隨著污染物排放限值日益嚴格，水泥行業(yè)硫化物排放控制要求越來越高，國內(nèi)不少窯尾煙氣含硫較高的水泥生產(chǎn)線，新配套了濕法脫硫工藝，用以控制硫化物的排放。在濕法脫硫工藝中，脫硫廢水是末端治理的難點及重點。目前，針對濕法脫硫廢水，國內(nèi)外均提出了不同種類的處理技術，這些技術在各行業(yè)具有不同的特點和自身的優(yōu)勢。本文結(jié)合水泥行業(yè)的工藝特點，提出適合水泥行業(yè)脫硫廢水的篦冷機煙道蒸發(fā)技術。  

1.水泥行業(yè)脫硫廢水  

對含硫較高的窯尾煙氣進行濕法脫硫處理，會定期產(chǎn)生一定量脫硫廢水，脫硫廢水水質(zhì)、水量與脫硫系統(tǒng)及煙氣主要成分等有密切關系。與火電廠脫硫廢水類似，水泥行業(yè)脫硫廢水一般呈酸性（pH4～6），懸浮物在9000～12700mg/L，一般含大量硫酸鹽、氯化物、鎂、鈣、鈉等鹽分，以及汞、鉛、鎳、鋅等重金屬和砷、氟等非金屬污染物。水質(zhì)特點如下：1)成分較多，水質(zhì)變化較大；2)鹽含量較高，多種重金屬超標；3)懸浮物含量較多；4)腐蝕性較強；5)硬度強，易結(jié)垢。^［1-2］  

脫硫廢水的上述特點使得其具有較強的腐蝕性，同時其易結(jié)垢的特性還容易造成后續(xù)處理設備和管道的結(jié)垢或堵塞。若直接回用于脫硫系統(tǒng)，將會造成漿液中毒，使得脫硫系統(tǒng)效率下降；若直接排放，其各類污染物濃度遠沒有達到排放標準，嚴重污染環(huán)境。  

脫硫廢水處理過程的主要難點在于:1)采用傳統(tǒng)方法難以實現(xiàn)懸浮物的高效去除，固液分離時間長；2)設備和管路的結(jié)垢、腐蝕嚴重；3)化學處理后污泥具有毒性和高污染性；4)水質(zhì)水量變動對處理工藝沖擊較大。  

2.脫硫廢水處理途徑  

為了實現(xiàn)廢水的達標排放或回用，需要對脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水進行處理?，F(xiàn)有的廢水處理技術多種多樣，如三聯(lián)箱工藝、膜法及蒸發(fā)結(jié)晶工藝、煙道蒸發(fā)工藝等，上述技術，應用最多的是三聯(lián)箱工藝和蒸發(fā)結(jié)晶工藝。  

三聯(lián)箱工藝是我國脫硫廢水處理應用最為廣泛的技術，主要原理是將混凝與化學沉淀工藝結(jié)合，以實現(xiàn)去除懸浮物和重金屬的目的。但該工藝具有投藥量大、固液分離速率慢、分離效果差、污泥量大的缺點，且由于脫硫廢水的水質(zhì)波動大，導致該工藝經(jīng)常出現(xiàn)出水不達標和系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象，嚴重影響正常生產(chǎn)。^［3］同時，經(jīng)三聯(lián)箱工藝處理后產(chǎn)生的高鹽廢水仍然無法達到排放標準，需要進一步采用處理措施。  

蒸發(fā)結(jié)晶工藝分三個工藝段：第一個工藝段為預處理工藝，目的是去除濁度、硬度；第二個工藝段為濃縮減量工藝，此工藝段通過對脫硫廢水進行濃縮，使廢水量得以降低；第三個工藝段為蒸發(fā)固化階段，目的是將水中的鹽分與水分離，得到回用水，分離出的鹽分以混合廢鹽或者可回收單鹽的形式處理。蒸發(fā)結(jié)晶工藝各階段均會產(chǎn)生固廢，且固廢更難以處理，整個系統(tǒng)投資及運行維護費用較高，設備結(jié)垢、堵塞風險高。  

煙道蒸發(fā)技術的工藝路線前段與蒸發(fā)結(jié)晶工藝類似，包含預處理工藝和濃縮減量工藝，后半段通過建設旁路煙道，引入高溫煙氣，利用煙氣余熱，將結(jié)構(gòu)復雜、費用高昂的蒸發(fā)結(jié)晶固化階段用煙道余熱蒸發(fā)取代，此工藝適用于煙氣余熱充足的場合。  

3.篦冷機煙道蒸發(fā)技術  

為了改善現(xiàn)有脫硫廢水系統(tǒng)產(chǎn)生的固廢、運行維護費用高、故障點多等問題，經(jīng)過比對，及結(jié)合水泥行業(yè)窯頭煙氣廢熱充足、水泥熟料對鹽分固化效果好的特點，本文認為煙道蒸發(fā)技術適用于水泥行業(yè)，提出水泥行業(yè)脫硫廢水篦冷機煙道蒸發(fā)技術。  

