燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)研究
轉(zhuǎn)自北極星水處理網(wǎng)訊:摘要：燃煤電廠可以達(dá)到減少環(huán)境排放、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、避免水、地下水污染的目的，對(duì)水污染的治理具有重要意義，也可以對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行回用，減少工業(yè)用水總量。在解決工業(yè)污水處理問(wèn)題的同時(shí)，可以對(duì)廢水進(jìn)行再利用，以節(jié)約水資源，緩解目前水資源嚴(yán)重短缺的問(wèn)題，固化含難降解物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)污染物的回收利用。如果能實(shí)現(xiàn)所有工業(yè)廢水的零排放，將大大減少對(duì)水資源的需求，大大減少環(huán)境負(fù)荷，大大改善生活環(huán)境。基于此，本文對(duì)燃煤電廠脫硫廢水零排放技術(shù)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：脫硫廢水;零排放;處理技術(shù)
1燃煤電廠脫硫廢水處理現(xiàn)狀
目前，國(guó)內(nèi)對(duì)脫硫廢水的處置方式主要為優(yōu)先考慮處理回用，其次是初步處理后達(dá)標(biāo)排放。脫硫廢水經(jīng)過(guò)PH調(diào)整、重金屬離子去除、混凝沉淀之后排水基本屬于高含鹽、各種鈣、鎂金屬鹽飽和溶液，沿海電廠則可以直接外排至大海，對(duì)周邊海洋環(huán)境基本無(wú)影響，而內(nèi)陸電廠周邊環(huán)境相對(duì)脆弱流域水體環(huán)境容納能力差，因此需要考慮回用，做零排放處理即:清水和鹽分完全分離，回收蒸餾水，鹽分固化做資源利用或填埋。
2脫硫廢水零排放處理工藝概況
2.1濃縮減量技術(shù)
濃縮減量技術(shù)的思路在于通過(guò)某種濃縮工藝對(duì)脫硫廢水進(jìn)行濃縮，以減少脫硫廢水的量，最后少量的濃縮水進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)晶。其中濃縮工藝主要包括反滲透、正滲透、納濾、蒸餾等工藝;
濃縮減量、結(jié)晶工藝一般流程為:脫硫廢水→預(yù)處理→濃縮工藝→濃水→結(jié)晶器，產(chǎn)水回用于脫硫工藝用水，污染物以固體鹽形式結(jié)晶出來(lái)。
2.1.1預(yù)處理工藝
通常，為了確保后續(xù)濃縮系統(tǒng)的正常運(yùn)行，預(yù)處理工藝采用兩級(jí)全軟化工藝。預(yù)處理過(guò)程中通過(guò)投加石灰、碳酸鈉、TMT15、混凝劑和助凝劑等來(lái)去除水中的懸浮物、重金屬及鈣鎂。確保處理后出水硬度基本為0。全軟化工藝的優(yōu)點(diǎn)在于出水鈣鎂含量非常低，后續(xù)膜或者蒸餾系統(tǒng)的結(jié)垢傾向非常低;缺點(diǎn)是對(duì)于鈣和鎂含量高的脫硫廢水來(lái)說(shuō)，加藥成本驚人，以鈣為1.7g/L，鎂為5g/L計(jì)，脫硫廢水單純加藥的成本在65元/噸水，非常驚人。
2.1.2濃縮處理、結(jié)晶工藝
濃縮處理的目的是通過(guò)分離工藝，將廢水分離為濃水和淡水。淡水含鹽量低，水質(zhì)較好，對(duì)其進(jìn)行回收。濃水水量減少，進(jìn)入后續(xù)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步結(jié)晶處理。
目前濃縮處理方法常用的有蒸餾法和膜法工藝，蒸餾法工藝主要包括MVR、MED等工藝，膜法工藝主要包括反滲透法、納濾法和正滲透法。
1)蒸餾法
蒸餾法利用裝置中的蒸汽，再加上蒸汽壓縮機(jī)產(chǎn)生的二次蒸汽，與蒸餾裝置中的脫硫廢水進(jìn)行換熱，使水蒸發(fā)濃縮，提高廢水的含鹽量，達(dá)到濃縮的目的。
精餾回收率高，可回收廢水80%，預(yù)濃縮后TDS濃度可達(dá)20%。投資大、能耗高，也需要特別注意高溫結(jié)垢和腐蝕問(wèn)題。此外，蒸餾設(shè)備對(duì)材料的要求也很高，一般采用鈦材。
2)反滲透法
反滲透法是利用半透膜的原理，對(duì)廢水施加克服滲透壓的壓力，將廢水中的水分子透過(guò)膜，到達(dá)產(chǎn)水側(cè)，而絕大部分雜質(zhì)離子截留在濃水側(cè)，從而達(dá)到濃縮的目的。通常為了保證反滲透的進(jìn)水要求，反滲透之前可以設(shè)置管式膜過(guò)濾裝置或砂濾裝置等過(guò)濾設(shè)施。
目前用于脫硫廢水的反滲透膜類型主要有DTRO(疊管式反滲透膜)和STRO(網(wǎng)管式反滲透膜)。通常經(jīng)過(guò)一級(jí)膜處理后，濃縮液TDS可以達(dá)到60~70g/L，經(jīng)過(guò)二級(jí)膜處理后，濃縮液TDS可以達(dá)到130~140g/L。
反滲透法投資小、能耗低，但回收率相對(duì)稍低，能回收70%~75%的廢水。
3)正滲透法
