我國作為一個(gè)貧油、少氣、相對(duì)富煤的國家，煤炭資源占一次能源的比例達(dá)到70％。而且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，燃煤發(fā)電仍是我國日益增長(zhǎng)的用電需求的主要解決方式?；鹆Πl(fā)電燃煤會(huì)帶來大量的SO2，而SO2是造成酸雨的主要大氣污染物，需要進(jìn)行嚴(yán)格控制。目前，國內(nèi)煙氣脫硫多采用濕式石灰石－石膏工藝。該工藝是當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的煙氣脫硫工藝，具有脫硫效率高、負(fù)荷響應(yīng)快、使用煤種廣、石膏利用技術(shù)成熟、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。該工藝產(chǎn)生的廢水水質(zhì)成分復(fù)雜，需要進(jìn)行嚴(yán)格控制，因此本文將從脫硫廢水的常規(guī)處理方式和其新的處理方法研究進(jìn)展對(duì)脫硫廢水的處理進(jìn)行探討。

    1 脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)

    由于燃煤電廠使用的煤種、脫硫裝置以及運(yùn)行條件等不同，使得不同的電廠排出的脫硫廢水的水質(zhì)不同，綜合多個(gè)電廠的水質(zhì)特征，得出脫硫廢水的基本性質(zhì)，結(jié)果如表1所示。

    根據(jù)GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，將脫硫廢水中主要污染物歸類，其中污染物濃度及排放標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

    2 國內(nèi)脫硫廢水常規(guī)處理方法

    燃煤電廠脫硫廢水是處理難度較大的廢水，一般火電廠脫硫廢水的排放量雖然較小，但鑒于其水質(zhì)特點(diǎn)，必須進(jìn)行嚴(yán)格處理后排放，否則將對(duì)電廠周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

    目前國內(nèi)電廠對(duì)脫硫廢水的處理，多是依據(jù)國家排放標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)不同種類的污染物，采用物理化學(xué)方法處理后直接排放到水體中。

    2.1 排至水力除灰系統(tǒng) 

    這種處理方式只適用于存在水力除灰系統(tǒng)的電廠，其基本原理是將脫硫廢水不進(jìn)行處理直接排放至水力除灰系統(tǒng)，廢水中的酸性物質(zhì)和重金屬離子跟石灰中的CaO發(fā)生反應(yīng)，生成固體物質(zhì)而被去除。由于脫硫廢水的水量一般較小，所以摻入水力除灰系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)的影響較小。因此，該方法比較簡(jiǎn)單，無需對(duì)水力除灰系統(tǒng)進(jìn)行改造，工程投資少，運(yùn)行管理方便。但是，進(jìn)入水力除灰系統(tǒng)的脫硫廢水會(huì)引起系統(tǒng)中氯離子的富集，加速管道設(shè)備的腐蝕，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，由于廢水中含有大量鈣、鎂等離子，會(huì)加速管道結(jié)垢，同時(shí)在非閉路循環(huán)的系統(tǒng)中，排放的廢水的還會(huì)造成二次污染。因此該方法一般只作為脫硫廢水的事故應(yīng)急處理措施。

    2.2 化學(xué)沉淀法

    目前國內(nèi)外脫硫廢水的處理多采用化學(xué)沉淀法，主要是針對(duì)廢水中第一類和第二類污染物進(jìn)行處理。化學(xué)沉淀法處理工藝主要包括中和、沉淀、混凝、澄清4個(gè)過程，典型處理工藝如圖1所示。

    中和沉淀是用來調(diào)節(jié)廢水的酸堿性，一般采用的堿性中和劑是NaOH、Ca(OH)2等，在調(diào)節(jié)pH值的同時(shí)，廢水中的Zn^2＋、Cu^2＋、Ni^2＋、Fe^3＋ 等大部分重金屬離子會(huì)生成氫氧化物沉淀被去除；加堿中和反應(yīng)后加入可溶性硫化物（Na2S或有機(jī)硫），使Hg^2＋、Pb^2＋等沉淀，目前國內(nèi)普遍采用15％三聚硫氰酸（TMT）溶液；混凝沉淀主要是去除廢水中SS和上階段生成的沉淀，通常采用的絮凝劑是鐵鹽和高分子絮凝劑；混凝后的廢水進(jìn)入澄清池，依靠重力進(jìn)行沉降，上清液達(dá)標(biāo)后排放，污泥進(jìn)行濃縮處理。

