电厂脱硫废水零排放 -pg游戏试玩

    由于火电厂脱硫废水水质复杂、波动较大，对其他设备产生严重的腐蚀，实现脱硫废水“零排放”具有重要的现实意义。本文综述了脱硫废水“零排放”的处理工艺，结合我国火电厂成功实现脱硫废水“零排放”工程案例，全面分析并对比了其处理效果、经济效益和优缺点等，对火电厂实现脱硫废水“零排放”具有一定指导意义。

特别提示：为了节省广大客户的时间成本，请提前准备好原水水质报告等相关基础工作

       火电作为用水、排水大户，用水占工业总量的20%，从经济运行和环境保护出发，节约发电用水，提高循环水的复用率，实现火电厂废水“零排放”意义重大。传统电厂废水处理可轻易实施各种层次的梯级应用，各废水通过传统成熟的工艺得以解决，但是最高浓度最复杂也最难处理的废水是脱硫废水，由于其成分的特殊性、复杂性和强腐蚀性，其处理成为制约火电厂废水零排放的关键因素。电力企业实现脱硫废水零排放的需求越来越迫切，即将成为日后必然趋势。

调研某电厂脱硫废水水质参数表

       由上表看出，脱硫废水盐分含量高（氯离子尤为显著），导致下游系统设备、管道等腐蚀严重，回收利用非常困难，是火电厂中最复杂、最“脏”的一股水。

目前市场通用零排放技术均采用“预处理单元 减量浓缩单元 固化单元”技术系统。

    减量浓缩单元为成熟工艺，根据后续固化单元水量，确定减量浓缩单元工艺。目前，废水减量化处理手段主要为膜浓缩处理工艺。常用的膜浓缩处理工艺有反渗透、正渗透、电渗析和膜蒸馏等工艺。

（1）反渗透

       反渗透是渗透的逆过程，在压力推动下，借助半透膜截留作用，使溶液中的溶剂与溶质分开。其具有净化率高、成本低和环境友好等优点，在近几十年的时间里发展非常迅速，广泛应用于海水和苦咸水淡化纯水和超纯水制备、工业或生活废水处理等领域。其缺点在于废水中杂质沉积致使膜污染、氧化，膜的截留性能也需进一步提高。

        近年来，陆续出现了几种针对高含盐量的废水浓缩反渗透膜技术，如swro技术和dtro技术等。

1）swro技术

       因脱硫废水含盐量极高，约为30000mg/l，与海水含盐量相当，采用海水反渗透（swro）技术进行脱盐，一般回收率至40~45%，经软化处理后回收率可提至50%。

        为满足进入ro系统水质，预处理后的脱硫废水需进一步除浊，根据水质特点，可选择管式膜过滤系统(简称tmf)作为ro预处理。

       tmf是一种耐强性和耐化学腐蚀性较高的膜过滤系统。由于其膜丝接近于超滤过滤孔径，可高效去除废水中污染物，同时因其独特构造，使含有污泥颗粒的废水进入膜系统时可直接固液分离，省去沉淀池、多介质过滤，砂滤、碳滤及超滤等环节。

2）dtro技术

       dtro是一种特殊的反渗透形式，专门用于处理高盐浓度废水。其核心技术是碟管式膜片膜柱，将反渗透膜片和水力导流盘叠放在一起，用中心拉杆和端板进行固定，然后置入耐压套管中，形成一个膜柱。

dtro技术最早主要用于垃圾渗滤液处理，国内一些垃圾填埋场和焚烧厂多年前就有应用，如北京阿苏卫填埋场、重庆长生桥填埋场、上海御桥垃圾焚烧厂等。近几年来，dtro开始在脱硫废水深度处理中得到应用。

（2）fo膜技术

       正渗透（fo）膜技术属于膜分离过程。水从高水化学势区通过选择性渗透膜向低水化学势区进行转移。选择性渗透膜分隔的高水化学势区(fs)和低水化学势区(ds)所存在的渗透压差是正渗透过程的驱动力。正渗透技术具有能耗低、水通量和回收率较高、不易结垢和耐高浓盐水等优点。其技术难点在于水通量高、耐酸碱性和机械性能好的渗透膜和能产生较高渗透压及水通量的汲取液的选择。

