Ｖｏ１．３６。Ｎｏ．２ 中国资源综合利用 Ｃｈｉｎａ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏ污水治理 ２０１８年２月 脱硫废水一体化处理系统在火电厂的工程应用及分析 甘平湘 （湖南大唐节能科技有限公司，长沙４１０００７） 摘要：本文将收集、整理的一体化废水处理工艺实例数据进行对比，分析采用该工艺处理前后，脱硫废水 与外排清水中污染物含量变化、外排泥渣沉淀物成分以及药剂用量，判断新型脱硫废水处理工艺的实际处 理效果。同时，通过与传统“三联箱”处理工艺的对比，分析其经济性。判断其推广应用价值。其目的在 于为相关技术人员选择火电厂废水处理工艺路线。实现废水达标排放或零排放提供借鉴。 关键词：火电厂；脱硫废水；一体化处理；高分子复合亲水聚合物药剂；废水零排放 中图分类号：Ｘ７７３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８—９５００（２０１８）０２—００３９—０５ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ ＣａｎＰｉｎｇｘｉａｎｇ （Ｈｕｎａｎ Ｄａｔａｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．÷Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０００７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ， Ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ，ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｓｌｕｄｇｅ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｐｅｓｔｉｃｉｄｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｊｕｄｇｅｄ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ”ｔｒｉｐｌｅ ｂｏｘ“ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｗｅ ａｎａｌｙｚｅ ｉｔｓ ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｊｕｄｇｅ ｉｔｓ ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ．Ｔｈｅ ｐｕｒｐｏｓｅ ｉｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｅｒｓｏｎｎｅｌ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｕｔｅ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｎｄ ａｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｒ ｚｅｒｏ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ＷａＳｔｅｗａｔｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ；ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｍｐｌｅｘ ｈｙｄｒ０ｐｈｉｌｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ；ｚｅｒｏ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ 、 在电厂烟气脱硫装置的浆液循环过程中，烟气 中的重金属元素和ｃｒ等杂质会逐渐富集到脱硫废水 中。