(中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西太原030001)
摘要：对目前火电厂较为常见的脱硫废水处理工艺进行了概述，对其工艺特点进行了分析，并列举了目前脱硫废水处理系统常见的设计、运行问题，并对脱硫废水处理系统的改造方案选择和安全稳定运行措施提出了具体建议。
关键词：火电厂；脱硫废水；处理工艺；设计；运行
火电厂脱硫废水由于其成分的特殊性，一直成为火电厂最难以彻底解决的问题。目前火电厂脱硫废水处理实际采用的工艺方法很多，如离子交换法、电絮凝法，但真正能做到有效去除废水中有害离子，达到废水回收利用的工艺几乎没有，同时各火电厂脱硫废水处理系统存在的问题较多。本文介绍了目前采用的主要脱硫废水处理工艺，从工程设计、运行管理等方面分析了各火电厂脱硫废水处理系统实际存在的问题，推荐比较有效的处理工艺，为相关火电厂的脱硫废水改造提供技术支持。
一、火电厂脱硫废水的水质特点
pH值低，一般pH值范围为4．0～5．5。SS浓度高，主要成分为石膏颗粒、SiO2、铁和铝的氧化物，多数火电厂的SS质量浓度都在10000mg／L以上。化学耗氧量较高。脱硫废水中的化学耗氧量与通常的废水不同，在脱硫废水中，形成化学耗氧量的主要因素不是有机物，而是亚硫酸盐、亚铁离子等还原性物质，同时水样中高浓度的Cl-也是造成化学耗氧量超标的重要因素。脱硫废水中的主要阳离子是Mg2＋和Ca2＋，主要阴离子是SO42－和Cl－。其中，酸性物质和阴离子主要来源于烟气，阳离子和重金属离子主要来源于脱硫所用的石灰石。烟气硫废水的水量不大，但是由于其特殊的水质特征，排放前仍需处理，以免对周边环境造成影响。同时火电厂脱硫废水含有微量的重金属，如镉、铬、汞、砷等。
二、主要脱硫废水处理工艺及特点
目前常用的脱硫废水处理工艺有中和－沉降－絮凝－澄清法和烟道气处理法。中和－沉降－絮凝－澄清法中和－沉降－絮凝－澄清法是目前采用最多的脱硫废水处理工艺。脱硫废水通过废水泵提升至三联箱（中和箱、沉降箱、絮凝箱合称为三联箱）。在三联箱中，通过加入石灰乳、凝聚剂、有机硫，完成pH值的调节、饱和硫酸钙结晶析出、混凝反应等，同时从澄清器底部回流部分泥渣，加快反应沉淀速率。废水从三联箱自流进入澄清器，在三联箱出水中加入助凝剂，通过管道混合。废水中的絮凝物通过重力作用沉积在澄清器底部，浓缩成泥渣，由刮泥装置清除，清水则上升至顶部通过环形三角溢流堰自流至清水池。澄清器出水自流进入清水池。在清水池中通入空气进行曝气，合搅拌作用。加入HCl调节澄清器出水pH值为6～9。如清水未达到排放标准，可回流进行再处理。澄清器底部泥渣通过污泥输送泵送至压滤机，由压滤机完成泥渣压滤，压滤后的泥饼由汽车外运处置，滤液则返回脱硫废水池。压滤机可由脱硫岛DCS自动控制，也可实现就地自动运行。
中和－沉降－絮凝－澄清法工艺主要特点是系统庞大，投资成本较大，无法有效去除Cl-，废水处理不彻底，需二次利用。脱硫废水烟道气处理法脱硫废水烟道气处理法工艺利用废水预处理装置对脱硫废水碱化后，进行初步固液分离，固态物形成泥饼外运，废水被导入至空预器后、除尘器前之间的烟道内，经双流体雾化器雾化成微米级颗粒，在高温烟气余热的加热作用下，水分被完全蒸发成气相水蒸气，而盐分随着水分蒸发结晶成固体颗粒，被除尘器捕捉进入干灰，达到处理废的目的，部分水分在脱硫塔中重新凝结被回收利用，最大程度地节水节能，实现脱硫废水零排放。其工艺特点是：处理成本低，占地面积小，系统可靠性高，自动化程度高，利用锅炉烟气余热蒸发废水，无需其它能源，适用范围广，同时提高机组脱硫效率和机组除尘效率，但处理水量受限制。
