燃煤电厂脱硫废水零排放预处理工艺研究进展

摘要：燃煤发电在我国电力供应体系占据主导，但电厂运行产生大量含高浓度悬浮物、重金属、氯盐及硫酸根离子的脱硫废水，未经妥善处理直接排放会对土壤、水体、生态造成灾难性破坏。实现脱硫废水零排放是践行环保责任、契合生态文明建设需求之举，预处理通过物理、化学、物理化学方法去除废水中干扰性杂质、调节水质，为深度处理及回用筑牢基础，意义非凡。鉴于此，本文就此展开了论述，以供参阅。

关键词：燃煤电厂；脱硫废水；零排放

引言

燃煤电厂在发电过程中会产生大量的含硫烟气，为了降低烟气污染，广泛采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。然而，该工艺产生的脱硫废水含有高浓度的氯离子、硫酸根离子和重金属离子等污染物，若未经有效处理直接排放，将对环境造成严重污染。随着环保政策的日益严格，脱硫废水零排放技术成为燃煤电厂必须面对和解决的重要问题。预处理作为脱硫废水零排放处理系统的关键环节，对于提高后续处理效率、降低运行成本具有重要意义。

1常见预处理工艺

1.1化学沉淀法

化学沉淀法作为燃煤电厂脱硫废水预处理的经典工艺，有着清晰且行之有效的作用原理。具体而言，是把钙、镁、铁这类沉淀剂精准投加到脱硫废水中，强力驱动废水中潜藏的汞、镉、铅等重金属离子，使之与沉淀剂发生化学反应。在此过程中，重金属离子纷纷化身为难溶的氢氧化物、硫化物沉淀，继而从废水中析出，达成初步净化目的。

拿石灰乳举例，它堪称化学沉淀法里的“得力干将”，一经投入，便能巧妙地将废水酸碱度调节至9-11这个理想区间，多数重金属顺势沉淀下来。倘若还有残余难沉淀的重金属作祟，加入硫化钠予以“围追堵截”，便能强化沉淀效果。

不可忽视的是，该工艺固然成熟、成本亲民，早早就在早期脱硫废水预处理环节大展拳脚、广泛应用，却也存在弊端：沉淀过程会催生大量污泥，后续处置不仅耗时费力，还花销不菲；而且面对溶解性盐类杂质，它的去除能力十分有限，难以实现深度净化。

1.2混凝沉淀法

混凝沉淀法是脱硫废水预处理的常用手段，核心在于混凝剂的奇妙“凝聚”功效。像聚合氯化铝（PAC）入水后迅速水解，化作多核羟基络合物，如同强力磁石吸附胶体微粒；聚丙烯酰胺（PAM）则施展长链“搭桥”绝技，拉拢微小悬浮物、胶体，使其抱团成大颗粒，继而沉淀析出。此工艺操作简单，能快速削减废水浊度，顺带除去部分有机物。可它也有短板，药剂消耗量大，水质稍有波动，处理效果就大打折扣，出水水质忽高忽低，对重金属的清除也不够彻底，有待升级优化。

1.3过滤法

过滤法宛如废水处理的“精密滤网”，凭借粒状滤料施展截留绝技。石英砂、无烟煤、纤维球等滤料各显神通，多介质过滤时，不同滤料层层把关，分级截留悬浮物；超滤更是凭借极小的膜孔径精准“筛”除大分子有机物、胶体与细菌，让出水澄澈透亮。该工艺可连续作业，与别的工艺携手时相得益彰。美中不足的是，滤料需频繁反冲洗，超滤膜娇贵易污染、寿命不长，前期购置设备、后期运维都花销不菲，成本难题亟待攻克。

1.4离子交换法

离子交换法巧用离子交换树脂的活性基团，演绎离子“置换魔术”。强酸性阳离子交换树脂紧盯钙、镁等阳离子，阴离子树脂则专攻硫酸根、氯离子，精准吸附、替换，选择性极高，出水水质纯净优良，甚至能回收金、银等贵重金属，变废为宝。然而，光鲜背后藏着隐忧，树脂频繁再生，需大量酸碱试剂“激活”，成本一路水涨船高；而且废水中悬浮物、有机物常来“捣乱”，弄脏树脂，致使交换效率下滑，限制了大规模应用。

