脫硫廢水零排放深度處理工藝研究

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:脫硫廢水含有多種污染物，如COD、SS、氟化物、微量重金屬等有害離子，同時具有極高含鹽量、極高硬度和極低堿度的特點。根據(jù)我國目前針對各種工業(yè)廢水排放的嚴格把控和高排放標準的要求，脫硫廢水零排放將是未來脫硫廢水處理的最終趨勢?；诖?，本文論述脫硫廢水深度處理回用及零排放的新型工藝方法。

關鍵詞：脫硫廢水;零排放;蒸發(fā)結晶

我國是世界上煤炭利用的大國，發(fā)電廠主要以火電為主，火力發(fā)電不可避免地會產(chǎn)生二氧化硫，二氧化硫的排放是酸雨、灰霾等惡劣天氣形成的主因[1]。目前，我國煙氣脫硫主要采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝。其采用鈣基吸收劑作為脫硫劑，在與煙氣接觸過程中，煙氣中的二氧化硫被除去。同時，燃煤煙氣中含有的一些重屬、COD、鹽等污染物也進入到脫硫漿液中，這就決定了脫硫廢水水質一般呈弱酸性。

對于脫硫廢水的水質控制一直沒有相應的國家標準，只有電力行業(yè)的標準(DL/T997-2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》)[2]。此標準中對脫硫廢水有害物質主要包括總汞、鎘、鉛、鎳等指標進行了限制，但是整體排放標準要求較低。

1脫硫廢水水質

脫硫廢水的具體成分與脫硫所采用的處理工藝有關，我國采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝所產(chǎn)生的脫硫廢水，水質與運行管理也有很大的關系。根據(jù)國內(nèi)電力行業(yè)脫硫系統(tǒng)運行的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，脫硫廢水基本具有以下特點[3]：①水質呈弱酸性，pH為4.0～6.0;②懸浮物含量高，>1萬mg/kg;③COD濃度在1000mg/kg左右;④TDS濃度在2萬～3萬mg/kg，主要為Na+、SO42-、SO32-、CL-等離子;⑤硬度1萬，以碳酸鈣計;⑥鉛、汞、鎘、鉛、鎳、鉻和砷等有害重金屬離子均有所超標。

目前我國脫硫廢水的處理主要包括脫硫廢水預處理、脫硫廢水回用、脫硫廢水零排放這幾個階段。根據(jù)我國目前針對各種工業(yè)廢水排放的嚴格把控和高排放標準。

2脫硫廢水預處理工藝

2.1沉降池

沉降池主要起到預沉作用，脫硫廢水中含有的懸浮物含量很高，通過預沉池沉淀排泥可以減輕后續(xù)工藝運行排泥負荷，不僅可以保證后續(xù)化學沉淀的穩(wěn)定運行，而且可以大大降低運行成本。沉降池一般設置8h停留時間，大量懸浮物在此去除通過排泥泵排放，懸浮物在這部分的去除率在70%左右。

2.2化學沉淀

化學沉淀主要是采用在脫硫廢水中加入化學藥劑的方法，來去除水中含有的懸浮物、硬度、硅化物、堿度和有害重金屬離子。目前國內(nèi)主要應用最廣泛的化學沉淀方法是三聯(lián)箱化學沉淀法。三聯(lián)箱化學沉淀法具體步驟如下：①廢水中和，在第1個箱中加入適量的石灰或者液堿將pH調至10.0左右，這樣能夠有效去除水中的金屬離子;②反應池沉淀，在第2個箱中加入TMT-15，主要用來去除汞、鉛等重金屬離子;③絮凝，在第3個箱中加入一定量的絮凝劑及助凝劑，目的是沉淀物形成大顆粒，增加沉淀效果;④濃縮澄清，在澄清池中將污泥沉淀物進行排放，經(jīng)過污泥壓濾機后外運，上部是化學沉淀處理后的凈水。

3脫硫廢水深度處理工藝

因三聯(lián)箱工藝處理后的脫硫廢水不能滿足國家對廢水排放日益提高的標準要求，目前提出需要采用深度的處理工藝：脫硫廢水回用和零排放工藝。

3.1脫硫廢水回用

隨著反滲透膜技術的日益成熟，現(xiàn)在反滲透膜能夠承受較高的COD、硬度和極高的含鹽量。這樣促使在脫硫廢水中應用反滲透膜技術具有很好的適用性，如高鹽水反滲透脫硫廢水回用技術，主要包括以下步驟。

