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摘要：分析了石灰石-石膏法脱硫废水的来源、水质和处理流程，对废水处理的运行参数和废水处理系统合理化运行的规律进行了总结。提出了废水处理的合理化建议，供同行在火电厂废水处理运行时参考。
关键词：石灰石-石膏湿法烟气脱硫 废水处理 流程 水质特点
一、问题的提出
中国能源资源以煤炭为主，在今后相当长的时间内，电源结构方面将继续维持燃煤机组的基本格局。预计到2015年和2020年，我国火电装机容量将分别达到1 000GW和1 200GW。在将煤炭的化学能转化为电能的过程中，煤的燃烧使固着在煤中的硫元素生成二氧化硫排放到大气中，造成空气污染，若遇水汽还将形成酸雨造成二次污染。酸雨对土壤、地下水都会产生污染，对工农业都会产生极大的危害。按照目前的排放控制水平，到2010年年底，火电厂排放的SO2将达到881万t以上，到2015年年底，将达到1049万t以上。由此可见，火电厂大气污染物的排放对生态环境的影响将越来越严重，随着装机容量的增长，二氧化硫的排放量将超过1000万t/年。随着人们环境保护和可持续发展意识的日益加强，我国政府对二氧化硫排放的控制日益严格，已完成了从控制排放浓度到控制排放总量的转变。二氧化硫的排放污染已成为制约我国火电建设的重要因素。为了适应环保要求，新建火电厂必须设置脱硫系统以满足国家对新建火电厂二氧化硫排放的限制。
二、废水特点
1.废水的来源
煤粉在锅炉内燃烧后产生的烟气，经电除尘器设备除尘后进入引风机引出到脱硫系统，经增压风机、吸收塔、除雾器后，洁净的烟气通过烟囱排入大气。在吸收塔中，随着吸收剂吸收二氧化硫过程的不断进行，吸收剂有效成分不断消耗生成的亚硫酸钙经强制氧化生成石膏，在吸收剂洗涤烟气时，烟气中的氯化物也逐渐溶解到吸收液中而产生氯离子富集。氯离子浓度的增高带来2个不利的影响：一方面降低了吸收液的pH值，从而引起脱硫率的下降和CaSO4结垢倾向的增大；另一方面，氯离子浓度过高会降低副产品（石膏）的品质，继而降低产出石膏的商业价值。笔者认为，当吸收塔内浆液质量浓度达到700g/L，吸收剂基本完全反应，脱硫能力相当弱，吸收塔浆液中氯离子的质量浓度达到最大允许质量浓度（20mg/L）左右，这就要将吸收塔浆液送至石膏脱水车间使用真空皮带脱水机脱水。脱硫系统排放的废水，处理的清洗系统排出的废水、水力旋流器的溢流水和皮带过滤机的滤液都是废水产生的来源。
2.脱硫废水的水质特点
2.1废水浊度高，悬浮物含量大，大部分的颗粒物黏性低。
2.2脱硫废水的来水为酸性， pH值一般为4.0～6.0。
2.3脱硫废水来水含有大量重金属，如Cr， Cd，Pb，Hg，Cu等。
2.4废水中含一定量的F-。
2.5由于废水中氯离子Cl-含量很高且为酸性，所以，脱硫废水对系统管道、构筑物及相关动力设备有很强的腐蚀性。
2.6脱硫废水的一般温度在45℃左右。
2.7脱硫废水生化需氧量（BOD5）低。
2.8含有不可溶的硫酸钙及细尘。
三、脱硫废水处理有关问题讨论
1.与工业废水集中处理系统的关系
