燃煤鍋爐煙氣脫硫廢水處理技術研究進展

潘好偉1，楊圣超，馬 萍，劉 寅，張 亮，鄒 夢

(1.新疆電力建設調試所有限責任公司，新疆 烏魯木齊 830000；2.國網新疆電力有限公司電力科學研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

0 引 言

由于煤炭在發電行業的大規模利用，燃煤發電機組被認為是SO2最主要的人為來源。伴隨煤炭消費高比例現狀的是我國嚴重的環境污染狀況，其中二氧化硫年排放量達11.0×106t。針對SO2排放量大的特點，我國燃煤電站均配置了相應的脫硫處理系統，而濕法脫硫技術占據了我國脫硫技術市場份額的90%以上，這導致產生大量脫硫廢水，其具有復雜的組成和高污染的特征。因此，尋求一種高效、低成本脫硫廢液處理技術的特點符合當前的背景。文中綜述了幾種常見的脫硫脫水處理技術，對于當前工程應用有一定的指導意義。

1 煙氣脫硫廢水處理工藝

因為電站脫硫系統廢水的獨特性，用于處理脫硫廢水難度較大；另外，廢水中含有的金屬陽離子對生態環境和人體健康均有較大的危害性，所以有必要對廢水進行嚴格的隔離處置。目前商業應用的脫硫廢水處理方法主要有沉降法、微生物法、煙氣廢熱利用等。

1.1 沉降法

沉降法首先依靠靜置分離出廢水所含顆粒物，因此，十分有必要保障廢水在池內有相當充足的滯留時間。沉降法最大的好處體現在處理成本較低，對懸浮顆粒物在一定程度上有脫除效果，然而并不能對已溶解于水的可溶性金屬陽離子化合物進行很好的脫除，這與現在我國提前謀劃的超凈排放是不相匹配的，目前通常只作為其他技術的輔助處理，脫硫脫水的處理不能完全依靠此方法。

進一步的深度脫除所溶陽離子，需要經過化學沉淀法，通常需經過如下4個步驟。(1)中和。脫硫的廢液在一級隔槽靜置的同時添加入一定量的Ca(OH)2漿液，將廢液的pH值由5.5～6.0附近增加到8.5以上，這樣就使得絕大多數金屬陽離子經反應形成溶解性很低的化合物。(2)重金屬沉淀。二級隔槽內加入特殊的有機硫化試劑與Hg2+、Pb2+反應生成極不易溶的硫化物進而沉降在池底部。(3)絮凝。在三級隔槽中投入適量的試劑，將經靜置沉降和化學沉降后的小顆粒物和難容金屬鹽類凝聚成大顆粒。(4)濃縮/澄清。在澄清/濃縮池中，經凝聚后的大顆粒物沉積通過離心力濃縮成污泥，上部為凈水，以便循環使用。此方法的問題在于對氯離子等可溶性陰離子沒有達到去除的目的，且運行投入費用高。

1.2 微生物法

微生物法是通過微生物來解決可經生物降解的可溶性有機污染物。此類脫硫廢水處理一般需要通過有氧、無氧或缺氧段兩部分脫除。現存電站首先使用有氧方式去除BOD5，再經無氧或者缺氧的方式除掉金屬和營養鹽類。微生物法能夠高效地脫除廢液中無法通過化學沉降形成凝聚物的硒、汞等此類重金屬。缺點是系統復雜，占地面積大，造價高。

近年來，有學者陸續發現，利用Fe0能夠高效地降低廢液中所含的硒酸鹽的量，然而隨著反應時間的推進，Fe容易發生鈍化現象，進而影響其反應活性。于是逐漸將Fe2+引到此處理系統中，發現Fe0的反應速率有了顯著的升高。研究顯示，混合技術對汞、硒的脫除效率幾乎可以達到100%。與微生物處理等技術相比，其投資費用較低。但問題是此技術現在還在工業化試驗階段，技術成熟度不高，尚未投入使用。

1.3 利用煙道氣廢熱處理技術

煙道氣廢熱處理技術是通過專利噴嘴將脫硫廢水霧化，同時噴入除塵器之前的煙氣管路中，利用煙氣廢熱使液體經換熱后蒸發，這樣液體所含的雜志將結晶成鹽類，隨原有煙氣中的飛灰一并被除塵器捕獲，達到了脫硫廢水處理的目的。該方法的特征是沒有實際存在的液體排出，從而不會形成額外的污染，投資與維護費用低；占地面積?。粍恿υO備能耗低，并不涉及其他的能量投入；不形成固體廢物。

現在的研究主要集中在脫硫廢水蒸發特性以及技術的可行性分析兩個方面。

①蒸發特性

相關文獻利用數值模擬手段，研究了煙溫、液滴粒徑等因素對蒸發特性的影響。認為液滴粒徑越大、煙氣溫度越低，需要蒸發的時間越長。在已有電廠開展半工業級的實驗，證明了如果特定質量的脫硫廢水完全蒸發，蒸發過程中溫降是保持在合理的范圍內。又有學者將脫硫廢水的蒸發過程細分為5個階段，即溫度上升階段、等速蒸發階段、硬殼形成階段、沸騰階段及干燥階段，并證實由于硬殼的形成，脫硫廢水的蒸發速率比純水慢。

②技術可行性分析

此技術得到廣泛關注，具有其可行性的原因有以下幾點：①因為廢水導致的粉塵含量變化甚微，與除塵器入口含塵量濃度相比，量級很小，噴入適量的脫硫液反而能起到對煙氣降溫增濕，有助于提高除塵器對飛灰的捕捉；②廢水的噴入煙道提高了脫硫洗滌器進口煙氣中的含濕量，避免了因脫硫造成的含濕量變化引起的水耗，大大控制了脫硫系統的水用量，提高了整體經濟性。

2 結束語

綜上所述，隨著目前國家對環保要求日益嚴格，建設綠色生態的需求越來越廣泛，以火力發電企業為代表的傳統能源產業要想取得可持續性的發展，就需要順應時代的發展潮流。不能只注重廢氣的排放，水資源的利用也要引起重視，注重對新技術、新工藝的運用。