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摘要：燃煤电厂脱硫废水具有含盐量高、成分复杂等特点，处理难度极大，直接排放会对环境造成严重污染。对国内几种具有应用前景的脱硫废水零排放技术进行介绍，分析了不同技术的原理及优缺点。展望了燃煤电厂脱硫废水处理技术的发展趋势，指出利用旁路烟道及旁路喷雾干燥零排放处理技术的优势，在此基础上探索高效清洁、低成本的零排放处理技术将成为脱硫废水排放领域的研究重点。
关键词：燃煤电厂脱硫;废水;零排放;处理技术
1、达标排放
脱硫废水达标排放一般采用常规的化学沉淀技术，即“三联箱”技术。脱硫废水经废水箱缓冲后首先进入中和箱，向其中投加熟石灰或烧碱，将pH调整至9左右，大部分重金属离子形成难溶的氢氧化物沉淀，从溶液中分离;中和箱的上清液进入沉淀箱，向其中投加有机硫TMT-15或Na2S等，将Pb2+和Hg2+等未在中和箱去除的金属离子沉淀分离;沉淀箱的上清液进入絮凝箱，向其中投加絮凝剂和助凝剂等，废水中的悬浮颗粒和胶体物质凝聚为大颗粒沉淀沉降分离;最后，废水经澄清箱调节pH到中性后排出。
化学沉淀工艺对脱硫废水中的大部分重金属和悬浮杂质均有很好的去除效果，但由于其对工艺控制的要求较高，电厂在实际应用中往往达不到相对精准的控制要求，导致个别指标难以达到排放标准。鉴于此，电厂应加强工艺控制，针对性地分析指标超标原因，尤其对系统加药方式和用量等进行必要的调整优化。此外，化学沉淀法对于废水中高浓度的氯离子（高达1万～2万mg/L）无任何去除作用，其出水的可溶性盐含量仍然很高，限制了其回收利用与排放。
2、脱硫废水处理技术
2.1混凝沉淀法
混凝沉淀法（俗称三联箱工艺）是传统的物理化学法，主要由中和、沉淀、絮凝、澄清4部分构成。
具体工艺过程：（1）中和。通过在中和箱中加入石灰乳或其他碱性化学试剂，使pH值升高到9.0～9.5之间，锌、镍、铬等重金属离子可以生成难溶氢氧化物。同时，石灰乳浆液中的钙离子与废水中的氟离子生成难溶的氟化钙。（2）沉淀。通过在沉淀箱中加入有机硫化物，可以使铅离子、汞离子反应生成难溶硫化物沉淀。（3）絮凝。通过在絮凝箱中加入絮凝剂，可以使胶体颗粒与悬浮物颗粒凝聚成较大颗粒，助凝剂的加入可以强化絮凝，促进氢氧化物和硫化物的沉淀过程。（4）澄清。絮凝后的废水进入澄清池中澄清。澄清池上部分是净水，通过pH调节达标后可直接外排;沉積在澄清池底部的是污泥，大部分污泥经过压滤后形成泥饼，被外运集中处理，小部分污泥作为接触污泥继续返回中和箱。
2.2废水回用法
废水回用法可用于煤场喷洒或水力冲灰及除渣系统
2.2.1用于煤场喷洒或水力冲灰
将脱硫废水喷洒进煤堆，煤含水率增量小，不影响煤的燃烧性能，但所含盐分因水分蒸发而结晶，会导致锅炉设备的腐蚀。此外，水力除灰系统也可掺和少量废水。由于脱硫废水的含量<灰水量，其对灰水的成分影响小，故该法不适于采用气力除灰的电厂。
为了减少扬尘，湿化飞灰是一种将脱硫废水喷洒到飞灰中的节水做法。随着飞灰逐渐采用干态运输，该法也逐渐被淘汰。
2.2.2用于除渣系统
将脱硫废水作为补给水引入除渣系统，高温炉渣含有大量碱性氧化物，能够与呈酸性的脱硫废水进行中和反应，沉淀废水中的重金属离子。炉渣可吸附废水中的悬浮物及金属氢氧化物沉淀，脱硫废水蒸发结晶过程所需的热量也可以直接从炉渣废热中获取一部分。但此法会引起系统堵塞，设备及管道腐蚀问题。