该单元是整个脱硫废水“零排放”系统的关键，主要包括蒸发结晶法、蒸发塘及尾部烟气蒸发法。

（1）蒸发结晶法

       利用蒸汽对废水进行蒸发浓缩，通过结晶器或是喷雾干燥进行蒸发，产生蒸馏水和固体废弃物，固体废弃物进行回收或是填埋。主要技术如下：

1）多效强制循环蒸发系统（强制循环med）

       该系统在国内化工制盐、食品、制药等工业领域广泛应用，能同时实现浓缩和结晶。强制循环蒸发器为避免形成结垢或结晶，运行时管中的流动速度必须高。当循环液体流过热交换器时被加热，后在分离器压力降低时部分蒸发，将液体冷却至对应该压力下的沸点温度，适用于有结垢性、结晶性、高浓度、高粘度并且含不溶性固形物等废水。

2）立管降膜机械蒸汽压缩蒸发系统（立管mvc）

       将料液从降膜蒸发器上部的分配器加入，经液体分布及成膜装置，均匀分配至各换热管，料液在降膜蒸发器内，在重力和真空诱导及气流作用下，成均匀膜状自上而下流动，同时被壳程加热介质加热汽化，产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室，汽液经充分分离，蒸汽进入冷凝器冷凝（单效操作）或进入下一效蒸发器作为加热介质，从而实现多效操作，液相则由分离室排出。

        该技术传热系数高，停留时间短，不易引起物料变质，适于处理热敏性物料；同时，流体在重力下流动，无需高温差推动，实现低温差蒸发。

3）卧式喷淋机械蒸汽压缩蒸发系统（卧式mvc）

同属于降膜mvc 工艺，换热管水平设置，高盐废水走管外、加热蒸汽走管内。与立式mvc区别在于：

①因物料走管外壁，对粘性物料和发泡物料的适应性优于立管，物料滞留时间短于立管；

②在管外的液膜厚度大于立管降膜蒸发器，传热系数相对较低；

③物料在管外蒸发，结垢或结晶易于发现、恢复，可配置刮刀等主动除垢设施；

4）低温蒸发系统（cwt）

       该技术在密闭容器内模拟“气象系统”工作原理：当相对湿度低于100% 的气流穿过海洋上方时能吸收水分但不吸收污染物（如盐类）；当气流穿过高山或冷气流时会冷凝，因不能继续保持原有水分，最终生成降水或降雪。当气体在设备内循环时，气流在蒸发系统内加热并吸收水分，进而凝结成纯水，产生类似自然降雨的现象。

       目前该技术在国外及国内均有运用，但整个处理过程消耗大量的蒸汽和电能，占地空间大，建设维护成本高，新增设备施工和维护量大。此外，结晶分离出来的盐类固化物无法二次利用，需进一步花费处置，即新增固体废弃物处理问题。因此，该技术因投资运行成本高、能耗高、占地大、易结垢以及固废处置等弊端，一直以来未能广泛推广。

（2）蒸发塘

       该技术通过自然蒸发减少废水体积，在美国约有10余个电厂应用此技术进行脱硫废水处理。其效率取决于废水水量而非污染物浓度，因此适用于处理高浓度、低体积的含盐废水。此外，该技术适用于土地价格低的半干旱或干旱地区。但需做防渗处理，且当废水处理量大时，所需土地面积增加，处理成本增加。

蒸发塘废水蒸发示意图

鉴于该技术需要大量空地，防渗等级高，受气候、区域性影响大，存在污染地下等环保风险，无法大面积推广。

（3）尾部烟气蒸发法

       尾部烟气蒸发法分为直接烟道蒸发法和外置旁路烟道蒸发法。针对湿法脱硫废水的特点，结合炉后烟风系统配置，采用喷雾干燥原理实现脱硫废水快速蒸发，溶解物快速结晶，利用锅炉尾部低品质热源以废治废，是一种低成本的脱硫废水零排放技术。

       直接烟道蒸发法将经过预处理和减量处理后的脱硫废水用泵送至除尘器前烟道，经压缩空气将脱硫废水在除尘器前空预器后烟道内雾化。由于除尘器前烟道中烟温较高，喷入烟道的雾化废水迅速在高温烟道中蒸发，废水中杂质以固体物形式和灰一起随烟气进除尘器，被除尘器捕捉，随灰外排，水蒸汽随烟气进入脱硫系统被洗涤回收利用

直接烟道蒸发示意图

外置旁路烟道蒸发法采用一种废水高效节能蒸发结晶器，直接将预处理和减量后脱硫废水喷入该结晶器内，利用双流体雾化喷嘴进行雾化。该方法从空预器与scr出口之间烟道中引入少量高温烟气，使雾化后的废水迅速蒸发，产生的水蒸气和结晶盐随烟气进入低低温前烟道，结晶盐随粉煤灰在除尘器内捕捉，水蒸气则进入脱硫系统冷凝成水，间接补充脱硫系统用水。

外置旁路烟道蒸发法示意图

（4）技术性能对比

脱硫废水零排放技术固化单元路线对比如下表：

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