傳統(tǒng)的脫硫廢水處理技術(shù)不能滿足電廠零排放要求，探索有效且經(jīng)濟(jì)的脫硫廢水零排放技術(shù)迫在眉睫。脫硫廢水水質(zhì)復(fù)雜，要達(dá)到零排放的目的，就要根據(jù)不同污染物的特征，進(jìn)行分段處理。將燃煤電廠脫硫廢水零排放處理過程歸納分為預(yù)處理、濃縮減量和蒸發(fā)固化三段。
1、 脫硫廢水預(yù)處理是實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放的基礎(chǔ)，主要是對廢水進(jìn)行軟化處理，去除廢水中過高的鈣鎂硬度，防止后續(xù)處理系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)污堵、結(jié)垢等現(xiàn)象;同時去除廢水中的懸浮物、重金屬和硫酸根等離子。常用于脫硫廢水的預(yù)處理工藝是：化學(xué)沉淀→混凝沉淀→過濾。
2、 濃縮減量主要通過熱濃縮或膜濃縮等技術(shù)，使預(yù)處理后的脫硫廢水得到濃縮，廢水量得到降低。這不僅可回收水資源，更重要的是減少了后續(xù)蒸發(fā)固化的處理量，從而降低蒸發(fā)固化的處理成本。熱濃縮常用的技術(shù)主要有：多效蒸發(fā)(MED)和機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR);膜濃縮的膜分離技術(shù)有：反滲透(RO)、正滲透(FO)、電滲析(ED)和膜蒸餾(MD)。
3、 蒸發(fā)固化可通過蒸發(fā)塘、結(jié)晶器和煙道處理法等技術(shù)蒸發(fā)濃縮后的脫硫廢水，使廢水中的水分汽化，廢水中的雜質(zhì)固化成結(jié)晶鹽后外排處置，從而達(dá)到廢水零排放的目的，是脫硫廢水零排放的核心。
具體介紹了每段主要目的及其技術(shù)方法，分析了不同技術(shù)的原理與優(yōu)缺點(diǎn)。
綜上所述，各種蒸發(fā)固化技術(shù)中，蒸發(fā)塘占地廣、存在潛在污染等問題，難以推廣應(yīng)用;結(jié)晶器成本昂貴、運(yùn)行復(fù)雜，尤其不適用于中小型電廠;直噴煙道余熱蒸發(fā)受限于煙道結(jié)構(gòu)，直煙道長度及煙氣溫度，在電廠新形態(tài)下應(yīng)用受限;旁路煙氣蒸發(fā)設(shè)備簡單，自動化程度高，可利用煙氣溫度高，能保障廢水的高效蒸發(fā)，對電廠其他設(shè)備影響較小，在脫硫廢水零排放中優(yōu)勢顯著，適合廣泛推廣。
我國脫硫廢水零排放技術(shù)仍處于廣泛研究與初步應(yīng)用探索階段。現(xiàn)有零排放技術(shù)的投資成本普遍較高且運(yùn)行費(fèi)用較大。如何組合現(xiàn)有工藝，揚(yáng)長避短，實(shí)現(xiàn)低成本脫硫廢水零排放，提高廢水和礦物鹽的綜合利用率，將是今后脫硫廢水零排放研究的重點(diǎn)。
正文
2015年4月，國務(wù)院發(fā)布《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”)，對各類水體污染的治理提出了更為嚴(yán)格的要求;同時，國家“十三五”規(guī)劃進(jìn)一步嚴(yán)控水資源使用，要求工業(yè)生產(chǎn)盡可能回收和循環(huán)使用生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水。為了符合相關(guān)法律法規(guī)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，燃煤電廠廢水零排放勢在必行。然而，傳統(tǒng)的脫硫廢水處理技術(shù)不能滿足電廠零排放要求，探索有效且經(jīng)濟(jì)的脫硫廢水零排放技術(shù)迫在眉睫。
1 脫硫廢水處理現(xiàn)狀
根據(jù)廢水來源，燃煤電廠廢水一般包括生活污水、循環(huán)水排污水、脫硫廢水和各種再生廢水等。當(dāng)石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時，吸收劑在循環(huán)使用過程中鹽分和懸浮物等雜質(zhì)濃度越來越高，為使雜質(zhì)濃度不超過設(shè)計上限，當(dāng)其濃度達(dá)到一定值后需從系統(tǒng)中排出部分廢水，排出的這部分廢水稱為脫硫廢水。
燃煤電廠脫硫廢水具有如下水質(zhì)特性：
1) 呈酸性，pH在4.5 -6.5之間;
2) 含鹽量高，且濃度變化范圍極廣，一般在20-50 g/L;
3) 硬度(鈣鎂離子濃度)高，結(jié)構(gòu)風(fēng)險高;
4) 懸浮物高，一般在20-60g/L;
5) 成分復(fù)雜，水質(zhì)波動大;
6) 6)氯離子含量高，腐蝕性強(qiáng)且回用困難。
脫硫廢水因這些特性成為燃煤電廠最復(fù)雜和最難處理的一股廢水，是實(shí)現(xiàn)燃煤電廠廢水零排放的關(guān)鍵。
傳統(tǒng)脫硫廢水處理方法包括灰場處置、煤場噴灑、灰渣閉式循環(huán)系統(tǒng)及三聯(lián)箱法等。灰場處置、煤場噴灑、灰渣閉式循環(huán)系統(tǒng)所需水量較少，且會造成系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕，對電廠的安全運(yùn)行造成隱患;三聯(lián)箱法經(jīng)過簡單中和、絮凝和沉淀澄清后，雖可有效去除懸浮固體、重金屬離子和F-等污染物，但該工藝難以有效去除Na+, C1-, SO42-、Ca2+和Mg2+等離子，出水含鹽量仍很高，回用困難。