2.2.3废水回用法的特点
以上2种废物回收利用方式均高效节能，但目前绝大多数电厂干灰利用良好，缺乏煤场喷洒、水力冲灰的实施条件。基于上述原因，脱硫废水的回用处理法只能消耗少量的脱硫废水。
2.3预处理+蒸发结晶+固体废物处理法
蒸发结晶法是利用蒸发器对脱硫废水进行浓缩，得到的浓缩水在结晶干燥后形成固体盐，得到的产品水可直接进行回用。蒸发结晶法对废水水质和燃煤品种的适应性较广，目前应用也较多。
国内的河源电厂和恒益电厂均采用蒸发结晶工艺处理脱硫废水，不同的是河源电厂在蒸发器前设置了预处理系统，通过投加石灰、碳酸钠2级软化，再加上沉淀和澄清处理，使得最终得到的结晶盐成分较纯，可作为商品盐出售。此外，增加预处理系统可显著降低设备结垢的可能性，从而减少设备维护费用。
预处理系统的设置为后续处理工艺正常进行打下了良好的基础，常用的预处理方法包括石灰软化法、碳酸钠软化法和离子交换法。西安热工院采用石灰-苏打2级化学沉淀预处理工艺，使得钙、镁离子的含量满足蒸发结晶进水水质要求。华能长兴电厂采用软化预处理+反渗透+正渗透+MVR立式降膜蒸发器+强制循环结晶的组合工艺，脱硫系统稳定运行数年，可实现零排放。
2.4烟道处理法
烟道处理法的原理是将脱硫废水送至空气预热器与电除尘器之间的烟道内，使用雾化喷嘴将脱硫废水雾化，高温烟气产生的热量能够蒸发废水液滴，蒸发后残留的固体物质随飞灰一起被电除尘器收集。该法工艺简单、投资与占地较少，具有极高的节能和环保价值。但需要严格控制废水在烟道内的蒸发过程，确保其在进入除尘器电极前完全蒸发，否则会腐蚀除尘器电极板，减少除尘器的使用寿命。实际运行中，烟气湿度增大可能会导致除尘器板结、烟气排放温度过低等问题。
按照蒸发位置的不同，烟道蒸发技术可分为低温烟道蒸发技术和高温烟道旁路蒸发技术。低温烟道蒸发技术采用空气预热器后的低温烟气为废水蒸发热源，不会影响到机组煤耗。但其运行风险大，容易引起烟道结垢、腐蚀等问题。高温烟道旁路蒸发技术利用高温烟气余热将水分蒸发，产生的结晶盐和固体杂质能够返回至主烟道，最终被电除尘器捕捉。
2.5超滤/微滤+反渗透法
由于反渗透工艺对入口水的SDI指数要求<4～5，选择超滤/微滤作为反渗透的预处理工艺，可提高进水水质，为后续处理提供保障。经三联箱处理后的脱硫废水，由澄清池进入超滤/微滤膜，可以截留剩余的悬浮物和金属化合物。与传统的蒸发结晶技术相比，反渗透膜脱盐率达到90%以上，有的甚至高达98%。
3、结语
处理燃煤电厂脱硫废水的主要难点包括废水污染组分差别大、水量波动大、硬度高易结垢及氯离子浓度高易腐蚀等。近年来，许多学者在零排放处理技术方面进行了大量的研究，随着组合工艺的开发与新技术路线的提出，脱硫废水的近零排放或零排放可基本实现。
参考文献：
[1]邢铁辉，熊斌，杨宏斌.浅谈燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺[J].电站系统工程，2012，28（6）：73-75.
[2]刘海洋，江澄宇，谷小兵，等.燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理技术进展[J].环境工程，2016，34（4）：33-36.
