火电厂脱硫废水零排放处理技术浅析

火电厂脱硫废水零排放处理技术浅析

发表时间：2019-02-13T16:10:53.017Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：柏发桥

[导读] 摘要：根据国家提出的“实施国家节水行动”，“加快水污染防治”的决定，在保证电厂安全运行前提下，采用先进节水与废水零排放技术，使有限的水资源发挥更大经济效益，是我国发展电力工业的必然选择和发展趋势。

安徽安庆电厂安徽安庆 246008

摘要：根据国家提出的“实施国家节水行动”，“加快水污染防治”的决定，在保证电厂安全运行前提下，采用先进节水与废水零排放技术，使有限的水资源发挥更大经济效益，是我国发展电力工业的必然选择和发展趋势。本文列举了某电厂1000MW机组脱硫废水零排放处理中试实例，对大型火电机组脱硫废水零排放处理技术路线选择与问题解决提供参考。

关键词：节水利用；脱硫废水；废水零排放；蒸发

0前言

某电厂2×1000MW机组采用石灰石-石膏湿法脱硫，系统工艺要求需要连续排放一定量的废水以维持吸收塔氯离子浓度，脱硫系统设计废水处理采用常用的三联箱沉淀法，通过中和、沉淀、絮凝等工艺去除脱硫废水中的重金属和悬浮物等污染物，处理后废水水质达到国家《污水综合排放标准》（GB8978-2002）规定第一类污染物最高允许排放浓度及第二类污染物最高允许排放浓度一级标准，处理后脱硫废水主要用于锅炉渣水系统、干灰拌湿、灰场喷洒等，为进一步提高电厂节水综合利用水平，电厂委托江苏某环保科技公司进行了脱硫废水零排放处理中试。

1电厂脱硫废水零排放处理中试工艺技术

根据电厂现有工艺系统、水质情况及应用要求，经过综合分析，确定电厂中试采用“化学预处理+分质（盐）+膜减量浓缩+MVR蒸发结晶”技术路线。

1.1 技术要求

1.1.1进水条件

电厂中试进水水量为5m3/h，水质具有以下特点。

1）进水硬度较高，镁硬远高于钙硬；

2）进水含盐量较高，仅采用普通卷式反渗透的浓缩倍数较低，采用极性分流（质）与高压平板膜结合的技术可以有效的提高浓缩倍数，降低蒸发水量；

3）水体中主要阴离子为氯离子、硫酸根离子，其他离子共存，同时水中COD较高。采用极性分流（质）单元将氯化物与硫酸盐分离，同时分离大分子COD和氯化物，使得极性分流（质）产水氯化钠纯度较高，其余盐分在蒸发结晶单元利用溶解度的差异与氯化钠进行分离。

1.1.2 产水水质要求

根据《城市污水再生利用工业用水水质》GBT19923-2005的规定，经过脱硫废水零排放系统处理后的产水可以回用于系统内部。

1.1.3固化盐要求

经过脱硫废水零排放系统后的工业盐可以达到《工业盐》GBT5462-2003标准中精制工业盐二级标准。

1.2 工艺流程

电厂中试采用“化学预处理+分质（盐）+膜减量浓缩+MVR蒸发结晶”技术路线，见下列系统框图。

图1 工艺流程

脱硫废水中试设备预处理及膜浓缩设备均为集装箱式。系统主要由GIC预处理系统、极性分流系统、膜浓缩系统、MVR蒸发系统及配套的清洗系统组成。设计处理量5m3/h，通过膜浓缩后剩余废水进入蒸发器蒸发，得到纯度较高的合格工业盐。

1.2.1中试装置来水为系统三联箱出水，经过三联箱后出水悬浮物得到较好去除，直接进入GIC预处理系统加药，加药系统采用料仓加药，每种药剂配一个溶药箱一个计量箱，软化系统加药主要包括石灰、硫酸钠、碳酸钠、PFS、PAM。加药系统集装箱还包括污泥处理系统，含污泥沉淀箱、板框压滤机及其配套设备。