本工藝技術路線中，前面兩個階段將脫硫廢水濃縮減量，產(chǎn)水回用，最終廢水濃縮液則噴入篦冷機煙道，水分蒸發(fā)后隨窯頭煙氣帶走，結(jié)晶鹽進入水泥熟料，最終隨水泥一起固化，以達到零排放的效果。本技術不僅能有效處理廢水預處理過程中產(chǎn)生的固廢，且能夠縮減投資及運行維護成本，減少故障點，降低設備結(jié)垢、堵塞風險；還能消除廢水直接噴入篦冷機煙道，因水量超過熱煙氣承受能力、煙氣溫度下降過快，導致的影響其他設備運行或者影響主產(chǎn)品質(zhì)量的不利因素。  

該技術工藝路線分為四個階段：預處理+分鹽+膜濃縮+篦冷機煙道蒸發(fā)，具體流程如圖1。廢水進入原水池進行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，原水池出水由泵提升后，依次進入一級高密池、二級高密池、澄清池，同時加入氫氧化鈉、碳酸鈉、絮凝劑及助凝劑等，通過高效絮凝沉淀去除水中的固體懸浮物，去除部分硬度，調(diào)整酸堿度，去除部分COD等污染物；高密度沉淀池出水進入緩沖水箱，由泵提升至介質(zhì)過濾器，介質(zhì)過濾器出水進入納濾膜分鹽系統(tǒng)；通過分鹽系統(tǒng)后，出水分為透過液（含一價鹽）和濃縮液（含鈣、鎂二價鹽），其中濃縮液回脫硫系統(tǒng)，二價鹽最終以石膏的形式從脫硫系統(tǒng)中分離出來，透過液進入中間水箱，再通過高壓膜系統(tǒng)進行濃縮；高壓膜系統(tǒng)產(chǎn)生的清液含鹽量低，可作為生產(chǎn)用水回用，高壓膜系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水進入膜蒸餾系統(tǒng)；膜蒸餾系統(tǒng)將濃水再次濃縮約一倍，進一步減量的濃縮液經(jīng)雙流體噴槍噴入篦冷機煙道進行蒸發(fā)排放。  

此工藝技術中高壓膜系統(tǒng)和膜蒸餾系統(tǒng)的產(chǎn)水可作為生產(chǎn)用水回用，同時也可作為介質(zhì)過濾器反清洗用水，以及添加劑溶藥、沖洗和化學清洗等系統(tǒng)本身全部工藝用水。高密度沉淀池的污泥由泵輸送至脫硫系統(tǒng)石膏脫水機進行脫水，與石膏一起作為水泥添加劑，脫水產(chǎn)生的廢水不外排，回流至原水池或脫硫系統(tǒng)。  

圖1 篦冷機煙道蒸發(fā)技術

4.脫硫廢水篦冷機煙道蒸發(fā)技術物料計算  

以5000t/d水泥生產(chǎn)線脫硫系統(tǒng)20m³/h的廢水產(chǎn)量計算，經(jīng)過預處理后水量基本維持在20m³/h；進入分鹽系統(tǒng)后，分離液約為4m³/h，此部分回流至脫硫系統(tǒng)，透過液約為16m³/h，此部分進入高壓膜系統(tǒng)繼續(xù)分離；16m³/h透過液經(jīng)高壓膜系統(tǒng)分離后，產(chǎn)水量約為10m³/h，此部分產(chǎn)水可作為生產(chǎn)用水回用，分離濃縮液約為6m³/h，此部分進入膜蒸餾系統(tǒng)繼續(xù)濃縮；6m³/h分離濃縮經(jīng)膜蒸餾系統(tǒng)繼續(xù)濃縮后，產(chǎn)水量約為3m³/h，此部分產(chǎn)水可作為生產(chǎn)用水回用，最終高鹽濃縮液約為3m³/h，此部分經(jīng)雙流體噴槍噴入篦冷機煙道進行蒸發(fā)干化。  

20m³/h的脫硫廢水量，經(jīng)工藝路線處理后，最終產(chǎn)水約13m³/h，可作為生產(chǎn)用水回收；產(chǎn)生分離液約為4m³/h，可作為脫硫系統(tǒng)補水回用；產(chǎn)生濃縮液3m³/h，最終噴入篦冷機煙道，整個工藝路線真正達到了零排放的標準。  

5.總結(jié)  

本文通過分析脫硫廢水的不同處理工藝，結(jié)合水泥行業(yè)特有的工藝特點，提出了脫硫廢水篦冷機煙道蒸發(fā)技術，主要工藝路線為“預處理+分鹽+膜+濃縮+篦冷機煙道蒸發(fā)”。此技術符合水泥行業(yè)窯頭煙氣廢熱豐富，水泥熟料對鹽分固化效果好的特點，具有較好的實用性和經(jīng)濟型，系水泥行業(yè)脫硫廢水零排放治理的可靠技術路線。

參考文獻

［1］ 葉春松，黃建偉，劉通，等．燃煤電廠煙氣脫硫廢水處理方法與技術進展［J］．環(huán)境工程，2017，35(11):10－13

［2］ 施云芬，王旭暉．濕法煙氣脫硫廢水處理研究進展［J］．行業(yè)水處理2015，35(12): 14－17

［3］ 楊學成．火力發(fā)電廠煙氣脫硫廢水處理要點探討［J］．中國資源綜合利用，2018，36(2): 47－48

本文作者：西安西礦環(huán)?？萍加邢薰竞矽i飛、蔣寶慶、梁笠、劉少峰、屈荷葉。