[3]张净瑞，梁海山，郑煜铭，等.基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放技术在火电厂的应用[J].环境工程，2017，35（10）：5-9.
（作者单位：神华国华孟津发电有限责任公司）
关键词：燃煤电厂脱硫;废水;零排放;处理技术
1、达标排放
脱硫废水达标排放一般采用常规的化学沉淀技术，即“三联箱”技术。脱硫废水经废水箱缓冲后首先进入中和箱，向其中投加熟石灰或烧碱，将pH调整至9左右，大部分重金属离子形成难溶的氢氧化物沉淀，从溶液中分离;中和箱的上清液进入沉淀箱，向其中投加有机硫TMT-15或Na2S等，将Pb2+和Hg2+等未在中和箱去除的金属离子沉淀分离;沉淀箱的上清液进入絮凝箱，向其中投加絮凝剂和助凝剂等，废水中的悬浮颗粒和胶体物质凝聚为大颗粒沉淀沉降分离;最后，废水经澄清箱调节pH到中性后排出。
化学沉淀工艺对脱硫废水中的大部分重金属和悬浮杂质均有很好的去除效果，但由于其对工艺控制的要求较高，电厂在实际应用中往往达不到相对精准的控制要求，导致个别指标难以达到排放标准。鉴于此，电厂应加强工艺控制，针对性地分析指标超标原因，尤其对系统加药方式和用量等进行必要的调整优化。此外，化学沉淀法对于废水中高浓度的氯离子（高达1万～2万mg/L）无任何去除作用，其出水的可溶性盐含量仍然很高，限制了其回收利用与排放。
2、脱硫废水处理技术
2.1混凝沉淀法
混凝沉淀法（俗称三联箱工艺）是传统的物理化学法，主要由中和、沉淀、絮凝、澄清4部分构成。
具体工艺过程：（1）中和。通过在中和箱中加入石灰乳或其他碱性化学试剂，使pH值升高到9.0～9.5之间，锌、镍、铬等重金属离子可以生成难溶氢氧化物。同时，石灰乳浆液中的钙离子与废水中的氟离子生成难溶的氟化钙。（2）沉淀。通过在沉淀箱中加入有机硫化物，可以使铅离子、汞离子反应生成难溶硫化物沉淀。（3）絮凝。通过在絮凝箱中加入絮凝剂，可以使胶体颗粒与悬浮物颗粒凝聚成较大颗粒，助凝剂的加入可以强化絮凝，促进氢氧化物和硫化物的沉淀过程。（4）澄清。絮凝后的废水进入澄清池中澄清。澄清池上部分是净水，通过pH调节达标后可直接外排;沉積在澄清池底部的是污泥，大部分污泥经过压滤后形成泥饼，被外运集中处理，小部分污泥作为接触污泥继续返回中和箱。
2.2废水回用法
废水回用法可用于煤场喷洒或水力冲灰及除渣系统
2.2.1用于煤场喷洒或水力冲灰
将脱硫废水喷洒进煤堆，煤含水率增量小，不影响煤的燃烧性能，但所含盐分因水分蒸发而结晶，会导致锅炉设备的腐蚀。此外，水力除灰系统也可掺和少量废水。由于脱硫废水的含量<灰水量，其对灰水的成分影响小，故该法不适于采用气力除灰的电厂。
为了减少扬尘，湿化飞灰是一种将脱硫废水喷洒到飞灰中的节水做法。随着飞灰逐渐采用干态运输，该法也逐渐被淘汰。
2.2.2用于除渣系统
将脱硫废水作为补给水引入除渣系统，高温炉渣含有大量碱性氧化物，能够与呈酸性的脱硫废水进行中和反应，沉淀废水中的重金属离子。炉渣可吸附废水中的悬浮物及金属氢氧化物沉淀，脱硫废水蒸发结晶过程所需的热量也可以直接从炉渣废热中获取一部分。但此法会引起系统堵塞，设备及管道腐蚀问题。
2.2.3废水回用法的特点
以上2种废物回收利用方式均高效节能，但目前绝大多数电厂干灰利用良好，缺乏煤场喷洒、水力冲灰的实施条件。基于上述原因，脱硫废水的回用处理法只能消耗少量的脱硫废水。