单机 300 MW 及以上的电厂一般设置工业废水集中处理系统， 处理电厂运行中产生的工业废水。脱硫废水的水质与电厂常规的工业废水水质差别较大， 仅从盐的质量浓度角度来说， 常规工业废水中盐分较高的废水为酸碱再生废水， 其盐的质量浓度一般也不超过 5000～6000 mg/L， 而脱硫废水盐的质量浓度超过 32000 mg/L， 常规工业废水和脱硫废水混合后将会大大增加其盐的质量浓度， 使废水的重复利用变得困难， 所以从水的重复利用角度来考虑， 脱硫废水不宜和电厂其他工业废水混合后一并处理。正常运行中， 脱硫废水处理系统和工业废水处理系统均由化学人员来运行管理， 2 套系统所需的部分药品如 HCl、絮凝剂是可以相同的， 所以 2 套系统应集中布置以便日后的运行管理。当电厂的机组数量较多时， 脱硫废水处理系统应当按照规划容量一次建成， 这样做的好处是只需要少许增加单套系统设备的出力即可达到减少设备数量的目的， 便于日后的运行管理， 也可降低脱硫废水处理系统的工程造价。
2.脱硫废水处理合格后的综合利用
脱硫废水经化学处理合格后尽管污染物含量已达到了排放标准， 但脱硫废水中的 Cl_质量浓度并没有降低， 由于 Cl_质量浓度很高， 脱硫废水的综合利用场合很少， 一般主要用于水力除灰系统等对水质要求较低的场合， 而且应当是小流量地掺入水力除灰系统。对于干除灰系统的电厂， 因为没有水力除灰或者即使有水力除灰系统也仅作为干除灰系统故障时的备用， 正常运行时不可能将脱硫废水用于水力除灰， 所以必须为脱硫废水寻找复用的出路， 可能的复用场合是干灰调湿、灰场喷洒、煤场喷淋。但是干灰调湿和灰场喷洒也是在灰综合利用不畅、灰场有存灰时才会用到， 对于灰综合利用较好的电厂这个出路是不可行的。处理合格后的脱硫废水用于煤场喷淋相当于增加了煤中 Cl 的质量分数， 将引起脱硫废水量的增加， 也可能会对锅炉产生不利影响， 所以脱硫废水能否用于煤场喷淋还需要试验及时间来验证。因此对于干除灰的电厂， 应在设计时和正常运行中重视全厂的水平衡工作， 使脱硫废水能够较充分地得到复用。当水量无法平衡时， 应当考虑采用蒸发法来处理脱硫废水。
3.脱硫工艺用水
电厂废水中脱硫废水盐的质量浓度最高， 品位最低。根据梯级用水的原理， 应当将电厂中其他品位较低的水优先作为脱硫工艺用水， 从而达到一水多用和节约用水的目的。脱硫工艺用水可以利用循环冷却水排污水、处理合格后的酸碱再生废水等。
4.脱硫废水处理合格后的排放
随着国家环保法规的加强， 对盐的质量含量高的废水排放也将做出限制， 例如北京市规定排水的可溶性固体总量一级排放标准不能大于 500 mg/L，三级排放标准也不能大于 1 000 mg/L。根据该类法规， 电厂的脱硫废水如果没有合适复用的出路， 就应当考虑采用蒸发技术对脱硫废水进行处理。
四、结语
1.鉴于脱硫废水水质的特殊性， 为了降低脱硫废水处理系统的投资， 在有水力除灰系统的电厂， 脱硫废水应首先用于水力除灰。
2.对于干除灰的电厂， 应设置独立的脱硫废水化学处理系统， 为便于电厂的运行管理， 脱硫废水处理系统和工业废水集中处理系统应进行集中布置。
3.充分重视全厂的水量平衡工作， 使化学处理合格后的脱硫废水能够得到综合利用。如果水量平衡的结果是必须排放， 而且环保对排水盐的质量浓度要求严格时， 宜考虑对脱硫废水进行蒸发处理， 采用该法可提高水的利用率， 有利于全厂的废水零排放。
4.为了达到节约用水的目的， 脱硫工艺用水应采用品位较低的水， 如循环水排污水、处理合格后的酸碱再生废水等。
5.为了准确预测脱硫废水的水量， 应对燃煤中的 Cl（F） 的质量含量或烟气中的 HCl（HF） 质量浓度进行测定。
参考文献
[1]鲁景，李多松.粉煤灰在重金属废水处理中的应用[J].资源开发与市场， 2007， 23（2）： 166-167.
