汤　兴

（安徽新力电业科技咨询有限责任公司安徽合肥230022）

火电厂脱硫废水处理存在的问题及对策

汤兴

（安徽新力电业科技咨询有限责任公司安徽合肥230022）

本文在分析了火电厂脱硫废水处理必要性及其特性的基础上，比较了两种常见脱硫废水处理工艺，并就存在的问题提出了具体的优化建议，对进一步做好火电厂脱硫废水处理具有积极意义。

火电厂；脱硫废水；石灰石-石膏法；优化

SO2是大气污染的主要原因之一，排放量居全球首位，由此造成的酸雨区面积占全国国土面积的1/3，而燃煤火电厂又是SO2排放的主要来源[1]。2016年全国环保工作会议上明确提出，2016年我国的二氧化硫的排放量较2015年下降3%，这也对二氧化硫排放大户的火电厂来说提出了更高要求，对电厂烟气脱硫系统的可靠性提出了更高要求。随着新的环保法的实施，国内大部分新建燃煤电厂要求安装脱硫装置，已经运行的火电厂也在陆续安装脱硫装置，旨在进一步减少污染物排放。目前石灰石-石膏法脱硫工艺被应用最广泛的一种脱硫技术，该技术具有脱硫效率高、负荷响应快、技术成熟、应用成本低等优势，日本、德国、美国的火电厂采用的烟气脱硫装置达90%。然而，脱硫过程中所产生的废水处理往往被忽视，影响了火电厂脱硫的整体效果。因此，做好火电厂脱硫废水工艺优化处理，满足污水达标排放，提升脱硫整体效果具有积极意义。

1　火电厂脱硫废水处理必要性及特点分析

火电厂脱硫系统安装以及设备或投药量等因素的影响，废水处理过程中常常会出现水浑浊、脱泥效果差等问题，需要及时对脱硫系统进行优化。

1.1脱硫废水处理必要性

目前，火电厂脱硫多采取石灰石-石膏法（又叫湿法脱硫工艺），脱硫，在脱硫过程中所产生的废水主要是来自火电厂吸收塔设备所排放的水，因此，为了维持脱硫装置中的浆液循环系统的平衡，防止火电厂烟气中的氯离子浓度超过了规定值，保证石膏质量，需要从系统中排放一定量的废水，这些排放的废水中常常含有许多杂志，如硫酸盐、重金属、悬浮物。根据《污水综合排放标准》（GB8978-1996），把Pb、Cd、Cr、Ni、Hg等重金属列为了第一类污染物，明确要求必须对这一类污水进行出口取样监测，火电厂脱硫废水排入到其他废水处理系统之前，这些重金属含量只有达到标准才可对外排放，否则脱硫的废水就需要进行单独排放。此外，脱硫废水中含有的重金属离子具有相当的大的毒性，即便排放到自然环境中也很难得到自净或生物降解，在自然界水体中富集到一定量后会对水体中生物造成危害，因此，世界各国都十分重视火电厂脱硫废水的后期治理。

1.2脱硫废水特性

火电厂脱硫废水主要来自燃煤后的烟气、脱硫剂和工艺水，与其他工业废水性质完全不同，脱硫废水中的杂质主要有悬浮物、亚硫酸盐、氟化物、硫酸盐以及重金属等，需要单独进行处理。（1）悬浮物浓度高。脱硫废水中的悬浮物主要是以石膏的形式流入排出系统，以及烟气和脱硫过程中新加入的碳酸钙、亚硫酸钙，悬浮物浓度较高，大多火电厂SS质量浓度超过了10000mg/L，不宜与其它废水混合处理。（2）重金属种类多。重金属元素虽然在火电厂废水中占比不大，但却是脱硫废水中的主要污染物，且重金属离子种类众多（常见的有Mn、Cd、Cr、Hg、Cu、Zn、Pb、Ni等），浓度的范围也很大。火电厂废水中的重金属污染物一般在灰渣系统、锅炉化学清洗、锅炉烟气设备清洗中会产生，其它环节基本不会产生重金属污染物。因此，在脱硫废水处理时一般不宜与其它废水混合处理，否则会将重金属离子掺杂到其它废水被稀释，将会影响去除率。（3）pH值较低。火电厂脱硫废水中主要是来自石膏脱水和清洗系统，脱硫废水主要表现为弱酸性，pH值范围一般在4.0～5.5之间。（4）化学需要量高。COD是所有工业废水都需要重点控制的指标之一，火电厂脱硫废水中的COD超标也是解决需要的重点解决的问题之一。与其他工业废水不同的是，脱硫废水是SO2-3和SO2-6等还原态无机离子，其含量可以达到200 mg/L～450mg/L，如果将其与其他废水混合处理，由于工艺的差异性，会影响以无机物为主的脱硫废水的COD去除率。