2.3预处理+蒸发结晶+固体废物处理法
蒸发结晶法是利用蒸发器对脱硫废水进行浓缩，得到的浓缩水在结晶干燥后形成固体盐，得到的产品水可直接进行回用。蒸发结晶法对废水水质和燃煤品种的适应性较广，目前应用也较多。
国内的河源电厂和恒益电厂均采用蒸发结晶工艺处理脱硫废水，不同的是河源电厂在蒸发器前设置了预处理系统，通过投加石灰、碳酸钠2级软化，再加上沉淀和澄清处理，使得最终得到的结晶盐成分较纯，可作为商品盐出售。此外，增加预处理系统可显著降低设备结垢的可能性，从而减少设备维护费用。
预处理系统的设置为后续处理工艺正常进行打下了良好的基础，常用的预处理方法包括石灰软化法、碳酸钠软化法和离子交换法。西安热工院采用石灰-苏打2级化学沉淀预处理工艺，使得钙、镁离子的含量满足蒸发结晶进水水质要求。华能长兴电厂采用软化预处理+反渗透+正渗透+MVR立式降膜蒸发器+强制循环结晶的组合工艺，脱硫系统稳定运行数年，可实现零排放。
2.4烟道处理法
烟道处理法的原理是将脱硫废水送至空气预热器与电除尘器之间的烟道内，使用雾化喷嘴将脱硫废水雾化，高温烟气产生的热量能够蒸发废水液滴，蒸发后残留的固体物质随飞灰一起被电除尘器收集。该法工艺简单、投资与占地较少，具有极高的节能和环保价值。但需要严格控制废水在烟道内的蒸发过程，确保其在进入除尘器电极前完全蒸发，否则会腐蚀除尘器电极板，减少除尘器的使用寿命。实际运行中，烟气湿度增大可能会导致除尘器板结、烟气排放温度过低等问题。
按照蒸发位置的不同，烟道蒸发技术可分为低温烟道蒸发技术和高温烟道旁路蒸发技术。低温烟道蒸发技术采用空气预热器后的低温烟气为废水蒸发热源，不会影响到机组煤耗。但其运行风险大，容易引起烟道结垢、腐蚀等问题。高温烟道旁路蒸发技术利用高温烟气余热将水分蒸发，产生的结晶盐和固体杂质能够返回至主烟道，最终被电除尘器捕捉。
2.5超滤/微滤+反渗透法
由于反渗透工艺对入口水的SDI指数要求<4～5，选择超滤/微滤作为反渗透的预处理工艺，可提高进水水质，为后续处理提供保障。经三联箱处理后的脱硫废水，由澄清池进入超滤/微滤膜，可以截留剩余的悬浮物和金属化合物。与传统的蒸发结晶技术相比，反渗透膜脱盐率达到90%以上，有的甚至高达98%。
3、结语
处理燃煤电厂脱硫废水的主要难点包括废水污染组分差别大、水量波动大、硬度高易结垢及氯离子浓度高易腐蚀等。近年来，许多学者在零排放处理技术方面进行了大量的研究，随着组合工艺的开发与新技术路线的提出，脱硫废水的近零排放或零排放可基本实现。
参考文献：
[1]邢铁辉，熊斌，杨宏斌.浅谈燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺[J].电站系统工程，2012，28（6）：73-75.
[2]刘海洋，江澄宇，谷小兵，等.燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理技术进展[J].环境工程，2016，34（4）：33-36.
[3]张净瑞，梁海山，郑煜铭，等.基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放技术在火电厂的应用[J].环境工程，2017，35（10）：5-9.
（作者单位：神华国华孟津发电有限责任公司）