作者：华玉龙，孙红丽，吴士定，周 威 ( 中国联合工程有限公司，浙江 杭州 310051)

摘 要: 通过分析脱硫废水水质具有显酸性、悬浮物含量高、盐度高、硬度高，含有高浓度的砷、汞、铅、铬、镉等重金 属的特点，简要介绍了常规的废水处理工艺和几种脱硫废水零排放处理工艺。对各种工艺过程分别进行详细分析，并从废水处理 效果、运行安全可靠性、技术经济性等方面进行各种工艺优点和缺点比较，最终推荐使用预处理+旁路烟道蒸发处理工艺，该工艺 不仅具有操作简单、占地少、维护方便的优点，而且能实现脱硫废水零排放达到环保要求。

关键词: 脱硫废水; 废水零排放; 预处理; 蒸发结晶; 烟道蒸发

煤炭作为火电厂主要燃料，但其使用过程中造成的污染不 容忽视，而石灰石－石膏湿法脱硫技术可以有效的脱除烟气中 的 SO2，该法占全国湿法脱硫的 90%［1］。为了维持系统的正常 运行，处理过程中会产生的一定量的废水，此类废水属于最末 端的废水，若直接排放，会对环境造成严重污染。 2015 年国务院 《水污染防治行动计划》中要求全面控制污 染物排放。2017 年环保部 《火电厂污染防治可行技术指南》指 出实现废水近零排放的关键是实现脱硫废水零排放。因此采用 合适的处理工艺达到脱硫废水零排放，最大程度的节约成本成 为国内外学者主要研究方向。

1 脱硫废水水质与处理难点

石灰石－石膏湿法脱硫废水中的污染物成分及含量与煤种、 脱硫工艺与运行方式、烟尘量、石灰石品质、石膏脱水效果、 催化还原技术( SCＲ) 系统氨逃逸等多种因素有关［2］。 对宁波、山东某电厂脱硫废水，进行水质分析如表 1 所由表 1 可知，脱硫废水特征如下: ( 1) 显酸性，pH 在 4 ～ 6. 5 之间，腐蚀性强［3］; ( 2) 悬浮物含量高; ( 3) 盐度高，主要 含硫酸盐、氯化物、氟化物、硫化物等; ( 4) 含重金属，主要 含 Hg、Cr、As、Pb、Zn、Ni、Cd 等。 目前面临的处理难点有: ( 1) 水质、水量受燃煤、脱硫系 统补水及脱硫运行工况影响大，水质波动范围大; ( 2) 悬浮物 浓度高，细颗粒物比例大，易造成膜过滤装置污堵; ( 3) 硅、 镁等浓度高，硫酸钙过饱和度高，结垢倾向强，后系统结垢清 洗恢复难; ( 4) 处理后废水产生的效益极低，对处理成本要求 严格。 2 脱硫废水处理工艺 2. 1 常规的脱硫废水处理工艺 采用 “pH 调整+混凝+沉淀+pH 调整”的综合处理工艺， 废水经过中和、絮凝和沉淀等处理过程，即旋流器废水直接送 至废水收集池内收集，并且在收集池里布置空气搅拌设施，而 后通过在中和池、反应池、絮凝池内进行沉淀，包括盐酸投 加、有机硫投加、氢氧化钙投加、絮凝剂投加、助凝剂投加; 整个过程产生的污泥通过板框压滤机、进泥泵、阀门等配套设 备组成的脱水系统形成泥饼外运，脱出的水在清水池内 pH 调 节后则返回系统内循环使用。如图 1 所示。 此种处理工艺虽然可以去除悬浮物和浊度，实现出水悬浮 物达标排放，但是在运行过程中也存在一些问题: ( 1) 适应性 差，部分重金属达标困难; ( 2) 药剂投放量大，运行费用高， 约 8～ 10 元/t; ( 3) 污泥产生量大存在被定性为危险废物的风 险，处理与处置困难; ( 4) 即使达标处理，含盐量高，难以利 用，容易造成二次污染。 2. 2 脱硫废水零排放处理工艺 常规的脱硫废水处理工艺无法彻底实现零排放，需要对废 水进行减量化处理，提高浓缩倍数，降低能耗，依据该思路又 不断改进出新的工艺路线。