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡（一 般要求浆液中Ｃ１．含量低于２０ ｓ／Ｌ），防止脱硫设备 的腐蚀和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的 采用的主要工艺方法为物化法（即“三联箱”处理工 艺），即针对脱硫废水的水质特点，设置一套完整的 化学处理系统，通过ｐＨ值调整以及氧化、中和、沉淀、 絮凝等方法去除脱硫废水中的污染物［２卅。随着环保 要求的提高，国内脱硫系统几乎均采用了该方法。虽 应用广泛，但其设备较多、系统复杂、一次投资大， 工作环境差，运维要求高，三联箱系统出水中Ｓｓ和 ＣＯＤ（化学需氧量）往往不能稳定达标排放［５－－６］ｏ 目前，一种以高分子复合亲水聚合物药剂为核 心处理药剂的一体化废水处理工艺，在某些电厂的脱 硫废水处理回用项目中得到初步应用。本文将收集、 整理的一体化废水处理工艺实例数据进行对比，分析 废水口】。脱硫废水虽然水量不大，但由于废水中ｓｓ（悬 浮物）含量高，并富集了第一类污染物（镉、汞、铬、铅、 镍等重金属离子）、第二类污染物（氟化物、硫化物、铜、 锌等），并有较高的ＣＯＤ（化学需氧量）、ｃｌ＿浓度， 必须经过处理才能排放或回用。目前，火电领域脱硫 废水处理工艺主要是根据《火电厂石灰石一石膏湿法 脱硫废水水质控制指标》（ＤＬ／Ｔ９９７—２００６）来选定的。 收稿日期：２０１７—１２—２２ 作者简介：甘平湘（１９７９一），男，湖南湘潭人，工程师，从事火电厂集控运行、节能环保和火电厂节能环保技术研究工作。 ３９— 一。污水治理 中国资源综合利用 第２期 采川陔１ 处理前 ，脱硫废水卜ｊ外排清水ｒｔｔ污染物 ｛抟变化、外排 渣沉淀物成分以及￣Ｔｆｉｌ Ｊ｝Ｊ＿｝ｌ ，削断 ２工艺技术原理及方案 ２．１ Ｉｔ 新Ｊ 脱硫 水处州 的实际处 效 ，许通过 ｌＪｊ传 济性，判断 统一一联箱”处 ｒ 的刈’比，分析 脱硫废水一仆化处卵系统是以高分子复合亲水 聚合物药刹为核心的，行 套适应丁火电厂相父实际 需要的·种脱硫废水处理Ｔ 及没备 它与晕金属的 推广成川价 、这样＿ｌ『以为十ｌｆ火技术人 选择火ｆＵ 厂一废水处 ｌ 路线，实 废水达，ｂ￣ｔｌｌ放或 排放提 供借 和参 １概述 桀火Ｉ ｃ！．』‘ 膨Ｊ＃ｌ、＃２（２×３ｌ０ ＭＷ）卡』【绀烁Ｉ气 脱硫采川 厌 一 膏 法炯 脱硫Ｔ艺 ．电厂脱 硫系统建 ｌ１、』术没汁独０：的脱硫废水处理系统，脱硫 废水“接排放剑厌渣缓冲池 Ｌ＿Ｉ前，脱硫废水处 疗 式 小适 环保形势的要求，凶此，电Ｊ一决定新建一 一体化脱硫废水处 系统 、其废水术 膏真空皮 带机脱水系统ｉ＇１９７５液水和 爵旋流器ｆ¨水， 处理后 的排水复ＪＩ Ｊ到Ｉ：／火ｆｔ＂湿系统。根槲脱硫系统水量分 析，两 机组的脱硫废水没汁值为ｌ５ ｍ ／ｈ 该项ｆ１ 丁２０１６年６川２０ ｔ ｔ开ｆ 建设安装，Ｊ 时 个月，７ 月５｝｛建没 Ｉ Ｊｉ：完成符项测试 ｒｆ１ 。 脱硫废水 弱酸性，悬浮物高，含盐 离，脱 硫废水的排放趟标项ｆ＝ｉ 要为ＳＳ、ＣＯ１）、硫化物． ．最金属除汞离ｒ趟标外，其他艰 属如镉、铬、锵、 镍等禽： 较低 废水一体化处 系统进水水质情况如 襄ＩＪ听爪 表１脱硫废水水质数据 脱硫歧水一１小化处理系统处胖ｆ｛１水水质主嗄指 标， 满足《火电厂７ 厌 湿法脱硫废水水 质控 》（Ｄ ｒ９９７—２００６）Ｊ『Ｊ脱硫废水处理系 统…ｆ：ｌ的 染物最高容许排放浓 的 求 水质化 验 『ｉＪｊ，废水ｒｆ１ ｓ 、ＣＯＤ、硫化物、总，ｋ ｝ 趔抓， 币＝点处 ４０—— 构秆Ｉ反Ｊ、 机 足将物 反应的吸附和化学反应的 位ｍ为一体，并且 聚合物链上的自 电子对可与活 性修饰基进行协同反应，使币金属沉淀变得非常稳定 ｉ亥Ｉ 艺具何川量少，絮凝速度快，受共存盐类、ｐＨ 俩及温度 响小，乍成污泥量少，容易处理等优点 ２．２ ｒ 方案设汁 废水一体化处理系统及其配套的高分子聚合物 药剂，同步处理重金属及ｓｓ，同时去除硫化物及部 分ＣＯ１）等污染物，再采用常规曝气和氧化还原丁 太除余下的ＣＯＤ、硫化物等污染物，整个处理过程 只需ＪＪｕ １种药刹，Ⅱ为直接力Ｉ１人，不需配制成水剂、、 ｒ 流稗如图１所示。 