1.2.2 GIC软化产水溢流进入浸没式超滤系统将未完全沉淀的悬浮物过滤，保证后续膜分离及膜浓缩系统的正常运行。

1.2.3过滤后的产水进入极性分流（质）系统进行分盐，分离后浓水氯离子含量较低，回用到脱硫塔系统，产水为较纯净的氯化钠浓盐水，通过高压反渗透系统浓缩后最终浓水进入MVR蒸发系统。

1.3中试技术路线主要特点

1.3.1 GIC预处理系统采用硫酸钠代替大部分碳酸钠可以极大的降低系统的运行成本；

1.3.2极大限度的利用膜系统作为蒸发的预处理，160bar高压平板膜系统将蒸发水量降到最低，降低整体系统的运行及投资成本；

1.3.3极性分流（质）系统浓水氯离子含量较低，回流至脱硫塔利用，分盐的同时可以降低后续设备的投资成本；

1.3.4集成化设计，占地面积小，运输方便，布置自由；

1.3.5采用MVR蒸发工艺比传统多效蒸发，降低运行成本；

1.3.6采用盐盐分离、盐与COD分离的工艺，只产生一种合格的工业盐（氯化钠），简化了副产物处理环节，工业盐满足《工业盐》GBT5462-2015标准中精制工业盐二级标准，实际生产增加二级处理后产水可达到《城市污水再生利用工业用水水质》GBT19923-2005标准回用，减少场内购水成本。

2 脱硫废水零排放中试效果与经验总结

2.1中试各阶段实施情况

2.1.1 GIC除硬技术

目前较为常用的除硬技术包括石灰-碳酸钠除硬法，即双碱法；江苏某环保科技公司在双碱法的基础上做了适当改进：水质相对稳定且优时，加入硫酸钠；水质劣化时，加入适量碳酸钠，有效地降低了化学软化的药剂成本，是经济有效的除硬技术。

本次中试通过添加石灰、硫酸钠、结晶引发剂、碳酸钠、PAC、PAM等，在GIC预处理过程中分质沉淀，尽可能的降低了危废处理量，将脱硫废水中大部分硬度去除，同时去除废水中的重金属及悬浮物。

加入石灰主要与水中的重金属、碳酸盐硬度及镁离子进行反应：

Ca（HCO3）2+Ca（OH）2→2CaCO3↓+2H2O

Mg（HCO3）2+Ca（OH）2→CaCO3↓+ MgCO3+2H2O

MgCO3+Ca（OH）2→CaCO3↓+Mg（OH）2↓

MgCl2+Ca（OH）2→Mg（OH）2↓+CaCl2

加入硫酸钠与水中的钙离子反应：

CaCl2+Na2SO4→CaSO4↓+2NaCl

加入纯碱与未反应完全的钙离子发生反应剩余：

CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl

2.1.2极性分流（质）系统

极性分流（质）为本工艺的核心环节，其作用在于分离浓缩二价盐的同时，负截流一价盐，使得浓水氯化钠含量降低，可以返回软化系统前端，同时可以返回脱硫塔内回用。

I.若不采用极性分流（质）系统：

1）软化出水直接进入抗污染反渗透或高压平板膜系统，会增加反渗透及高压平板膜的负荷，增加抗污染反渗透及高压平板膜的支数； 2）水体为混盐系统，最终蒸发后只能得到混盐，晶体为硫酸钠、氯化钠和COD的混合物，没有利用价值，还要增加固废处理成本，若采用传统工艺进行分盐，最终产生两种盐，增加副产物处理环节；

II.采用极性分流（质）系统：

1）浓水氯离子含量较低，可回流至脱硫系统再利用，产水则经过海水淡化膜及高压平板膜系统进行再浓缩，最终进行蒸发结晶达到零排放；

2）采用极性分流（质）系统后，减少了后续工段的负荷，同时二价盐被截留，减少了水体含盐量，提高了后续工段的浓缩倍数，进一步降低蒸发水量，可有效降低运行成本；

3）采用极性分流（质）分离二价盐后，一价盐的纯度更高，最终蒸发后的结晶可以达到精制工业盐二级标准。

注：以下数值为水样送检检测的平均值。

图2 极性分流（质）系统对二价盐的截留率