以截留脱硫废水中的杂质以及渣水与脱硫废水中和反应生成的固体物质，达到去除脱离废水中杂质的目的；另一方面，脱硫废水中的水作为渣水系统水源的补充，减少渣水系统的新鲜水用量，还起到一定的节能作用。
该方法基本不需要对水力除灰系统进行任何改造，也不需要额外增加水处理设备，具有投资省、运行方便的优点。如果脱硫废水的流量较小，小于渣水系统的消耗量，那么就可以实现脱硫废水的零排放。该方法在国内很多采用湿法排渣的电厂中得到应用[4][5]。应用该方案受到排渣方式的限值，并不适宜用于所有电厂，如果脱硫废水量过大，做不到渣水系统水量平衡，废水仍需对外排放。此外，脱硫废水中的高浓度氯离子对渣水系统的金属管道的腐蚀，脱硫废水中的重金属等杂质对灰渣的影响，仍有待观察。
（二）离子交换法
离子交换法在离子交换器中进行，用大孔巯基（―SH）离子交换树脂吸附汞离子，达到去除水中汞离子的目的。这个过程是可逆的，离子交换树脂可以再生，一般用于二级处理。Giravanti等人用大孔弱酸离子交换树脂PuroliteC106（该树脂具有抗有机污染能力强和机械破损少等特点）来处理含铬电厂废水，SKocaoba等人用强酸阳离子交换树脂Amberlite1R120来去除和回收废水中的铬和镉，FethiyeGode等人用螯合树脂Chelex100去除废水中的Cr3+和用交换容量较大的二甲基离子交换树脂LewatitM610去除废水中的Cr6+。SRengar等人用阳离子交换树脂1200H、1500H、IRN97H去除和回收核电站冷却废水中的铬，用IRN77和SKN1树脂处理合成冷却水中的铬。
（三）利用粉煤灰处理脱硫废水
粉煤灰在其它废水处理上的应用研究已有很多报道，其中也包含许多关于处理重金属废水的研究，但将其用于处理脱硫废水尚未见报道。利用电厂的粉煤灰处理脱硫废水是一种以废治废的治理途径。
粉煤灰具有作为水处理剂的2个特点：（1）粉煤灰中含有一定量且溶于水的碱性物质和钙离子，其中碱性物质主要是游离的氧化钙；（2）粉煤灰是多孔物质，对污染物具有较大的吸附能力。若粉煤灰处理后的废水中第一类污染物质含量达标，出水便可与其它废水联合排放。由于脱硫废水水量很小，处理后的水与其它废水混合排放前，各项指标均满足排放标准，所以无需在最后的处理步骤中加酸以使其pH值达标，从而节约了药品用量。
处理后的沉淀粉煤灰应单独存放或处置，另外利用粉煤灰处理脱硫废水比一般的脱硫废水处理方式所形成的污泥量多。因此，采用单独小灰场进行自然沉淀、澄清以及固体废物的存放，或修建便于定期机械清泥的自然沉淀池。
（四）海水法
海水法烟气脱硫是利用海水的天然碱度脱除烟气中SO2的湿法脱硫技术，具有脱硫效率高、节能、环保等优点。国内外不少学者对海水脱硫的原理进行了研究，认为其基本原理为：SO2被吸收到海水中电离生成与海水中具有缓冲作用的HCO3-反应生成CO2和H2O，因此海水对SO2具有比水更大的吸收能力。海水中的S（Ⅳ）在O2的作用下氧化成稳定的S（Ⅵ），随海水排放至海中。反应方程式如式：
