烟气脱硫废水处理的优化工艺
火电厂排放的烟气主要采用石灰石-石膏湿法脱硫，脱硫过程中会产生一定量的废水。废水水质成分复杂，污染物种类多，其中包括《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中严格控制的一类污染物，必须单独处理。某配套(5×330MW)电力设施工程脱硫系统采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺系统，脱硫效率要求不低于95%。采用一炉一塔，共五炉五塔。脱硫系统不设GGH、旁路烟道和空气增压机。五套脱硫装置共用一套石灰石制备湿磨系统和石膏脱水真空皮带脱水系统。设置一套公用脱硫废水处理系统。脱硫废水引自废水旋流器溢流水，废水处理能力为15t/h，处理工艺为“三箱处理+澄清浓缩+最终中和”，处理后水质达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)第二时段一级标准。分析了该项目废水处理系统实际运行中存在的问题，并给出了优化建议和措施。
1.脱硫废水的成因
1.1 FGD系统需要排放Cl-
煤、石灰石和生产用水是氯离子的主要来源。煤中的氯含量一般为0.1% ~ 0.01%，普通石灰石中的氯含量约为0.01%，工艺用水中的氯含量为20 ~ 200mg/L，脱硫系统中的石灰石浆液不断循环，导致浆液中氯离子逐渐富集。但同离子效应导致石灰石消耗增加，脱硫效率降低，因此需要排放废水，降低滤液中Cl-含量，提高脱硫效率。
1.2系统需要排灰
脱硫系统排出的烟气会产生灰分，长期不排放，含尘量不断积累，导致石膏纯度和脱硫效率下降。因此，必须排放一定量的废水来提高石膏的纯度。
1.3系统需要排出惰性物质。
惰性物质影响石膏的纯度和系统浆液的正常物理化学性质。随着浆液的循环使用，脱硫剂(石灰石)中的惰性物质也会在系统中积累。惰性物质积累过多会导致脱硫剂失效。通过排放一定量的废水，可以提高石膏的纯度和系统浆液的正常理化性能。
2.脱硫废水的水质和水量
脱硫废水的水质和水量受煤种、工艺补给水和脱硫系统运行控制参数等因素的影响。脱硫废水量具有波动大、不连续的特点。不同火电厂的水质会有所不同。一般来说，脱硫废水的特点是含盐量高、酸度大、浊度高、硬度大、污染物种类多。脱硫废水中的污染物主要是悬浮物，包括氟化物、重金属、过饱和亚硫酸盐和硫酸盐等。其中废水中Cl含量为8000～18800mg/L，脱硫废水具有强腐蚀性。
3.脱硫废水处理工艺
本项目采用的常规FGD脱硫废水处理工艺为“三箱处理+澄清浓缩+最终中和”。三联箱为一体箱，分为三个隔间，分别为中和箱、反应箱和絮凝箱。工艺流程如下。
3.1中和
在中和池中加入石灰乳，快速搅拌，使原来的酸性废水变成碱性。中和槽内设置在线仪表监测pH值，pH值控制在8.8 ~ 9.5。在这种条件下，大多数重金属可以形成微溶的氢氧化物并从废水中沉淀出来。用石灰乳作中和剂，也能与F-反应生成不溶性的CaF2沉淀，有脱氟作用。同时，石灰可以絮凝废水中的杂质。
3.2反应沉降
工程实践表明，在反应罐中加入有机硫化剂TMT-15，可以使不能以氢氧化物形式沉淀的重金属离子形成溶度积较小的硫化物沉淀。硫化物溶解度低，对废水中的镉、锌、汞处理效果好，沉淀量小，化学稳定性好，不易再溶解。
3.3絮凝
废水中悬浮物含量高，必须在化学沉淀的同时进行絮凝处理。在絮凝池中加入聚合铁使微絮体逐渐形成较大的絮体，在絮凝池出水管中加入高分子聚电解质(PAM)作为助凝剂进一步使絮体变大，更容易沉降。
3.4澄清和浓缩
脱硫废水从絮凝池溢流进入澄清浓缩池的中央导流管，在重力作用下实现固液分离，上清液从堰板溢流进入最终中和池进行后沉降处理；沉积在下部的污泥通过污泥输送泵排出。
3.5更多最终中和
