电厂烟气脱硫废水零排放是必威体育官方网站 的热点和难点问题。本文通过脱硫废水水质特性分析，集成预处理、深度处理、预浓缩和蒸发结晶模块建立了脱硫废水零排放工艺，并进行了每天25m3的中试试验。

结果表明：该工艺各模块可优势互补，高效稳定运行，实现脱硫废水零排放;由预沉池和序批式反应器构成的预处理模块通过投加石灰、氢氧化钠、碳酸钠和絮凝剂，实现了悬浮物、硬度、有机物和重金属的同步去除，悬浮物、Ca2+、Mg2+和有机物去除率分别达到97.3%、38.1%、98.5%和74.3%;

深度处理模块包括过滤器、超滤(微滤)和纳滤单元，能够高效截留二价离子和有机物，纳滤单元出水Ca2+、Mg2+和硫酸盐质量浓度分别为5.2、0.4、84.3mg/L，降低了膜结垢风险，并保证了工业盐品质;经电渗析单元、离子交换单元与蒸发结晶后，所得工业盐纯度达到《工业盐国家标准》(GB5462—2015)中二级工业湿盐的要求。

目前，燃煤电厂提供全球电力的41.3%，而我国2017年煤电装机总量约为10.2亿kW，占发电装机总量的58%。由于绝大多数的SO2排放来源于燃煤锅炉，因此燃煤发电厂必须配备SO2脱除装置。

在各种烟气脱硫技术中，石灰/石灰石-石膏法因其脱硫效率高、可靠性高、适应性强和成本低等优点而被广泛应用。

考虑到设备防腐和石膏质量的需求，应定期从脱硫系统排出一定量的废水，以保证氯化物和重金属浓度低于设计水平。排出的脱硫废水普遍具有pH值低，悬浮性固体(SS)、氯化物、硬度离子浓度高，且含有多种重金属的特点。

由于脱硫废水中大部分污染物为国家环保标准中要求严格控制的污染物，直接外排会产生新的污染，且脱硫废水硬度高，毒性、腐蚀性和结垢性强，废水排放也会影响设备的正常运行。

2015年出台的《水污染防治行动计划》明确对电厂废水处理提出零排放要求，其中，作为全厂废水梯级利用的终点，烟气脱硫废水资源化利用是实现零排放的关键环节。

由中和、絮凝、沉淀和澄清单元组成的传统脱硫废水处理系统存在处理效率低、调控难度高、无法去除氯离子等问题，难以达到当前零排放的要求。

目前，公开报道的脱硫废水零排放工程主要有广东河源电厂、佛山三水恒益火力发电厂和浙江浙能长兴发电有限公司，分别采用以多效蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发和正渗透技术为核心的处理工艺。

然而，运行稳定性和经济性是现有脱硫废水零排放系统面临的难题，已有报道也缺乏长期运行数据的支撑。

本文将针对脱硫废水特性以及环保需求，开发运行稳定、效果良好的废水零排放工艺技术，并通过中试试验长期运行数据验证其稳定性，为脱硫废水零排放提供工艺路线借鉴和技术支撑。

1脱硫废水水质特性

中试试验用脱硫废水取自华能国际电力股份有限公司江苏南通发电厂烟气脱硫系统废水旋流器出水，水质数据见表1。

表1江苏南通发电厂脱硫废水水质数据

由表1可知：脱硫废水水质特点为悬浮物含量高且颗粒粒径小，主要成分为灰分、惰性物质、絮凝沉淀物等;硬度高易结垢，水中Ca2+、Mg2+、SO42-质量浓度高，处于过饱和状态;盐分及氯离子浓度高，pH值较低，呈弱酸性，对设备、管道有腐蚀性;含Cr、Hg、Cd、Zn等重金属以及少量有机物，组分变化大，水质复杂。

2脱硫废水零排放系统

2.1工艺流程

图1为脱硫废水零排放工艺流程示意。

图1 脱硫废水零排放工艺流程示意

该工艺流程可划分为四大模块：

1)预处理模块包括预沉淀池、序批式反应器(反应器)、多介质过滤器和中和池;

