眾所周知，燃煤電廠是用水的大戶，它的耗(hao)水量約占(zhan)工業用水的20%，在我國仍(reng)以火(huo)力發電為(wei)主(zhu)的電力結構(gou)中，特(te)別是北方缺煤、少水的地區，缺水將會成為(wei)製約電力發展(zhan)的首要問題，與此同時，我國的燃煤電廠與國外尤其是美、歐、日等西方發達國家電廠先進的用水量相比，其用水量、排水量大的問題仍(reng)比較嚴重，用水水平與國外先進水平比有著(zhou)較大的差(cha)距，客(ke)觀(guan)上也說明我國燃煤電廠的節水潛力巨大。燃煤電廠廢水零排放(fang)是電廠用水的最高水平，所謂零排放(fang)是指(zhi)不向外界排放(fang)對環境有任何(he)不良影(ying)響的水，進入電廠的水除了以蒸汽(qi)的形式蒸發到大氣(qi)中外，其餘的都(du)處理後綜合回用，零排放(fang)使電廠從外部獲(huo)取的新鮮水量最少，這樣可以緩解水資源日益短缺的問題，同時沒有廢水的外排可以避(bi)免廢水汙(wu)染環境，提(ti)高周圍的環境質量。

通常燃煤電廠鍋(guo)爐煙氣(qi)采用石灰(hui)石—石膏(gao)濕法脫硫，為(wei)防止(zhi)脫硫過程中漿(jiang)液內(na)可溶解的氯離子和細(xi)小的灰(hui)塵(chen)顆粒濃度富集過高，需要從係統中排放(fang)一定量的脫硫廢水，以維(wei)持脫硫裝置中物料(liao)的平衡。脫硫廢水含有的雜質主(zhu)要為(wei)固體(ti)懸浮物、過飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物以及重金屬，其中很(hen)多(duo)物質為(wei)國家環保標準中要求嚴格控製的第一類汙(wu)染物，這些元(yuan)素(su)在爐膛內(na)高溫條件下進行一係列的化學反應，生成了多(duo)種不同的化合物。一部分化合物隨爐渣排出爐膛，另(ling)外一部分隨煙氣(qi)進入脫硫裝置吸收塔，溶解於吸收漿(jiang)液中，並且在吸收漿(jiang)液循環係統中不斷濃縮，最終(zhong)脫硫廢水中的雜質含量很(hen)高。所以，脫硫廢水必須經過處理才(cai)能進行綜合回用，實現脫硫廢水的零排放(fang)。從可持續(xu)發展(zhan)的觀(guan)點看，隨著(zhou)水資源日益的匱乏，環保要求的逐步嚴格，脫硫廢水的零排放(fang)是電廠用水發展(zhan)的一種趨勢。並且具(ju)有較好的社會、環境效益和經濟效益。

1脫硫廢水零排放(fang)現有主(zhu)要技術過程與運行情況簡述

脫硫廢水零排放(fang)現有主(zhu)要技術過程是首先采用三(san)聯箱工藝技術進行預處理，主(zhu)要作用是去除懸浮物、重金屬及部分COD、氟化物、硫化物並調整pH等，然後進行濃縮除鹽(主(zhu)要是去除氯化物)形成高含鹽濃水與低鹽分的淡水，淡水直接回用，高含鹽濃水最後進行蒸發，鹽份析出成固態鹽渣，鹽渣成為(wei)固廢或加工成工業鹽使用。蒸發出來的水蒸汽(qi)經冷凝成液態水之(zhi)後直接回用，達到脫硫廢水零排放(fang)的目標。脫硫廢水因其高懸浮物、高鹽分、含有多(duo)種重金屬及COD、氟化物、硫化物超標等，絕大部分汙(wu)染物成份需在預處理階(jie)段去除，為(wei)後續(xu)的濃縮除鹽打下良好的基礎，因此預處理過程是整個脫硫廢水零排放(fang)處理過程的重要組成部分。其運行穩定情況、處理效果的好壞直接關係到後續(xu)除鹽工藝的穩定運行，是整個零排放(fang)處理技術過程能否(fu)實現的前提(ti)與基礎。當前很(hen)長一段時間以來，困(kun)擾(rao)三(san)聯箱工藝預處理過程的主(zhu)要因素(su)是藥劑(ji)加入種類多(duo)(約5種以上)、且加入量要求相對準確，對工藝控製要求高，係統耐(nai)負荷衝擊(ji)性較差(cha)，形成的固廢多(duo)、極(ji)易造成三(san)聯箱係統出現堵(du)塞故障、導(dao)致(zhi)運行與出水水質不穩定等諸多(duo)問題，製約了脫硫廢水零排放(fang)處理工藝技術的發展(zhan)。

