燃煤電廠濕法脫硫廢水零排放工藝研究

鄭光鳳 王方方 路青 王靜霞

摘 要：分析了脫硫廢水經(jīng)傳統(tǒng)三聯(lián)箱工藝處理后的水質(zhì)特點(diǎn)，提出了一種新型脫硫廢水近零排放工藝路線，并對(duì)該工藝路線的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水;MVR;零排放;管式膜

1 概述

火力電廠煙氣脫硫方法總體可分為濕式、干式和半干式脫硫工藝。在各種煙氣脫硫工藝中，石灰--石膏濕法脫硫工藝因其適用煤種范圍大、脫硫效率高、系統(tǒng)可用率高、吸收劑利用率高、石灰石來源豐富、工藝成熟、運(yùn)行可靠等優(yōu)勢(shì)而成為現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的工藝。在濕法煙氣脫硫工藝中，為了維持系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和保證石膏質(zhì)量，需要控制槳液中Cl-濃度不能過高，因此需排出一部分漿液，從而產(chǎn)生脫硫廢水。目前大多數(shù)電廠采用三聯(lián)箱工藝處理脫硫廢水，主要是通過氧化、中和、沉淀、絮凝等工藝去除脫硫廢水中的重金屬和懸浮物等污染。

2 脫硫廢水特點(diǎn)

煙氣脫硫廢水中雜質(zhì)來源及其水質(zhì)特與點(diǎn)脫硫廢水的水量與脫硫工藝、脫硫系統(tǒng)以及煙氣成分等多種因素相關(guān)。脫硫廢水中的雜質(zhì)主要來源于煙氣和脫硫劑，由于煤中含有包括重金屬元素在內(nèi)的多種元素，如F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As和Cr等，這些元素在燃燒過程中生成了多種不同的化合物。這些化合物一部分隨爐渣排出爐膛，另外一部分隨煙氣進(jìn)入脫硫裝置吸收塔，溶解于吸收漿液中。

脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)：

①廢水呈弱酸性，pH一般為4～6;

②懸浮物含量高，主要是石膏顆粒、二氧化硅以及鐵、鋁的氫氧化物;

③廢水中的主要陽離子為鈣、鎂等硬度離子，鐵、鋁含量也較高，其他重金屬離子含量不高，但大都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了《火電廠石灰石—石膏濕法脫硫廢水水質(zhì)控制指標(biāo)》中規(guī)定的排放指標(biāo);

④廢水中的陰離子主要有Cl-、SO42-、SO32-、F-等。這些離子主要來源于煤;

⑤COD不算太高，但脫硫廢水中的COD與通常的廢水不同，在脫硫廢水中，形成COD的主要因素不是有機(jī)物，而是還原態(tài)的無機(jī)物。

3 廢水處理工藝路線

目前國(guó)內(nèi)電廠主要采用三聯(lián)箱工藝處理脫硫廢水，處理出水含鹽量很高，直接排放后容易造成二次污染。由于脫硫廢水水量較小、含鹽量高，近年來，國(guó)內(nèi)外都開始研究脫硫廢水零排放處理技術(shù)。但是由于廢水零排放技術(shù)的投資和運(yùn)行成本高昂，目前實(shí)際應(yīng)用案例很少。

“零排放”是一種理想的封閉用水系統(tǒng)，系統(tǒng)不向外排水，系統(tǒng)內(nèi)的水不斷進(jìn)行循環(huán)或處理后復(fù)用。而廢水零排放則是要求不向系統(tǒng)外排放任何形式的廢水，從而節(jié)約水資源和保護(hù)環(huán)境。脫硫廢水零排放的核心在于脫鹽處理技術(shù)的開發(fā)，由于廢水中高濃度的鹽分會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生抑制或毒害作用，采用生物法除鹽很難達(dá)到較好效果，因此只能采用相應(yīng)的物化處理方法。在脫硫廢水的零排放處理中，主要是采用蒸發(fā)結(jié)晶的工藝路線。

由于蒸發(fā)法具有能耗高、設(shè)備易結(jié)垢和投資大的缺點(diǎn)。因此，要降低零排放處理成本和保證系統(tǒng)正常運(yùn)行，從以下兩方面對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，即廢水的減量化和防結(jié)垢處理。一方面，通過減量化處理方法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，可以減少蒸發(fā)結(jié)晶器的處理負(fù)荷，可以有效降低處理成本。膜分離法是最為常用的廢水減量化處理技術(shù)，膜分離產(chǎn)生的濃水再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，可以有效降低蒸發(fā)處理負(fù)荷和節(jié)約處理成本。另一方面，通過軟化法對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，處理防止蒸發(fā)器內(nèi)結(jié)垢。

海鷹公司根據(jù)脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)制定了：“軟化+管式膜系統(tǒng)+納濾/反滲透+MVR強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶系統(tǒng)”的廢水深度處理工藝。

脫硫廢水進(jìn)入三聯(lián)箱后，向廢水投加石灰、有機(jī)硫、氯化硫酸鐵、PAM等藥劑以促使鈣鎂離子形成相應(yīng)的不溶物，同時(shí)二氧化硅與鎂一起形成共沉淀。三聯(lián)箱出水進(jìn)入造粒流化床高速固液分離器，將沉淀物分離出，進(jìn)行污泥壓縮處理外運(yùn)。造粒流化床高速分離器出水進(jìn)入出水箱，通過水泵將出水箱的水送人化學(xué)結(jié)晶造粒流化床，進(jìn)行軟化處理，設(shè)備出水利用管式微濾膜的高效固液分離，獲得膜透過水，經(jīng)pH回調(diào)之后，即可送往納濾/反滲透進(jìn)行處理。由于無機(jī)性堵膜介質(zhì)（膠體、硬度及二價(jià)離子、二氧化硅等）均被有效除去，因此后續(xù)反滲透可以穩(wěn)定運(yùn)行，并可獲得很高的回收率。經(jīng)過軟化后的廢水經(jīng)過納濾/反滲透處理后，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到電廠循環(huán)水補(bǔ)充水的再生水水質(zhì)要求回用，通過膜法濃縮減量的脫硫廢水可以采用MVR強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶系統(tǒng)處理達(dá)到零排放的目的。

4 展望

海鷹公司整套脫硫廢水零排放工藝可針對(duì)不同脫硫水水質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足近零排放同時(shí)，滿足出水水質(zhì)要求，該工藝具有以下優(yōu)勢(shì)：

①工藝路線先進(jìn)，自動(dòng)化程度高;

②軟化設(shè)備先進(jìn)，較常規(guī)方法節(jié)省成本，且無需排污和再生等工序;

③管式軟化膜可適用于高懸浮物、高硬度廢水;

④工藝路線考慮副產(chǎn)品的價(jià)值，流化床及蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生的副產(chǎn)品會(huì)為企業(yè)帶來一些價(jià)值;

⑤深度工藝路線同樣適用于高含鹽廢水的處理，滿足多樣化水質(zhì)處理。

參考文獻(xiàn)：

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