『脱硫废水处理』脱硫废水深度处理工艺

2023-05-18 23:00:13

煤炭在我国的一次能源消费中占到75%左右，燃煤火力发电厂产生的烟气是大气污染的重要来源。在目前的燃煤烟气脱硫技术中，石灰石－石膏湿法是我国大力推广的技术，此技术适用于常见煤种，具有90%以上的效脱硫率，95%以上的系统回用率和90%以上的吸收剂利用率，此套工艺运行稳定，而且石灰石来源广泛，价格便宜。

因此，我国的脱硫废水主要是石灰石－石膏湿脱硫技术所产生的，也就是我们通常所说的脱硫废水。下面概括几种脱硫废水的深度处理工艺。

‍1 脱硫废水蒸发浓缩

通过蒸发和干燥设备能够让脱硫废水分离成为高质量的水或水蒸气以及固体废弃物，可以实现水的循环使用，可以完成火力发电厂废水零排放，此方法的缺点是需要高额的投资，目前在国内还没有实际运行的实例。

脱硫废水蒸发系统由四个部分构成，分别是热输入、热回收、排热以及附属系统部分；低压蒸汽和热交换管内流动的循环脱硫废水在水加热器内水进行热交换，加热沸腾了的循环脱硫废水分别流到每个闪蒸室内进行闪蒸，蒸发出的水蒸汽通过除雾器和蒸发器上部的热交换管再进行热交换冷凝，每一级所得到的蒸汽凝结水被热交换管下端的蒸馏水托盘收集，从而实现固液分离，此工艺技术流程操作简单，蒸发回收水水质良好，此工艺的投资成本太高限制了它在实际脱硫废水工程中的应用。

2 脱硫废水的生物处理

脱硫废水中COD固然不高，但有别于一般的废水，脱硫废水形成的化学需氧量的主要因素是还原态的无机物，并不是有机物，脱硫废水还有高盐度，高氨氮和高总氮的特点，这说明脱硫废水的可生化性很差。

目前，国内外学者提出了一些突破传统理论的新认识和新发现，特别是在生物脱氮工艺上有了新的突破，像短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、同步硝化反硝化、好氧反硝化等为脱硫废水的处理提供了新的思路。厌氧氨氧化作为脱硫废水生物脱氨工艺具有巨大的应用潜力，但是脱硫废水的高盐度会抑制厌氧氨氧化细菌的活性，厌氧氨氧化细菌如何才能适应脱硫废水这样的成分复杂的废水还需要深入的研究；脱硫废水复杂性对微生物的活性具有很强的抑制作用，微生物可以通过适当的驯化去抵制脱硫废水的毒性，对于脱硫废水对活性污泥的毒性的影响也是需要进一步的研究。以活性污泥法为代表的生化处理工艺已是相当成熟，活性污泥法具有操作简单，廉价高效等特点，如果可以将活性污泥法应用到脱硫废水处理中将会给脱硫废水的处理带来新的视野。

3 微生物燃料电池对脱硫废水的处理

微生物燃料电池(microbialfuelcell，MFC)是将废水中有机物的化学能转化为电能，在去除污染物的同时将产生的电能回收，实现了能量转化。

近年来随着微生物燃料电池的迅速发展，作为一种新的反应装置有着高效的去除污染物的效果和产电回收能源的双重效果，微生物燃料电池的发展不可限量，将微生物燃料电池与脱硫废水的处理结合起来会是一个很好的出路。

图1 MFC系统组成

微生物燃料电池的示意图如图1所示，MFC一般由阳极、膜和阴极组成，在常见的MFC阳极室内，厌氧产电微生物通过呼吸作用将供体的有机污染物氧化来，释放出电子和质子，产生的电子将通过位于细胞外膜的电子载体(例如细胞色素c或被称为纳米导线的菌毛)传递到阳极，然后再经过外部电路转移到阴极，释放出产生的能量，从而产生电流；质子通过离子交换膜转移到阴极，在阴极室内，质子、电子受体和电子发生还原反应，微生物燃料电池是能够在常温常压下进行难降解物质的降解和能量的转换。对于脱硫废水这样的难降解的污染物，需要添加容易降解的有机物作为共生基质，也就是在共代谢的条件下才能被有效降解，对使用MFC和UASB对硫化废水的处理进行比较，得出MFC对处理硫化废水有着较好的效果和较高的经济性。