石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水處理研究

韓子華

（山東畜牧獸醫職業學院，山東濰坊 261061）

隨著我國社會經濟的高速發展，人們生活質量水平得到了顯著提升，人們對于生活環境質量以及環保意識逐漸提高。這一舉措對我國脫硫廢水處理提出了更高的要求。石灰石-石膏濕法脫硫廢水處理技術具有效率高、穩定性強的特點，在電廠煙氣處理中應用較為廣泛。脫硫廢水水質成分較為龐雜，其中涵蓋了懸浮物、硫酸鹽、氟化物等多種污染物，這些第一類污染物對我國環境保護造成一定影響。隨著我國社會經濟的高速發展，人們對生活提出了更高要求，其中，針對脫硫廢水的處理，我國有關人員積極投入研究。如何結合實際情況，針對脫硫廢水展開有效處理，以此提高其利用性，實現環境保護，降低能源損失，是我國現階段有關人員的主要思考方向。

1 脫硫廢水的水量、水質

1.1 脫硫廢水的形成

為保障脫硫設施漿液循環系統的物料平衡，規避煙氣中含有的氯超過標準值，提高石膏質量，須從系統中排放一定的水量。廢水主要來自石膏脫水和清洗系統。廢水中的雜質主要有懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽和重金屬等，其中許多是國家環保標準中嚴格控制的一級污染物。

1.2 影響脫硫廢水水量的主要因素

在物料平衡系統中，脫硫廢水的水力、煙氣所含有的氯化氫、氫氟酸、吸收塔漿液C1-濃度，這些都與脫硫水水質有直接關系。脫硫廢水處理過程中，C1-物料平衡如圖1所示[1-3]。

圖1 吸收塔 C1-物料平衡

結合圖1所示，可以通過公式得出相應脫硫廢水量如下：

式中：脫硫用水量為 Qp，L/h；脫硫用水中的氯離子質量濃度為ρp，mg/L：廢水的水量為Qw，L/h；脫硫廢水水量為Qw，L/h；氯離子濃度為ρw，mg/L；石膏產量為Qg，kg/h；石膏中 Cl 質量分數為ρg，%；進入吸收塔的煙氣量為 Qf0，m3/h；進入吸收塔的煙氣Cl 質量濃度為ρf0，mg/m3；離開吸收塔的煙氣量為Qf1，m3/h；離開吸收塔的煙氣Cl 質量濃度為ρf1，mg/m3。

Qp、ρp、Qf0、ρf0可在脫硫工藝原始資料中得到，出口煙氣、石膏的C1可視為零，進而式（1）演變為：

依托式（2）可以得出，經過吸收塔內煙氣量，其閾值超過標準界限，廢水水量、煙氣所含氯化氫、氫氟酸，脫硫用水C1-濃度，塔內C1控制質量，都存在一定的直接性聯系。結合式2可以得出以下結論：

（1）煙氣中的氯化氫、氫氟酸，將直接決定脫硫廢水的廢水量。其中，煙氣中的氯化氫、氫氟酸，主要源于機制燃煤，燃煤中的C1含量越高，煙氣所含質量越高，致使氯化氫、氫氟酸濃度不斷提高，所產生的脫硫廢水量也會隨之提高。鑒于此，在實踐處理中，有關人員應根據原煤中Cl（F）以及煙氣中的HC1（HF）的含量實施測定[4-5]。

（2）吸收塔C1-的控制質量，將直接決定脫硫廢水水量。漿液中的C1-會直接導致石膏的質量下降，影響脫硫效率的同時，設備防腐性質量要求提高；如在漿液中C1-含量較低，廢水量就會較大，處理廢水的成本以及處理量都會直線提高。鑒于此，對于脫硫廢水的C1-質量，應將其控制并保持在0～20g/L， 以此保障企業經濟效益。

（3）脫硫廢水水量與脫硫工藝用水的 Cl-質量濃度存在一定關系。脫硫工藝用水的 Cl-質量濃度高，則會導致脫硫廢水量較大。鑒于脫硫工藝用水的 Cl-質量濃度不超過0.1g/L，較脫硫廢水中的 Cl-質量濃度而言，其濃度較小。因此，脫硫工藝用水的 Cl-質量濃度，與脫硫廢水的水量有直接關系。

通過公式的演算，不僅可以提高脫硫廢水處理效率，同時也可根據其水量進行針對性的處理，為我國生態環保建設提供有效力量。

2 脫硫廢水處理方法

脫硫廢水是火電廠最難處理的廢水之一。目前，我國較常規的處理方法是確定脫硫廢水水質，針對所含污染物，進行原則性處理工藝。

2.1 排至除灰系統

在處理廢水中，依托水力除灰系統，將脫硫廢水送至水力除灰系統，在此基礎上與灰漿一起處理。酸性脫硫廢水和水力除灰系統將液體熔融并中和灰水。針對干灰系統的電廠，若沒有設置脫硫廢水處理系統，可將脫硫廢水送至干灰場。