2　脱硫废水处理工艺原理及常见工艺比较

石灰石-石膏法是目前火电厂烟气脱硫使用最为普遍的一种工艺方法，具有高效的烟气脱硫，脱硫废水的处理要考虑pH值、悬浮物成分及其含量、石膏过饱和度以及重金属含量等主要污染物的去除率和效果。

2.1脱硫废水处理工艺原理

从上述脱硫废水水质的特性以及处理预期目标来看，火电厂烟气脱硫废水处理系统包括中和、沉淀、絮凝、澄清等多道工艺程序[2]。

2.2脱硫废水处理工艺比较

（1）中和-沉降-絮凝-澄清法：具体流程是：首先在脱硫废水中加入氢氧化钠，调整废水中的pH值，水解废水中的重金属离子，并以氢氧化物形式沉淀，氟离子和钙离子反应生成氟化钙沉淀，然后加入一定量的有机硫溶液，形成铜和汞的硫化物沉淀，再加入絮凝剂，实现废水中悬浮物的沉淀并吸附大量重金属氢氧化物，最后加入脱水助剂经澄清池沉淀后与水分离，实现达标排放。（2）烟道气处理法：将脱硫废水雾化后喷入空预器（APH）和电除尘器（ESP）间的烟道，利用烟气余热使废水完全蒸发，废水中的污染物转化为结晶物或盐类等固体，随烟气中的飞灰仪器被电除尘器收集下来，实现污染物去除效果[3]。

表1　脱硫废水处理工艺比较

从表1可以看出，当前应用较为广泛的两种脱硫废水处理工艺中，中和-沉降-絮凝-澄清法在项目投资、硬件设施和人员管理方面要求较高，没有烟道气处理法优势明显，此外，烟道气法运行可靠性高，自动化程度高，易于后期运行管理，但运行成本方面处于劣势。这就需要具体在应用中，火电厂根据自身实际情况合理选用。

3　脱硫废水处理工艺存在问题及优化选择

目前，国内燃煤电厂所采取的湿法脱硫装置废水处理中大多采用化学沉淀，运行效率低且成本较高，由于设备缺陷多、投入运行不正常等因素，制约了脱硫废水处理效果。

3.1脱硫废水处理工艺常见问题

3.1.1运行成本高

湿法脱硫废水处理中常常需要使用投加各种药剂，这些药剂主要有TMT15、盐酸、石灰粉、硫酸氯化铁以及PAM等，药剂的药量也是直接影响到脱硫废水的处理效果的一个非常关键性因素。目前，国内的TMT15大多需要从国外进口，市场的交易价格较高，制约了湿法脱硫废水应用的推广。此外，石灰乳配置需要大量的人力，工作量大，人工成本也无形中增加了后期运行管理中的费用。例如以2台600MW机组的火电厂脱硫废水处理量来计算，一年光药剂的年运行费用就在100～120万元，还不包括人工费。

3.1.2运行率较低

火电厂脱硫废水排放是否达标所依据的主要标准是《燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T997-2006）《污水排放综合标准》（GB8978-1996），除了COD和氟化物，其他污染物的排放均要求达到一级排放要求。火电厂为了节约成本，脱硫冲洗水会选择使用电厂循环水排污水，在脱硫过程中会富集大量氯离子，且难以有效通过化学沉淀处理，脱硫的废水经处理后还是难以直接排放，导致了现实中许多脱硫废水系统运行负荷不足。

