脫硫廢水污泥處置技術(shù)研究進(jìn)展

趙宇明

摘 要：隨著我國(guó)環(huán)保形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，脫硫廢水污泥排放量逐年增加，展開(kāi)對(duì)污泥處理技術(shù)的相關(guān)研究，具有很大的應(yīng)用價(jià)值和環(huán)保意義。本文通過(guò)對(duì)燃煤電廠的污泥樣本進(jìn)行樣本分析，對(duì)化學(xué)淋洗法、電動(dòng)法、微生物法進(jìn)行多方面對(duì)比，分析出使用電動(dòng)法耦合微波震動(dòng)法對(duì)污泥重金屬回收效率高，操作簡(jiǎn)單，無(wú)任何毒副作用，是我們下一步重點(diǎn)研究的方向。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水 污泥 重金屬 脫除技術(shù)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）10（b）-0113-03

近年來(lái)，隨著我國(guó)環(huán)境問(wèn)題的突出，政府對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求越來(lái)越嚴(yán)格。燃煤電廠所排放的煙氣中含有大量的氮氧化物、二氧化硫和粉塵，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。目前，我國(guó)燃煤電廠重點(diǎn)推廣使用的技術(shù)是石灰石-石膏濕法脫硫，脫硫效率高達(dá)95%以上且運(yùn)行穩(wěn)定，該技術(shù)對(duì)煤質(zhì)含硫量變化適應(yīng)性大、脫硫吸收劑的利用率高，使我國(guó)煙氣二氧化硫的排放情況得到極大改善。但是，濕法脫硫副產(chǎn)物-脫硫廢水越來(lái)越多，導(dǎo)致脫硫污泥也日益增加。

濕法脫硫廢水的水質(zhì)特征為弱酸性，懸浮物高，顆粒細(xì)小，主要成分為粉塵和脫硫產(chǎn)物（CaSO4、CaSO3），含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等，還有溶解性的Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等重金屬離子，經(jīng)常規(guī)單級(jí)處理工藝處理后，水質(zhì)可達(dá)到DL/T99-2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》，其中大多數(shù)污染物質(zhì)富集到處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥中。

1 脫硫廢水污泥成分析

經(jīng)過(guò)對(duì)電廠脫硫污泥的分析，發(fā)現(xiàn)脫硫廢水污泥的性質(zhì)如表1所示：其中1#廣東省某電廠污泥樣品，2#代表某北方電廠污泥樣品。

脫硫污泥因?yàn)楹写罅康腃aSO4·2H2O石膏成分，黏性較大，脫水性能不好。因?yàn)槭嘣诮Y(jié)晶過(guò)程中把一部分的自由水結(jié)晶在石膏晶體內(nèi)部，造成脫硫廢水污泥的含水率上升。廢水中的Cl-和Ca2+會(huì)形成強(qiáng)吸水性Ca2Cl，污泥中的Ca2Cl存儲(chǔ)在石膏晶粒之間，加上廢水中的阻垢劑、殺菌劑和絮凝劑會(huì)大增加污泥的含水量和粘度[1]。

從表2可以看到脫硫污泥中含有Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg等重金屬元素。而且我們可以看出1#污泥樣品中檢測(cè)的Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb、Hg8種重金屬中有5種重金屬Cr、Zn、As、Cd、Hg超標(biāo)，2#污泥樣品有6種重金屬Cr、Ni、Zn、As、Cd、Hg超標(biāo)。其中的As、Cd、Hg的超標(biāo)倍數(shù)非常大，已經(jīng)大大超出農(nóng)用污泥的標(biāo)準(zhǔn)限值，如果不加處理，直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境污染造成很大的危害，所以必須對(duì)污泥進(jìn)行重金屬處理，降低環(huán)境危害性。

