1脱硫废水的特点

石灰石的质量、脱硫系统的设计和运行、脱硫前的污染物控制设备和烟气成分都会对脱硫废水的水质和水量产生一定的影响。其中，石灰石是脱硫废水的主要污染物，如：脱硫废水中的尼、Zn及粘土杂质中的小颗粒、铝、硅等。烟气脱硫工艺的设计和操作对烟气水质有很大的影响，包括添加剂的使用、氧化程度、氧化方法和设备的选择。烟气净化装置、脱硝装置和控制，提高除尘效率会降低脱硫废水中悬浮颗粒的浓度，但小颗粒的飞灰也会增加脱硫废水中挥发性金属的含量；脱硝装置可以提高CR3+的含量，使CR3+变成更有毒、更溶解的CR6+；氨从脱硝系统中逸出，会增加脱硫废水中的氨氮含量。同时，各种烧结烟气成分对脱硫废水的影响也很大，高硫、高氯原料会增加其排放量。脱硫废水具有以下特点：（1）水质不稳定。由于燃料性能、石灰石质量、脱硫装置运行等因素的限制，虽然同一脱硫装置在不同阶段的排放也会有很大的差异。(2)水质呈弱酸性。pH酸碱度一般为4～6.5之间。(3)悬浮物浓度高。通常为10000～大约1.5万毫克/L，其成分主要包括灰分、惰性物质和絮凝沉淀物。

2湿法脱硫废水处理技术的应用

2.1膜法浓缩技术

2.2.1电渗析技术

电渗析的原理是利用两种溶液的电势差和膜的选择透性，将离子从水中分离出来的物化过程。因此，电场强度和膜的选择是电渗析技术的关键，溶液一般可浓缩到盐含量的15%～25%已广泛应用于纯水制备、锅炉给水处理、海水提盐、工业废水循环利用等方面。该技术具有能耗低、用药少、环境污染低、操作简单、适应性强、耐腐蚀等特点。但存在水耗高、难以去除难解物质、易造成设备结垢、需要多种设备、场地大等缺点。对于脱硫废水的脱盐处理，由于常压运行、耐腐蚀等优点，电渗析浓缩方法引起了研究人员的关注。

采用三联箱+纳滤+电渗析+反渗透+离子交换+蒸发工艺，在发电厂烟气脱硫系统废水中试验。整个系统运行成本约71.5元/t，淡水可回用，盐纯度符合工业盐（GB/T5426-2015中二级工业湿盐NaCl≥93.3g/100g要求。

2.2.2渗透技术

是指利用微米至纳米孔膜选择性分离废水中的离子，其中膜材料和防堵技术的选择是渗透技术良好运行的关键。根据膜的孔径，可分为微滤、纳滤、超滤、正渗透、反渗透等。微滤、纳滤、超滤、反渗透等装置广泛应用于废水处理领域。一级反渗透可以实现盐的回收率≥75%，二次反渗透可实现盐回收率≥90%。

某电厂采用正渗透膜浓缩技术将18m3/h废水浓缩至3～4m3/h，处理后的废水全部回用，淡水年回收量可达18万m3。具体原理是水分在膜两侧渗透压差的作用下扩散到专用吸收液中。最大的特点是不需要高机械压力就能克服高盐水的渗透压。整个运行只需使用低品位热源即可实现高浓度倍率，浓度终点含盐量在220g/L以上，FRP+UPVC取代了传统昂贵的钛材，在保证97%脱盐率的前提下更大程度地节约了成本。但正渗透浓缩结晶工艺系统设备多，操作复杂，后期维护成本高，在我国行业应用较少。

