在對(duì)燃煤電廠的煙氣進(jìn)行脫硫處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定量的廢水，該廢水硬度高、腐蝕性強(qiáng)、水質(zhì)成分復(fù)雜。由于不同地區(qū)的電廠燃煤品質(zhì)不同，所對(duì)應(yīng)的脫硫廢水組分也不盡相同，因此針對(duì)不同的脫硫廢水有不同的處理方法。本文介紹了目前脫硫廢水的傳統(tǒng)處理工藝和新型零排放技術(shù)，并簡(jiǎn)述了各處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)、工藝流程和適用范圍，同時(shí)對(duì)各工藝的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

1 前言

我國(guó)是一個(gè)以燃煤發(fā)電為主的國(guó)家，2017年我國(guó)火電發(fā)電量占全年總發(fā)電量的70.99%，其中燃煤火電發(fā)電量約占全年總發(fā)電量的64.67%[1]。燃煤電廠由于燃燒大量的化石燃料產(chǎn)生大量的二氧化硫和粉塵，不僅能對(duì)生態(tài)環(huán)境造成直接傷害，而且也是酸雨、灰霾等重要環(huán)境問(wèn)題的形成因素。對(duì)電廠煙氣進(jìn)行嚴(yán)格控制是我國(guó)實(shí)現(xiàn)清潔能源戰(zhàn)略的重要步驟。因此，本文對(duì)燃煤電廠脫硫廢水的來(lái)源、水質(zhì)特點(diǎn)以及處理工藝進(jìn)行綜述，探索有效且經(jīng)濟(jì)的脫硫廢水零排放技術(shù)。

2 脫硫廢水的來(lái)源及水質(zhì)特點(diǎn)

燃煤電廠的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[2]。電廠脫硫廢水由于使用不同的煤種和脫硫裝置等，使得其排出的水質(zhì)不同。如表1所示對(duì)脫硫廢水的廢水特征、工藝來(lái)源及其影響進(jìn)行總結(jié)。

3 脫硫廢水的傳統(tǒng)處理工藝

一般火電廠脫硫廢水雖然排放量較小，但鑒于其特殊的水質(zhì)特性，必須進(jìn)行嚴(yán)格的處理之后才可排放，否則將會(huì)對(duì)電廠周邊環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

3.1化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法處理工藝主要包括中和、沉淀、混凝、澄清四個(gè)過(guò)程，在脫硫廢水化學(xué)沉淀法處理工藝流程中，中和沉淀主要是調(diào)節(jié)廢水的酸堿性，通過(guò)改變pH自動(dòng)控制儀控制中和劑如NaOH、Ca(OH)2等的投加量，調(diào)節(jié)廢水pH值至8-9。在調(diào)節(jié)廢水pH值的同時(shí)，廢水中的Zn2+、Cu2+等部分重金屬離子也會(huì)反應(yīng)生成氫氧化物沉淀被去除；目前國(guó)內(nèi)普遍采用15%三聚硫氰酸（TMT）溶液去除Hg2+、Pb2+等離子。

化學(xué)沉淀法雖能有效去除脫硫廢水中的懸浮物、重金屬離子等，是目前國(guó)內(nèi)外脫硫廢水處理應(yīng)用最廣泛的方法，但也存在諸多不足：如加藥量不易控制、投資成本高、產(chǎn)生大量化學(xué)污泥以及氯離子濃度無(wú)法達(dá)到環(huán)保要求等，且對(duì)部分重金屬的去除效果較差。

3.2流化床法

流化床法主要用于去除廢水中的重金屬，如Cu2+、Ni2+、Zn2+等。處理工藝主要由廢水調(diào)節(jié)池、流化床和循環(huán)水池三部分組成。工作原理為先向反應(yīng)器中加入一定量的載體填料（如石英砂等），廢水由緩沖池經(jīng)反應(yīng)器底部進(jìn)入流化床，在水流的推動(dòng)作用下，反應(yīng)器內(nèi)的金屬載體處于流化狀態(tài)；然后向反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)加入亞鐵鹽溶液、二價(jià)錳離子和氧化劑（如氧氣、雙氧水、高錳酸鉀等）。