三、目前火电厂脱硫废水处理系统存在的主要问题
设计阶段缺陷在脱硫废水处理系统建设初期，设计上的问题特别多，主要存在以下比较严重的问题：
3.1系统设计问题
一些脱硫废水处理系统没有按照火电厂的实际情况来选择，导致系统不能满足要求。如内蒙古乌海某火电厂，脱硫废水量实际为25m3／h，而实际出力只有15m3／h；内蒙古乌拉察布市某火电厂和其它火电厂，没有设计石灰乳加药系统或加药设备不全等。脱硫系统脱硫废水处理系统之间没有设计废水旋流站。如内蒙古中部某火电厂2×300MW机组，脱硫废水中SS的质量浓度高达20000mg／L以上，由于没有设计废水旋流站，导致脱硫废水处理系统的排泥系统无法正常运行，使脱硫废水处理系统经常处于停运状态。脱硫系统无法正常排出废水的危害非常大，最为严重的是浆液接触系统腐蚀、磨损非常严重，浆液循环泵叶轮的更换周期缩短为3个月，泵壳的更换周期缩短到2a左右，密度计、pH计相应大大缩短更换周期，导致该火电厂每年脱硫设备维护费用增加近百万元。
3.2澄清池出力不够
如内蒙古西部某火电厂2×300MW机组，其废水处理系统采用脱硫废水与工业废水一体化设计，整套系统的设计出力为100m3／h，斜板澄清器铭牌设计出力为100m3／h，停留时间为28～35min。经过现场分析，查找斜板澄清器设计图纸，计算其有效容积为13．84m3，计算得出停留时间为8．35min，远远低于设计停留时间。系统投运后设备堵塞严重，根本不能常运行。污泥脱水系统选用设备质量较差。目前内蒙古地区的脱硫废水处理系统有较多的板框式压滤机和高速离心脱水机不能正常运行，个别有空余场地的火电厂采用挖坑自然蒸发的办法来处理污泥，也有火电厂采用罐车外运处理，导致运行成本增加，环保风险加大。
3.3废水泵选型不正确
除个别火电厂改造和新建火电厂外，大多数都采用液下泵作为废水泵，导致故障率特别高，几乎半年左右就报废这一现象在早期的脱硫废水处理系统中尤为普遍。维护不力，导致设备不能正常运行。个别火电厂投运超过6a都没有对系统彻底检查，关键设备维护不力，有的设备寿命已过期仍继续使用，增加了其它设备的负荷，导致其它设备的损坏情况严重。对于脱硫废水处理系统工艺的选择，一定要结合本厂的脱硫废水水质情况和脱硫废水处理后的回用要求来综合考虑，经过充分的专业技术论证后再做决定，传统的中和－沉降－絮凝－澄清技术由于处理废水的不彻底性，设备故障较多，不建议在新建脱硫废水处理系统中使用，可应用于其它方法的预处理。
四、结束语
火电厂脱硫废水由于成分复杂和有害离子浓度高，磨损和腐蚀的危害性比较大，在选择处理工艺和回用时要特别加以重视，应因地制宜，采用最适合本厂的办法，既要达到环保要求，又要经济合理，同时加强对设备的管理和运行人员的培训，保证废水处理系统的安全稳定运行，降低环保风险。
参考文献：
[1]周卫青，李进．火电厂石灰石湿法烟气脱硫废水处理方法［J］．电力环境保护，2014(5)
[2]祝业青，傅高健，顾兴俊．脱硫废水处理装置运行现状及优化建议[J］．江苏电机工程，2014
[3]禾志强，田雁冰,赵全中．火力发电厂烟气脱硫废水处理工程实例[J］．工业用水与废水2014