3.1.3设备选型问题

脱硫废水处理中所使用到的仪表、计量泵等多为进口设备，运行维护成本较高，故障维修周期长。华东地区的许多脱硫废水处理选择设备质量较差，板框式压滤机和高速离心脱水机不能正常运行。许多火电厂采用液下泵作为废水泵，增加了事故的发生频率和运行成本，也加大了环保风险[4]。

3.2脱硫废水处理工艺优化选择

针对实践中脱硫废水处理过程中存在的诸多问题，提高脱硫废水处理综合效率可以从提高资源综合利用效率，优化传统脱硫工艺和运行管理等三方面予以解决。

3.2.1提高资源综合利用效率

火电厂脱硫废水不能直接外排，但在实际生产过程中可以与其他系统相结合，提高脱硫污水处理效果：利用烟道气处理，正如前文所述，湿法工艺与烟道气工艺各有其优劣点，可以借助各自优势，如将废水雾化后喷入烟气，再利用烟气中的热量使废水蒸发，待废水中的污染物结晶析出后随飞灰一起被电除尘器收集处理。也可以与水力除灰一起处理，把脱硫废水排入到水力除灰中的灰水进行统一处理，利用絮凝吸附功能，降低灰水中悬浮物含量，包裹废水中的重金属及金属氢氧化物，从而实现降低重金属浓度效果。此外，还可以对排入渣溢水进行综合处理，以去除脱硫废水中的悬浮物和沉淀重金属的效果。

3.2.2优化传统脱硫工艺

脱硫废水是整个脱硫工艺中的重要一环，需要在不断优化传统脱硫工艺的基础上，实现脱硫废水的达标处理。具体来说，就是要对传统脱硫工艺的各个环节进行再优化：优化旋流系统。将石膏浆液旋流器布置在高标高的楼层，而脱硫废水旋流器则布置在低标高楼层，并对二者中间的废水给料箱进行优化和布设，例如，在实际运行中当石膏浆液旋流器溢流与废水旋流器入口标高差产生静压能够克服废水旋流器入口压力与管道水头损失之和时，石膏浆液溢流可以直接进行废水旋流器，这时就可以撤去废水给料箱和给料泵；反之，当不能克服损失之和时，可直接通过废水给料泵直接从石膏旋流器溢流浆液箱取废水，省去给料箱和搅拌器。优化污泥管道系统。为防止脱硫过程中产生的管道污泥堵塞，可以将中和箱、沉淀箱和絮凝箱进行一体化制作，共用排空管，防止堵塞。优化板框压泥机管道：可以尝试将板框压泥机脱离出来的水直接引入净水池回用。

3.2.3运行管理优化

加大管理和运行人员的专业知识培训，熟练掌握专业技能，定期组织人员对设备运行情况进行巡检，设备停运时应及时组织人员进行冲洗、调试，检查喷嘴，对一些重要的在线监测仪器及时清洗。

4　结语

据不完全统计，仅单机容量在200MW及以上机组采用的石灰石-石膏/湿法脱硫工艺就占到火电总装机容量的95%以上。针对这一脱硫工艺中大多采用加药絮凝沉淀法进行废水处理，存在设备运行效率低，后期运行维护成本较高等问题，电厂应根据自身实际，合理选择脱硫废水处理及优化工艺，努力取得良好的经济效益、社会效益和环保效益。

[1]白建华,付蓉,辛颂旭,等.我国燃煤电厂布局与大气环境资源优化利用关系研究[J].中国电力,2007,40（11）：15-19.

[2]徐建刚.石灰石-石膏湿法烟气脱硫废水处理[J].电力科技与环保,2010,26（4）：33-34.

[3]周卫青,李进.火电厂石灰石-石湿法烟气脱硫废水处理方法[J].电力环境保护,2006,22（1）：29-31.

[4]祁利明,赵全中,陈宏伟.火电厂脱硫废水处理系统存在的问题及建议[J].工业用水与废水,2015,46（1）：46-48.

汤兴（1981—），男，汉族，本科，工程师，主要从事火电厂环保研究。