[2]李喜，李俊.烟气脱硫技术研究进展[J].化学工业与工程， 2006， 23（4）： 351-354.
关键词：石灰石-石膏湿法烟气脱硫 废水处理 流程 水质特点
一、问题的提出
中国能源资源以煤炭为主，在今后相当长的时间内，电源结构方面将继续维持燃煤机组的基本格局。预计到2015年和2020年，我国火电装机容量将分别达到1 000GW和1 200GW。在将煤炭的化学能转化为电能的过程中，煤的燃烧使固着在煤中的硫元素生成二氧化硫排放到大气中，造成空气污染，若遇水汽还将形成酸雨造成二次污染。酸雨对土壤、地下水都会产生污染，对工农业都会产生极大的危害。按照目前的排放控制水平，到2010年年底，火电厂排放的SO2将达到881万t以上，到2015年年底，将达到1049万t以上。由此可见，火电厂大气污染物的排放对生态环境的影响将越来越严重，随着装机容量的增长，二氧化硫的排放量将超过1000万t/年。随着人们环境保护和可持续发展意识的日益加强，我国政府对二氧化硫排放的控制日益严格，已完成了从控制排放浓度到控制排放总量的转变。二氧化硫的排放污染已成为制约我国火电建设的重要因素。为了适应环保要求，新建火电厂必须设置脱硫系统以满足国家对新建火电厂二氧化硫排放的限制。
二、废水特点
1.废水的来源
煤粉在锅炉内燃烧后产生的烟气，经电除尘器设备除尘后进入引风机引出到脱硫系统，经增压风机、吸收塔、除雾器后，洁净的烟气通过烟囱排入大气。在吸收塔中，随着吸收剂吸收二氧化硫过程的不断进行，吸收剂有效成分不断消耗生成的亚硫酸钙经强制氧化生成石膏，在吸收剂洗涤烟气时，烟气中的氯化物也逐渐溶解到吸收液中而产生氯离子富集。氯离子浓度的增高带来2个不利的影响：一方面降低了吸收液的pH值，从而引起脱硫率的下降和CaSO4结垢倾向的增大；另一方面，氯离子浓度过高会降低副产品（石膏）的品质，继而降低产出石膏的商业价值。笔者认为，当吸收塔内浆液质量浓度达到700g/L，吸收剂基本完全反应，脱硫能力相当弱，吸收塔浆液中氯离子的质量浓度达到最大允许质量浓度（20mg/L）左右，这就要将吸收塔浆液送至石膏脱水车间使用真空皮带脱水机脱水。脱硫系统排放的废水，处理的清洗系统排出的废水、水力旋流器的溢流水和皮带过滤机的滤液都是废水产生的来源。
2.脱硫废水的水质特点
2.1废水浊度高，悬浮物含量大，大部分的颗粒物黏性低。
2.2脱硫废水的来水为酸性， pH值一般为4.0～6.0。
2.3脱硫废水来水含有大量重金属，如Cr， Cd，Pb，Hg，Cu等。
2.4废水中含一定量的F-。
2.5由于废水中氯离子Cl-含量很高且为酸性，所以，脱硫废水对系统管道、构筑物及相关动力设备有很强的腐蚀性。
2.6脱硫废水的一般温度在45℃左右。
2.7脱硫废水生化需氧量（BOD5）低。
2.8含有不可溶的硫酸钙及细尘。
三、脱硫废水处理有关问题讨论
1.与工业废水集中处理系统的关系
单机 300 MW 及以上的电厂一般设置工业废水集中处理系统， 处理电厂运行中产生的工业废水。脱硫废水的水质与电厂常规的工业废水水质差别较大， 仅从盐的质量浓度角度来说， 常规工业废水中盐分较高的废水为酸碱再生废水， 其盐的质量浓度一般也不超过 5000～6000 mg/L， 而脱硫废水盐的质量浓度超过 32000 mg/L， 常规工业废水和脱硫废水混合后将会大大增加其盐的质量浓度， 使废水的重复利用变得困难， 所以从水的重复利用角度来考虑， 脱硫废水不宜和电厂其他工业废水混合后一并处理。正常运行中， 脱硫废水处理系统和工业废水处理系统均由化学人员来运行管理， 2 套系统所需的部分药品如 HCl、絮凝剂是可以相同的， 所以 2 套系统应集中布置以便日后的运行管理。当电厂的机组数量较多时， 脱硫废水处理系统应当按照规划容量一次建成， 这样做的好处是只需要少许增加单套系统设备的出力即可达到减少设备数量的目的， 便于日后的运行管理， 也可降低脱硫废水处理系统的工程造价。
