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我国的电力来源主要是火力发电，燃煤电厂产生的废水包括循环水排污水、灰渣废水、含煤废水、含油废水、脱硫废水等。脱硫废水的定义：燃煤电厂在运行过程中会产生大量的二氧化硫（SO₂）排放，为了减少这种有害气体的排放，通常会采用烟气脱硫技术。常见的烟气脱硫方法包括湿法、干法和半干法等。其中，湿法脱硫是目前应用最广泛的技术之一，它通过使用石灰石或石灰浆液与烟气中的二氧化硫反应生成亚硫酸钙或硫酸钙，从而达到去除SO₂的目的。然而，在这一过程中也会产生一定量的废水，这些废水即为脱硫废水。
燃煤电厂脱硫废水零排放是指脱硫废水经过处理后，将废水中的盐类和污染物从废水中分离出来，以固体形式排出电厂处理或将其回收利用，产出的淡水进行重复使用，达到无任何废水排出的技术。《火力发电厂污染防治可行技术指南》（HJ 2301—2017），指出火电厂实现废水近零排放的关键技术是实现脱硫废水零排放。因此，开发高效、低成本的脱硫废水零排放技术具有重要意义。
一、脱硫废水的特点
高盐分：脱硫废水中含有较高的氯离子和其他溶解性盐类。
重金属含量较高：由于煤中可能含有各种重金属元素，如汞、镉、铅等，在燃烧过程中部分重金属会被转移到废水中。
pH值较低：脱硫过程中使用的酸性物质会导致废水pH值偏低，一般呈酸性。
悬浮物较多：废水中还可能含有未完全沉淀的固体颗粒，如石膏晶体、飞灰等。
二、脱硫废水主要污染物及处理难点
脱硫废水水质呈弱酸性，SS含量高，COD超标，含盐量高，硬度高，Cl-、重金属离子和氟化物含量高，不同电厂的脱硫废水水量、水质波动大，是燃煤电厂产生的一类水质复杂、难处理的废水。某些重金属具有较强的毒性和生物累积性，重金属及无机盐类均难以通过常规污水处理方法去除。废水处理成本较高。氟化物来自煤炭中的氟化物也可能存在于废水中，需要特别处理。高浓度的氯离子会影响后续的处理工艺，并且对环境造成污染。有机物COD（化学需氧量）的存在增加了废水处理的复杂度。
三、脱硫废水处理方法
常规工艺：单独设置脱硫废水处理设施，采用“中和+沉淀+絮凝澄清”的“三联箱”处理工艺。
零排放工艺：采用“预处理+浓缩减量+结晶固化”的工艺路线，最终实现水盐分离、淡水回用的目的。
3.1预处理技术
脱硫废水中含有大量SS悬浮物颗粒、重金属，以及Ca2+、Mg2+、SO42-等结垢性离子，为了满足后续水处理单元的进水水质要求，脱硫废水采用石灰(或烧碱)-纯碱软化工艺：即通过投加石灰（或烧碱）和Na2CO3，去除水中的Mg2+和 Ca2+，降低水的硬度。该工艺具有稳定性和可靠性好的优点，但运行过程中投加大量的化学药剂，形成大量污泥沉淀，增加处理成本。相比于石灰软化工艺，采用烧碱软化脱硫废水具有有效利用率高、对镁硬度去除率高等优点。其他软化新工艺还有：石灰-芒硝-烟道气软化工艺、离子交换法和膜过滤软化预处理技术，上述新技术在实际应用时都有一些限制因素或缺点，尚未在脱硫废水软化中得到广泛应用。
3.2 浓缩减量技术
浓缩减量主要是将经过预处理的脱硫废水进行浓缩，减少废水量，提高后续处理效率。浓缩减量主要包括膜浓缩和热浓缩技术。膜法浓缩技术对废水中盐的截留率高，出水水质好，能够实现不同类型盐分的分离，但对进水的水质要求高，必须进行严格的预处理过程，投资及运行费用较高。热法浓缩对进水水质变化的适应性高，工艺流程短，但投资费用较高，缺少热源的场合，则运行成本更高。脱硫废水减量化应用时需根据水质、成本等情况选择合适的浓缩工艺。
常用的膜浓缩工艺包括 RO、正渗透、纳滤等技术。扩展阅读：膜分离技术入门知识
常用的热法浓缩技术包括多级闪蒸技术（MSF）、多效强制循环蒸发（MED）和机械式蒸汽再压缩技术（MVR）。
（1）多级闪蒸技术是将加热后的废水引入至闪蒸室，由于闪蒸室中的压力低于废水在该温度下的饱和蒸汽压，导致部分废水急速气化，冷凝后即为所需淡水，达到将淡水从废水中分离的目的，实现废水的浓缩。
