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談一談脫硫廢水零排放技術(shù)...

       脫硫廢水零排放新工藝包括脫硫廢水的預(yù)處理技術(shù)

、濃縮減量技術(shù)和固化處理技術(shù)
。詳細(xì)介紹了脫硫廢水零排放技術(shù),并對目前脫硫廢水零排放技術(shù)在研究和應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了探討
。 隨著水處理技術(shù)的發(fā)展
,燃煤電廠的絕大部分廢水能夠?qū)崿F(xiàn)階梯利用
,但脫硫廢水是電廠終端廢水,懸浮物高
、含鹽量高
、硬度高、腐蝕性強(qiáng)
,難以直接回用
。隨著環(huán)保力度的加大,很多地方環(huán)保局要求電廠廢水零排放
。因此
,采用適合的技術(shù)實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放是迫切和必要的。

       1.脫硫廢水概述

       1.1脫硫廢水的水質(zhì)特點(diǎn)及常規(guī)處理工藝

       典型熱電廠脫硫廢水中一般含有大量的鹽分

、硫酸根離子
、重金屬離子及氯化物,并含有難處理的COD等
,pH值一般在5-6之間
,水質(zhì)呈弱酸性。處理時需要在水中加入Ca(OH)2
,將pH值調(diào)節(jié)到8.5-9.0之間
,使得重金屬離子(如銅、鐵
、鎳
、鉻和鉛)生成氫氧化物沉淀;同時反應(yīng)過程中還會生成CaCl2、CaF2
、CaSO3
、CaSO4沉淀物,以分離氯根離子
、氟化物
、亞硝酸鹽、硫酸鹽等鹽類物質(zhì);對于汞
、銅等重金屬
,目前普遍采用15%TMT溶液替代Na2S來將其沉淀出來。

脫硫廢水零排放技術(shù)

       1.2脫硫廢水處理難點(diǎn)

       從脫硫廢水常規(guī)處理工藝中可以看出:預(yù)處理工藝中添加了大量的熟石灰

,會導(dǎo)致水中硬度離子含量較高
,且水中殘留有高濃度的SO42-、Cl-
,屬于典型的高含鹽廢水
。水中硬度離子含量高會導(dǎo)致處理設(shè)備結(jié)垢污堵
,Cl-離子含量高會對設(shè)備、管道產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕
。其次
,脫硫廢水水質(zhì)成分復(fù)雜,污染物超標(biāo)嚴(yán)重
,水中鎘
、汞、硫化物
、氟化物含量高
。另外,脫硫廢水受燃煤品種
、脫硫工藝
、吸收劑等多種因素影響,水質(zhì)變化較大

       2.脫硫廢水零排放技術(shù)

       2.1多效蒸發(fā)(MED)技術(shù)

      將多個蒸發(fā)器串聯(lián)起來

,前一個蒸發(fā)器的二次蒸汽作為下一個蒸發(fā)器的加熱蒸汽,下一個蒸發(fā)器的加熱室便是前一個蒸發(fā)器的冷凝器
。多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)在國內(nèi)化工制鹽
、食品、制藥等工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用
,能夠同時實(shí)現(xiàn)濃縮和結(jié)晶
。該工藝設(shè)備占地面積大,消耗蒸汽量大
,能夠自動運(yùn)行
,設(shè)備投資成本低。(2)蒸汽動力壓縮式(TVR)技術(shù)
。使用蒸汽噴射泵
,以少量高壓蒸汽為動力,將部分二次蒸汽壓縮并混合后一起進(jìn)入加熱室作加熱蒸汽用
。蒸汽動力壓縮式蒸發(fā)系統(tǒng)只能利用大部分二次蒸汽(70%左右),其余的二次蒸汽送往冷凝器冷凝
,因此在能量利用率上不及機(jī)械壓縮式蒸發(fā)系統(tǒng)
。但其結(jié)構(gòu)簡單,費(fèi)用低廉
,消耗蒸汽而不耗電
,可在投資較少的前提下取得較大的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。相比于多效蒸發(fā)技術(shù)
,該工藝設(shè)備占地面積相對小
,消耗蒸汽量較少
,全自動運(yùn)行,設(shè)備投資成本偏高
。(3)機(jī)械壓縮式(MVR)技術(shù)
。從蒸發(fā)器出來的二次蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī),在壓縮機(jī)中絕熱壓縮
,溫度
、壓力升高,又送入蒸發(fā)器作加熱蒸汽用
,在加熱室中冷凝后排出
。這種蒸發(fā)器只在啟動階段需要產(chǎn)生蒸汽,但消耗電能
。相比于MED技術(shù)和TVR技術(shù)
,該工藝設(shè)備占地面積小,可以實(shí)現(xiàn)全自動化運(yùn)行
,一次性投資成本高
,需要定期更換機(jī)械密封。

       2.2蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)