2.脱硫废水处理合格后的综合利用
脱硫废水经化学处理合格后尽管污染物含量已达到了排放标准， 但脱硫废水中的 Cl_质量浓度并没有降低， 由于 Cl_质量浓度很高， 脱硫废水的综合利用场合很少， 一般主要用于水力除灰系统等对水质要求较低的场合， 而且应当是小流量地掺入水力除灰系统。对于干除灰系统的电厂， 因为没有水力除灰或者即使有水力除灰系统也仅作为干除灰系统故障时的备用， 正常运行时不可能将脱硫废水用于水力除灰， 所以必须为脱硫废水寻找复用的出路， 可能的复用场合是干灰调湿、灰场喷洒、煤场喷淋。但是干灰调湿和灰场喷洒也是在灰综合利用不畅、灰场有存灰时才会用到， 对于灰综合利用较好的电厂这个出路是不可行的。处理合格后的脱硫废水用于煤场喷淋相当于增加了煤中 Cl 的质量分数， 将引起脱硫废水量的增加， 也可能会对锅炉产生不利影响， 所以脱硫废水能否用于煤场喷淋还需要试验及时间来验证。因此对于干除灰的电厂， 应在设计时和正常运行中重视全厂的水平衡工作， 使脱硫废水能够较充分地得到复用。当水量无法平衡时， 应当考虑采用蒸发法来处理脱硫废水。
3.脱硫工艺用水
电厂废水中脱硫废水盐的质量浓度最高， 品位最低。根据梯级用水的原理， 应当将电厂中其他品位较低的水优先作为脱硫工艺用水， 从而达到一水多用和节约用水的目的。脱硫工艺用水可以利用循环冷却水排污水、处理合格后的酸碱再生废水等。
4.脱硫废水处理合格后的排放
随着国家环保法规的加强， 对盐的质量含量高的废水排放也将做出限制， 例如北京市规定排水的可溶性固体总量一级排放标准不能大于 500 mg/L，三级排放标准也不能大于 1 000 mg/L。根据该类法规， 电厂的脱硫废水如果没有合适复用的出路， 就应当考虑采用蒸发技术对脱硫废水进行处理。
四、结语
1.鉴于脱硫废水水质的特殊性， 为了降低脱硫废水处理系统的投资， 在有水力除灰系统的电厂， 脱硫废水应首先用于水力除灰。
2.对于干除灰的电厂， 应设置独立的脱硫废水化学处理系统， 为便于电厂的运行管理， 脱硫废水处理系统和工业废水集中处理系统应进行集中布置。
3.充分重视全厂的水量平衡工作， 使化学处理合格后的脱硫废水能够得到综合利用。如果水量平衡的结果是必须排放， 而且环保对排水盐的质量浓度要求严格时， 宜考虑对脱硫废水进行蒸发处理， 采用该法可提高水的利用率， 有利于全厂的废水零排放。
4.为了达到节约用水的目的， 脱硫工艺用水应采用品位较低的水， 如循环水排污水、处理合格后的酸碱再生废水等。
5.为了准确预测脱硫废水的水量， 应对燃煤中的 Cl（F） 的质量含量或烟气中的 HCl（HF） 质量浓度进行测定。
参考文献
[1]鲁景，李多松.粉煤灰在重金属废水处理中的应用[J].资源开发与市场， 2007， 23（2）： 166-167.
[2]李喜，李俊.烟气脱硫技术研究进展[J].化学工业与工程， 2006， 23（4）： 351-354.