2)深度处理模块包括过滤器、超滤(微滤)和纳滤单元;

3)预浓缩模块包括电渗析、反渗透(也可采用正渗透或高压反渗透)、离子交换单元;4)蒸发结晶模块。在四大模块中，预处理模块是后续运行的重要保障，也是固体物质和硬度集中排放的子系统，对其进行优化设计是脱硫废水零排放系统稳定运行的关键。

脱硫废水零排放技术预处理模块工作内容为：

脱硫废水首先经过水泵进入预沉池，通过投加石灰和聚丙烯酰胺(PAM)加速悬浮物沉降，降低出水浊度;预沉池出水进入反应器，同步投加NaOH和Na2CO3，控制pH值大于11，以保证Ca2+和Mg2+的高效去除;以Mg(OH)2和CaCO3为主要成分的沉淀物在反应器沉淀区底部浓缩外排，上清液进入中和池，投加HCl中和至弱酸性，以控制有机物和Ca2+在纳滤膜表面沉积，减缓膜污染。

深度处理模块工作内容为：中和池出水经双介质过滤器去除悬浮物后，进入纳滤单元去除二价离子和有机物;纳滤单元浓水排放至预沉池，淡水进入电渗析单元。

预浓缩模块工作内容为：电渗析单元浓水进入离子交换单元，将水中残留的Ca2+、Mg2+和SO42-置换为Na+和Cl-，为提高最终产品工业盐的纯度而控制最理想的NaCl浓度，满足后续蒸发结晶或资源化的要求并降低运行成本。电渗析淡水经过反渗透进一步提纯后可作为脱硫废水零排放系统工艺水使用，也可作为脱硫塔补水。

2.2示范工程技术参数

通过工艺技术耦合集成优化，在华能国际电力股份有限公司南通电厂构建了每天处理水量25m3的脱硫废水零排放处理工艺中试试验示范工程。

该中试试验建于2015年6月，8月调试运行，于10月至次年4月连续稳定运行。在连续稳定运行阶段，对脱硫废水零排放系统进出水水质进行了32天连续监测，并对最终产品—工业盐进行了分析。脱硫废水零排放示范工程各单元主要技术参数见表2。

表2 脱硫废水零排放示范工程各单元主要技术参数

3脱硫废水零排放出水水质特性

3.1各单元出水水质分析

图2为脱硫废水零排放工艺各单元出水pH值和浊度变化情况。

图2脱硫废水零排放工艺各单元出水pH值和浊度

由图2a)可知：预沉池和反应器出水pH值分别为7.0±0.1和11.9±1.1;本研究为了保证中试试验系统运行稳定性，在中和池加入盐酸控制纳滤进水偏酸性，纳滤单元进出水以及离子交换单元pH值无显著变化，实际工程中，纳滤单元进水pH值宜根据实际运行情况和纳滤膜厂家要求进行调整，以降低运行成本;电渗析单元浓淡水pH值分别上升为3.6±1.0和4.5±0.7，这是由于电渗析单元阴膜表面极化，造成水离解成H+和OH-，H+穿透膜进入浓水室，故淡水pH值高于浓水。

由图2b)可知：预沉池出水浊度为(9.2±0.8)NTU;由于反应器中存在CaCO3和Mg(OH)2，部分悬浮物与沉淀物凝聚沉降，浊度进一步降低，虽然反应器出水含有少量Mg(OH)2胶体，造成浊度波动，但浊度总体稳定在(1.6±1.9)NTU，去除率为82.6%;纳滤单元进水和出水浊度分别为(0.6±0.2)、(0.2±0.1)NTU，去除率为66.7%，纳滤单元进水浊度波动较大，而出水浊度稳定，可见纳滤膜起到了重要的截留作用;离子交换单元出水浊度为(0.3±0.1)NTU，符合电渗析单元的进水要求(≤0.3NTU)。