脱硫废水沉淀分离后，由于pH值大于9，超过排放标准，需要在出水水箱中加入30%左右的工业盐酸进行中和反应，将水的pH值中和到6~9。出水水箱配有pH值和悬浮物在线监测仪。当废水中的悬浮物和pH值达到排放标准时，清水将达到排放标准。如果废水中的悬浮物或pH值不符合排放标准，废水将返回中和池重新处理，直至达标。
3.6污泥脱水处理
设置在线监测污泥液位计，监测澄清浓缩池底部的污泥高度。当超过设定范围时，启动污泥输送泵，污泥被泵入板框压滤机脱水。泥饼暂时储存在泥斗中，然后装车运出。
4.存在问题分析
4.1设计方面
(1)脱硫废水处理系统不设废水缓冲池。脱硫废水从废水旋流器溢流，直接进入三联箱处理。脱硫废水间歇排放，流量变化大，悬浮物含量高。废水处理系统前端没有废水缓冲池，无法调节水质水量，容易造成絮凝箱搅拌器过载损坏。同时也会造成澄清浓缩池短时超负荷，影响出水水质。
(2)冲洗管道设计不完善。脱硫废水系统容易堵塞。该脱硫废水系统中的中和、反应、絮凝池没有冲洗管道，排水后无法清洗。
(3)盐酸加药装置设计在独立的围堰内，但没有安全洗眼器，存在一定的安全隐患。
4.2操作方面
(1)设备和管道堵塞。系统废水泵停止运行后，污泥泵、石灰乳循环泵、污泥管道、石灰乳管道未及时冲洗，导致污泥管道堵塞，系统无法重新启动。
(2)压滤机的运行问题。它是压滤机污泥脱水系统的关键设备。本项目脱硫污泥系统采用国内普通板框压滤机。运行实践表明，普通板框压滤机故障率高，脱水后污泥含水率仍然较高，泥饼容易粘附在滤布上，导致无法自动卸泥，增加了操作人员的工作量。同时，在向板框压滤机输送污泥的过程中，污泥螺杆泵经常压力过载，导致频繁跳闸，泥饼厚度达不到要求，处理能力降低；普通板框压滤机没有配备自动冲洗装置，滤布堵塞时需要人工清洗，增加了操作人员的工作量。
5.优化建议和措施
(1)增设预沉淀池。
脱硫废水中悬浮物过多会增加三联箱的处理压力，导致三联箱搅拌器运行不稳定，混凝效果不好。设置预沉淀池，通过重力沉淀有效去除50%以上的悬浮物，预沉淀池停留时间至少为4h；废水进入后续工序进行处理。此外，预沉淀池还可以调节进水的水质和水量，保证三箱系统的稳定运行，提高系统的出水效果。
(2)完善冲洗管道。
中和、反应、絮凝箱设有冲洗管，三联箱定期冲洗。
(3)盐酸加药装置设计在独立的围堰内，并设置一套安全洗眼装置，消除安全隐患。
(4)与废水接触的设备和管道应考虑腐蚀。罐、槽内衬橡胶或鳞片树脂，管道内衬橡胶(塑料)管或其他防腐管。同时，管道内设有冲洗水管和净化水管。当泵停止运行时，要及时冲洗泵和管道，以并排净废水。特别是污泥泵、石灰乳循环泵、污泥管道和石灰乳管道。
(5)选择自动隔膜压滤机。
污泥螺杆泵采用低压泵和高压泵混合搭配。一是低压泵进料污泥，当达到一定压力后，换成高压泵保压，可以合理利用，解决压滤机输送污泥过程中泵压经常过载的问题。自动隔膜压滤机配有滤布自动清洗装置，可实现滤布自动清洗，保证压滤机压泥性能稳定，减少人工干预的工作量。隔膜过滤器对污泥进行第二次压榨，进一步降低污泥的含水量。隔膜压滤机脱水后的污泥含水率可达50% ~ 60%，大大减少了污泥的体积。
6.结论。
本项目采用“三箱处理+澄清+最终中和”工艺处理脱硫废水。经中和、反应沉淀、絮凝、澄清、浓缩后，可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)第二时段一级标准，但在实际运行过程中仍会存在影响运行的问题。后期改造过程中要综合考虑，有效提高运营效果。随着环境保护和水资源节约要求的不断提高，污水零排放是未来的发展方向。为保证整个电厂污水零排放，脱硫废水处理过程中应预留后续终端处理接口，以保证未来实现电厂废水零排放过程时可作为预处理系统使用，无需重复建设。(来源:永清环保有限公司、湖南永清水务有限公司)
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