2已有的研究成果及基礎條件

針(zhen)對脫硫廢水零排放(fang)三(san)聯箱預處理工藝技術存在的一些問題，當大部分工程技術人員集中注意力解決三(san)聯箱預處理係統工程技術問題而束手無策時，某公(gong)司研發應用團隊從水處理材料(liao)的角度來研究與分析問題，集中精力研發了DBS新型高分子材料(liao)處理脫硫廢水，並取得了積極(ji)進展(zhan)。結合DBS新型高分子處理材料(liao)配(pei)套研發了DM一體(ti)化脫硫廢水處理係統設備，整合成DBS/DM一體(ti)化係統處理技術，並在小試、中試成功的基礎上，逐步在燃煤電廠脫硫廢水零排放(fang)預處理領域展(zhan)開工業化應用，並取得階(jie)段性成果。

2.1 DBS新型高分子材料(liao)簡介(jie)

DBS新型高分子材料(liao)是專(zhuan)門針(zhen)對包括脫硫廢水在內(na)的汙(wu)水專(zhuan)用處理材料(liao)，呈(cheng)固體(ti)粉末狀，難溶於水，比重比水大。內(na)含有螯合基團，對重金屬有較強吸附與螯合效果。DBS對水中微細(xi)懸浮物有很(hen)好混凝、絮凝效果，形成的絮凝物(礬花)顆粒大，易沉降，在水中固液分離效果好。本身無毒，對水體(ti)無二次汙(wu)染等。其主(zhu)要特(te)點是在不需要調節pH的情況下就可快速去除懸浮物、重金屬及部分COD、氟化物、硫化物等汙(wu)染物，出水外觀(guan)無色、清澈透明。由於構(gou)成了較穩定的螯合與絮凝反應體(ti)係，對脫硫廢水進水流量、水質一般性的正常波動，均能夠維(wei)持穩定運行，耐(nai)負荷衝擊(ji)性能較好。形成的汙(wu)泥鬆散性好且有一定的自潤滑性能，因此不會出現係統堵(du)塞的故障。由於DBS新型高分子材料(liao)是一種高效複合型水處理藥劑(ji)，具(ju)有多(duo)功能性的特(te)點，大為(wei)簡化了加藥係統，簡化了預處理係統的工藝過程與操(cao)作步驟(zhou)，為(wei)預處理係統的穩定運行創(chuang)造了良好的前提(ti)條件。

2.2 DM一體(ti)化處理係統簡介(jie)

DM一體(ti)化處理係統是結合DBS新型高分子處理材料(liao)專(zhuan)門針(zhen)對包括脫硫廢水在內(na)的汙(wu)水處理研發的專(zhuan)用係統設備。其主(zhu)要特(te)點首先是自帶自動加藥係統，不需額外配(pei)備與投資建設藥劑(ji)配(pei)製與貯存係統。其次是功能全，集進水緩衝區，螯合、混凝、絮凝等物化反應與攪拌區，1～4級重力沉降(固液分離)區，出水緩衝區等汙(wu)水處理過程與功能於一體(ti)，采用進口(kou)耐(nai)腐蝕(shi)潛水式攪拌器(qi)，高性能多(duo)層防腐塗層，高度集成的專(zhuan)用脫硫廢水處理成套係統設備。因DBS水處理藥劑(ji)材料(liao)實際使用過程中，投加量少，物化反應速度快，沉降速度快，固液分離效果好的特(te)點，在處理脫硫廢水能力10～15m3/h時，設備外形設計與製造的尺(chi)寸大為(wei)縮小，主(zhu)體(ti)部分設備長寬高為(wei)3.95m×2.00m×2.30m，全容積15m3。運輸方便，安裝簡單，甚至不需建設專(zhuan)門的混凝土基礎，可整體(ti)移動等優點，對現場(chang)安裝條件要求極(ji)低，尤其解決了部分燃煤電廠現場(chang)設備布置已十(shi)分緊湊、場(chang)地緊張有限、設備難以布置的現實問題。