2. 2. 1 预处理+浓缩蒸发结晶处理工艺 脱硫废水预处理采用软化澄清工艺，即将脱硫废水输送到 废水缓冲槽收集，由废水输送泵送往一级反应器，器内投加氢 氧化钙、重金属沉淀剂、絮凝剂、助凝剂，用泵输送至一级澄 清池内产生化学反应，使水中镁离子与氢氧根结合形成氢氧化 镁沉淀，硫酸根与钙离子生成硫酸钙沉淀，用污泥输送泵将沉 淀物输送到污泥处理系统进行脱水，脱水产生的滤液返回废水 缓冲槽; 上清液流入到二级反应器，器内加入碳酸钠和絮凝 剂，再通过泵输送到二级澄清池内，使水中剩余的钙离子与碳 酸根结合形成碳酸钙沉淀，用污泥输送泵将沉淀物输送到污泥 处理系统进行脱水，脱水返回废水缓冲槽，上清液进入废水缓 冲池，进入浓缩蒸发结晶过程。详细流程如图 2 所示。 浓缩蒸发结晶是采用串联多个蒸发器组成，加热蒸汽引入 第一个蒸发器内，加热其内的浆液，使浆液产生比蒸汽温度低 的饱和蒸汽，将这些蒸汽引入第二个蒸发器内作为加热蒸汽， 使其内料液也产生比加热蒸汽温度低的饱和蒸汽，直至到最后 一个蒸发器。动力蒸汽的冷凝水返回系统疏水箱内，蒸发产生 的冷凝水也汇集后回收利用。含盐脱硫废水经过反应器依次浓 缩，到最后一个蒸发器达到饱和而结晶析出，输送到离心机内 达到排盐的效果［4］。详细流程如图 3 所示。
该处理工艺对废水水质的要求低，系统适应能力强，达到 分盐处理，但是其缺点是初期投资大，运行成本高［5］; 工艺流 程长，运行繁琐; 检修和维护工作量较大。

2. 2. 2 预处理+烟道蒸发处理工艺 脱硫废水进入预沉池进行简单预处理，而后的浆液透过过 滤网进入缓冲罐，再由泵输送到烟道内，通过喷嘴进行雾化， 与烟道内的热烟气充分接触，水分挥发进入烟气系统，盐分析 出的细小颗粒与烟气同时进入到电除尘器内被拦截下来，而大 颗粒直接沉淀下来进入灰斗，可定时清理。具体工艺系统图如 图 4 所示。 该处理工艺有废水水质的要求低，系统简单，初期投资较小，运行成本低，占地面积小的优点，但其仍有急需解决的问 题: ( 1) 处理能力较低，不能满足零排放要求; ( 2) 设计不当的 条件下，烟道结垢严重，可能造成烟气部分赌塞，垢样成分与 水泥类似，较难清洗; ( 3) 喷头的布置对蒸发固化效果影响很 大，对炉后烟道安装位置要求高，在低低温改造后布置困难; ( 4) 需要考虑烟气和烟尘的性质变化对除尘的影响。

2. 2. 3 预处理+旁道烟道蒸发处理工艺 石膏脱水设备脱出的废水送至预处理装置进行预处理和浓 缩，而后送至旋转雾化器将废水雾化成气态，通过烟气分布器 均匀进入废水干燥塔内，利用省煤气后旁路烟道内烟气的热量 与其进行热交换，水分蒸发，大颗粒灰分沉淀到塔底的灰斗 内，小颗粒随着烟气返回到空气预热器后烟道主路，通过烟道 冷却器空 气 冷 却 后 进 入 到 电 除 尘 器、脱 硫 塔，形 成 一 个 循 环［6］。整个过程的工艺流程见图 5。 该处理工艺的主要核心设备为干燥塔、旋转雾化器、烟道 分布器。干燥塔是实现烟气与雾滴充分混合，实现传热、传质 反应的容器。在塔内完成废水的安全蒸发，结构上采用薄壁结 构和独有的热膨胀吸收技术，保证各种工况的安全稳定运行。 旋转雾化器是实现废水雾化的专用设备，原理是利用旋转雾化 器的离心力，使料液在旋转表面上伸展为薄膜，并以不断增加 的速度向雾化盘的边缘运行，离开雾化盘边缘时，实现溶液转 化成细小雾滴。烟气分布器是使烟气经过分布器后，烟气流被 分布成绕雾化盘的旋转运行及绕雾化盘边缘的向下流动，向下 压向雾滴并形成伞状云形状，达到烟气与雾滴的充分混合。 该处理工艺优点主要在于: ( 1) 脱硫废水经预处理及浓缩 后，避免喷雾蒸发过程的结垢、堵塞烟道等问题; ( 2) 喷雾蒸 发器排出烟气温度增加，可提高除尘效率; ( 3) 脱硫废水蒸发 水分进入脱硫塔，可降低脱硫工艺水耗; ( 4) 能够实现稳定、 经济、真正意义的脱硫废水零排放，无需单独处置固体盐。 ( 5) 整个系统流程短，工艺设备少，运行时与脱硫系统操作和 维护的人员共用，不需要新增运行人员，降低运行成本。 3 结 语 通过以上几种工艺的优缺点比较，燃煤电厂高效除尘的石 灰石－石膏湿法烟气脱硫装置产生的末端脱硫废水推荐使用预 处理+旁道烟道蒸发处理工艺来处理，操作简单、占地少，对 其他整个系统的影响小。随着国家越来越严格的环保要求，脱 硫废水零排放技术发展势必在行，从废水处理效果，运行安全 可靠性，技术经济性方面综合考虑去选择合适的处理工艺极其 必要。