燃煤电厂脱硫废水是湿法脱硫工艺的副产物，具有 “高盐（Cl⁻、SO₄²⁻）、高悬浮物（SS）、高重金属（Hg、Cd、Pb 等）、高硬度（Ca²⁺、Mg²⁺）及弱酸性” 等特点，处理难度大且需满足严格排放标准。以下从处理工艺、技术路线及前沿方向展开分析：
脱硫废水的典型特性与处理难点
1. 水质特性
污染物组成：
悬浮物（SS）：1000-5000 mg/L，主要为石膏颗粒（CaSO₄・2H₂O）；
重金属离子：Hg²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺等，浓度通常为 0.1-10 mg/L；
盐类：总溶解固体（TDS）达 20000-100000 mg/L，以 NaCl、Na₂SO₄为主，Cl⁻浓度常＞10000 mg/L；
其他：氟化物（F⁻，5-50 mg/L）、有机物（COD，50-200 mg/L）。
处理难点：
高盐度导致传统生化法失效，膜处理易污染；
重金属与络合剂（如脱硫添加剂）形成稳定络合物，难以直接沉淀；
蒸发结晶产生的盐可能含重金属，需按危险废物处置。
主流处理工艺与技术路线
（一）预处理阶段：去除悬浮物与重金属
三联箱工艺（传统化学沉淀法）
流程：调节池→中和箱（加 Ca (OH)₂调 pH 至 8.5-9.5）→反应箱（加 Na₂S 或有机硫捕捉剂沉淀重金属）→絮凝箱（加 PAC/PAM 絮凝）→澄清池（固液分离）。
原理：
中和：Ca (OH)₂中和酸性废水，同时使部分重金属（如 Cr³⁺、Pb²⁺）生成氢氧化物沉淀；
硫化沉淀：Na₂S 与 Hg²⁺、Cd²⁺等生成极难溶的硫化物（Ksp 低至 10⁻⁵³），去除效率＞99%；
絮凝：PAC/PAM 促进石膏颗粒与金属沉淀物凝聚，降低 SS 至＜50 mg/L。
缺点：产生大量含重金属污泥（含水率＞90%），需后续脱水处理；硫化物过量易产生 H₂S 有毒气体。
重金属螯合 + 膜过滤强化工艺
改进点：用高分子螯合剂（如 DTCR）替代 Na₂S，与重金属形成水溶性低的螯合物，结合超滤（UF）或微滤（MF）进一步去除悬浮物，为后续膜处理减轻污染负荷。
（二）深度处理阶段：脱盐与资源化
膜法脱盐（适用于中低浓度 TDS 废水）
工艺组合：预处理→纳滤（NF）→反渗透（RO）。
原理：
NF 膜截留二价离子（SO₄²⁻、Ca²⁺），透过一价离子（Na⁺、Cl⁻），实现盐与氯化物分离；
RO 膜截留 99% 以上离子，产水 TDS＜100 mg/L，可回用于循环水系统或脱硫工艺补水。
挑战：
高 Cl⁻浓度加速 RO 膜腐蚀，需控制进水 Cl⁻＜2000 mg/L；
膜污染严重，需频繁化学清洗（CIP），寿命通常为 1-2 年。
蒸发结晶法（适用于高浓度 TDS 废水及零排放场景）
典型工艺：
多效蒸发（MEE）：利用前一效蒸发产生的二次蒸汽加热下一效，能耗约 200-300 kWh / 吨水，适用于大处理量场景；
机械蒸汽再压缩（MVR）：通过压缩机将二次蒸汽升温升压后回用，能耗降至 150-200 kWh / 吨水，占地小但设备投资高；
结晶器：蒸发浓缩至饱和后析出 NaCl 晶体，需控制重金属含量（如 Hg＜0.1 mg/kg），否则需作为危险废物处置。
前沿技术：
烟道蒸发技术：将废水雾化喷入电除尘器后、脱硫塔前的烟道，利用烟气余热蒸发水分，重金属以固态形式被捕集，但可能增加烟囱颗粒物排放风险。
（三）污泥与副产物处理
污泥处理：澄清池污泥经板框压滤机脱水至含水率＜60%，重金属稳定化处理（如加固化剂）后安全填埋；
结晶盐处置：若 NaCl 晶体中重金属达标（如 GB 5085.6-2023），可作为工业盐回用；否则需按 HW49 类危险废物焚烧或填埋。
零排放技术与工艺优化
分质处理 + 梯级回用
将脱硫废水分为 “高悬浮物水”（预处理后回脱硫工艺）和 “高盐度水”（蒸发结晶），降低整体处理量；
RO 浓水（TDS＞50000 mg/L）直接进入 MVR 蒸发，产水回用于冷却塔，结晶盐经洗涤去除重金属后资源化。
电化学氧化协同处理
在预处理阶段引入电化学氧化，利用电极产生的・OH 自由基破络（如 Fe-Cu 电极还原 Cr (VI)），提高重金属去除效率，减少药剂用量。
新型膜材料应用
开发抗污染 RO 膜（如聚哌嗪酰胺复合膜）、正渗透（FO）膜（以海水为汲取液），降低膜污染风险，提升脱盐效率。
政策要求与应用案例
排放标准：执行《火电厂水污染排放标准》（GB 13458-2015），重点地区要求重金属（如 Hg）≤0.001 mg/L，TDS≤1000 mg/L；
典型案例：
某 300 MW 电厂采用 “三联箱 + UF+RO+MVR” 工艺，处理规模 50 m³/h，产水回用于脱硫工艺，结晶盐经检测达标后外卖至氯碱厂；
西北某电厂应用烟道蒸发技术，投资成本较 MVR 降低 40%，但需定期监测烟囱重金属排放浓度。
技术挑战与发展方向
痛点：蒸发结晶能耗高、膜处理成本高、结晶盐资源化难；
优化方向：
开发低能耗蒸发技术（如太阳能辅助蒸发）；
研究重金属选择性吸附树脂（如巯基树脂），替代化学沉淀法减少污泥量；
推动结晶盐熔融固化技术，将重金属固定于玻璃相，实现无害化处置。
综上，脱硫废水处理需结合水质特性与环保要求，采用 “预处理除杂 + 深度脱盐 + 资源回收” 的组合工艺，在实现达标排放的同时，探索低成本、低能耗的零排放路径。
