脫硫廢水污泥處置技術(shù)研究進展

趙宇明

摘 要：隨著我國環(huán)保形勢日趨嚴峻，脫硫廢水污泥排放量逐年增加，展開對污泥處理技術(shù)的相關(guān)研究，具有很大的應用價值和環(huán)保意義。本文通過對燃煤電廠的污泥樣本進行樣本分析，對化學淋洗法、電動法、微生物法進行多方面對比，分析出使用電動法耦合微波震動法對污泥重金屬回收效率高，操作簡單，無任何毒副作用，是我們下一步重點研究的方向。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水 污泥 重金屬 脫除技術(shù)

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（b）-0113-03

近年來，隨著我國環(huán)境問題的突出，政府對環(huán)境保護的要求越來越嚴格。燃煤電廠所排放的煙氣中含有大量的氮氧化物、二氧化硫和粉塵，對環(huán)境造成了嚴重污染。目前，我國燃煤電廠重點推廣使用的技術(shù)是石灰石-石膏濕法脫硫，脫硫效率高達95%以上且運行穩(wěn)定，該技術(shù)對煤質(zhì)含硫量變化適應性大、脫硫吸收劑的利用率高，使我國煙氣二氧化硫的排放情況得到極大改善。但是，濕法脫硫副產(chǎn)物-脫硫廢水越來越多，導致脫硫污泥也日益增加。

濕法脫硫廢水的水質(zhì)特征為弱酸性，懸浮物高，顆粒細小，主要成分為粉塵和脫硫產(chǎn)物（CaSO4、CaSO3），含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等，還有溶解性的Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金屬離子，經(jīng)常規(guī)單級處理工藝處理后，水質(zhì)可達到DL/T99-2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標》，其中大多數(shù)污染物質(zhì)富集到處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥中。

1 脫硫廢水污泥成分析

經(jīng)過對電廠脫硫污泥的分析，發(fā)現(xiàn)脫硫廢水污泥的性質(zhì)如表1所示：其中1#廣東省某電廠污泥樣品，2#代表某北方電廠污泥樣品。

脫硫污泥因為含有大量的CaSO4·2H2O石膏成分，黏性較大，脫水性能不好。因為石膏在結(jié)晶過程中把一部分的自由水結(jié)晶在石膏晶體內(nèi)部，造成脫硫廢水污泥的含水率上升。廢水中的Cl-和Ca2+會形成強吸水性Ca2Cl，污泥中的Ca2Cl存儲在石膏晶粒之間，加上廢水中的阻垢劑、殺菌劑和絮凝劑會大增加污泥的含水量和粘度[1]。

從表2可以看到脫硫污泥中含有Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg等重金屬元素。而且我們可以看出1#污泥樣品中檢測的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg8種重金屬中有5種重金屬Cr、Zn、As、Cd、Hg超標，2#污泥樣品有6種重金屬Cr、Ni、Zn、As、Cd、Hg超標。其中的As、Cd、Hg的超標倍數(shù)非常大，已經(jīng)大大超出農(nóng)用污泥的標準限值，如果不加處理，直接排放，會對環(huán)境污染造成很大的危害，所以必須對污泥進行重金屬處理，降低環(huán)境危害性。

2 污泥重金屬去除方法的方案對比

2.1 污泥重金屬脫除方法匯總

國內(nèi)外對污泥和土壤的重金屬處理已經(jīng)有了很多方法，主要可以分為兩大類，即穩(wěn)定固化重金屬和脫除重金屬。穩(wěn)定固化技術(shù)是通過化學法將重金屬以螯合物的形式固化在污泥和土壤中[2]。隨著污泥的外可氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為殘渣態(tài)，以此來降低重金屬的生物毒性和提高污泥生物有效性。該法工業(yè)應用成本低、可操作性強，短期效果明顯，國內(nèi)普遍使用此技術(shù)。但這種方法本身并不能降低污泥中重排和農(nóng)用，外界物理化學條件的改變，可能使重金屬再次分解和釋放，造成再次污染。因此需要對固化的污泥土壤進行長期跟蹤觀測。脫除重金屬技術(shù)就是將污泥和土壤中的重金屬去除掉，從根本上降低污染的風險源。目前常見的方法有化學淋洗法、電化學修復法、熱化學轉(zhuǎn)化法、生物修復法、生物淋濾法、吸附法等（見表3）。

2.2 污泥重金屬去除方法經(jīng)濟性分析

我們將微生物方法、化學方法和電化學方法從處理形式、處理費用等方面進行比較，結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，采用化學方法和微生物方法的處理費用較為接近，相對于電化學法更經(jīng)濟，且處理效果較好。電化學方法處理費用偏高，但其處理方式更便于操作。針對不同處理方法的優(yōu)缺點進行總結(jié)，結(jié)果如表5所示。

由于單獨使用一種方法進行污泥重金屬的去除存在很大不足，某一種方法只能對某個或者幾個脫除效果好，故課題組針對現(xiàn)有樣品采用其他輔助手段或使用兩種或多種脫除重金屬方法進行組合，能有效提高重金屬脫除率[5]。

目前主要采用的是電動+化學淋洗、淋洗+固化穩(wěn)定化、超聲+化學、微波+化學淋洗、超聲波+電動等。目前研究結(jié)果表明，采用微波輔助檸檬酸浸出城市污泥中的重金屬，發(fā)現(xiàn)較無微波條件下，重金屬浸出率平均提升了50.7%，反應時間縮短了8h，處理后污泥重金屬含量達到《農(nóng)用污泥中污染物控制標準》[6]。

3 結(jié)語

根據(jù)研究進展，對化學淋洗法、電動法、微生物法進行多方面對比，微生物法經(jīng)濟成本低，操作簡單，處理周期短，無二次污染。電動法有利于重金屬回收，處理速度快，一般只要幾個小時，操作簡單，無任何毒副作用，也是我們重點研究的方法。配合微波或超聲輔助法可以有效提高重金屬脫除效率，降低二次污染。但是具體脫除結(jié)果和成本隨著污泥中重金屬種類和含量變化，需要通過多次實驗后確定。

參考文獻

[1] 何世德，李銳.某電廠煙氣脫硫廢水處理工藝設(shè)計[J].環(huán)境科學與管理，2010，35（11）：84-85.

[2] 吳怡衛(wèi).石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水處理的研究[J].中國電力，2006，39（4）：75-78.

[3] 王璟，許臻.燃煤電廠脫硫廢水及泥渣中重金屬含量分析[J].熱力發(fā)電，2010，39（5）：54-58.

[4] 吳曉波.脫硫廢水處理系統(tǒng)工藝設(shè)計[J].西北電力技術(shù)，2004，32（6）：161-162.

[5] 楊發(fā)祥.淺談電廠脫硫廢水及其處理工藝[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010（3）：105.

[6] 莫華，吳來貴，周加桂.燃煤電廠廢水零排放系統(tǒng)開發(fā)與工程應用[J].合肥工業(yè)大學學報：自然科學版，2013，36（11）：1368-1372.