某熱電廠有2臺130t/h和1臺240t/h煤粉鍋爐，且配套建設煙氣脫硫裝置，其采用成熟可靠的石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，三爐二塔配置，吸收塔采用逆流噴淋空塔。煙氣脫硫工藝廢渣處理系統產生的脫硫廢水量約384m3/d，廢水具有以下特點：呈酸性，含有微量重金屬，氟/硫化物超標；懸浮物含量高，主要是沖灰顆粒、SiO2以及鐵/鋁的氫氧化物；COD較高，主要由亞硫酸鹽、Fe2+等還原性物質和高濃度Cl（-可達18000~30000mg/L）所致，而非有機物；廢水中酸性物質和陰離子主要源于煙氣，陽離子和重金屬離子主要源于脫硫所用的石灰石。隨著“水十條”和《火電廠污染防治技術政策》等對火電廠廢（污）水達標排放提出的嚴格要求，對于這類成分復雜、污染物種類多的脫硫廢水，有必要加強對其合理化的治理。

1、廢水水質

根據對熱電廠煙氣脫硫廢水的水質、水量的現場勘測，并結合以往類似工程的實踐經驗、文獻報道和實驗室小試/中試結果進行添加劑參數選擇和處理工藝的優化組合，采用化學沉淀-混凝法處理脫硫廢水，使系統出水水質滿足《火電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》（DL/T997—2006）的排放要求。廢水主要指標和排放要求見表1。

2、工藝流程

脫硫廢水處理工藝流程見圖1。

脫硫廢水自流入集水池，經一級提升泵提升至沉淀罐，經重力沉淀后上清液自流進入中和反應池，投加石灰乳溶液和適量HCl調節pH值為8.8~9.2，使大多數重金屬離子在堿性環境中生成難溶的氫氧化物沉淀；廢水自流入有機硫反應池，投加有機硫（TMT-15），使其與Hg2+、Cd2+等金屬離子反應形成難溶的硫化物；出水自流入混凝反應池，投加絮凝劑（FeClSO4）使廢水中的細小顆粒凝聚成大顆粒而沉降下來；出水進入絮凝反應池，投加PAM使細小的絮凝物變成更易沉降的絮凝體；出水自流至斜管沉淀池，經沉淀后上清液溢流至過渡池，在過渡池設曝氣系統，通過O2氧化廢水中的SO32-等還原性物質；出水由二級提升泵送至砂濾罐，經過濾后自流進入清水區達標排放。砂濾罐定期進行反沖洗，反沖洗水流入集水池。

中和反應池和有機硫反應池內含重金屬的污泥需外送至有資質的單位處理；沉淀罐和斜管沉淀池等污泥經泵輸送至污泥池，再由螺桿泵輸送至板框壓濾機脫水后外運處置。

3、工藝單元設計

3.1 集水池

在原有1座300m3鋼筋混凝土水池基礎上，新建1座鋼筋混凝土集水池（內部防腐），設計規模16m3/h。脫硫工段每天間歇排水，集水池用以調蓄脫硫系統排放的不均勻廢水，并均衡廢水水質，保證處理系統有一定的緩沖能力。集水池有效容積33.6m3，停留時間2.1h。配套設備：一級提升泵2臺（寬流道無堵塞泵，1用1備，流量16m3/h，功率3.0kW）；負壓罐2臺（?0.4m×1.0m，玻璃鋼材質）；雙曲面攪拌機1臺（功率2.2kW，直徑1m，轉速70r/min）；超聲波液位計1套。

3.2 沉淀罐

沉淀罐2座，交替運行，鋼筋混凝土材質，內壁防腐，設計規模16m3/h。罐底設刮泥機，頂部設潷水器，上清液通過潷水器自流進入中和反應池。單罐尺寸為?3.2m×8.5m，有效容積64.3m3，停留時間4.0h。配套設備：刮泥機2臺（功率0.75kW）；潷水器2臺（BSL-16，玻璃鋼材質）。