（2）多效蒸发技术是将多效蒸发器串联，高盐废水在第一效蒸发器中被加热，产生的二次蒸汽进入第二效蒸发器作为加热蒸汽，对进入第二效蒸发器的废水进行加热蒸发并凝结为水，如此进行多次，通过多效蒸发后各效冷凝水作为淡水回收利用，废水达到过饱和产出结晶盐进行收集。多效蒸发技术通过重复利用蒸汽提高热能利用率，降低运行成本。采用蒸汽喷射热泵的蒸汽热力压缩(TVC)技术与多效蒸发相结合，可以将低压蒸汽压缩后提高温度和压力，用作一效蒸发器的加热蒸汽，进一步降低节省能耗。扩展阅读：
（3）MVR机械式蒸汽再压缩蒸发器利用蒸发器产生的二次蒸汽，经压缩机压缩，使得二次蒸汽的压力、温度升高，热焓也增加，然后送回至蒸发器加热室作为加热蒸汽使用，使料液受热维持沸腾状态，而加热蒸汽本身则冷凝成水。如此，原来要废弃的蒸汽就得到了充分的利用，回收了潜热，提高了热效率，减少了对外部加热及冷却资源的需求，降低能耗，减少污染。扩展阅读：MVR机械压缩蒸发器介绍
（4）其它技术：由膜法和热法结合发展来的膜蒸馏和电渗析技术，也可以实现脱硫废水的浓缩减量。
膜蒸馏（Membrane Distillation, MD）是一种结合了膜分离和热驱动过程的新型水处理技术。它利用疏水性微孔膜作为介质，通过温差驱动水分从较高温度的一侧透过膜孔到达较低温度的一侧，从而实现对溶液中溶质的分离。与传统的蒸馏方法相比，膜蒸馏具有操作条件温和、能耗低、设备简单等优点，尤其适用于高浓度盐水、工业废水以及含有挥发性有机物的废水处理。膜蒸馏技术在脱硫废水有过尝试性应用。
电渗析（ED）是一种电化学分离过程，在阴阳电极板间交替放置阴离子、阳离子交换膜，通过外加直流电场，实现阴阳离子的定向移动，实现溶液的淡化浓缩。电渗析技术对废水的浓缩倍数随进水TDS浓度的改变而变化，浓缩倍数可达到7倍以上。
3.3 蒸发结晶固化技术
脱硫废水经过预处理及浓缩减量，大部分SS悬浮物和重金属离子会被去除，但氯、硫酸根、钠、钾等离子组成的可溶性盐分，需要通过蒸发结晶固化技术将废水中的可溶性盐类以固体盐的形式分离出来，同时产生达标排放或可循环回用的水，总体实现脱硫废水的零排放。
蒸发结晶固化技术主要包括蒸发浓缩结晶和烟道气蒸发结晶两种。
蒸发浓缩结晶是通过加热蒸发溶液，使溶液中的溶剂不断蒸发，溶液不断升高，最终形成为饱和溶液，随着进一步的蒸发，过饱和的盐溶质以晶体状析出，排入离心机等固液分离设备，实现盐水分离。蒸发结晶主要包括单效、多效及MVR强制循环蒸发结晶技术，对于盐溶液的蒸发结晶，必须采用强制循环蒸发结晶设备。扩展阅读：介绍一下强制循环蒸发器。同时通过采用多效、机械蒸汽压缩MVR、喷射泵热力蒸汽压缩TVR等技术降低蒸汽消耗，实现节能降耗，减低运行成本。扩展阅读：蒸汽喷射泵的工作原理及应用领域。博特脱硫废水蒸发结晶多采用多效或MVR强制循环蒸发结晶技术。蒸发结晶技术较为成熟，电厂脱硫废水行业应用较多，与膜浓缩技术连用可以实现工业盐的回收，但投资和运行成本高，占地面积较大，对进水水质要求高。
烟道蒸发结晶是在烟道中利用烟气的余热将雾化后的废水完全蒸发，将废水中的污染物转化为固体结晶物或盐类，最终被除尘器捕集，从烟道中去除，实现脱硫废水的零排放。烟道蒸发分为主烟道蒸发和旁路烟道蒸发两种。主烟道蒸发是将雾化后的脱硫废水喷入空气预热器与除尘器之间的烟道中进行蒸发；旁路烟道蒸发是增加1个旁路烟道蒸发器，将空气预热器前的少量高温烟气引入至旁路烟道蒸发器中对雾化的脱硫废水进行蒸发，再将结晶盐排入除尘器前的烟道中。废水经烟道蒸发后形成的结晶盐被电除尘器捕集后随粉煤灰一并排出。烟道蒸发技术具有系统简单，投资、运行成本低，占地小的优势，对进水水质要求低；旁路烟道蒸发具有烟温高、烟气使用量小、蒸发速度快，对锅炉主烟道影响较小的优点，使用的是品位较高的高温烟气对锅炉效率有一定的影响。
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