此技術具有投資節約、操作簡便的優點，在實踐過程中具有一定的實用性，并可以減輕企業剛性支出。但由于其系統特性，導致管道出現腐蝕性，適用于沒有石膏副產品，綜合利用的濕法脫硫系統。

2.2 化學沉淀技術

此技術在處理中，依托化學原理，通過中和、沉淀、混凝以及澄清四個環節。在處理過程中，中和、沉淀主要負責調節廢水的pH。其中，常用的堿性中和劑中，包括石灰以及石灰石。重金屬沉淀主要是通過加入堿中和反應廢水中的硫離子、有機硫促進Hg2+和Pb2-等離子體實現硫化物沉淀。現階段我國電廠處理脫硫廢水中，普遍采用tmt15硫化劑；在混凝、沉淀的環節中，主要負責剔除廢水中的懸浮物，利用絮凝劑實現混凝處理。而澄清的處理中，依托澄清池，將進入澄清池的廢水濃縮，進而形成重力沉降，上清液到達排放標準。

此方式在我國應用較為廣泛，適用于對出水水質標準要求不高的廢水實施處理。該方式可以有效地降低脫硫廢水中的懸浮物。但在現階段我國沉淀技術處理中，處理后的廢水，其中鹽量成分較高，且C1-的含量可達到2%～4%，如直接排放，會對周圍生態環境造成一定的影響[6-7]。

2.3 噴霧蒸發處理技術

脫硫廢水經預沉池初始分離后，廢液經過高壓泵的輸送，在除塵設置前的高溫煙氣中停留，由煙氣霧化器中的噴嘴霧化，稱為噴淋蒸發處理系統。在脫硫廢水處理過程中，廢水液底通過吸收煙氣，進而迅速蒸發形成蒸汽。廢水通過蒸發處理，其含有的雜質、粉灰都被電除塵器中的電機捕獲，與粉塵一起排放；在脫硫塔中，由于脫硫塔內設置噴淋冷卻功能，使得水冷凝進入了脫硫塔漿液循環系統。通過水分的加入，可以排入汽提塔漿液循環系統，從一定程度上全面降低需水量，對脫硫系統的處理起到了良好的提高作用。此技術在使用的過程中，利用電廠煙氣的特性，實現脫硫廢水零排放的目的，對我國工業化、現代化的建設而言，此技術存在深遠意義，具有較大工程應用價值。

2014年6月，我國某電廠在2×600MW 的機制上，進行了噴霧蒸發處理脫硫廢水試運行實驗。此處理技術在處理中，實現了設備少、投資輕、運行成本低、運行管理方便等優點，還在一定程度上達到了脫離廢水的零排放。但此技術在我國現階段脫硫廢水處理技術中，仍存在一定不穩定、不可靠因素。

2.4 蒸發濃縮技術

蒸發濃縮技術主要通過四個環節（加熱、熱回收、排熱、附屬系統）實現廢水處理。首先，在加熱器中，流經換熱管的低壓蒸汽和循環鹽水經加熱沸騰后，依次進入各閃蒸室。蒸發的水蒸氣依靠除霧器和蒸發器上的非換熱管實現換熱和冷連接。在這一過程中，各級的蒸汽冷凝水，通過換熱管下收集的蒸餾水，有效地形成了固液分離。

此項技術工藝較為簡單，且蒸發回水的水質量較為良好，但其脫硫廢水處理工藝成本較大，故此在實際電廠中，此方式較為少見。

2.5 膜分離技術

膜分離作為一種比較新的液體分離技術，其高效性能，一直在電力、石化等領域得到廣泛的應用。我國教授針對脫硫廢水，提出了反滲透濃縮法的處理方法。在國外專家實驗中，采取了親水性、疏水性微薄膜，針對沉淀脫硫廢水展開了深度處理，通過實驗得出，經此技術處理，其水質符合該國污染物排放的標準。

此技術較其他處理技術而言，其整體投資性較低，但其自身技術特殊性，對進水有一定需求，導致在進入膜反應系統前，有關人員需對廢水進行預處理，在實踐處理中較為復雜，且回收水整體水質較蒸發濃縮法差，無法實現廢水完全回收。

3 結束語

社會現代化、工業化建設，為我國社會經濟建設提供了有力支撐。在我國大力提倡生態環境保護下，人們對于生態環境的質量以及生態環境保護意識逐漸提高，加之我國對環保業的大力發展，使我國廢水處理規范化、標準化。鑒于此，應全面提高廢水處理重視度。其中，我國針對脫硫廢水處理發展較為緩慢，多數電廠只是進行簡單的物化處理后直接排放，對環境造成一定污染影響的同時，浪費了大量的水資源。為了響應國家生態環境建設，提高廢水的綜合利用性，針對廢水處理，應進一步深度研究，全面提高脫硫廢水處理效果，是我國現階段諸多有關人員重點探析的方向。