3 DBS/DM一體(ti)化脫硫廢水預處理技術原理與工藝過程

3.1預處理技術原理

在DM一體(ti)化處理係統中，脫硫廢水在潛水攪拌機的攪拌作用下，與投藥箱出來的高分子DBS複合處理劑(ji)在反應區均勻混合，所含的螯合重金屬基團迅速與水中含有的重金屬離子進行高效配(pei)位與螯合，形成穩定的重金屬絡合物。DBS的關鍵特(te)性之(zhi)一就是對各類重金屬的高效選擇(ze)吸附性;關鍵特(te)性之(zhi)二就是其本身在處理前後均難溶解於水中，始(shi)終(zhong)以固體(ti)懸浮物的形式存在於廢水中，利於後續(xu)的沉澱分離;與此同時，由於DBS亦是一種極(ji)性高分子，加入水中後可破壞廢水中的電平衡，促使廢水中極(ji)微細(xi)的懸浮固體(ti)相互凝聚，形成較大固體(ti)顆粒，且由於水的浸潤與極(ji)性作用，DBS高分子鏈會延伸展(zhan)開，並具(ju)有一定的極(ji)性，具(ju)有獨特(te)的捕(bu)捉(zhuo)、吸附廢水中細(xi)小懸浮顆粒的特(te)性，且其本身難溶於水，且比重比水大，捕(bu)捉(zhuo)吸附了細(xi)小顆粒的DBS形成了類似網(wang)狀的結構(gou)，進一步捕(bu)捉(zhuo)與吸附其他微小懸浮顆粒，形成良性循環，直至顆粒越長越大，將廢水中含有的細(xi)小懸浮物顆粒一並捕(bu)捉(zhuo)吸附形成比重較大易於沉降的固體(ti)大顆粒絮凝體(ti)(礬花)，在沉降區中迅速沉降下來，體(ti)現出優良的固液分離效果。高效去除廢水中的懸浮物、重金屬、及部分COD與氟化物等，為(wei)後續(xu)的濃縮除鹽工藝過程創(chuang)造良好的水質條件。

3.2工藝過程簡述

將收集箱內(na)脫硫廢水用泵引入DM一體(ti)化處理係統進水緩衝區，經進一步均質與調速後，溢(yi)流進入反應區，在反應區中攪拌作用下，與投藥箱自動投加進來的DBS粉狀藥劑(ji)材料(liao)均勻混合，在一、二級反應區中完成pH值調節、重金屬吸附螯合、混凝與絮凝等物化反應，反應過程結束後泥水混合物自動溢(yi)流進入1～4級沉降區，完成泥水分離(即固液分離)過程，清水自流入出水緩衝區，並進行檢測分析，然後自流入清水箱(池)，清水可送(song)往濃縮除鹽工藝進行除鹽處理。DM一體(ti)化處理係統中沉降分離出來的汙(wu)泥定期間歇自動排往汙(wu)泥池，經汙(wu)泥泵送(song)往脫水機脫水後泥餅(bing)單獨處理，濾液水進入脫硫廢水收集箱重新參與處理過程。

主(zhu)體(ti)工藝過程流程方框(kuang)圖如下圖所示：

4工業化應用情況

4.1在湖南某發電公(gong)司的工業化應用情況

2016年7月，在湖南某發電公(gong)司新建一套DBS/DM一體(ti)化脫硫廢水處理係統，處理能力10～15m3/h。新配(pei)製一根進水管道(dao)，直接將脫硫廢水引入DM一體(ti)化處理係統，新型高分子DBS水處理藥劑(ji)預先加入DM一體(ti)化係統自帶的加藥箱貯存，利用變頻電機控製加藥閥的旋轉(zhuan)快慢(man)，實現控製加藥速度與加藥量。在DM一體(ti)化係統反應區中將DBS藥劑(ji)與脫硫廢水均勻混合，完成pH稍微調整、螯合脫除重金屬、絮凝懸浮物、去除部分COD、硫化物、氟化物的過程，出水溢(yi)流進入清水緩衝箱，並對pH、濁度、重金屬及其他汙(wu)染物成份定期抽樣檢測，其進出口(kou)水質情況如下表1所示。然後清水通過泵送(song)往後續(xu)的濃縮除鹽係統，進行零排放(fang)處理。DM一體(ti)化係統分離出來的汙(wu)泥定期間歇自動排往汙(wu)泥收集池，通過泵送(song)往壓濾機脫水後，泥餅(bing)單獨進行無害(hai)化處置。

表1：

從表1數據可以看出，進水水質存在不同程度波動的情況下，仍(reng)能夠維(wei)持出水水質在一個合格的指(zhi)標範圍內(na)，係統運行穩定性相對較好。

以下是對單個指(zhi)標不同時間段的檢測分析數據，具(ju)體(ti)情況如下：

(1)進水前後pH變化情況曲線圖如圖1所示。

圖1：

備注：係列1——表示進水pH值變化曲線;

係列2——表示對應的出水pH值變化曲線;

根據圖1數據表明，通過調整藥劑(ji)的使用量，可將出水pH值調整至7.0左右。

(2)進水前後懸浮物變化情況曲線圖如圖2所示。

圖2：

備注：橫坐標：取樣次數，從坐標：SS含量(單位：mg/l)。

係列1——表示進水懸浮物SS變化曲線;

