1、概述

　　某2×350MW燃煤機(jī)組，脫硫工藝水采用機(jī)組循環(huán)水排污水和鍋爐補(bǔ)給水處置系統(tǒng)反滲透濃水。脫硫廢水來(lái)源于煙氣濕法脫硫過(guò)程中吸收塔排放的局部廢水，吸收塔中的漿液在不時(shí)循環(huán)的過(guò)程中，會(huì)逐步富集固體懸浮物、微量重金屬元素、過(guò)飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物等雜質(zhì)。為了維持脫硫安裝漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的均衡和保證石膏質(zhì)量，必需從系統(tǒng)中排放一定量的廢水來(lái)降低雜質(zhì)濃度，而雜質(zhì)中許多物質(zhì)為國(guó)家環(huán)保規(guī)范中請(qǐng)求嚴(yán)厲控制的第一類污染物，廢水處置不當(dāng)勢(shì)必給環(huán)境形成嚴(yán)重污染，因而脫硫廢水零排放是必然選擇。

　　2、脫硫廢水的性質(zhì)和特征

　　脫硫廢水的性質(zhì)和特征主要為：

　　1)脫硫廢水的pH值較低，通常為4~6.5，呈酸性，與漿液的pH相同或略高。

　　2)含大量的懸浮物，主要為石膏顆粒、SiO2、鋁和鐵的氫氧化物，懸浮物質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常為8000~14300mg/L。

　　3)化學(xué)耗氧量(COD)通常為140~420mg/L。

　　4)含有大量的Cl-、SO42-、F-等陰離子。

　　5)含有微量的重金屬離子。通常含汞、鉛、鎳、鋅等重金屬以及砷、氟等非金屬污染物。

　　3、脫硫廢水水質(zhì)及處置后水質(zhì)請(qǐng)求

　　3.1 脫硫廢水零排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)水水質(zhì)

　　3.2 脫硫廢水及零排放系統(tǒng)產(chǎn)水請(qǐng)求

　　4、脫硫工業(yè)廢水處理系統(tǒng)主要處置工藝技術(shù)比擬

　　4.1 物理化學(xué)法：除硬、除濁處置

　　物化法工藝主要針對(duì)pH值、懸浮物、沉淀物及局部重金屬這些超標(biāo)項(xiàng)目實(shí)施處置。經(jīng)過(guò)曝氣、氧化、中和、沉淀、絮凝等辦法去除脫硫廢水中的污染物。

　　物化法脫硫廢水處置主要由廢水處置、污泥處置和加藥處置等三個(gè)系統(tǒng)組成，包括均質(zhì)、中和、沉降、絮凝、濃縮廓清等幾個(gè)工序，主要設(shè)備有pH調(diào)理箱、反響箱、絮凝箱、廓清池、凈水箱、污泥脫水機(jī)、水泵、攪拌器、刮泥機(jī)、化學(xué)藥品儲(chǔ)存及加藥安裝等，化學(xué)藥劑依據(jù)廢水流量及性質(zhì)自動(dòng)投加。

　　經(jīng)物理化學(xué)法處置后的廢水Cl-含量通常會(huì)到達(dá)10000-2000mg/L，不會(huì)降低。由于高濃度的Cl-對(duì)設(shè)備的腐蝕很嚴(yán)重，應(yīng)用難度很大，只能復(fù)用到灰場(chǎng)調(diào)濕等，難以真正做到反復(fù)應(yīng)用不外排，因而此工藝通常不再單獨(dú)采用。

　　4.2 反滲透濃縮法

　　該辦法是應(yīng)用反滲透膜技術(shù)對(duì)脫硫廢水進(jìn)一步濃縮以減少外排水量。依據(jù)脫硫廢水水質(zhì)特性，在去除水中顆粒、硬度后，可經(jīng)過(guò)反滲透系統(tǒng)對(duì)脫硫廢水脫鹽處置，只要約30~40%的清水能夠回收應(yīng)用，但60~70%的反滲透濃水因進(jìn)一步濃縮而造成含鹽量進(jìn)一步提升而只能復(fù)用到灰場(chǎng)調(diào)濕等。難以真正做到反復(fù)應(yīng)用不外排。

