燃煤電廠脫硫廢水污泥的處置與綜合利用

周汛

摘要：本文主要闡述了燃煤火力發(fā)電廠產(chǎn)生的脫硫廢水污泥的特點(diǎn)，對(duì)脫硫廢水污泥的成分進(jìn)行分析，根據(jù)脫硫污泥的特性，介紹了脫硫污泥處置的方法以及處理后污泥的綜合利用。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水污泥；脫硫石膏；污泥處置；綜合利用

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）030-000-01

目前，燃煤電廠應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硫工藝是濕式石灰石一石膏法。采用濕式脫硫法處理煙氣將產(chǎn)生大量的脫硫石膏，脫硫石膏的處理和綜合利用是影響我國(guó)推廣濕式脫硫技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。[1]我國(guó)脫硫石膏的年排放量日益上漲，大量堆積的脫硫石膏嚴(yán)重制約著企業(yè)的發(fā)展，綜合利用工業(yè)副產(chǎn)石膏，既有利于保護(hù)環(huán)境，又能節(jié)約能源和資源。根據(jù)脫硫污泥的成分分析及特性，制定脫硫污泥處理的技術(shù)路線為先對(duì)其進(jìn)行改性、脫水、穩(wěn)定化后制保溫磚塊原料或水泥緩凝劑原料利用。

一、脫硫廢水污泥成分分析

脫硫污泥是懸浮物很高的脫硫廢水形成的剩余物，脫硫污泥的主要成分有灰分、石膏、氯離子及重金屬等組成。其中脫硫石膏（CaSO4·2H2O）的含量一般在90%～95%。

脫硫污泥具有鹽分高、不易脫水等特性。脫硫石膏在結(jié)晶過(guò)程中，把一定量的水留在了石膏晶體內(nèi)部，造成石膏含水率上升。Ca2Cl留在石膏晶粒和晶粒之間，堵塞了游離水在結(jié)晶之間的通道，再有使石膏晶格發(fā)生畸變，產(chǎn)生更多的晶核，使石膏脫水變得困難，所以脫硫污泥含水率較高，粘性大，體積大。脫硫污泥非常不穩(wěn)定，含水煤灰、未反應(yīng)的碳酸鈣、氧化鋁和氧化硅等。脫硫污泥中含有Hg，As，Cd，Cr，Pb，Ni，Zn，Cu等重金屬，如果不經(jīng)過(guò)處理，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。

二、脫硫廢水污泥處理技術(shù)原理

在脫硫過(guò)程中，由于脫硫污泥含水率較高粘性較強(qiáng)，通過(guò)加入改性劑，可降低污泥顆粒與水分子的結(jié)和力，從而改善污泥的脫水性能。脫硫污泥中含有重金屬，通過(guò)改性后使重金屬鈍化、穩(wěn)定化。將改性后的污泥再進(jìn)行脫水使其含水率達(dá)20%以下，并且達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理污泥處置園林綠化用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T23486其中的重金屬控制標(biāo)準(zhǔn)，處理后的脫硫廢水污泥再制成保溫磚塊原料、建筑石膏粉、水泥緩凝劑原料，土壤改良劑等。

三、脫硫廢水污泥的綜合利用

1.用作水泥緩凝劑

脫硫石膏主要成分與天然石膏相同，主要成分含CaSO42H2O。通過(guò)研究可知，脫硫石膏與天然石膏在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和礦物組成方面都極為相似。脫硫石膏可以代替天然石膏作為水泥中緩凝劑原料的使用，而脫硫石膏成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于天然石膏，使用脫硫石膏代替天然石膏，既可以利用處置脫硫石膏這一固體廢物，又可以節(jié)約水泥生產(chǎn)成本。[2]另外，由于脫硫石膏中有部分未反應(yīng)的碳酸鈣和脫硫石膏里可溶性鈉鹽鉀鹽的存在，摻入脫硫石膏的水泥其強(qiáng)度有一定的提高，有利于激發(fā)混合材的活性，對(duì)水泥硬化漿體的結(jié)構(gòu)與性能也有改善作用，促進(jìn)水泥強(qiáng)度的發(fā)展。