3.3 中和反應池

中和反應池1座，碳鋼材質（內外壁防腐），設計規模16m3/h。向中和池內投加Ca（OH）2和HCl，調節pH值為8.8~9.2，使大多數重金屬離子在堿性環境中生成難溶的氫氧化物沉淀，同時，廢水中Ca2+能與F反應，生成難溶的CaF2，達到除氟的目的；Ca2+與砷反應生成Ca（3AsO3）2、Ca（3AsO4）2沉淀，降低砷含量；石灰乳濃度為10%，投加量約4.5g/L；鹽酸濃度為5%，投加量約8.5mL/L。中和反應池尺寸為1.5m×1.5m×4.0m，有效水深為3.5m，停留時間為0.5h。配套設備：機械攪拌機1臺（防腐，轉速30r/min，攪拌槳直徑400mm，功率1.5kW）；pH在線監測儀1臺（含控制系統）；石灰乳加藥系統1套，包括：石灰料倉1臺，容積20m3；反應箱1臺，容積8.5m3；Ca（OH）2提升泵2臺，1用1備，流量5m3/h；Ca（OH）2投加泵2臺，1用1備，流量0.9m3/h；空壓機1臺，排氣量0.78m3/min；鹽酸加藥系統1套（配藥裝置2套，1用1備，交替運行，單套容積8m3；攪拌機2套，功率0.75kW；鹽酸投加泵2臺，1用1備，0~940m3/h；鹽酸儲罐1套，20m3；鹽酸卸料泵1臺，3.6m3/h）。

3.4 有機硫反應池

有機硫反應池1座，向池中投加有機硫（TMT15），使不易以氫氧化物形式沉淀的重金屬離子形成溶度積更小的硫化物沉淀。重金屬硫化物溶解度小，對含鎘、鋅、汞等廢水有很好的處理效果，且沉淀體積小，化學穩定性好，不易返溶。有機硫反應池尺寸為1.5m×1.5m×4.0m，有效水深為3.5m，停留時間0.5h。碳鋼材質，內外壁防腐。配套設備：機械攪拌機1臺（防腐，轉速30r/min，攪拌槳直徑400mm，功率1.5kW）；有機硫化物加藥系統1套（TMT-15儲藥箱1套，容積500L；配藥槽1臺，容積1m3，配攪拌機0.37kW；投加泵2臺，1用1備，流量100L/h）。

3.5 混凝反應池

混凝反應池1座，碳鋼材質，內外壁防腐，設計規模16m3/h。中和反應及重金屬等沉淀反應完成后，向混凝反應池投加混凝劑（FeClSO4），使廢水中微絮體平緩地形成較大的絮凝體，通過絮凝作用使廢水中大量不能直接沉淀的懸浮物微粒脫穩凝聚，形成大顆粒而被除去。混凝反應池尺寸為1.5m×1.5m×4.0m，有效水深為3.5m，停留時間0.5h。配套設備：機械攪拌機1臺（防腐，轉速60r/min，攪拌槳直徑400mm，功率3.0kW）；FeClSO4加藥系統1套（配藥槽2套，單套容積1m3；攪拌機2套，0.37kW；投加泵2臺，1用1備，流量100L/h）。

3.6 絮凝反應池

絮凝反應池1座，碳鋼材質，內外壁防腐。設計規模16m3/h，向絮凝反應池投入PAM作為助凝劑，進一步使絮凝物增大，更易沉降。絮凝反應池尺寸為1.5m×1.5m×4.0m，有效水深為3.5m，停留時間0.5h。配套設備：機械攪拌機1臺（防腐，轉速30r/min，攪拌槳直徑400mm，功率1.5kW）；PAM加藥系統1套（PAM一體化溶解加藥裝置1套，制藥能力1000L/h；PAM投加泵2臺，1用1備，流量300L/h）。

3.7 斜管沉淀池

斜管沉淀池1座，碳鋼材質，內外壁防腐，設計規模16m3/h。污泥沉至底部的污泥斗內，由污泥泵提升至污泥池，上清液自流至過渡池。斜管沉淀池尺寸為3.0m×6.0m×4.0m，有效水深3.4m，表面負荷0.89m3（/m2·h），固體負荷150kg/（m2·d）。配套設備：斜管填料18m（2直徑35mm，高800mm，乙丙共聚材質）；斜管支架1套；污泥泵1臺（寬流道無堵塞污泥泵，流量11m3/h，功率1.1kW）。