回扁 麓掰韩运 图１厦水一体化处理系统流程 废水旋流器顶流重力自 至缓冲调节池，进行 曝气，冉南凋节池提升泵送入Ｉ级搅拌絮凝室。同时， 高分子复合亲水聚合物药剂从反应池 部的十粉投药 机投入 ｔｈ搅拌机搅拌 约剂的投入节 ｆｆ以根据脱硫 废水进水址及水质情况（如ｓｓ禽 ），通过给药机 的变频投药装置门动ｊＪ占Ｊ节，绂水从１级搅拌絮凝窒流 进入２级搅拌絮凝牢２级搅拌絮凝窜 要同的是刈 ｌ级搅拌絮凝空反心效果的补充干¨促成较大矾花的形 第２期 甘平湘：脱硫废水一体化处理系统在火电厂的工程应用及分析 。污水治理 成。处理过的污水经过１—４级重力沉降室，水中的 矾花会沉降下来，达标排放的清水从４级重力沉降室 上部溢出。产生的底部污泥周期性地排出，并进行脱 水处理。 取样方法：水样在脱硫废水处理系统出口取样； 依据ＦｅｄｅｒａｌＬａｗＧａｚｅｔｔｅ—ＢＧＢＬＩｐ．１１０８，样品应在２ ｈ 内采集完毕并混匀。可连续采样或者间隔采样。间隔 采样时，至少等量采集５个样品，最小取样间隔不得 小于５ｍｉｎ 。 脱硫废水一体化处理系统采用模块化设计，一 个模块单元的废水处理能力约为１５ ｉｎ ／ｈ，设计水力 停留时间为２５～３５ ｍｉｎ，同步完成凝聚、澄清、污 泥浓缩的作用。 分析方法：所有项目的分析按照ＧＢ８９７８中规定 的方法进行，即ｓｓ含量采用重量法、ＣＯＤ采用重铬 酸钾法、重金属离子采用分光光度法；采集的分析水 ３处理后回用水水质采样数据分析 样应按照ＤＬ／Ｔ９３８的要求保存。 ３＿３水质数据分析 ３．１取样指标范围 项目运行后，根据试验方案、现场实际情况， 项目运行后，根据试验方案及现场实际，分别 以及试验相关单位的具体要求，分别对以下一体化处 对以下进出水水质指标，如ＳＳ、ＣＯＤ、硫化物、总 理系统进、出水水质指标，包括ｓｓ、ＣＯＤ、硫化物、 汞等进行对比检测分析。 总汞含量进行对比检测分析。其检测结果情况分类汇 ３．２水样测定 总如表２所示。 表２ ＳＳ、ＣＯＤ、硫化物、总汞含量检测结果 注：一次取样，等量采集５个样品，数据取平均。 将上述处理前后污染物数据绘制成趋势曲线， １５０ｍｇ／Ｌ要求范围。 如图２、图３、图４和图５所示。 由图４数据分析可知，进水中的硫化物含量平均 由图２数据分析可知，进水悬浮物平均含量在 去除率为９３．５％，达到预期效果，出水中的硫化物指 ３ ８００～３１ ８００ ｍｇ／Ｌ，经处理后，出水悬浮物含量 标符合ＤＬ／Ｔ９９７—２００６标准中规定的硫化物含量≤１．０ ≤１９．３８ ｍｇ／Ｌ，远低于ＤＬ／Ｔ９９７—２００６标准中规定的 ｍｇ／Ｌ的排放标准。 要求范围，去除率达到９９．９％。 由图５数据分析可知，进水中的总汞含量平均去 由图３数据分析可知，进水ＣＯＤ含量在≤２２０Ⅱ· 除率为６３．７％，出水中的总汞指标符合ＤＩ￣９９７—２００６ 情况下，处理后出水ＣＯＤ含量可降至７０ ｍｇ／Ｌ， 标准中规定的汞含量≤０．０５ ｍｇ／Ｌ的排放标准。 远低于ＤＬ／Ｔ９９７—２００６标准中规定的ＣＯＤ含量≤ 一４１— 。污水治理 中国资源综合利用 第２期 图４进、出水硫化物含量变化趋势曲线 一４２— ３．４絮凝沉淀物（泥渣）的成分分析 絮凝沉淀物经抽滤（中速滤纸，抽滤压 力一０．０５４—０．０５０ ＭＰａ，抽滤时间１．５～２．０ ｍｉｎ， 直至无水滴产生）形成泥渣，对试验期间泥渣成分检 测分析结果如下。 过滤泥饼（渣）中，平均水分含量为３８．６３％， 剔除水分后，泥渣中组成石膏的钙基、硫酸根成分约 占渣中总质量的８８．８６％。由于在处理过程中，无需 采用石灰浆液（Ｃａ（ＯＨ）：）和ＨＣ１对废水ｐＨ值进 行调制中和，相对于“三联箱”处理工艺（须将ｐＨ 值调节至９．０～９．５），处理后的清水中钙离子（ｃａ ） 及氯离子（ｃｌ一）明显降低一】。据估算，钙离子的浓度 可减少２ ２００ｍｇ／Ｌ（使用石灰水将ｐＨ值调节至９．５时， 需加入５％石灰水８０ Ｌ／ｍ ），每天废水总量减少２０ ｔ。 ３．５出水中污染物浓度达标情况 该项目中脱硫废水中ＳＳ、ＣＯＤ、硫化物、总汞 超标严重，经一体化处理系统处理后，其在出水中最 高浓度与《火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水水质控 制指标》（ＤＬ／Ｔ９９７—２００６）对比如表６所示。 