3.1.1預處理。在三聯(lián)箱工藝的基礎上進行改進后，去除脫硫廢水中的硬度、總硅，以保證后續(xù)主體反滲透設備的正常運行，提高使用壽命。

3.1.2COD處理。脫硫廢水中含有較高的COD，這部分COD對后續(xù)的反滲透和蒸發(fā)結晶設備會產(chǎn)生污堵等影響，需要去除。目前可以采用生物處理和氧化處理方法去除COD。

3.1.3高鹽反滲透處理。反滲透是在壓力的驅動下能夠高效截留大分子溶質、COD，從而獲取純凈的水。特制的反滲透膜能夠在較高壓力下運行，除去高含鹽量水中的溶質鹽得到純水，根據(jù)脫硫廢水特點，TDS在2萬～3萬，可以使用壓力在60bar下運行的高壓反滲透膜，通過反滲透得到的純凈的產(chǎn)水TDS僅在1000以下，回收率能夠達到70%左右，此部分水可以較好地融入除鹽水系統(tǒng)，達到脫硫廢水回用的目的。

3.2蒸發(fā)結晶零排放

廢水的零排放是水處理界一直追求的零污染或近零污染處理工藝，較早脫硫廢水的零排放方法主要有：①脫硫廢水與飛灰混合，但是混合后大量鹽分轉入飛灰，導致飛灰很難二次利用;②蒸發(fā)池，是采用自然蒸發(fā)減少廢水排放量的一種方法，美國有多個電廠采用此技術，適合處理較少水量、較高鹽分的水，蒸發(fā)池做防滲處理，但是由于蒸發(fā)池存在較多弊端，而且易引發(fā)不可恢復的水污染事故，目前我國已全面取締蒸發(fā)池的使用;③煙道蒸發(fā)，是利用煙道氣預熱將脫硫廢水中的鹽分蒸發(fā)為固體的方法，此方法存在脫硫廢水不能完全蒸發(fā)造成煙道腐蝕穿孔的問題，嚴重影響煙道系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

上述傳統(tǒng)零排放工藝已很難滿足現(xiàn)行國家標準，目前脫硫廢水處理較好的方式是單獨進行MVR蒸發(fā)結晶得到固體物的方法，系統(tǒng)采用高壓反滲透再回用后，有70%左右的廢水被回用，大大降低了后續(xù)處理的規(guī)模，回用產(chǎn)生的濃水鹽分更高，TDS達到5萬～6萬，可以采用MVR蒸發(fā)濃縮器進一步進行蒸發(fā)濃縮。

3.3蒸發(fā)濃縮

蒸發(fā)濃縮是工業(yè)中非常典型的水處理技術之一，其被廣泛應用于化工、食品、制藥、海水淡化等領域。脫硫廢水可以采用多效蒸發(fā)或者MVR蒸發(fā)技術。多效蒸發(fā)技術采用新鮮蒸汽為加熱源，加熱第一效蒸發(fā)器促使廢水濃縮，利用第一效中蒸汽剩余的熱源加熱第二效蒸發(fā)器，這樣可以重復有效地利用新鮮蒸汽的熱能，提高加熱蒸汽的利用率，大大降低成本。

MVR蒸發(fā)技術，其核心是蒸汽壓縮機，即在傳統(tǒng)的蒸發(fā)器基礎上增設蒸汽壓縮機，將蒸發(fā)器進行過熱交換后的蒸汽通入壓縮機，進行壓縮升溫提高熱值后，循環(huán)重復利用蒸汽，可以大大降低蒸汽的使用率，比較適合蒸發(fā)量較小、蒸汽使用量較小的蒸發(fā)器設備。

4結語

隨著國家對環(huán)保水處理標準的提高，脫硫廢水的處理工藝需要進行不斷的革新才能滿足高標準的要求，本文介紹了傳統(tǒng)脫硫廢水的處理方法，提出了采用預處理、高壓反滲透回用以及蒸發(fā)結晶聯(lián)合處理的方法，最終脫硫廢水回用率可達93%，得到固體結晶鹽進行無害化填埋處理，此工藝能夠實現(xiàn)脫硫廢水零排放，對環(huán)境零污染的目的，是一種新型的處理工藝。、

延伸閱讀：

脫硫廢水零排放的關鍵問題

全膜法脫硫廢水零排放的應用與實踐

石灰石-石膏煙氣脫硫廢水零排放技術