係列2——表示對應的出水懸浮物SS變化曲線;

根據圖2數據表明，進水懸浮物平均含量在3800～31800mg/L範圍，經處理後出水懸浮物含量≤19.38mg/L，遠低於DL/T997-2006標準中規定的要求範圍。

(3)進水前後總汞變化情況曲線圖如圖3所示。

圖3：

備注：係列1——表示進水總汞含量變化曲線;

係列2——表示對應的出水總汞含量變化曲線;

根據圖3數據表明，進水、出水的總汞含量均較低，低於DL/T997-2006標準中規定的要求範圍。雖然未完全體(ti)現出原料(liao)藥劑(ji)材料(liao)可以高效去除重金屬的優勢，但出水中總汞含量仍(reng)有下降趨勢。

(4)進水前後總鋅(xin)變化情況曲線圖如圖4所示。

備注：係列1——表示進水總鋅(xin)含量變化曲線;

係列2——表示對應的出水總鋅(xin)含量變化曲線;

根據圖4數據表明，進水、出水的總鋅(xin)含量均較低，低於DL/T997-2006標準中規定的要求範圍。雖然未完全體(ti)現出原料(liao)藥劑(ji)材料(liao)可以高效去除重金屬的優勢，但出水中總鋅(xin)含量仍(reng)有下降趨勢。

其他種類重金屬在進出水中的含量下降趨勢情況與上述情況類似，在此不再(zai)贅述。

(5)進水前後COD變化情況曲線圖如圖5所示。

圖5：

備注：係列1——表示進水COD含量變化曲線;

係列2——表示對應的出水COD含量變化曲線;

根據圖5檢測數據表明，進水COD含量在超過150mg/L且低於200mg/L情況下，通過處理過程後出水COD含量可降至50mg/L以下，遠低於DL/T997-2006標準中規定的要求範圍。

實際上，在進水COD含量在200mg/L～500mg/L情況下，通過處理過程後出水COD含量可降至50～100mg/L以下，否(fu)則(ze)需另(ling)設置專(zhuan)門的去除COD的裝置或方式方法。

其他指(zhi)標在進出水中的含量下降趨勢情況與上述情況類似，在此不再(zai)贅述。

總的情況來看，經DBS/DM一體(ti)化技術預處理的脫硫廢水，可滿足(zu)後續(xu)相關濃縮除鹽係統技術的進水要求，最終(zhong)實現零排放(fang)的目標。

4.2在陝西某發電公(gong)司的工業化應用情況

2017年3月，在陝西某發電公(gong)司新建一套DBS/DM一體(ti)化脫硫廢水處理係統，處理能力10～15m3/h。該(gai)公(gong)司原來建設有三(san)聯箱脫硫廢水處理係統，因石灰(hui)乳投加係統、三(san)聯箱處理係統易出現堵(du)塞情況導(dao)致(zhi)三(san)聯箱無法長周期穩定運行，導(dao)致(zhi)脫硫廢水處理後出水水質不穩定，且當原水水量、水質(主(zhu)要是懸浮物)變化幅度大時，出水水質直接惡(e)化。故障頻繁，為(wei)現場(chang)生產管理與實際操(cao)作增加了很(hen)大難度，而DBS/DM一體(ti)化處理係統抗負荷衝擊(ji)力強，不堵(du)塞設備與管理，運行連續(xu)穩定。其進出口(kou)水質情況如下表2所示。

表2：

總的情況來看，經DBS/DM一體(ti)化技術預處理的脫硫廢水，可滿足(zu)後續(xu)相關濃縮除鹽係統技術的進水要求，最終(zhong)實現零排放(fang)的目標。

5結語

根據脫硫廢水高懸浮物、高鹽、含多(duo)種類重金屬的特(te)點，以及當前脫硫廢水零排放(fang)預處理工藝過程中存在的一些工程技術問題，創(chuang)新研究思路(lu)，從預處理工藝所使用的藥劑(ji)材料(liao)入手，研究開發了新型DBS高分子廢水處理藥劑(ji)材料(liao)，並且配(pei)套研發了DM一體(ti)化處理係統設備，整合成DBS/DM一體(ti)化係統處理技術，在達到處理效果的情況下，規避(bi)了三(san)聯箱處理係統及其藥劑(ji)投加裝置容易堵(du)塞設備、管理導(dao)致(zhi)運行不暢、效果不穩定的工程技術問題，並在工業化應用過程中達到了預期效果，為(wei)脫硫廢水的穩定達標處理、直至實現零排放(fang)創(chuang)造了穩定、可行的基礎條件，具(ju)有較好的推廣應用價值與良好的市場(chang)前景(jing)。