1、概述

　　某2×350MW燃煤機組，脫硫工藝水采用機組循環水排污水和鍋爐補給水處置系統反滲透濃水。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循環的過程中，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。為了維持脫硫安裝漿液循環系統物質的均衡和保證石膏質量，必需從系統中排放一定量的廢水來降低雜質濃度，而雜質中許多物質為國家環保規范中請求嚴厲控制的第一類污染物，廢水處置不當勢必給環境形成嚴重污染，因而脫硫廢水零排放是必然選擇。

　　2、脫硫廢水的性質和特征

　　脫硫廢水的性質和特征主要為：

　　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，懸浮物質量分數通常為8000~14300mg/L。

　　3)化學耗氧量(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、脫硫廢水水質及處置后水質請求

　　3.1 脫硫廢水零排放系統設計來水水質

　　3.2 脫硫廢水及零排放系統產水請求

　　4、脫硫工業廢水處理系統主要處置工藝技術比擬

　　4.1 物理化學法：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項目實施處置。經過曝氣、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系統組成，包括均質、中和、沉降、絮凝、濃縮廓清等幾個工序，主要設備有pH調理箱、反響箱、絮凝箱、廓清池、凈水箱、污泥脫水機、水泵、攪拌器、刮泥機、化學藥品儲存及加藥安裝等，化學藥劑依據廢水流量及性質自動投加。

　　經物理化學法處置后的廢水Cl-含量通常會到達10000-2000mg/L，不會降低。由于高濃度的Cl-對設備的腐蝕很嚴重，應用難度很大，只能復用到灰場調濕等，難以真正做到反復應用不外排，因而此工藝通常不再單獨采用。

　　4.2 反滲透濃縮法

　　該辦法是應用反滲透膜技術對脫硫廢水進一步濃縮以減少外排水量。依據脫硫廢水水質特性，在去除水中顆粒、硬度后，可經過反滲透系統對脫硫廢水脫鹽處置，只要約30~40%的清水能夠回收應用，但60~70%的反滲透濃水因進一步濃縮而造成含鹽量進一步提升而只能復用到灰場調濕等。難以真正做到反復應用不外排。

　　4.3 蒸發濃縮法

　　該工藝為先參加堿液，調整廢水pH值，再進入蒸發系統。蒸發系統主要分為四個局部：熱輸入局部，熱回收局部、排熱局部、隸屬系統局部。在鹽水加熱器內，低壓蒸汽與在熱交流管內活動的循環鹽水實施熱交流，將循環鹽水加熱沸騰，經過鹽水加熱器加熱沸騰的鹽水依次流過各個閃蒸室并在每個閃蒸室底部實施閃蒸，蒸發出的水蒸汽經過除霧器，與裝置在蒸發器上部的熱交流管實施熱交流，并冷凝下來。在熱回收局部，經過逐級提升熱交流管內循環鹽水的溫度來回收凝結蒸汽的汽化潛熱;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施冷卻。其中一局部廢水經過除氣后進入到排熱局部與此局部閃蒸后的濃鹽水實施混合后，經過鹽水循環泵再保送到熱回收局部實施再循環。

　　經過上述蒸發濃縮處置，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，無適宜的回用點復用。

　　4.4 煙道氣蒸發工藝

　　廢水煙道氣蒸發工藝是將脫硫廢水霧化后噴入空氣預熱器和電除塵器間的煙道，應用熱煙氣使廢水完整蒸發，廢水中的污染物轉化為結晶物或鹽類等固體，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。該技術常見的問題是噴嘴結垢、梗塞，煙道壁結垢、積灰，另外處置水量不大，不能完整消化全部脫硫廢水。

　　4.5 蒸發結晶枯燥處置

　　蒸發結晶枯燥處置是先將經脫硫廢水混凝廓清過濾處置后，成為清潔水，再經加熱、濃縮、蒸發、枯燥、霧化等，鹽水被枯燥成為粉末，干鹽粉搜集后工業化應用，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，廢水采用蒸發結晶枯燥處置工藝是最佳選擇。蒸發結晶單元依據能源構造可采用多效蒸發結晶工藝或者機械蒸汽緊縮蒸發結晶工藝。機械蒸汽緊縮結晶技術是應用蒸汽緊縮機，將廢水蒸發的低參數二次蒸汽提升為高參數蒸汽，也就是將電能轉化為熱能，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。