2 污泥重金屬去除方法的方案對(duì)比

2.1 污泥重金屬脫除方法匯總

國(guó)內(nèi)外對(duì)污泥和土壤的重金屬處理已經(jīng)有了很多方法，主要可以分為兩大類，即穩(wěn)定固化重金屬和脫除重金屬。穩(wěn)定固化技術(shù)是通過(guò)化學(xué)法將重金屬以螯合物的形式固化在污泥和土壤中[2]。隨著污泥的外可氧化態(tài)轉(zhuǎn)化為殘?jiān)鼞B(tài)，以此來(lái)降低重金屬的生物毒性和提高污泥生物有效性。該法工業(yè)應(yīng)用成本低、可操作性強(qiáng)，短期效果明顯，國(guó)內(nèi)普遍使用此技術(shù)。但這種方法本身并不能降低污泥中重排和農(nóng)用，外界物理化學(xué)條件的改變，可能使重金屬再次分解和釋放，造成再次污染。因此需要對(duì)固化的污泥土壤進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤觀測(cè)。脫除重金屬技術(shù)就是將污泥和土壤中的重金屬去除掉，從根本上降低污染的風(fēng)險(xiǎn)源。目前常見(jiàn)的方法有化學(xué)淋洗法、電化學(xué)修復(fù)法、熱化學(xué)轉(zhuǎn)化法、生物修復(fù)法、生物淋濾法、吸附法等（見(jiàn)表3）。

2.2 污泥重金屬去除方法經(jīng)濟(jì)性分析

我們將微生物方法、化學(xué)方法和電化學(xué)方法從處理形式、處理費(fèi)用等方面進(jìn)行比較，結(jié)果如表4所示。

從表4可以看出，采用化學(xué)方法和微生物方法的處理費(fèi)用較為接近，相對(duì)于電化學(xué)法更經(jīng)濟(jì)，且處理效果較好。電化學(xué)方法處理費(fèi)用偏高，但其處理方式更便于操作。針對(duì)不同處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，結(jié)果如表5所示。

由于單獨(dú)使用一種方法進(jìn)行污泥重金屬的去除存在很大不足，某一種方法只能對(duì)某個(gè)或者幾個(gè)脫除效果好，故課題組針對(duì)現(xiàn)有樣品采用其他輔助手段或使用兩種或多種脫除重金屬方法進(jìn)行組合，能有效提高重金屬脫除率[5]。

目前主要采用的是電動(dòng)+化學(xué)淋洗、淋洗+固化穩(wěn)定化、超聲+化學(xué)、微波+化學(xué)淋洗、超聲波+電動(dòng)等。目前研究結(jié)果表明，采用微波輔助檸檬酸浸出城市污泥中的重金屬，發(fā)現(xiàn)較無(wú)微波條件下，重金屬浸出率平均提升了50.7%，反應(yīng)時(shí)間縮短了8h，處理后污泥重金屬含量達(dá)到《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)研究進(jìn)展，對(duì)化學(xué)淋洗法、電動(dòng)法、微生物法進(jìn)行多方面對(duì)比，微生物法經(jīng)濟(jì)成本低，操作簡(jiǎn)單，處理周期短，無(wú)二次污染。電動(dòng)法有利于重金屬回收，處理速度快，一般只要幾個(gè)小時(shí)，操作簡(jiǎn)單，無(wú)任何毒副作用，也是我們重點(diǎn)研究的方法。配合微波或超聲輔助法可以有效提高重金屬脫除效率，降低二次污染。但是具體脫除結(jié)果和成本隨著污泥中重金屬種類和含量變化，需要通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)后確定。

參考文獻(xiàn)

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[2] 吳怡衛(wèi).石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水處理的研究[J].中國(guó)電力，2006，39（4）：75-78.

[3] 王璟，許臻.燃煤電廠脫硫廢水及泥渣中重金屬含量分析[J].熱力發(fā)電，2010，39（5）：54-58.

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[5] 楊發(fā)祥.淺談電廠脫硫廢水及其處理工藝[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2010（3）：105.

[6] 莫華，吳來(lái)貴，周加桂.燃煤電廠廢水零排放系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與工程應(yīng)用[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013，36（11）：1368-1372.