脫硫廢水水質(zhì)復(fù)雜，要達(dá)到零排放的目的，就要根據(jù)不同污染物的特征，進(jìn)行分段處理。脫硫廢水零排放處理過程分為3段：預(yù)處理、濃縮減量和蒸發(fā)固化。
2 脫硫廢水的預(yù)處理
脫硫廢水預(yù)處理是實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放的基礎(chǔ)，主要是對廢水進(jìn)行軟化處理，去除廢水中過高的鈣鎂硬度，防止后續(xù)處理系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)污堵、結(jié)垢等現(xiàn)象;同時去除廢水中的懸浮物、重金屬和硫酸根等離子。常用于脫硫廢水的預(yù)處理工藝是：化學(xué)沉淀→混凝沉淀→過濾。
2.1 化學(xué)沉淀
化學(xué)沉淀是通過投加化學(xué)藥劑使水中的鈣、鎂離子形成沉淀而被去除，從而使廢水得到軟化。該法可有效去除鈣、鎂和硫酸根等離子，技術(shù)成熟，但污泥量大。根據(jù)采用的藥劑不同，常用的方法有石灰-碳酸鈉法、氫氧化鈉-碳酸鈉法。兩者均有較好的軟化效果;后者相比于前者，投加量少，對Ca2+, Mg2+去除率更高，但SO42-去除率偏低。此外，還可利用脫硫后煙道氣中的CO2去除廢水中鈣離子，成本較低，但運(yùn)行不穩(wěn)定，目前還未見有工程實(shí)例。
2.2 混凝沉淀
化學(xué)沉淀后的廢水含有大量膠體和懸浮物，通過投加混凝劑，混凝沉淀使其形成絮凝體，經(jīng)沉淀過程發(fā)生固液分離而從水中去除。混凝沉淀盡管可有效去除水中大部分懸浮物，但出水仍含有部分細(xì)微懸浮物，且處理效果不穩(wěn)定，易受水質(zhì)波動的影響。常用的混凝劑有聚合氯化鋁和聚硅酸鐵，后者在脫硫廢水處理中的效果優(yōu)于前者。
2.3 過濾
為進(jìn)一步降低廢水的濁度，確保后續(xù)系統(tǒng)進(jìn)水水質(zhì)，混凝沉淀常常需與過濾單元聯(lián)用。常用的過濾技術(shù)有：多介質(zhì)過濾、微濾、超濾、納濾等。其中，內(nèi)壓錯流式管式微濾，膜管內(nèi)料液流速高，前處理無需投加高分子絮凝劑，甚至無需沉淀池，自動化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定，適用于高固體含量廢水的處理，因而在脫硫廢水預(yù)處理中具有一定的技術(shù)優(yōu)勢。此外，納濾可實(shí)現(xiàn)不同價鹽的分離，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的資源回收，如華能玉環(huán)電廠用納濾純化的NaCI溶液制備了NaClO等藥劑。
由于脫硫廢水水質(zhì)復(fù)雜多變，實(shí)際工程需根據(jù)水質(zhì)特性及后處理系統(tǒng)的要求來選擇適宜的預(yù)處理方法。
如軟化處理時，廢水Ca2+ , Mg2+含量高而SO42-含量低時，宜采用氫氧化鈉-碳酸鈉法;
Ca2+ , Mg2+和SO42-含量都偏高時，宜選用石灰-碳酸鈉法;
此外，為分別回收不同價態(tài)的鹽，則需增設(shè)納濾將單價與多價離子分離。
3 脫硫廢水的濃縮減量
濃縮減量主要通過熱濃縮或膜濃縮等技術(shù)，使預(yù)處理后的脫硫廢水得到濃縮，廢水量得到降低。這不僅可回收水資源，更重要的是減少了后續(xù)蒸發(fā)固化的處理量，從而降低蒸發(fā)固化的處理成本，是實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放的保障。
3.1 熱濃縮
利用蒸發(fā)器將廢水濃縮至可結(jié)晶固化程度，常用的技術(shù)主要有：多效蒸發(fā)(MED)和機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)。
3.1.1 MED
MED是廢水被蒸發(fā)系統(tǒng)余熱預(yù)熱后，依次進(jìn)入一效或多效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮;最末效濃鹽水經(jīng)增稠器和離心機(jī)進(jìn)行固液分離，分離出的液體回到系統(tǒng)再循環(huán)處理。多效蒸發(fā)是前一級蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為后一級蒸發(fā)器的熱源，將蒸汽熱能多次利用，故而熱能利用率較高。廣東河源某電廠2x600MW機(jī)組零排放系統(tǒng)，采用四效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和結(jié)晶系統(tǒng)，系統(tǒng)處理量為22m3/h，其中脫硫廢水18m3/h，處理系統(tǒng)投資高達(dá)9750萬元，其中蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)投資為7000萬元。