2.制成脫硫石膏保溫砌塊

脫硫石膏經(jīng)過(guò)煅燒后，摻入外加劑粉煤灰和水?dāng)嚢?，入模成型，后?jīng)干燥后制成脫硫石膏砌塊，這種脫硫石膏砌塊性能良好、強(qiáng)度與耐水性明顯優(yōu)于普通建筑石膏制品。脫硫石膏砌塊的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性好，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，采用石膏基復(fù)合膠結(jié)材生產(chǎn)砌塊，其強(qiáng)度、耐水性明顯提高，成本明顯降低。該保溫砌塊有質(zhì)量輕、絕熱性能良好、保溫性強(qiáng)、可加工性好、強(qiáng)度好、耐水性高、不可燃燒性等特點(diǎn)，可用于制作輕質(zhì)墻體材料。脫硫石膏保溫砌塊大量利用煙氣脫硫石膏與粉煤灰等工業(yè)固體廢物，既能節(jié)能利廢，又能節(jié)約生產(chǎn)成本。

3.作為建筑石膏粉

脫硫石膏脫水干燥后，經(jīng)煅燒成半水石膏可生產(chǎn)建筑石膏粉。脫硫建筑石膏晶體結(jié)構(gòu)是短柱狀，晶體接觸點(diǎn)間壓力較小，是一種緊密的晶體結(jié)構(gòu)；天然建筑石膏水化產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)是針狀和片狀，晶體接觸點(diǎn)間壓力較大，晶體結(jié)構(gòu)疏松。脫硫建筑石膏晶體結(jié)構(gòu)比天然石膏結(jié)構(gòu)緊密、致密，有較大的表觀密度，所以脫硫石膏生產(chǎn)的建筑石膏比天然建筑石膏性能更優(yōu)異，強(qiáng)度比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)等品強(qiáng)度值高，以煙氣脫硫石膏為原料制成的建筑石膏性能優(yōu)異，強(qiáng)度比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的優(yōu)等品強(qiáng)度值高40%-45%，是目前國(guó)內(nèi)建筑石膏強(qiáng)度最高的品種。其生產(chǎn)電耗比天然石膏低40%-60%，生產(chǎn)成本則為天然石膏成本的70%-80%。

4.用作土壤改良劑

除了工業(yè)應(yīng)用，脫硫石膏還可以用于土壤的改良。脫硫石膏含硫酸鈣、亞硫酸鈣，并含有植物必須的或有益的鍶、鈣、硅等礦物營(yíng)養(yǎng)，在土壤改良上也有很大的應(yīng)用前景[3]。

（1）對(duì)酸性土壤的改良

脫硫石膏對(duì)酸性土壤的改良，主要體現(xiàn)在能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)效應(yīng)。脫硫石膏中含有大量的營(yíng)養(yǎng)元素，給植物的生長(zhǎng)提供了必要的礦物營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)，脫硫石膏的施用顯著地增加了土壤pH，降低了酸性土壤上Al和Mn的毒性。另外，脫硫石膏又增強(qiáng)了酸性土壤的離子吸附能力，提高土壤持水性和陽(yáng)離子交換量，促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收。

（2）對(duì)堿性土壤的改良

脫硫石膏能顯著降低堿化土壤的堿化度、鈉吸附比和pH值。脫硫石膏中的鈣離子，能與鹽堿化土壤中的碳酸氫鈉、碳酸鈉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成碳酸氫鈉和硫酸鈉，大大降低了鹽堿化土壤的堿性，消除了鹽堿化土地對(duì)作物的毒害，同時(shí)游離的鈣離子代替了鈉離子，增加了鹽堿化土壤的抗堿能力，又補(bǔ)充了鹽堿化土壤的活性鈣，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。

四、結(jié)語(yǔ)

脫硫廢水污泥即脫硫石膏的處置和綜合利用，一方面有利于保護(hù)我國(guó)日益枯竭的天然石膏資源，減少了對(duì)天然石膏資源的濫采濫用，更好地貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益，解決了我國(guó)脫硫石膏的年排放量日益上漲及大量堆積的脫硫石膏的問(wèn)題。另一方面，脫硫石膏在工業(yè)農(nóng)業(yè)上的利用成本比天然石膏更低，有利于節(jié)能利廢，節(jié)約生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此，我國(guó)目前需大力推廣對(duì)脫硫石膏等工業(yè)廢棄物的合理利用，做到既保護(hù)環(huán)境又促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾振國(guó)，蘇海娟，季獻(xiàn)華.電廠脫硫廢水污泥脫水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇.2011，（10）：71.

[2]王方群，原永濤，齊立強(qiáng).脫硫石膏性能及其綜合利用[J].粉煤灰綜合利用，2004，NO.1：41-44.

[3]劉小琴，秦鴻根，陳惠蘇.脫硫石膏的特性及利用[J].粉煤灰，2010，（4）：43-46.