Andeasen等研究了海水中影响脱硫效率的因素，发现海水的天然碱度是影响脱硫效率的主要因素。此外海水的盐度和等微量元素的存在也会对海水吸收SO2过程产生影响，但影响较天然碱度小。
三、燃煤电厂脱硫废水处理应用
某电厂脱硫废水采用二级预处理工艺，大大降低废水中悬浮物的含量，预处理系统的出水再进入深度处理系统：包括脱硫废水“预处理+蒸发+结晶”工艺的。
（一）脱硫废水预处理系统
电厂脱硫废水预处理系统通过投加石灰和碳酸钠来降低水中的钙镁含量，从而达到软化处理的目的。系统设计为两级反应加沉淀和澄清处理。一级反应为石灰处理，在一级反应器内投加石灰，调节废水的pH值。如果为了达标排放，则把pH值调到9～9.5之间；若还需进行软化处理，则把pH值调到10以上。系统可以根据不同的要求调整pH值，一级反应器内装有在线pH计，自动控制加石灰量。二级反应主要为脱钙处理，在二级反应器内投加碳酸钠，使废水中的Ca2+形成碳酸钙沉降。对二级出水投加盐酸，根据废水达标排放的要求或后续蒸发结晶系统的要求，调节pH值（图1）。
（二）脱硫废水深度处理
脱硫废水预处理清水箱中的废水经预热器加热后，进入蒸发系统。蒸发系统主要分为四个部分：热输入部分，热回收部分、结晶转运部分、附属系统部分。
从室外蒸汽管网接入蒸汽，经减温减压器后，送至蒸汽储罐稳压后成为低压蒸汽，再送给EV101加热室，加热废水。经热交换后的冷凝水进入冷凝水桶，冷凝水桶出口分为两路，一路经减温水泵给蒸汽管路上的减温减压器供减温水，另一路可直接排至冷水池。电厂来减温水经冷凝水遥控阀进入减温水桶，减温水桶里的水通过启动补充冷凝水遥控阀为冷凝水桶补充冷凝水，在启动初期需要由电厂来减温水为蒸汽管路提供减温水。
在加热器内，低压蒸汽与在热交换管内流动的循环盐水进行热交换，将循环盐水加热沸腾，经过盐水加热器加热沸腾的盐水依次流过各个闪蒸室并在每个闪蒸室底部进行闪蒸，蒸发出的二次蒸汽依次作为下一级加热器的热交换工质，与安装在蒸发器上部的热交换管进行热交换，并冷凝下来。在热回收部分，通过逐级提升热交换管内循环盐水的温度来回收凝结蒸汽的潜热；这样可以获得更高的热效。脱硫废水经四级蒸发室加热浓缩后送至盐浆桶，通过两台盐浆泵送入盐旋流器，旋流器将大颗粒的盐结晶旋流后落入下方的离心机。离心机分离出的盐晶体通过螺旋输送机送至干燥床进行加热，使盐晶体完全干燥。旋流器和离心机分离出的浆液返回到加热系统中进行再次加热蒸发浓缩。干燥后的盐结晶通过汽车运输出厂。
参考文献：
[1]魏代波，郑爽英，蒋利鑫，等.湿法烟气脱硫废水处理技术探讨[J].环境科学与管理，2006，31（5）.
[2]周祖飞.湿法烟气脱硫废水的处理[J].电力环境保护，2011，31（5）.
[3]河北省电力试验研究所.火力发电厂水系统综合技术[M].北京：机械工业出版社，2010.
[4]王卫华.火力发电厂的废水再生回用研究[J].山西电力，2007（1）.
[5]韦国平.对火电厂脱硫废水进行单独处理的必要性[J].热力发电，2006（9）.
[6]罗渊涛，姜威.火力发电厂烟气脱硫废水处理[J].黑龙江电力，2007，29（3）.