表６出水中污染物浓度检测结果 项目 单位进水污染物浓度出杰 排放标准 从表６可以看出，在一个月试验期间，虽然脱硫 废水水质及水量有一定的波动（ｓｓ浓度的波动幅度 最大，达到３ ８００～３１ ８００ ｍｇ／Ｌ），经一体化处理系 统处理后，脱硫废水中的ＳＳ、ＣＯＤ、硫化物、总汞 的浓度在出水中显著下降，并远优于《火电厂石灰石一 石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（ＤＩＪＴ９９７—２００６） 中的排放标准，实现脱硫废水长期、稳定的达标排放， 并为废水零排放的深度处理创造了条件。 ４与传统“三联箱”处理工艺的对比分析 ４．１优点 通过该脱硫废水一体化项目的工程实施与试运 分析，相对于传统“三联箱”处理工艺，脱硫废水一 体化处理工艺具有如下优点。 ４．１．１工艺流程短，现场操作简单 脱硫废水一体化处理工艺只需要加一种干粉药 剂（经统计，试验项目中药剂吨水单位消耗量为０．４５２ ｋｇ／ｔ），大幅简化了加药系统和处理工艺流程，操作 第２期 甘平湘：脱硫废水一体化处理系统在火电厂的工程应用及分析 。污水治理 简单，易于掌握。 ４．１．２结构紧凑，适应能力强，处理效率高 的规定。由于本项目脱硫废水中原有重金属离子含量 偏低，经处理后汞离子去除效果明显，其他重金属离 脱硫废水一体化处理工艺采用了一体化的模块 式设计，可以方便组合，满足不同装机容量火电机组 对脱硫废水处理能力的要求。 ４．１．３项目占地面积小，基建投资较小 相对于相同处理能力下的“三联箱”系统，脱 硫废水一体化处理工艺极大地降低占地面积，节省投 资成本，缩减建设周期。 子含量变化不明显，但已符合相关排放标准，故未对 药剂成分作进一步调整。因此，人们可以运用脱硫废 水一体化处理工艺替代“三联箱”，并将其作为废水 零排放的预处理工艺，该系统可靠性、处理成本有明 显优势，应用前景光明。 参考文献 ４．１．４可方便地实现远程自动控制 由于废水一体化处理工艺的集成化、模块化设 计，加药系统简单，从而较容易实现远程自动启停、 汤蕴蕾．湿式烟气脱硫废水处理［Ｊ］．华东电力， １９９７，（１２）：４８—４９． 高孙原，陈智胜．新型脱硫废水零排放处理方案 晶．火电厂湿式烟气脱硫废水处理技术的试 监控、调节与故障判断分析，便于火电厂脱硫ＤＣＳ 系统集中控制。 ４．１．５相较于“三联箱”工艺，减少了渣浆量 ［Ｊ］．华电技术，２００８，３０（４）：７３—７５． 验研究［Ｄ］．保定：华北电力大学，２００７． 作为废水零排放的预处理工艺，脱硫废水一体 化处理工艺可减轻除盐系统的负载，节约处理成本。 ４．２不足 裴俊峰，吴４９－５２． ５ 伟，王凤茹．沁北电厂脱硫废水系 统技术改造实例介绍［Ｊ］．华中电力，２０１１，２４（１）： 刘红，张吉，陈翠荣．电厂脱硫除尘废水处 脱硫废水一体化处理工艺存在以下问题：所需 药剂必须事先根据收集废水污染物成分数据进行配比 试验，再根据最佳的处理效果确定药剂配方，故药剂 的适应能力有一定局限。当电厂补充水及煤种变化较 大时，需要适当调整药剂配方。 总之，通过项目实施与试运结果分析可知，相 理技术的研究及应用［Ｊ］．山西建筑，２００９，３５（２２ １８５—１８６． ６ 杨发祥．浅谈电厂脱硫废水及其处理工艺［Ｊ］．中 国高新技术企业，２０１０，（４）：１０５—１０５． ７ 祝业青，傅高健，顾兴俊．脱硫废水处理装置运 行现状及优化建议［Ｊ］＿江苏电机工程，２０１４，３３ （１）：７２—７５． 较于传统“三联箱”处理工艺，脱硫废水一体化处理 系统具有工艺流程简单、建设工期短、设备可靠性好、 处理效率高和便于实现自动控制的优点。 ５结论 ９ ．８ 甘光奉，甘莉．高分子絮凝剂研究的进展［Ｊ］． 工业水处理，１９９９，１９（２）：６—７ 电力行业环境保护标准化技术委员会．ＤＬ／Ｔ９９７￣ ２００６火电厂石灰石一石膏湿法脱硫废水水质控 制指标［ｓ］．北京：中国电力出版社，２００６． 电厂脱硫废水采用废水一体化处理系统处理后， 各污染物排放均达到甚至优于《火电厂石灰石一石膏 湿法脱硫废水水质控制指标》（ＤＬ／Ｔ９９７—２００６标准） —．４３—．