3.8 過渡池

過渡池1座，設計規模16m3/h，內設曝氣系統用于氧化廢水中的亞硫酸鹽等還原性物質。過渡池的廢水由泵提升至砂濾罐。過渡池為碳鋼材質，內外壁防腐，有效容積28.8m3，停留時間2.0h。配套設備：羅茨風機2臺（1用1備，流量0.88m3/min，風壓0.04MPa，功率1.5kW）；廢水提升泵2臺（1用1備，臥式離心泵，流量16m3/h，功率3.0kW）。

3.9 砂濾罐

砂濾罐2臺，1用1備，玻璃鋼材質，內壁防腐。單臺設計規模16m3/h，尺寸為?1.6m×3.5m，濾速8.0m3/（m2·h）。采用精制石英砂填料，填裝高度為1.4m，其中承托層粒徑為3~5mm，中間層粒徑1.2~2.0mm，上層粒徑為0.5~1mm；反洗頻率為1次/d，反洗時間設置為25min；反洗強度為8.5L/（m2·s）。配套設備：反洗水泵1臺（臥式離心泵，流量123m3/h，功率15kW）。

3.10 清水池

清水池1座，碳鋼材質，內外壁防腐。設計規模16m3/h。清水池用來儲存砂濾出水，可以作為砂濾罐反沖洗用水。清水池尺寸為3.0m×1.0m×4.0m，有效水深3.5m，停留時間0.7h。

3.11 污泥脫水系統

設污泥池1座，碳鋼材質，內外壁防腐。污泥經螺桿泵提升至板框壓濾機進行污泥脫水，泥餅外運。污泥池有效容積24m3。配套設備：高壓隔膜板框壓濾機1臺（過濾面積350m2，12.45kW）；螺桿泵2臺（1用1備，離線備用，流量56m3/h，功率30kW）；壓榨泵1臺（流量12m3/h，功率15kW）；壓榨水箱1套（尺寸2.0m×1.5m×1.5m，玻璃鋼材質）；電動葫蘆2套（起重2.0t，功率3.4kW）；DS型帶式輸送機2套（輸送長度10m，功率4kW）。

4、處理效果及運行費用

4.1 處理效果

各主要處理單元的處理效果見表2。

脫硫廢水處理系統經調試后穩定運行一年，處理效果好，出水水質穩定，各項污染物指標可滿足設計出水水質要求，其最終出水懸浮物、COD、氟化物、汞、硫酸鹽濃度分別為54、20、9.6、0.04、980mg/L，明顯優于設計排放標準。

4.2 技術經濟分析

該廢水處理系統總投資為663萬元，用電設備總裝機容量為175.42kW，運行功率約160.29kW，用電量2308.18kW·h/d，電價以0.7元（/kW·h）計，電費為4.21元/m3；Ca（OH）2、HCl、有機硫、FeClSO4、PAM的單價分別為300元/t、300元/t、7500元/m3、2000元/t、22000元/t，相應的藥劑費分別為1.35、0.12、0.15、0.60、0.22元/m3，正常運行情況下折合藥劑費2.44元/m3；單位水處理費用為6.65元/m3，低于韓飛超等對同類廢水相同排放要求下的處理成本（7.35元/m3）。

5、結論

針對石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水，采用技術可靠的化學沉淀-混凝法工藝進行處理，可有效避免三效蒸發、臥式薄膜噴淋/MVC蒸發等費用高昂設備的使用，大大節省投資成本和運維費用，也降低了后期的操作難度。該工藝對懸浮物、COD、氟化物、汞、硫酸鹽的去除率分別可達99.5%、98.3%、87.5%、99.8%、85.6%，對應出水濃度分別為54、20、9.6、0.04、980mg/L，滿足并明顯優于《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》（DL/T997—2006）的排放要求。電費和藥劑費合計6.78元/m3，具有一定的工程優勢。