廢水中的重金屬離子由于氫氧化鐵和二氧化錳的吸附能力被吸附在載體表面，隨著反應(yīng)進(jìn)行吸附層厚度不斷增加，并在載體之間碰撞，最終吸附層以顆粒物的形式沉淀于廢水底部。該方法工藝流程簡(jiǎn)單，設(shè)備穩(wěn)定性高，且重金屬去除率高，藥劑添加量少。相比于傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀法，流化床法污泥產(chǎn)生量低、藥劑添加量少。

4 脫硫廢水零排放技術(shù)

4.1煙道蒸發(fā)技術(shù)

煙道蒸發(fā)脫硫廢水零排放技術(shù)是將與壓縮空氣混合后的脫硫廢水，以液滴的形式噴入空氣預(yù)熱器（AH）和靜電除塵器（ESP）之間的煙道中，利用煙氣余熱蒸干脫硫廢水，蒸干后的固化物隨粉塵在ESP中被捕獲，從而實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)煙道蒸發(fā)技術(shù)的研究主要包括兩方面，一是對(duì)蒸發(fā)特性的研究，即模擬探究脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶的速度、程度與煙氣流速、溫度、廢水噴入方式、液滴粒徑等影響因素之間的關(guān)系；另一方面是該技術(shù)的可行性研究，主要探究脫硫廢水噴入對(duì)ESP除塵效率、脫硫塔脫硫效果等的影響。

目前該技術(shù)主要存在以下問(wèn)題：1）脫硫廢水的蒸發(fā)不完全，或蒸發(fā)固化物未能全部被ESP捕獲，則會(huì)造成含氯物質(zhì)對(duì)煙道和設(shè)施的腐蝕；2）脫硫廢水中重金屬等污染物可能對(duì)飛灰的利用產(chǎn)生影響；3）缺乏對(duì)蒸發(fā)過(guò)程產(chǎn)物的遷移和轉(zhuǎn)化機(jī)制、煙氣與廢水間傳熱過(guò)程的數(shù)值模擬和高擬合度動(dòng)力學(xué)模型等相關(guān)研究。

4.2微生物燃料電池對(duì)脫硫廢水的處理

微生物燃料電池（microbial fuel cell, WFC）的作用是將廢水中有機(jī)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，在去除污染物的同時(shí)將產(chǎn)生的電能回收，這種方式實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物中能量的轉(zhuǎn)化[4]。MFC一般由陽(yáng)極、膜和陰極組成，在常見(jiàn)的MFC陽(yáng)極室內(nèi)，厭氧產(chǎn)電微生物通過(guò)呼吸作用將供體的有機(jī)污染物進(jìn)行氧化，釋放出電子和質(zhì)子，產(chǎn)生的電子將通過(guò)位于細(xì)胞外膜的電子載體（例如細(xì)胞色素c或被稱(chēng)為納米導(dǎo)線的菌毛）傳遞到陽(yáng)極，然后再經(jīng)過(guò)外部電路轉(zhuǎn)移到陰極，釋放出能量，從而產(chǎn)生電流；質(zhì)子通過(guò)離子交換膜轉(zhuǎn)移到陰極，在陰極室內(nèi)，質(zhì)子、電子受體和電子發(fā)生還原反應(yīng) [4]。在脫硫廢水中添加容易降解的有機(jī)物作為共生基質(zhì)，其中的難降解污染物在共代謝條件下才能被有效降解。

5 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)在對(duì)脫硫廢水的處理上多采用物理化學(xué)法，隨著環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷改進(jìn)，化學(xué)沉淀法所處理的廢水難以滿(mǎn)足最新的環(huán)保要求，而新型的脫硫廢水零排放技術(shù)又有著諸多的不確定性因素，如膜處理技術(shù)投資及運(yùn)行成本較高，維護(hù)難等。故須在現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)物化工藝進(jìn)行改進(jìn)，探究新舊技術(shù)結(jié)合的新型處理方法，使脫硫廢水達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，解決污泥固化困難、建設(shè)運(yùn)行成本高等問(wèn)題。