脫硫廢水為濕法煙氣脫硫過程中產(chǎn)生的廢水，其高濁度、高硬度、高含鹽量、污染物品種多、水質(zhì)動搖大、腐蝕性強等特性，成為燃煤電廠中成分最為復(fù)雜、處置難度最大的工業(yè)廢水。

　　機械式蒸汽再壓縮技術(shù)(簡稱MVR)固然可將脫硫廢水做到零排放，但該辦法存在易結(jié)垢、易腐蝕、運轉(zhuǎn)本錢和投資本錢高等顯著問題。膜蒸餾(簡稱MD)是一新型工業(yè)廢水處理技術(shù)，可應(yīng)用太陽能、工業(yè)廢熱等低品位熱源，處置高濃度原料液，以取得高質(zhì)量的產(chǎn)水。本文就膜蒸餾的原理、組件方式、蒸餾膜材質(zhì)、熱源選擇等方面研討該技術(shù)在燃煤電廠脫硫廢水處置中的應(yīng)用前景。

　　1、脫硫廢水的來源與特性

　　在濕法煙氣脫硫工藝中，由于煙氣中的F-和Cl-的溶解，會使?jié){液中2種離子濃度逐步升高，一方面，F(xiàn)-與漿液中的鋁結(jié)合，對石灰石溶解產(chǎn)生屏蔽作用，從而影響脫硫效率;另一方面，漿液中Cl-濃度升高也會影響脫硫效率和石膏質(zhì)量，同時還會惹起管道腐蝕。為了維持系統(tǒng)穩(wěn)定運轉(zhuǎn)、保證石膏產(chǎn)質(zhì)量量和保證脫硫效率，需求控制漿液中Cl-濃度，通常請求低于20g/L，因而需排出局部漿液，以保證Cl-濃度達標(biāo)。排出的漿液便是脫硫廢水。

　　脫硫廢水的典型特征包括：

　　①水質(zhì)動搖范圍十分大;

　　②污染物品種多;

　　③硬度高，Ca2+濃度為476.2mg/L～5206mg/L，Mg2+濃度為204.7mg/L～9037.7mg/L;

　　④含鹽量很高，特別是Cl-濃度為1127mg/L～14524mg/L，SO42-濃度為1142mg/L～25380mg/L;

　　⑤腐蝕性強;

　　⑥懸浮物含量高;

　　⑦重金屬超標(biāo)。

　　2、膜蒸餾技術(shù)的原理與優(yōu)勢

　　膜蒸餾是膜技術(shù)與蒸餾過程相分離的別離過程。膜的一側(cè)與熱的待處置溶液直接接觸(稱為熱側(cè))，另一側(cè)直接或間接地與冷的水溶液接觸(稱為冷側(cè))，熱側(cè)溶液中易揮發(fā)的組分在膜面處汽化經(jīng)過膜進入冷側(cè)并被冷凝成液相，其他組分則被疏水膜阻撓在熱側(cè)，從而完成混合物別離或提純的目的。

　　膜蒸餾的技術(shù)優(yōu)勢包括：

　　①可低溫操作，不需求將原料液加熱至沸點;

　　②常壓操作;

　　③理論脫鹽率達100%;

　　④產(chǎn)水水質(zhì)好;

　　⑤可處置高濃度原料液，別離性能不受浸透壓限制。

　　3、膜蒸餾技術(shù)分類

　　依據(jù)膜冷側(cè)水蒸氣冷凝方式的不同，膜蒸餾過程可分為4種不同方式(見圖1)：直接接觸式膜蒸餾(簡稱DC-MD)、氣隙式膜蒸餾(簡稱AMGD)、氣掃式膜蒸餾(簡稱SGMD)和真空膜蒸餾(簡稱VMD)。

　　DCMD：該組件內(nèi)，膜兩側(cè)的液體直接與膜面接觸，其一面是經(jīng)過加熱的原溶液為熱側(cè)，另一面是冷卻水為冷側(cè)，膜孔內(nèi)為汽相(蒸氣和空氣)，在熱側(cè)膜面上生成的水蒸氣透過膜至冷側(cè)凝結(jié)成水，并和冷卻水合而為一。AMGD：該組件內(nèi)，膜的冷側(cè)裝有冷卻板，在其間就是氣隙室，當(dāng)熱側(cè)水蒸氣透過膜在的氣隙室擴散遇冷凝壁結(jié)成液態(tài)導(dǎo)出，而冷卻水在組件內(nèi)部降溫，凝結(jié)水和冷卻水各有通道，互不混合。SGMD：該組件內(nèi)，膜的冷側(cè)通常以惰性氣體(如氮氣等)作載體，將透過膜的水蒸氣帶至組件外冷凝。VMD：該組件內(nèi)，膜的一側(cè)與進料液體直接接觸，透過側(cè)用真空泵抽真空，另一側(cè)的壓力堅持在低于進料均衡的蒸氣壓之下，揮發(fā)組份從冷側(cè)引出后冷凝。

