燃煤電廠脫硫廢水污泥的處置與綜合利用

周汛

摘要：本文主要闡述了燃煤火力發(fā)電廠產生的脫硫廢水污泥的特點，對脫硫廢水污泥的成分進行分析，根據脫硫污泥的特性，介紹了脫硫污泥處置的方法以及處理后污泥的綜合利用。

關鍵詞：脫硫廢水污泥；脫硫石膏；污泥處置；綜合利用

中圖分類號：X703 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）030-000-01

目前，燃煤電廠應用最廣泛的煙氣脫硫工藝是濕式石灰石一石膏法。采用濕式脫硫法處理煙氣將產生大量的脫硫石膏，脫硫石膏的處理和綜合利用是影響我國推廣濕式脫硫技術的關鍵因素之一。[1]我國脫硫石膏的年排放量日益上漲，大量堆積的脫硫石膏嚴重制約著企業(yè)的發(fā)展，綜合利用工業(yè)副產石膏，既有利于保護環(huán)境，又能節(jié)約能源和資源。根據脫硫污泥的成分分析及特性，制定脫硫污泥處理的技術路線為先對其進行改性、脫水、穩(wěn)定化后制保溫磚塊原料或水泥緩凝劑原料利用。

一、脫硫廢水污泥成分分析

脫硫污泥是懸浮物很高的脫硫廢水形成的剩余物，脫硫污泥的主要成分有灰分、石膏、氯離子及重金屬等組成。其中脫硫石膏（CaSO4·2H2O）的含量一般在90%～95%。

脫硫污泥具有鹽分高、不易脫水等特性。脫硫石膏在結晶過程中，把一定量的水留在了石膏晶體內部，造成石膏含水率上升。Ca2Cl留在石膏晶粒和晶粒之間，堵塞了游離水在結晶之間的通道，再有使石膏晶格發(fā)生畸變，產生更多的晶核，使石膏脫水變得困難，所以脫硫污泥含水率較高，粘性大，體積大。脫硫污泥非常不穩(wěn)定，含水煤灰、未反應的碳酸鈣、氧化鋁和氧化硅等。脫硫污泥中含有Hg，As，Cd，Cr，Pb，Ni，Zn，Cu等重金屬，如果不經過處理，會嚴重污染環(huán)境。

二、脫硫廢水污泥處理技術原理

在脫硫過程中，由于脫硫污泥含水率較高粘性較強，通過加入改性劑，可降低污泥顆粒與水分子的結和力，從而改善污泥的脫水性能。脫硫污泥中含有重金屬，通過改性后使重金屬鈍化、穩(wěn)定化。將改性后的污泥再進行脫水使其含水率達20%以下，并且達到《城鎮(zhèn)污水處理污泥處置園林綠化用泥質標準》GB/T23486其中的重金屬控制標準，處理后的脫硫廢水污泥再制成保溫磚塊原料、建筑石膏粉、水泥緩凝劑原料，土壤改良劑等。

三、脫硫廢水污泥的綜合利用

1.用作水泥緩凝劑

脫硫石膏主要成分與天然石膏相同，主要成分含CaSO42H2O。通過研究可知，脫硫石膏與天然石膏在物理性質、化學性質和礦物組成方面都極為相似。脫硫石膏可以代替天然石膏作為水泥中緩凝劑原料的使用，而脫硫石膏成本遠遠低于天然石膏，使用脫硫石膏代替天然石膏，既可以利用處置脫硫石膏這一固體廢物，又可以節(jié)約水泥生產成本。[2]另外，由于脫硫石膏中有部分未反應的碳酸鈣和脫硫石膏里可溶性鈉鹽鉀鹽的存在，摻入脫硫石膏的水泥其強度有一定的提高，有利于激發(fā)混合材的活性，對水泥硬化漿體的結構與性能也有改善作用，促進水泥強度的發(fā)展。