　　四校蒸發結晶技術是用高參數新蒸汽加熱第一效蒸發器，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器，以此類推，直至四效，四效蒸發器二次汽經過冷凝器冷凝，一切二次汽冷凝水做到回用。整套系統傳熱推進力依托新蒸汽與真空泵之間的飽和蒸汽對應的溫差。飽和蒸汽約0.29t/m3，總電耗15kwh/m3。綜合燃煤電廠蒸汽和電價狀況，蒸發結晶單元采用機械蒸汽緊縮蒸發結晶工藝，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系統的選擇

　　依據以上脫硫廢水處置工藝的比擬，分離工程實踐狀況，采用預處置軟化+納濾分鹽+膜濃縮+蒸發結晶處置工藝

　　5.1 脫硫廢水零排放工藝流程

　　脫硫廢水進入調理池寅雙堿法預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)寅反滲透濃水進入MVR蒸發濃縮結晶安裝構成。

　　5.2 預處置軟化單元

　　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;廓清設備采用機械廓清池，其對水量、水中離子濃度變化順應性強，處置效果穩定，處置效率高。經過預處置軟化單元去除脫硫廢水中的懸浮物、重金屬、硬度等雜質離子，確保后續膜濃縮單元的連續、穩定運轉。

　　5.2.2 管式微濾膜單元。

　　經兩級軟化的廢水經過泵送入管式微濾系統，在壓力和速度的差遣下，廢水經過管式微濾膜以錯流過濾的方式，使懸浮固體物質與液體別離。管式微濾系統采用內壓式固液別離，管內流速較高，顆粒不易積存在膜外表，清洗后通量簡直能夠恢復到100%，并且壽命較長，出水直接進入反滲透系統，能夠取代傳統的沉淀-過濾-超濾系統。無需投加藥劑過濾后出水明澈不夾帶微細懸浮物，濁度可達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，在化學軟化工藝后采用納濾-反滲透處置工藝。廢水經過納濾處置能夠截留廢水中的大局部二價離子和局部一價離子，起到預濃縮的作用，同時產水的含鹽量以及鈣、鎂等易結垢組分含量明顯降低，有助于提升后續反滲透處置工藝的回收率以及運轉穩定性，提升結晶鹽的質量。假如納濾產進入海水淡化膜，采用RO膜進一步實施減量。納濾濃水回到前池，硫酸根可經過構成硫酸鈣(石膏)回收去除，不需求得到硫酸鈉的結晶鹽。

　　5.3.2 反滲透(RO)濃縮。

　　反滲透膜濃縮單元50%左右產水(TDS<500mg/l)進入回用水池回收應用，50%左右的濃縮液(TDS>100000mg/l)進入后續蒸發系統蒸發結晶，這樣減少了廢水量，降低蒸發結晶安裝投資費用，減少處置本錢投入。

　　5.4 蒸發結晶單元。

　　機械蒸汽再緊縮蒸發結晶技術適用于高鹽廢水的濃縮和結晶，常用的為降膜式機械蒸汽再緊縮蒸發結晶系統，由蒸發器和結晶器兩單元組成。濃水經濃水泵提升，送到機械蒸汽再緊縮蒸發器中實施濃縮。經蒸發器濃縮之后，濃鹽水再送到強迫循環結晶器系統實施進一步濃縮結晶，將水中高含量的鹽分結晶成固體，出水回用，固體鹽分經離心別離、枯燥處置后由打包封裝，到達《GB/T5462-2003工業鹽》規范所規則的精制工業鹽二級規范，完成固體廢物的綜合應用和減量處置。

　　6、結論

　　經過對多種脫硫廢水處置方式的比照，經優化比選，以為本工程脫硫廢水零排放系統采用采用兩級軟化+微管過濾+分鹽+濃縮+蒸發結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用，契合節能環保的請求。