正滲透法與反滲透的原理相反，正滲透無(wú)需施加克服滲透的壓力，通過(guò)配置濃度比脫硫廢水更高的汲取液，使得廢水中的水分子通過(guò)膜進(jìn)入到汲取液中，從而將廢水進(jìn)行濃縮。而進(jìn)入汲取液中的水分子通過(guò)加熱裝置使得原有汲取液中的溶質(zhì)發(fā)生蒸發(fā)后分離出來(lái)并回收。
正滲透法的回收率與蒸餾法基本相當(dāng)，投資和能耗介于蒸餾法和反滲透法之間。
正滲透法需采用進(jìn)口正滲透膜元件，并應(yīng)通過(guò)計(jì)算選擇合適的汲取液及其分離方式。
正滲透膜法系統(tǒng)回收率為85%~90%，正滲透前需要設(shè)置反滲透進(jìn)行預(yù)濃縮，達(dá)到4%~7%TDS后再進(jìn)入正滲透工藝，正滲透工藝濃縮后TDS濃度可以達(dá)到20%~25%。
以上三種工藝中，根據(jù)目前市場(chǎng)情況，由于蒸餾法和正滲透法設(shè)備投資及運(yùn)行較高，因此在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面不占優(yōu)勢(shì);而反滲透法由于技術(shù)可行、投資成本較低，設(shè)備集裝化程度高、安裝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，市場(chǎng)占有份額逐漸加大。
2.2煙道蒸發(fā)技術(shù)
2.2.1直接煙道蒸發(fā)工藝
直接煙道蒸發(fā)技術(shù)，系統(tǒng)流程為:脫硫廢水→水箱→高壓泵→煙道蒸發(fā)。一般噴入煙道位置設(shè)置在低溫省煤器至除塵器之前的煙道中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，控制煙氣溫度降低5°以內(nèi)，對(duì)后續(xù)的除塵及脫硫影響較小。鍋爐煙氣排煙溫度的降低也需控制在煙氣酸露點(diǎn)以上。該系統(tǒng)可以充分利用電廠外排煙氣的余熱熱能，達(dá)到脫硫廢水蒸發(fā)零排放的目的。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是:處理系統(tǒng)極大簡(jiǎn)化，廢水處理流程短，添加藥品少，設(shè)備投資少，占地面積少，操作檢修簡(jiǎn)單。可利用除塵器去除廢水蒸發(fā)后產(chǎn)生的粉塵。缺點(diǎn)是:(1)為了防止對(duì)煙道及后續(xù)設(shè)備的腐蝕，鍋爐煙氣排煙溫度需控制在煙氣酸露點(diǎn)以上。系統(tǒng)不能設(shè)置低低溫省煤器;(2)為保證廢水的完全汽化，通常對(duì)煙道直管段長(zhǎng)度有所要求，在目前超潔凈排放配置的情況下，直管段長(zhǎng)度通常滿足不了要求;(3)鍋爐負(fù)荷波動(dòng)大時(shí)，不利于直接煙道蒸發(fā)。鑒于以上的技術(shù)特點(diǎn)，一般煙道直接蒸發(fā)技術(shù)較多的應(yīng)用在舊機(jī)組的改造中，較少用于新建超潔凈排放要求的機(jī)組。
2.2.2旁路煙氣余熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)
旁路煙氣余熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，系統(tǒng)流程:脫硫廢水→預(yù)處理→旁路蒸發(fā)結(jié)晶器。旁路煙氣余熱蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)采用旁路蒸發(fā)結(jié)晶器，直接將脫硫廢水或其濃縮液在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)利用雙流體霧化噴嘴進(jìn)行霧化，蒸發(fā)結(jié)晶器從空預(yù)器前端，SCR出口之間煙道引入少量煙氣，利用煙氣的高溫使霧化后的脫硫廢水迅速的蒸發(fā)，廢水蒸發(fā)產(chǎn)生的水蒸氣和結(jié)晶鹽隨煙氣一起并入空預(yù)器與低低溫省煤器之間煙道，結(jié)晶鹽隨粉煤灰一起在除塵器內(nèi)被捕捉去除，水蒸氣則進(jìn)入脫硫系統(tǒng)冷凝成水，間接補(bǔ)充脫硫系統(tǒng)用水。
該工藝主要特點(diǎn):(1)該工藝可實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的完全蒸發(fā)結(jié)晶。即使電廠處在低煙溫、低負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)下，或是煙道采用低低溫省煤器工藝的情況下，整個(gè)系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)的、穩(wěn)定的進(jìn)行廢水零排放。(2)蒸發(fā)結(jié)晶器雖然與電廠煙道相連接，但屬于一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行機(jī)制，鍋爐即使處在運(yùn)行狀態(tài)下，結(jié)晶器也能單獨(dú)進(jìn)行維護(hù)和檢修;且廢水在結(jié)晶器內(nèi)達(dá)到完全蒸發(fā)結(jié)晶，杜絕了所有對(duì)電廠產(chǎn)生不良影響的可能性(包括對(duì)低低溫省煤器及煙道)。