【关键词】燃煤电厂；脱硫；废水处理
一、脱硫废水的性质和处理必要性
（一）脱硫废水的性质
脱硫废水具有水质和水量不稳定的特点。脱硫废水总的特点是悬浮物和COD较高，易沉淀，含有过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。湿法脱硫废水的主要特征是：
1、呈现弱酸性，pH值约4～6；悬浮物高，但颗粒细小，主要成分为粉尘和脱硫产物（CaSO4和CaSO3）；
2、含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸盐等；还有Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金属离子。
（二）脱硫废水处理的必要性
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。
脱硫废水中的杂质主要包括悬浮物、高浓度的亚硫酸盐、硫酸盐、氟化物以及重金属。这些杂质与电厂的其它工业废水性质完全不同，所以应进行单独处理。
二、当前燃煤电厂脱硫废水处理工艺
（一）水力排渣工艺
经过常规处理的脱硫废水直接排入电厂水力排渣系统（ 即渣水系统），脱硫废水中的重金属或酸性物质与碱性的渣水发生反应，一方面渣水处理系统的过滤作用可以截留脱硫废水中的杂质以及渣水与脱硫废水中和反应生成的固体物质，达到去除脱离废水中杂质的目的；另一方面，脱硫废水中的水作为渣水系统水源的补充，减少渣水系统的新鲜水用量，还起到一定的节能作用。
该方法基本不需要对水力除灰系统进行任何改造，也不需要额外增加水处理设备，具有投资省、运行方便的优点。如果脱硫废水的流量较小，小于渣水系统的消耗量，那么就可以实现脱硫废水的零排放。该方法在国内很多采用湿法排渣的电厂中得到应用[4][5]。应用该方案受到排渣方式的限值，并不适宜用于所有电厂，如果脱硫废水量过大，做不到渣水系统水量平衡，废水仍需对外排放。此外，脱硫废水中的高浓度氯离子对渣水系统的金属管道的腐蚀，脱硫废水中的重金属等杂质对灰渣的影响，仍有待观察。
（二）离子交换法
离子交换法在离子交换器中进行，用大孔巯基（―SH）离子交换树脂吸附汞离子，达到去除水中汞离子的目的。这个过程是可逆的，离子交换树脂可以再生，一般用于二级处理。Giravanti等人用大孔弱酸离子交换树脂PuroliteC106（该树脂具有抗有机污染能力强和机械破损少等特点）来处理含铬电厂废水，SKocaoba等人用强酸阳离子交换树脂Amberlite1R120来去除和回收废水中的铬和镉，FethiyeGode等人用螯合树脂Chelex100去除废水中的Cr3+和用交换容量较大的二甲基离子交换树脂LewatitM610去除废水中的Cr6+。SRengar等人用阳离子交换树脂1200H、1500H、IRN97H去除和回收核电站冷却废水中的铬，用IRN77和SKN1树脂处理合成冷却水中的铬。
（三）利用粉煤灰处理脱硫废水
粉煤灰在其它废水处理上的应用研究已有很多报道，其中也包含许多关于处理重金属废水的研究，但将其用于处理脱硫废水尚未见报道。利用电厂的粉煤灰处理脱硫废水是一种以废治废的治理途径。
粉煤灰具有作为水处理剂的2个特点：（1）粉煤灰中含有一定量且溶于水的碱性物质和钙离子，其中碱性物质主要是游离的氧化钙；（2）粉煤灰是多孔物质，对污染物具有较大的吸附能力。若粉煤灰处理后的废水中第一类污染物质含量达标，出水便可与其它废水联合排放。由于脱硫废水水量很小，处理后的水与其它废水混合排放前，各项指标均满足排放标准，所以无需在最后的处理步骤中加酸以使其pH值达标，从而节约了药品用量。
