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。脫硫廢水來源于煙氣濕法脫硫過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)的過程中，會逐步富集固體懸浮物、微量重金屬元素、過飽和亞硫酸鹽、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降低雜質(zhì)濃度，而雜質(zhì)中許多物質(zhì)為國家環(huán)保規(guī)范中請求嚴(yán)厲控制的第一類污染物，廢水處置不當(dāng)勢必給環(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)請求

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

　　3.2 脫硫廢水及零排放系統(tǒng)產(chǎn)水請求

　　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)自動投加。

　　經(jīng)物理化學(xué)法處置后的廢水Cl-含量通常會到達(dá)10000-2000mg/L，不會降低。由于高濃度的Cl-對設(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)過反滲透系統(tǒng)對脫硫廢水脫鹽處置，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)過鹽水加熱器加熱沸騰的鹽水依次流過各個(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。在熱回收局部，經(jīng)過逐級提升熱交流管內(nèi)循環(huán)鹽水的溫度來回收凝結(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并依次流到下一級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，從而除去污染物，完成污水的零排放。該技術(shù)常見的問題是噴嘴結(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)兩級軟化的廢水經(jīng)過泵送入管式微濾系統(tǒng)，在壓力和速度的差遣下，廢水經(jīng)過管式微濾膜以錯(cuò)流過濾的方式，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，清洗后通量簡直能夠恢復(fù)到100%，并且壽命較長，出水直接進(jìn)入反滲透系統(tǒng)，能夠取代傳統(tǒng)的沉淀-過濾-超濾系統(tǒng)。無需投加藥劑過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)過對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)采用采用兩級軟化+微管過濾+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)保的請求。