    化學(xué)沉淀法能有效地去除脫硫廢水中的SS、F^- 、重金屬離子等，并實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)的達(dá)標(biāo)排放。這種工藝在國內(nèi)外脫硫廢水的處理中應(yīng)用最為廣泛，但也出現(xiàn)了越來越多的問題。由于針對(duì)各個(gè)污染物進(jìn)行特別處理，導(dǎo)致處理流程、工藝較為繁瑣，這也就使得在設(shè)計(jì)時(shí)，需要大量的設(shè)備、設(shè)施，如各種構(gòu)筑物、計(jì)量泵、攪拌器、排泥泵等，設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)也成為難題。同時(shí)，由于采用絮凝沉淀法去除SS及重金屬離子，處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，其含水率很高，很難進(jìn)行泥水分離。

    3國外新型處理工藝

    近年來國外為適應(yīng)嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和更加有效的處理方式，設(shè)計(jì)了幾套新的脫硫廢水處理工藝，并且進(jìn)行了工業(yè)上的運(yùn)行，主要是流化床法和化學(xué)沉淀-微濾膜法。

    3.1 流化床法

    該工藝主要由脫硫廢水緩沖池、流化床和循環(huán)池3部分組成，以石英砂作為流化床填料。脫硫廢水流經(jīng)蘭美拉分離器后，進(jìn)入緩沖池，然后以一定流速從流化床底部進(jìn)入流化床反應(yīng)器，并與處理過的循環(huán)水以及高錳酸鉀溶液混合，同時(shí)通過加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值，在反應(yīng)器中反應(yīng)，工藝流程如圖2所示。目前該工藝在丹麥艾武德電廠已開始運(yùn)行。運(yùn)行結(jié)果顯示，處理后的污泥密度為2．5～3．0kg／L，含水率在20％以下，相比于傳統(tǒng)化學(xué)沉淀法，污泥的產(chǎn)生量減少25％左右。同時(shí)，該工藝對(duì)Ni²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的去除率分別為99％、92％、97％，并且對(duì)砷、硒也有去除效果。但是由于大量Cl-的存在，使得反應(yīng)器對(duì)汞的去除效果并不理想，同時(shí)，運(yùn)行過程中流速、流量、pH值對(duì)反應(yīng)器的處理效果影響較大，需要嚴(yán)格控制。

    3．2化學(xué)沉淀-微濾膜法

    對(duì)于排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的歐洲發(fā)達(dá)國家，僅靠化學(xué)沉淀工藝很難達(dá)到排放要求。因此，D.G.Enoch等利用微濾膜對(duì)化學(xué)沉淀后的脫硫廢水進(jìn)行深度處理。該工藝對(duì)脫硫廢水中SS、重金屬離子的去除非常有效，處理效果良好，滿足更高排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，且操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但澄清池出水有較多懸浮顆粒，微濾膜的堵塞情況較嚴(yán)重。

    3.3 化學(xué)沉淀－DTRO膜法

     金正環(huán)保采用DTRO膜法處理脫硫廢水，可有效解決采用卷式膜易受污染的問題，產(chǎn)水水質(zhì)好，可有效的去除水中的雜質(zhì)、重金屬等有害物質(zhì)。

DTRO膜法處理脫硫廢水工藝流程：

    采用金正DTRO膜工藝處理電廠脫硫廢水的優(yōu)勢(shì)：

1、簡(jiǎn)單預(yù)處理，占地面積小，可移動(dòng)性強(qiáng)

2、DT組件采用開放式流道設(shè)計(jì)，料液有效流道寬，避免了物理堵塞。 

3、最低程度的結(jié)垢和污染現(xiàn)象 

4、膜使用壽命長(zhǎng)，DT膜片壽命可長(zhǎng)達(dá)3年以上，這對(duì)一般的膜處理系統(tǒng)是無法達(dá)到的。 

5、組件易于維護(hù)

6、回收率高，能耗低

7、過濾膜片更換費(fèi)用低 

8、濃縮倍數(shù)高

        脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)為高含鹽廢水處理過程的主要耗能系統(tǒng)，為了降低投資成本和運(yùn)行成本，在廢水進(jìn)入蒸發(fā)器濃縮前進(jìn)入高壓反滲透（DTRO）預(yù)濃縮系統(tǒng)，將脫硫廢水TDS的質(zhì)量濃度25~40g/L預(yù)濃縮到80~100g/L，降低進(jìn)入蒸發(fā)器系統(tǒng)水量，提高運(yùn)行效率。