　　4.3 蒸發(fā)濃縮法

　　該工藝為先參加堿液，調(diào)整廢水pH值，再進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。蒸發(fā)系統(tǒng)主要分為四個(gè)局部：熱輸入局部，熱回收局部、排熱局部、隸屬系統(tǒng)局部。在鹽水加熱器內(nèi)，低壓蒸汽與在熱交流管內(nèi)活動(dòng)的循環(huán)鹽水實(shí)施熱交流，將循環(huán)鹽水加熱沸騰，經(jīng)過(guò)鹽水加熱器加熱沸騰的鹽水依次流過(guò)各個(gè)閃蒸室并在每個(gè)閃蒸室底部實(shí)施閃蒸，蒸發(fā)出的水蒸汽經(jīng)過(guò)除霧器，與裝置在蒸發(fā)器上部的熱交流管實(shí)施熱交流，并冷凝下來(lái)。在熱回收局部，經(jīng)過(guò)逐級(jí)提升熱交流管內(nèi)循環(huán)鹽水的溫度來(lái)回收凝結(jié)蒸汽的汽化潛熱;這樣能夠取得更高的熱效率。每級(jí)所得蒸汽凝結(jié)水由裝置在熱交流管下端的蒸餾水托盤搜集起來(lái)并依次流到下一級(jí)蒸餾水托盤最終匯成淡水。在排熱局部，為了使排放出的濃鹽水溫度和環(huán)境溫度之差控制在8-10°之間，由注入排熱局部的新穎廢水實(shí)施冷卻。其中一局部廢水經(jīng)過(guò)除氣后進(jìn)入到排熱局部與此局部閃蒸后的濃鹽水實(shí)施混合后，經(jīng)過(guò)鹽水循環(huán)泵再保送到熱回收局部實(shí)施再循環(huán)。

　　經(jīng)過(guò)上述蒸發(fā)濃縮處置，40~45%的蒸餾水可至回用水池回用，但仍有55~60%左右的高濃鹽水排出，無(wú)適宜的回用點(diǎn)復(fù)用。

　　4.4 煙道氣蒸發(fā)工藝

　　廢水煙道氣蒸發(fā)工藝是將脫硫廢水霧化后噴入空氣預(yù)熱器和電除塵器間的煙道，應(yīng)用熱煙氣使廢水完整蒸發(fā)，廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物或鹽類等固體，隨煙氣中的飛灰一同被電除塵器搜集下來(lái)，從而除去污染物，完成污水的零排放。該技術(shù)常見(jiàn)的問(wèn)題是噴嘴結(jié)垢、梗塞，煙道壁結(jié)垢、積灰，另外處置水量不大，不能完整消化全部脫硫廢水。

　　4.5 蒸發(fā)結(jié)晶枯燥處置

　　蒸發(fā)結(jié)晶枯燥處置是先將經(jīng)脫硫廢水混凝廓清過(guò)濾處置后，成為清潔水，再經(jīng)加熱、濃縮、蒸發(fā)、枯燥、霧化等，鹽水被枯燥成為粉末，干鹽粉搜集后工業(yè)化應(yīng)用，除鹽水搜集后回用的工藝。

　　要做到真正意義上的廢水零排放，廢水采用蒸發(fā)結(jié)晶枯燥處置工藝是最佳選擇。蒸發(fā)結(jié)晶單元依據(jù)能源構(gòu)造可采用多效蒸發(fā)結(jié)晶工藝或者機(jī)械蒸汽緊縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝。機(jī)械蒸汽緊縮結(jié)晶技術(shù)是應(yīng)用蒸汽緊縮機(jī)，將廢水蒸發(fā)的低參數(shù)二次蒸汽提升為高參數(shù)蒸汽，也就是將電能轉(zhuǎn)化為熱能，再用來(lái)加熱廢水，換熱后的冷凝水回用。電耗約為：40kwh/m3，蒸汽只是啟動(dòng)及枯燥器局部需少量蒸汽。

　　四校蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)是用高參數(shù)新蒸汽加熱第一效蒸發(fā)器，新蒸汽冷凝水返回電廠疏水箱，一效二次蒸汽用來(lái)加熱二效蒸發(fā)器，以此類推，直至四效，四效蒸發(fā)器二次汽經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝，一切二次汽冷凝水做到回用。整套系統(tǒng)傳熱推進(jìn)力依托新蒸汽與真空泵之間的飽和蒸汽對(duì)應(yīng)的溫差。飽和蒸汽約0.29t/m3，總電耗15kwh/m3。綜合燃煤電廠蒸汽和電價(jià)狀況，蒸發(fā)結(jié)晶單元采用機(jī)械蒸汽緊縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝，完成脫硫廢水真正的零排放。

　　5、脫硫廢水零排放水處置蒸發(fā)系統(tǒng)的選擇

　　依據(jù)以上脫硫廢水處置工藝的比擬，分離工程實(shí)踐狀況，采用預(yù)處置軟化+納濾分鹽+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶處置工藝