2.2“预处理+反(正)渗透+蒸发结晶”技术

预处理的目的是利用反应沉淀池去除脱硫废水中Ca2+、Mg2+、SiO2和悬浮物的浓度，减少对后续管道和设备的影响。然后通过膜渗透单元进行盐分离处理，最后通过蒸发结晶方法进行盐分离结晶。该技术的优点是可以去除含盐浓度高的废水，获得标准的固体盐，最终产生的水可以回用；除干污泥外，系统中没有其他废物排放。缺点是需要多种膜渗透技术的配合，对水质要求严格，处理能力中等。一家电厂使用“MVC+MVR(蒸发结晶单元)对渗透膜产生的浓盐水进行处理，处理量为3m3/h(NaCl)，除盐率可达92%以上。该技术的优点是可以结晶和分离固体盐，盐的质量可以控制在工业标准中。与化学方法相比，其经济效益有所提高，可以避免化学品的二次污染，保护水资源。

某电厂采用正渗透技术，具体处理工艺包括混凝-澄清-过滤-软化预处理单元、膜浓缩单元和蒸发结晶单元，是我国第一个运行正渗透技术的废水零排放项目。与传统渗透膜技术相比，该技术具有膜污染低、分离效果好的优点；缺点是工艺技术难度大，投资大，技术需要更多的实际应用。

2.3“预处理+浓缩+烟道蒸发”技术

2.3.烟道直接蒸发

直接烟道蒸发技术的基本原理是先预处理，提高脱硫废水浓度，减少后续废水处理量。浓缩废水通过喷嘴进入除尘器和预热器之间的烟道。雾化后的液体在烟气高温的作用下迅速蒸发，废水中的水从烟囱排出，污染物由除尘器捕获，随粉煤灰排出，达到废水污染物分离的目的。该技术的优点是利用现有锅炉设备，改造成本低；废水处理量大于膜渗透技术，初始投资低。但该技术仅限于原设备。由于废水中氯等杂质较多，容易造成烟道腐蚀堵塞，影响机组正常运行；由于烟道中热量的使用受出口烟气温度的限制，处理废水量低于化学方法。国内实际应用的内蒙古某电厂采用直接烟道蒸发工艺，脱硫废水处理量为17m3/h。

2.3.2旁路烟道蒸发

旁路烟道蒸发技术的原理与直接烟道蒸发技术的原理相似。区别在于旁路烟道蒸发法需要从旁路引出高温烟气，从非主路引出，并增加雾化干燥系统。与直接烟道技术相比，该技术具有操作简单、安全性高的优点，由于旁路系统的增加，对原设备的影响较小，在腐蚀性和堵塞性方面远远优于直接烟道蒸发技术。缺点是设备和工艺更复杂，占地面积和投资更高，后期设备维护工作增加。河南某热电厂在中国实际应用中，采用预处理+双膜法+旁路烟气蒸发技术，脱硫废水处理量为20m3/h。

3结论与展望

综上所述，通过对各种脱硫废水处理技术的原理、应用现状、优缺点的系统讨论和分析，得出以下结论：1）化学沉淀技术成熟，应用广泛，但盐含量高，重金属含量不能完全回用，容易造成二次环境污染；2）浓缩减量、固化、资源利用等深度处理技术可有效降低重金属含量和有机污染物含量，回收有价值的成分，满足废水零排放要求，但工艺一般不成熟，部分处于实验室研究阶段，应用案例较少。随着“碳中和、碳峰”战略目标的实施，低能耗、低碳排放、高效脱硫废水处理技术将成为主要处理技术，零废水排放和资源利用将是工业废水处理的唯一途径。然而，由于技术水平、经济、企业自身条件等原因，脱硫废水处理技术仍面临以下问题：1）处理工艺成熟，但仅限于部分污染物；2）部分新处理技术和技术联动应用仍处于实验室或试点阶段，工业应用案例较少；3）有价成分回收研究较少，资源利用技术仅限于新材料的开发；4）虽然部分处理技术满足零废水排放要求，但经济效益不显著。针对上述问题，未来脱硫废水处理技术应以前端源减量和后端资源处理为主要目标。具体实现路径如下：一是深入开展湿法脱硫废水生产控制相关技术的应用，开展除湿法以外的脱硫新技术，从源头上减少脱硫废水的产生。二是逐步优化或开发能耗低、效率高、处理范围广的多技术联合处理工艺，加快技术成果实施，实现商业化运输