       目前國內(nèi)采用脫硫廢水“零排放”工藝的有兩家電廠

。某電廠采用“二級預(yù)處理+蒸發(fā)結(jié)晶”
,系統(tǒng)總投資9750萬元,預(yù)處理系統(tǒng)采用兩級反應(yīng)+沉淀和澄清處理
,一級投加Ca(OH)2
,二級投加Na2CO3軟化水質(zhì)。蒸發(fā)結(jié)晶處理采用四效立管強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工藝
,蒸發(fā)系統(tǒng)分為熱輸入部分
、熱回收部分、結(jié)晶轉(zhuǎn)運(yùn)部分和附屬系統(tǒng)部分
,結(jié)晶通過離心機(jī)和干燥床制得固體結(jié)晶鹽
。河源電廠脫硫廢水本身水質(zhì)相對較好,經(jīng)過軟化預(yù)處理后鈣鎂離子含量降低至1-2mmol/L
,濁度<2NTU
,干燥后得到的鹽結(jié)晶品質(zhì)較好。該工藝系統(tǒng)極高的能耗限制了其在脫硫廢水零排放處理領(lǐng)域的推廣

       2.3納濾膜

       納濾膜對二價或高價離子特別是陰離子的截留率比較高

,可<98%,而對一價離子的截留率一般<90%
。納濾處理的一個優(yōu)點(diǎn)是能截留透過超濾膜的小分子有機(jī)物
,又能透析反滲透膜所截留的部分無機(jī)鹽,也就是能使“濃縮”與脫鹽同步進(jìn)行。納濾通常與反滲透組合使用
。(2)RO膜:高壓卷式反滲透膜和高壓平板反滲透膜
。高壓卷式反滲透膜(一般指海水反滲透)在壓力達(dá)到8MPa、處理含鹽量8%~10%的海水時
,其回收率達(dá)到40%~60%
。該工藝應(yīng)用成熟,運(yùn)用于脫硫廢水系統(tǒng)中和實(shí)際的海水淡化系統(tǒng)相似
,系統(tǒng)簡單
,易操作、控制和維護(hù)
,工藝成熟
,設(shè)備投資低。高壓平板膜系統(tǒng)是一種超高壓力的反滲透系統(tǒng)
,具有抗污染
、耐高壓的特性,高操作壓力可達(dá)160MPa
,適于高COD
、BOD5的含鹽廢水、海水
、垃圾滲濾液以及各種高濃度水性物料的高倍數(shù)濃縮和處理
。當(dāng)運(yùn)行壓力達(dá)到14MPa時,廢水含鹽量甚至可濃縮至12%左右
。相比于高壓卷式反滲透
,高壓平板膜的運(yùn)行藥劑費(fèi)用低,但是由于在高壓下運(yùn)行
,對設(shè)備的質(zhì)量要求很高
,因此前期投資費(fèi)用較高。(3)正滲透膜法
。正滲透是在提取液產(chǎn)生巨大的滲透壓驅(qū)動力下
,水分子自發(fā)并有選擇性地從膜的高鹽水側(cè)擴(kuò)散進(jìn)入提取液側(cè)。提取液是特定物質(zhì)的量比的氨和二氧化碳?xì)怏w溶解在水中形成的碳酸銨溶液
,可以使廢水含鹽量濃縮至15%左右
。提取液通過加熱蒸發(fā)循環(huán)利用。(4)電滲析
。電滲析是在陰極與陽極之間放置若干交替排列的陽膜與陰膜
,由于離子交換膜的選擇透過性,當(dāng)兩端電極接通直流電源后
,水中陰、陽離子分別向陽極、陰極方向遷移
,形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室
,從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化和提純
。電滲析具有占地面積小
、操作簡單、環(huán)境污染小
、對進(jìn)水水質(zhì)要求不高等優(yōu)點(diǎn)
,但也存在安裝復(fù)雜、脫鹽效果不徹底
、水回收率低的問題

       2.4煙道噴霧蒸發(fā)工藝

       煙道噴霧蒸發(fā)工藝是將脫硫廢水霧化后噴入空氣預(yù)熱器(APH)和電除塵器(ESP)間的煙道,利用熱煙氣使廢水完全蒸發(fā)

,廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為結(jié)晶物或鹽類等固體
,隨煙氣中的飛灰一起被電除塵器收集下來,從而除去污染物
。煙道噴霧蒸發(fā)工藝處理的廢水量小
,容易造成煙道腐蝕、結(jié)垢和堵塞
,噴頭的布置對蒸發(fā)固化效果影響很大
,對爐后煙道安裝位置要求高,在低低溫改造后布置困難
,可能增大機(jī)組正常安全運(yùn)行的風(fēng)險

       2.5蒸發(fā)塘工藝

       蒸發(fā)塘利用自然蒸發(fā)的原理將高鹽水中的水分蒸干,使鹽分濃度達(dá)到飽和而結(jié)晶析出

。相比于多效蒸發(fā)
、機(jī)械壓縮再蒸發(fā)等技術(shù)具有處置成本低、運(yùn)營維護(hù)簡單
、運(yùn)行可靠
、使用壽命長、抗沖擊負(fù)荷好等方面的優(yōu)勢
。但同時
,蒸發(fā)塘占地面積大、基建成本高
,無法做到水的回收利用
,受氣候影響大(只適合干旱少雨的地區(qū))等原因,制約了蒸發(fā)塘的應(yīng)用
。蒸發(fā)塘加機(jī)械霧化蒸發(fā)器處理技術(shù)可大大減少蒸發(fā)塘的面積(可節(jié)省土地90%以上)
,但蒸發(fā)塘的占地面積依然不小。

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