　　5.1 脫硫廢水零排放工藝流程

　　脫硫廢水進(jìn)入調(diào)理池寅雙堿法預(yù)處置安裝寅管式微濾膜安裝寅納濾分鹽寅膜濃縮減量安裝(RO)寅反滲透濃水進(jìn)入MVR蒸發(fā)濃縮結(jié)晶安裝構(gòu)成。

　　5.2 預(yù)處置軟化單元

　　5.2.1 采用“兩級(jí)混凝沉淀”工藝，為完成除濁除硬而又不引入新的鈣離子除濁采用PAC、PAM藥劑，除硬采用氫氧化鈉、碳酸鈉加藥;廓清設(shè)備采用機(jī)械廓清池，其對(duì)水量、水中離子濃度變化順應(yīng)性強(qiáng)，處置效果穩(wěn)定，處置效率高。經(jīng)過(guò)預(yù)處置軟化單元去除脫硫廢水中的懸浮物、重金屬、硬度等雜質(zhì)離子，確保后續(xù)膜濃縮單元的連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　5.2.2 管式微濾膜單元。

　　經(jīng)兩級(jí)軟化的廢水經(jīng)過(guò)泵送入管式微濾系統(tǒng)，在壓力和速度的差遣下，廢水經(jīng)過(guò)管式微濾膜以錯(cuò)流過(guò)濾的方式，使懸浮固體物質(zhì)與液體別離。管式微濾系統(tǒng)采用內(nèi)壓式固液別離，管內(nèi)流速較高，顆粒不易積存在膜外表，清洗后通量簡(jiǎn)直能夠恢復(fù)到100%，并且壽命較長(zhǎng)，出水直接進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，能夠取代傳統(tǒng)的沉淀-過(guò)濾-超濾系統(tǒng)。無(wú)需投加藥劑過(guò)濾后出水明澈不夾帶微細(xì)懸浮物，濁度可達(dá)1.0NTU。

　　5.3 膜濃縮減量單元

　　5.3.1 納濾分鹽

　　由于納濾膜對(duì)COD具有有較高的耐受性，在化學(xué)軟化工藝后采用納濾-反滲透處置工藝。廢水經(jīng)過(guò)納濾處置能夠截留廢水中的大局部二價(jià)離子和局部一價(jià)離子，起到預(yù)濃縮的作用，同時(shí)產(chǎn)水的含鹽量以及鈣、鎂等易結(jié)垢組分含量明顯降低，有助于提升后續(xù)反滲透處置工藝的回收率以及運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，提升結(jié)晶鹽的質(zhì)量。假如納濾產(chǎn)進(jìn)入海水淡化膜，采用RO膜進(jìn)一步實(shí)施減量。納濾濃水回到前池，硫酸根可經(jīng)過(guò)構(gòu)成硫酸鈣(石膏)回收去除，不需求得到硫酸鈉的結(jié)晶鹽。

　　5.3.2 反滲透(RO)濃縮。

　　反滲透膜濃縮單元50%左右產(chǎn)水(TDS<500mg/l)進(jìn)入回用水池回收應(yīng)用，50%左右的濃縮液(TDS>100000mg/l)進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶，這樣減少了廢水量，降低蒸發(fā)結(jié)晶安裝投資費(fèi)用，減少處置本錢投入。

　　5.4 蒸發(fā)結(jié)晶單元。

　　機(jī)械蒸汽再緊縮蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)適用于高鹽廢水的濃縮和結(jié)晶，常用的為降膜式機(jī)械蒸汽再緊縮蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，由蒸發(fā)器和結(jié)晶器兩單元組成。濃水經(jīng)濃水泵提升，送到機(jī)械蒸汽再緊縮蒸發(fā)器中實(shí)施濃縮。經(jīng)蒸發(fā)器濃縮之后，濃鹽水再送到強(qiáng)迫循環(huán)結(jié)晶器系統(tǒng)實(shí)施進(jìn)一步濃縮結(jié)晶，將水中高含量的鹽分結(jié)晶成固體，出水回用，固體鹽分經(jīng)離心別離、枯燥處置后由打包封裝，到達(dá)《GB/T5462-2003工業(yè)鹽》規(guī)范所規(guī)則的精制工業(yè)鹽二級(jí)規(guī)范，完成固體廢物的綜合應(yīng)用和減量處置。

　　6、結(jié)論

　　經(jīng)過(guò)對(duì)多種脫硫廢水處置方式的比照，經(jīng)優(yōu)化比選，以為本工程脫硫廢水零排放系統(tǒng)采用采用兩級(jí)軟化+微管過(guò)濾+分鹽+濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶的方式處置脫硫廢水，能夠做到真正意義上的全廠廢水“零排放”，合適于火電廠脫硫安裝廢水的處置和應(yīng)用，契合節(jié)能環(huán)保的請(qǐng)求。