处理后的沉淀粉煤灰应单独存放或处置，另外利用粉煤灰处理脱硫废水比一般的脱硫废水处理方式所形成的污泥量多。因此，采用单独小灰场进行自然沉淀、澄清以及固体废物的存放，或修建便于定期机械清泥的自然沉淀池。
（四）海水法
海水法烟气脱硫是利用海水的天然碱度脱除烟气中SO2的湿法脱硫技术，具有脱硫效率高、节能、环保等优点。国内外不少学者对海水脱硫的原理进行了研究，认为其基本原理为：SO2被吸收到海水中电离生成与海水中具有缓冲作用的HCO3-反应生成CO2和H2O，因此海水对SO2具有比水更大的吸收能力。海水中的S（Ⅳ）在O2的作用下氧化成稳定的S（Ⅵ），随海水排放至海中。反应方程式如式：
Andeasen等研究了海水中影响脱硫效率的因素，发现海水的天然碱度是影响脱硫效率的主要因素。此外海水的盐度和等微量元素的存在也会对海水吸收SO2过程产生影响，但影响较天然碱度小。
三、燃煤电厂脱硫废水处理应用
某电厂脱硫废水采用二级预处理工艺，大大降低废水中悬浮物的含量，预处理系统的出水再进入深度处理系统：包括脱硫废水“预处理+蒸发+结晶”工艺的。
（一）脱硫废水预处理系统
电厂脱硫废水预处理系统通过投加石灰和碳酸钠来降低水中的钙镁含量，从而达到软化处理的目的。系统设计为两级反应加沉淀和澄清处理。一级反应为石灰处理，在一级反应器内投加石灰，调节废水的pH值。如果为了达标排放，则把pH值调到9～9.5之间；若还需进行软化处理，则把pH值调到10以上。系统可以根据不同的要求调整pH值，一级反应器内装有在线pH计，自动控制加石灰量。二级反应主要为脱钙处理，在二级反应器内投加碳酸钠，使废水中的Ca2+形成碳酸钙沉降。对二级出水投加盐酸，根据废水达标排放的要求或后续蒸发结晶系统的要求，调节pH值（图1）。
（二）脱硫废水深度处理
脱硫废水预处理清水箱中的废水经预热器加热后，进入蒸发系统。蒸发系统主要分为四个部分：热输入部分，热回收部分、结晶转运部分、附属系统部分。
从室外蒸汽管网接入蒸汽，经减温减压器后，送至蒸汽储罐稳压后成为低压蒸汽，再送给EV101加热室，加热废水。经热交换后的冷凝水进入冷凝水桶，冷凝水桶出口分为两路，一路经减温水泵给蒸汽管路上的减温减压器供减温水，另一路可直接排至冷水池。电厂来减温水经冷凝水遥控阀进入减温水桶，减温水桶里的水通过启动补充冷凝水遥控阀为冷凝水桶补充冷凝水，在启动初期需要由电厂来减温水为蒸汽管路提供减温水。
在加热器内，低压蒸汽与在热交换管内流动的循环盐水进行热交换，将循环盐水加热沸腾，经过盐水加热器加热沸腾的盐水依次流过各个闪蒸室并在每个闪蒸室底部进行闪蒸，蒸发出的二次蒸汽依次作为下一级加热器的热交换工质，与安装在蒸发器上部的热交换管进行热交换，并冷凝下来。在热回收部分，通过逐级提升热交换管内循环盐水的温度来回收凝结蒸汽的潜热；这样可以获得更高的热效。脱硫废水经四级蒸发室加热浓缩后送至盐浆桶，通过两台盐浆泵送入盐旋流器，旋流器将大颗粒的盐结晶旋流后落入下方的离心机。离心机分离出的盐晶体通过螺旋输送机送至干燥床进行加热，使盐晶体完全干燥。旋流器和离心机分离出的浆液返回到加热系统中进行再次加热蒸发浓缩。干燥后的盐结晶通过汽车运输出厂。
参考文献：
[1]魏代波，郑爽英，蒋利鑫，等.湿法烟气脱硫废水处理技术探讨[J].环境科学与管理，2006，31（5）.
[2]周祖飞.湿法烟气脱硫废水的处理[J].电力环境保护，2011，31（5）.
[3]河北省电力试验研究所.火力发电厂水系统综合技术[M].北京：机械工业出版社，2010.
[4]王卫华.火力发电厂的废水再生回用研究[J].山西电力，2007（1）.
[5]韦国平.对火电厂脱硫废水进行单独处理的必要性[J].热力发电，2006（9）.
[6]罗渊涛，姜威.火力发电厂烟气脱硫废水处理[J].黑龙江电力，2007，29（3）.