2.制成脫硫石膏保溫砌塊

脫硫石膏經過煅燒后，摻入外加劑粉煤灰和水攪拌，入模成型，后經干燥后制成脫硫石膏砌塊，這種脫硫石膏砌塊性能良好、強度與耐水性明顯優(yōu)于普通建筑石膏制品。脫硫石膏砌塊的技術經濟性好，市場競爭力強，采用石膏基復合膠結材生產砌塊，其強度、耐水性明顯提高，成本明顯降低。該保溫砌塊有質量輕、絕熱性能良好、保溫性強、可加工性好、強度好、耐水性高、不可燃燒性等特點，可用于制作輕質墻體材料。脫硫石膏保溫砌塊大量利用煙氣脫硫石膏與粉煤灰等工業(yè)固體廢物，既能節(jié)能利廢，又能節(jié)約生產成本。

3.作為建筑石膏粉

脫硫石膏脫水干燥后，經煅燒成半水石膏可生產建筑石膏粉。脫硫建筑石膏晶體結構是短柱狀，晶體接觸點間壓力較小，是一種緊密的晶體結構；天然建筑石膏水化產物的晶體結構是針狀和片狀，晶體接觸點間壓力較大，晶體結構疏松。脫硫建筑石膏晶體結構比天然石膏結構緊密、致密，有較大的表觀密度，所以脫硫石膏生產的建筑石膏比天然建筑石膏性能更優(yōu)異，強度比國家標準規(guī)定的優(yōu)等品強度值高，以煙氣脫硫石膏為原料制成的建筑石膏性能優(yōu)異，強度比國家標準規(guī)定的優(yōu)等品強度值高40%-45%，是目前國內建筑石膏強度最高的品種。其生產電耗比天然石膏低40%-60%，生產成本則為天然石膏成本的70%-80%。

4.用作土壤改良劑

除了工業(yè)應用，脫硫石膏還可以用于土壤的改良。脫硫石膏含硫酸鈣、亞硫酸鈣，并含有植物必須的或有益的鍶、鈣、硅等礦物營養(yǎng)，在土壤改良上也有很大的應用前景[3]。

（1）對酸性土壤的改良

脫硫石膏對酸性土壤的改良，主要體現在能促進植物的生長效應。脫硫石膏中含有大量的營養(yǎng)元素，給植物的生長提供了必要的礦物營養(yǎng)，同時，脫硫石膏的施用顯著地增加了土壤pH，降低了酸性土壤上Al和Mn的毒性。另外，脫硫石膏又增強了酸性土壤的離子吸附能力，提高土壤持水性和陽離子交換量，促進植物對養(yǎng)分的吸收。

（2）對堿性土壤的改良

脫硫石膏能顯著降低堿化土壤的堿化度、鈉吸附比和pH值。脫硫石膏中的鈣離子，能與鹽堿化土壤中的碳酸氫鈉、碳酸鈉發(fā)生化學反應，生成碳酸氫鈉和硫酸鈉，大大降低了鹽堿化土壤的堿性，消除了鹽堿化土地對作物的毒害，同時游離的鈣離子代替了鈉離子，增加了鹽堿化土壤的抗堿能力，又補充了鹽堿化土壤的活性鈣，促進植物的生長。

四、結語

脫硫廢水污泥即脫硫石膏的處置和綜合利用，一方面有利于保護我國日益枯竭的天然石膏資源，減少了對天然石膏資源的濫采濫用，更好地貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益，解決了我國脫硫石膏的年排放量日益上漲及大量堆積的脫硫石膏的問題。另一方面，脫硫石膏在工業(yè)農業(yè)上的利用成本比天然石膏更低，有利于節(jié)能利廢，節(jié)約生產成本，為企業(yè)帶來一定的經濟效益。因此，我國目前需大力推廣對脫硫石膏等工業(yè)廢棄物的合理利用，做到既保護環(huán)境又促進經濟發(fā)展。

參考文獻：

[1]曾振國，蘇海娟，季獻華.電廠脫硫廢水污泥脫水系統(tǒng)的設計[J].產業(yè)與科技論壇.2011，（10）：71.

[2]王方群，原永濤，齊立強.脫硫石膏性能及其綜合利用[J].粉煤灰綜合利用，2004，NO.1：41-44.

[3]劉小琴，秦鴻根，陳惠蘇.脫硫石膏的特性及利用[J].粉煤灰，2010，（4）：43-46.