一、项目背景
我国90%以上燃煤电厂采用“石灰石-石膏”湿法烟气脱硫。在湿法烟气脱硫工艺中，为了维持浆液循环系统物质平衡，防止氯离子浓度超标以及保证石膏品质，脱硫塔必须定期排出一定数量的废液，即尾端脱硫废水。
图1 “石灰石-石膏”湿法烟气脱硫系统
根据燃煤电厂使用燃料、脱硫装置及煤种等的不同，其排放的脱硫废水的
水质也差异较大。综合比较各电厂的脱硫废水，其主要有以下几个特征：
(1)废水呈酸性：pH一般为4-6;
(2)SS含量高：主要为石膏颗粒、二氧化硅以及铁、铝的氢氧化物等;
(3)阳离子：主要为钙、镁等硬度离子，铁、铝含量也较高，少量的重金属离子(如Hg、As、Cr、Ni、Pb)等;
(4)阴离子：废水中含有大量的F-、Cl-、SO42-等阴离子;
传统的脱硫废水处理主要采用化学沉淀法，通过氧化、中和、絮凝、沉淀等工艺(即传统的“三联箱”)，去除脱硫废水中的重金属和悬浮物等污染。但因处理后氯离子浓度仍未能减少，导致废液腐蚀性强，不能回用其他系统。
随着环保要求的不断提高，许多地方要求电厂脱硫废水实施零排放。而零排放项目的投资和运行废水均不菲。以2×600MW机组的燃煤锅炉为例，脱硫废水产生量约20-30m3/h，按照传统的零排放处理模式，工程投资约4000-5000万元，运行费用往往高达100元/m3。因此，如何寻找高效低耗的脱硫废水处理技术，是当前燃煤电厂脱硫废水处理改造中密切关注的问题。
二、脱硫废水处理技术现状
2.1 常规处理方法
2.1.1排至除灰系统
若电厂存在水力除灰系统，则可将脱硫废水送至水力除灰系统，与灰渣浆一同处理。偏酸灰性的脱硫废水与水力除灰系统浆液混合，对灰水有中和作用。此外，脱硫废水量相对灰浆量较少，对水力除灰系统影响较小。
该方案简单，运行方便，工程投资小。但脱硫废水的加入会引起除渣系统中Cl-的逐渐富积，加剧除渣设备的腐蚀，影响系统运行。
2.1.2 化学沉淀法
化学沉淀法，主要包括中和、沉淀、混凝及澄清四个过程。
该方法可有效降低脱硫废水中的悬浮物、氟离子、重金属含量等，但处理后废水中含盐量仍较高，其中Cl-的含量可达到2~4%左右，不能实现厂内回用。若长期排放，将对周围生态环境造成不利影响。该方法目前在国内应用最为广泛，适用于对出水水质标准要求不高的废水处理。
2.1.3 流化床法
丹麦爱屋德电厂尝试了用流化床代替化学沉淀池来处理脱硫废水，效果良好。该工艺由缓冲池、流化床和循环池组成，流化床以石英砂为填料。
与传统化学沉淀法相比，该方法产生的污泥量较其少于25%左右。但由于脱硫废水中含有大量Cl-，它们能与Hg2+形成复杂的络合物，其去除效率较低，需采取两个流化床串联的方法才可达到理想的去除效果，增加了处理投资成本。同时，该工艺与化学沉淀法类似，处理出水不能实现厂内回用，外排则因高盐度存在较大的环境风险。
2.2深度处理及回用
随着国家对电力企业污染物排放要求的不断提高，上述处理方法已不能满足环保要求，脱硫废水需进行深度处理回用。
目前对于脱硫废水的深度处理方法主要有以下几种方法：
1、蒸发法浓缩
蒸发法是废水零排放处理中常用的方法之一，该工艺也被应用于脱硫废水的处理中。其基本原理是：进入蒸发器的废水通过蒸汽或电热器加热至沸腾，废水中的水分逐渐蒸发成水蒸汽，水蒸气经冷却后重新凝结成水而重复利用，废水中的溶解性固体被截留在蒸残液中，随着浓缩倍数的提高，最终以晶体形式析出。