2预处理工艺联用技术

在燃煤电厂脱硫废水预处理领域，单一工艺常常捉襟见肘，难以契合愈发严苛的环保标准与复杂的水质净化需求，于是，预处理联用技术应势而生，为废水零排放目标开辟了崭新路径。

“化学沉淀+混凝沉淀”堪称一对默契搭档。化学沉淀率先登场，精准发力，借助石灰、硫化钠等沉淀剂，促使废水中汞、镉、铅等重金属离子反应生成难溶沉淀，大幅削减重金属含量；紧接着，混凝沉淀接力，投入聚合氯化铝、聚丙烯酰胺这类混凝剂，利用其吸附架桥本领，将细微悬浮物、胶体微粒聚拢成团，沉淀分离，全方位强化了整体去污实力，为后续流程卸下重担。

“混凝沉淀+过滤”组合则是确保水质达标的“黄金搭档”。经混凝沉淀初步梳理，废水中大量悬浮杂质已然沉降，后续衔接过滤工序，不管是石英砂、无烟煤构成的多介质过滤，还是超滤膜的精密筛分，都能深度截留残余微粒，牢牢锁住水质稳定性，常用于对出水水质容不得丝毫差错的关键场合。

还有“化学沉淀+离子交换”联用模式，化学沉淀环节搬走重金属、悬浮物两大“绊脚石”后，离子交换树脂大显身手，凭借活性基团精准捕捉、置换各类盐分离子，稳步迈向高品质回用水境界，极大契合当下水资源循环回用、物尽其用的迫切诉求。

3新技术探索与研发

3.1电絮凝技术

电絮凝技术革新了传统废水处理模式。当接通电源，以铝、铁金属电极电解脱硫废水，阳极金属原子失电子溶解，迅速生成金属离子，水解后转化为高效絮凝剂，絮凝、沉淀杂质；阴极同步产生氢气泡，细密气泡裹挟悬浮物，加速其上浮分离。对比传统混凝，它省却大量化学药剂投加，污泥生成量锐减约30%-50%，设备占地小、集成度高，重金属、有机物及悬浮物一站式去除。可棘手的是，持续电解致能耗飙升，电极频繁接触废水，钝化腐蚀频发，后续研发亟待升级耐腐蚀电极，优化电解参数，平衡成本与效能。

3.2膜蒸馏技术

膜蒸馏开辟高盐脱硫废水处理新径。特制疏水性微孔膜将废水系统分隔，热侧升温促使水汽化，因膜两侧蒸汽压差异，水汽精准穿越膜孔，于冷侧冷凝成纯净液态水收集，盐分、大分子被牢牢截留。它不惧高盐冲击，耐污染性能卓越，契合电厂复杂水质，与太阳能、余热耦合时，节能超40%。无奈当下膜材料通量有限，热传导引发温降，致能耗攀升；膜孔沾水、堵塞，降低分离效率。未来要聚力攻克高通量、抗污染膜研发，搭配高效热回收装备，解锁应用潜能。

3.3生物处理技术

生物处理技术秉持绿色、经济理念处理脱硫废水。科研人员筛选、驯化耐盐菌、厌氧菌，植入废水中，微生物开启“净化之旅”。它们靠新陈代谢“拆解”有机物，将其转化为无害二氧化碳、水；部分重金属经吸附、氧化还原，从游离态转为沉淀态析出。该技术成本仅为传统化学法60%左右，无二次污染。但现状是多处于实验室摸索、小试改良阶段，微生物难适应高盐“刺激”、强酸碱“侵蚀”，处理效率偏低，亟待基因工程、菌群优化助力，促其走向大规模应用。

结束语

综上所述，燃煤电厂脱硫废水零排放预处理工艺历经长足发展，多种成熟及新兴技术各显其能，联用方案成效初显，为废水达标处理奠基。未来，应聚焦降低成本，研发廉价高效药剂、耐用低耗设备；攻克水质波动难题，融合物联网、大数据、人工智能打造智能调控预处理系统；消除二次污染，遵循绿色循环理念构建全生命周期生态处理模式；借科技创新之力，实现燃煤电厂脱硫废水预处理质效飞跃，迈向绿色发电新征程。

参考文献

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[3]吴松，温洪亮.燃煤电厂脱硫废水零排放技术研究进展[J].工业用水与废水.2024（02）：13-18