　　各種膜蒸餾組件的優(yōu)缺陷為(見表1)：在四種膜蒸餾方式中，真空膜蒸餾的通量相對較大，傳質(zhì)效率高，熱應(yīng)用效率高，而且操作過程中膜不易損壞，下游側(cè)的阻力也較其他3種要小，配合平板式蒸餾膜組件，便于與其他凈化處置過程耦合與集成，因而，真空膜蒸餾愈加合適用于處置脫硫廢水。

　　4、膜蒸餾過程用膜

　　膜的疏水性和微孔性是膜蒸餾用膜的選擇關(guān)鍵。而足夠的機械強度、高熱穩(wěn)定性、高化學(xué)穩(wěn)定性以及較低的導(dǎo)熱系數(shù)也是膜蒸餾用膜資料所必需的。通常以為孔隙率為60%～80%，均勻孔徑為0.1μm～0.5μm的膜最適于膜蒸餾。

　　目前，膜蒸餾過程膜資料的研討開發(fā)主要集中于3種膜資料，即聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)。聚四氟乙烯膜是以聚四氟乙烯為原料，采用特殊工藝，經(jīng)壓延、擠出和雙向拉伸等辦法制成的微孔膜。聚偏氟乙烯膜是PVDF溶液在支撐層經(jīng)過先進生產(chǎn)工藝制造而成的微孔濾膜。雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)普通為多層共濟薄膜，是由聚丙烯顆粒經(jīng)共擠構(gòu)成片材后，再經(jīng)縱橫兩個方向的拉伸而制得。

　　各種蒸餾膜材質(zhì)的優(yōu)缺陷為(見表2)：針對電廠脫硫廢水含鹽量高、懸浮物含量高、硬度高造成易結(jié)垢、腐蝕性強等特性，綜合思索資料性能與經(jīng)濟性，PTFE材質(zhì)的蒸餾膜愈加合適用于處置脫硫廢水。

　　5、膜蒸餾過程熱源選擇

　　限制膜蒸餾商業(yè)化應(yīng)用的主要緣由是該技術(shù)能耗及產(chǎn)水本錢過高。在膜蒸餾過程中，90%的能耗來自于對原水的加熱，這造成膜蒸餾所需的熱量到達628kW/m3，產(chǎn)水價錢高于2.2美圓/t。另外，由于碳排放稅和能源價錢的逐年上升，以熄滅化石燃料(煤、石油等)提供的電能/熱量驅(qū)動膜蒸餾過程顯得沒有適用意義，其產(chǎn)水本錢也會進一步提升。但是，隨著太陽能技術(shù)的開展和低品位熱源(煙氣廢熱、低品位蒸汽及循環(huán)冷卻水潛熱等)的回收應(yīng)用，使得膜蒸餾技術(shù)處置脫硫廢水的商業(yè)化前景再一次變得光明起來。依據(jù)KESIEME提供的計算公式，合理應(yīng)用低品位熱源(<50℃)，能夠使膜蒸餾的產(chǎn)水價錢降落至0.57美圓/t，低于目前反浸透技術(shù)的產(chǎn)水價錢。

　　因而，充沛應(yīng)用電廠的低溫廢熱(50℃～70℃的低品位蒸汽均可作為理想的熱源)，可大大降低膜蒸餾系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)本錢。

　　6、完畢語

　　隨著環(huán)保政策日益嚴(yán)厲，燃煤電廠脫硫廢水零排放處置已是大勢所趨。真空膜蒸餾技術(shù)+PTFE蒸餾膜+廢熱回收技術(shù)所具有的脫鹽率高、產(chǎn)水水質(zhì)好，水回收率高、抗污染、低運轉(zhuǎn)本錢等優(yōu)勢，已成為一項極具開展?jié)摿Φ拿摿驈U水零排放技術(shù)。但是，目前，針對膜蒸餾技術(shù)的機理性研討、過程強化、組件開發(fā)及新型膜資料研發(fā)等工作展開嚴(yán)重缺乏，在一定水平上限制了該技術(shù)在脫硫廢水零排放處置中的推行應(yīng)用。為加強膜蒸餾技術(shù)的適用性，今后，可在以下幾個方面展開研討工作。

　　①增強膜蒸餾技術(shù)的機理性研討，特別針對嚴(yán)重影響傳質(zhì)過程的兩個重要要素—溫度極化和濃度極化。

　　②開發(fā)新組件方式，提升傳質(zhì)效率。

　　③研發(fā)或改性膜資料，加強抗污染性，提升膜通量。

　　④研發(fā)低本錢膜資料制造工藝，降低投資本錢，提升市場競爭力。

　　⑤增強運轉(zhuǎn)過程研討，累計運轉(zhuǎn)經(jīng)歷，優(yōu)化工藝參數(shù)。

　　⑥研發(fā)高效低溫?zé)嵩椿厥占夹g(shù)，如煙氣廢熱、低品位蒸汽及循環(huán)冷卻水潛熱等。

　　⑦將膜蒸餾技術(shù)與其他水處置技術(shù)實施耦合，降低能耗，拓展市場范圍。