该工艺系统流程简单，蒸发回收水水质较好。但由于该工艺具有能耗高、设备易结垢和投资大的缺点，大大限制了其在实际工程中的应用。
2、烟道蒸发法
烟道处理法是在烟道内对废水进行喷雾蒸发处理的一种方法。采用烟道蒸发法处理脱硫废水时，首先采用一定的喷射方式将脱硫废水雾化后喷入电除尘器之前的烟道内，废水以小液滴的形式经过高温烟气加热后迅速蒸发气化，其中的悬浮物和可溶性固体形成细小固体颗粒，然后在气流的夹带作用下进入电除尘器并被电极捕捉去除，最终实现脱硫的废水近零排放处理。
图2脱硫废水烟道蒸发技术路线图
但是此种方法降低烟气温度，对于设备腐蚀严重;雾化喷头堵塞严重，影响正常工艺运行;烟道固体盐分堵塞，影响正常发电生产安全;烟道施工难度大，存在安全隐患等缺点，无法实现广泛应用。
3、膜分离技术
膜分离法包括扩散渗析、电渗析、隔膜电解、反渗透和超滤法等方法。这些方法能有效地去除水中的各类阴阳离子，或使生产废水实现循环回用，具有低耗、高效、操作方便等优点。
但目前存在的主要问题是膜组件的昂贵和使用过程中膜污染和通量下降。由于脱硫废水水质复杂，膜容易堵塞，系统运行可靠性差，投资成本昂贵，无法实现零排放工艺。
图3脱硫废水膜浓缩技术路线图
4、组合工艺
根据现有深度处理工艺的特点，部分电厂采用“混凝沉淀+化学软化+膜浓缩+蒸发结晶”的方式来进行脱硫废水的深度处理，以实现脱硫废水的零排放。该工艺的基本思路是，是将脱硫废水通过蒸发结晶的方式，实现盐分和水分的分离。
但因蒸发结晶投资和运行费用均较高，为降低成本，蒸发前采用膜法进行浓缩，产生50%的膜浓缩液再进入蒸发结晶器。同时，脱硫废水原水中的硬度较高，极易结垢堵塞膜系统，需要在膜系统前增加软化除硬单元，通过大量药剂(通常为石灰和碳酸钠)的方式除硬，增加运行成本的同时，带来大量的沉淀污泥(污泥量常常达到废水量的70-80%)。
该组合工艺，能够一定程度弥补单一技术在运行中存在的弊端，但仍未能解决脱硫废水处理投资高和运行费用高的难题，给企业造成较大的经济负担。
三、脱硫废水处理及回用新思路
3.1 处理思路
传统的脱硫废水深度处理思路，基本上是围绕废水脱盐，出水回用至循环冷却水的技术路线(图4，路线1)。处理出水水质较好，但整个脱硫废水处理系统投资和运行费用居高不下。
我公司通过详细剖析“石灰石-石膏法”脱硫系统、脱硫废水污染来源及脱硫废水无法内部循环的根源，围绕脱硫废水因氯离子富集、腐蚀设备管道而无法回用的瓶颈问题，针对性开发出脱硫废水氯离子去除剂，并通过与现有脱硫系统衔接，将处理后的废水回用至脱硫系统中(图4，路线2)。
图5 脱硫废水萃取除氯工艺路线图
四、工艺设计
4.1 设计水量
根据业主提供资料，污水处理站污水处理量为720m3/d，设计每小时平均处理量为30m3/h
4.2 设计进、出水水质
4.3 工艺流程图
4.4 设备一览表
4.5 投资及运行
4.5.1 投资费用
设备投资约1850万元。
4.5.2 运行费用
本项目采用萃取除氯，运行费用主要为药剂消耗，即萃取时用酸和反萃时用碱量，以脱硫废水含氯量1.5万mg/L为例，萃取除氯的药剂费用构成如下:
