燃煤电厂脱硫废水污泥的处置与综合利用

周汛

摘要：本文主要阐述了燃煤火力发电厂产生的脱硫废水污泥的特点，对脱硫废水污泥的成分进行分析，根据脱硫污泥的特性，介绍了脱硫污泥处置的方法以及处理后污泥的综合利用。

关键词：脱硫废水污泥；脱硫石膏；污泥处置；综合利用

中图分类号：X703 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）030-000-01

目前，燃煤电厂应用最广泛的烟气脱硫工艺是湿式石灰石一石膏法。采用湿式脱硫法处理烟气将产生大量的脱硫石膏，脱硫石膏的处理和综合利用是影响我国推广湿式脱硫技术的关键因素之一。[1]我国脱硫石膏的年排放量日益上涨，大量堆积的脱硫石膏严重制约着企业的发展，综合利用工业副产石膏，既有利于保护环境，又能节约能源和资源。根据脱硫污泥的成分分析及特性，制定脱硫污泥处理的技术路线为先对其进行改性、脱水、稳定化后制保温砖块原料或水泥缓凝剂原料利用。

一、脱硫废水污泥成分分析

脱硫污泥是悬浮物很高的脱硫废水形成的剩余物，脱硫污泥的主要成分有灰分、石膏、氯离子及重金属等组成。其中脱硫石膏（CaSO4·2H2O）的含量一般在90%～95%。

脱硫污泥具有盐分高、不易脱水等特性。脱硫石膏在结晶过程中，把一定量的水留在了石膏晶体内部，造成石膏含水率上升。Ca2Cl留在石膏晶粒和晶粒之间，堵塞了游离水在结晶之间的通道，再有使石膏晶格发生畸变，产生更多的晶核，使石膏脱水变得困难，所以脱硫污泥含水率较高，粘性大，体积大。脱硫污泥非常不稳定，含水煤灰、未反应的碳酸钙、氧化铝和氧化硅等。脱硫污泥中含有Hg，As，Cd，Cr，Pb，Ni，Zn，Cu等重金属，如果不经过处理，会严重污染环境。

二、脱硫废水污泥处理技术原理

在脱硫过程中，由于脱硫污泥含水率较高粘性较强，通过加入改性剂，可降低污泥颗粒与水分子的结和力，从而改善污泥的脱水性能。脱硫污泥中含有重金属，通过改性后使重金属钝化、稳定化。将改性后的污泥再进行脱水使其含水率达20%以下，并且达到《城镇污水处理污泥处置园林绿化用泥质标准》GB/T23486其中的重金属控制标准，处理后的脱硫废水污泥再制成保温砖块原料、建筑石膏粉、水泥缓凝剂原料，土壤改良剂等。

三、脱硫废水污泥的综合利用

1.用作水泥缓凝剂

脱硫石膏主要成分与天然石膏相同，主要成分含CaSO42H2O。通过研究可知，脱硫石膏与天然石膏在物理性质、化学性质和矿物组成方面都极为相似。脱硫石膏可以代替天然石膏作为水泥中缓凝剂原料的使用，而脱硫石膏成本远远低于天然石膏，使用脱硫石膏代替天然石膏，既可以利用处置脱硫石膏这一固体废物，又可以节约水泥生产成本。[2]另外，由于脱硫石膏中有部分未反应的碳酸钙和脱硫石膏里可溶性钠盐钾盐的存在，掺入脱硫石膏的水泥其强度有一定的提高，有利于激发混合材的活性，对水泥硬化浆体的结构与性能也有改善作用，促进水泥强度的发展。

2.制成脱硫石膏保温砌块

脱硫石膏经过煅烧后，掺入外加剂粉煤灰和水搅拌，入模成型，后经干燥后制成脱硫石膏砌块，这种脱硫石膏砌块性能良好、强度与耐水性明显优于普通建筑石膏制品。脱硫石膏砌块的技术经济性好，市场竞争力强，采用石膏基复合胶结材生产砌块，其强度、耐水性明显提高，成本明显降低。该保温砌块有质量轻、绝热性能良好、保温性强、可加工性好、强度好、耐水性高、不可燃烧性等特点，可用于制作轻质墙体材料。脱硫石膏保温砌块大量利用烟气脱硫石膏与粉煤灰等工业固体废物，既能节能利废，又能节约生产成本。

3.作为建筑石膏粉

脱硫石膏脱水干燥后，经煅烧成半水石膏可生产建筑石膏粉。脱硫建筑石膏晶体结构是短柱状，晶体接触点间压力较小，是一种紧密的晶体结构；天然建筑石膏水化产物的晶体结构是针状和片状，晶体接触点间压力较大，晶体结构疏松。脱硫建筑石膏晶体结构比天然石膏结构紧密、致密，有较大的表观密度，所以脱硫石膏生产的建筑石膏比天然建筑石膏性能更优异，强度比国家标准规定的优等品强度值高，以烟气脱硫石膏为原料制成的建筑石膏性能优异，强度比国家标准规定的优等品强度值高40%-45%，是目前國内建筑石膏强度最高的品种。其生产电耗比天然石膏低40%-60%，生产成本则为天然石膏成本的70%-80%。

4.用作土壤改良剂

除了工业应用，脱硫石膏还可以用于土壤的改良。脱硫石膏含硫酸钙、亚硫酸钙，并含有植物必须的或有益的锶、钙、硅等矿物营养，在土壤改良上也有很大的应用前景[3]。

（1）对酸性土壤的改良

脱硫石膏对酸性土壤的改良，主要体现在能促进植物的生长效应。脱硫石膏中含有大量的营养元素，给植物的生长提供了必要的矿物营养，同时，脱硫石膏的施用显著地增加了土壤pH，降低了酸性土壤上Al和Mn的毒性。另外，脱硫石膏又增强了酸性土壤的离子吸附能力，提高土壤持水性和阳离子交换量，促进植物对养分的吸收。

（2）对碱性土壤的改良

脱硫石膏能显著降低碱化土壤的碱化度、钠吸附比和pH值。脱硫石膏中的钙离子，能与盐碱化土壤中的碳酸氢钠、碳酸钠发生化学反应，生成碳酸氢钠和硫酸钠，大大降低了盐碱化土壤的碱性，消除了盐碱化土地对作物的毒害，同时游离的钙离子代替了钠离子，增加了盐碱化土壤的抗碱能力，又补充了盐碱化土壤的活性钙，促进植物的生长。

四、结语

脱硫废水污泥即脱硫石膏的处置和综合利用，一方面有利于保护我国日益枯竭的天然石膏资源，减少了对天然石膏资源的滥采滥用，更好地贯彻可持续发展战略，创造了良好的环境效益，解决了我国脱硫石膏的年排放量日益上涨及大量堆积的脱硫石膏的问题。另一方面，脱硫石膏在工业农业上的利用成本比天然石膏更低，有利于节能利废，节约生产成本，为企业带来一定的经济效益。因此，我国目前需大力推广对脱硫石膏等工业废弃物的合理利用，做到既保护环境又促进经济发展。

参考文献：

[1]曾振国，苏海娟，季献华.电厂脱硫废水污泥脱水系统的设计[J].产业与科技论坛.2011，（10）：71.

[2]王方群，原永涛，齐立强.脱硫石膏性能及其综合利用[J].粉煤灰综合利用，2004，NO.1：41-44.

[3]刘小琴，秦鸿根，陈惠苏.脱硫石膏的特性及利用[J].粉煤灰，2010，（4）：43-46.