    4 脫硫廢水其它處理方法研究現(xiàn)狀

    隨著電力企業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的日益提高，需要更加經(jīng)濟(jì)和高效的處理方法對(duì)脫硫廢水進(jìn)行處理。近年來大量的學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了更深入的試驗(yàn)研究，也提出一些新型的脫硫廢水處理方法。

    4.1 微生物處理法

    在脫硫廢水中化學(xué)需氧量濃度不高，并有別于一般的廢水，其化學(xué)需氧量主要由無機(jī)物引起，因此可生化性很差。近年來有研究者通過添加碳源等方式，利用硫酸鹽還原菌（SRB）對(duì)脫硫廢水處理進(jìn)行了研究。

    厭氧氨氧化作為脫硫廢水生物脫氮具有廣闊前景，但脫硫廢水的高鹽度抑制厭氧氨氧化菌的活性，厭氧氨氧化菌如何適應(yīng)高鹽環(huán)境，尤其是脫硫廢水水質(zhì)條件的機(jī)理，尚待深入研究。

    4.2 煙道蒸發(fā)處理法

    該工藝采用霧化噴嘴將電廠脫硫廢水進(jìn)行霧化，噴入電廠空預(yù)器與電除塵器之間的煙道內(nèi)，利用煙道內(nèi)高溫?zé)煔鈱㈧F化后的廢水液滴蒸干，形成細(xì)小固體顆粒結(jié)晶隨煙氣灰塵進(jìn)入電除塵器被電極捕捉，進(jìn)入除塵器灰斗隨灰外排，達(dá)到脫硫廢水零排放的目的，工藝流程如圖3所示。

    該處理方法不僅具有系統(tǒng)配置設(shè)備少、投資省、運(yùn)行成本低及運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，還能真正實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。該方法需要脫硫廢水在進(jìn)入除塵器電極前完全蒸發(fā)，并且控制煙氣溫度高于酸露點(diǎn)溫度，否則會(huì)對(duì)除塵器電極板造成腐蝕，因此需要對(duì)廢水在煙道內(nèi)的蒸發(fā)過程進(jìn)行比較精確地控制。目前該技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段，還缺乏對(duì)工藝運(yùn)行條件優(yōu)化、系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行影響因素及其工程應(yīng)用推廣等方面的研究。

    4.3蒸發(fā)結(jié)晶法

    在考慮脫硫廢水的深度處理、綜合利用以及零排放的基礎(chǔ)上，研究出了蒸發(fā)結(jié)晶處理工藝。經(jīng)過中和、絮凝、沉淀等預(yù)處理過程后，進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理系統(tǒng)。蒸發(fā)系統(tǒng)主要分為4個(gè)部分：熱輸入部分、熱回收部分、排熱部分和附屬系統(tǒng)部分。

    在鹽水加熱器內(nèi)，低壓蒸汽與熱交換管內(nèi)流動(dòng)的循環(huán)鹽水進(jìn)行熱交換，經(jīng)過加熱沸騰的循環(huán)鹽水依次流入各閃蒸室內(nèi)進(jìn)行閃蒸，蒸發(fā)出的水蒸汽通過除霧器與蒸發(fā)器上部的熱交換管進(jìn)行熱交換冷凝，每級(jí)所得蒸汽凝結(jié)水由熱交換管下端的蒸餾水托盤收集，最終實(shí)現(xiàn)固液分離。吳志勇提出采用預(yù)處理軟化-機(jī)械蒸汽再壓縮循環(huán)蒸發(fā)-三效混流強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶-離心干燥包裝工藝，解決了反滲透濃縮法和晶種法脫硫廢水后續(xù)深度處理方法的不足。蒸發(fā)結(jié)晶處理工藝流程簡(jiǎn)單，蒸發(fā)回收水的水質(zhì)較好，但也會(huì)出現(xiàn)管路結(jié)垢、能耗高等問題，同時(shí)，由于該工藝投資成本較高，大大限制了其在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

    5結(jié)語

    我國目前對(duì)脫硫廢水仍是經(jīng)過簡(jiǎn)單的物化處理達(dá)標(biāo)后直接排放，這樣既污染環(huán)境，又造成水資源的浪費(fèi)。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和生態(tài)文明建設(shè)的加強(qiáng)，對(duì)脫硫廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)將日益嚴(yán)格，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的深度處理和綜合利用將是發(fā)展趨勢(shì)，但現(xiàn)有的深度處理方法投資成本高，如何在滿足高標(biāo)準(zhǔn)的脫硫廢水處理的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)其綜合利用將是日后的研究重點(diǎn)。