吨电厂脱硫废水技术方案

电厂脱硫废水零排放处理技术方案
美国DURAFLOW LLC公司
目录
1项目概况 (3)
2 项目目标及技术指标 (4)
脱硫废水水质（供参考） (4)
脱硫废水深度处理出水回用水质要求 (5)
设计依据 (5)
业主提供的原始资料及设计要求 (5)
标准和规范 (5)
设计规模 (8)
设计原则 (9)
设计指标 (9)
3设计工艺流程及说明 (10)
工艺流程图 (10)
处理工艺说明 (11)
废水收集池 (11)
三联箱 (11)
二级软化处理 (11)
浓缩槽 (12)
膜系统 (12)
纳滤膜系统 (16)
系统 (17)
MVR系统 (20)
4.运行成本分析 (25)
电费 (25)
药剂成本 (26)
人工成本 (27)
蒸汽成本 (27)
膜的更换成本 (28)
5. 投资预算 (29)
1项目概况
本项目适用于电厂脱硫废水深度处理系统；它提出了该系统的设计、投资、建设、调试、试运行、检测验收，并最终达标验收
本期工程脱硫废水深度处理水量为20m3/h ；
脱硫废水深度处理出水回用水免费送至辅冷水池及工业水池。

2 项目目标及技术指标脱硫废水水质（供参考）
脱硫废水深度处理出水回用水质要求
设计依据
业主提供的原始资料及设计要求
标准和规范
脱硫废水深度处理装置的设计、制造、安装、调试、试验及检查、试运行、考核、最终交付等应符合相关的中国法律、法规、规范、以及最新版的ISO标准。

应符合中国国家标准、部颁标准及行业规程规定；
执行的规范和标准：
进口设备制造和材料符合以下标准和规定的最新版本要求
国产设备制造和材料符合以下标准和规定的最新版本要求
1.《钢制压力容器》GB150
2.《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG R0004
3.《换热器及冷凝器用钛及钛合金管》GB／T 3625
4.《钛及钛合金牌号及化学成分》GB/
5.《钛制焊接容器》JBT 4745
6.《管壳式换热器》GB151
7.《水处理设备技术条件》JB2932
8.《橡胶衬里化工设备》HGJ32
9.《化工设备、管道外防腐设计规定》HGJ34
10.《压力容器油漆、包装技术条件》ZBJ98003
11.《火力发电厂汽水管道设计技术规定》DL/T 5054
12.《钢塑复合管和管件》DL/T935
13.《衬胶钢管和管件》HG21501
14.《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T 14976
15.《管制管法兰类型与参数》GB 9112
16.《平面、突面板式平焊钢制管法兰》GB 9119
17.《火电厂钢制平台扶梯设计技术规定》DLGJ158
18.《火力发电厂焊接技术规程》DL/T 869
19.《电力建设施工及验收技术规范(管道篇)》DL5031
20.《火力发电厂电力建设施工及验收技术规范》(焊接篇)
1.国产设备的制造工艺和材料应符合国家劳动部文件，劳锅字［1990］8号
《压力容器安全技术监察规程》
2.空气贮罐的设计、制造和检验应严格遵照GB150-1998《钢制压力容器》国
家劳动部《钢制压力容器安全技术监察规范》中相关条款执行。

《橡胶衬里设备技术条件》（CD130A16）
脱硫废水深度处理系统符合以下标准和规定的最新版本要求
1.《污水再生利用工程设计规范》（ GB50335）
2.《火力发电厂设计技术规程》（DL5000）
3.《火力发电厂废水治理设计技术规定》（DL/T5046）
4.《火力发电厂化学设计技术规定》（DL/T5068）
5.《水处理设备制造技术》（JB2923）
6.《电厂水处理设备技术质量分等标准》（SDZ037）
7.《电力建设施工及验收技术规范第四部分：电厂化学》﹝DL/﹞
8.《泵标准性能》（ISO2585）
9.《机械密封和软填料的空腔尺寸》（ISO3069）
10.《底座尺寸和安装尺寸》（ISO3661）
11.《泵体进出口法兰尺寸》（ISO2084）
12.《火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册》（2000GD）
接口法兰标准应与阀门的法兰标准配套
13.《衬胶钢管和管件》（HG21501）
14.《衬塑（PP、PE、PVC）钢管和管件》（HG20538）
15.《火力发电厂汽水管道设计技术规定》(DL／T5054)
设计规模
废水设计处理规模：20T/H
回用水设计处理规模：19T/H
设计原则
(1)要求占地面积小，工艺简单；
(2)在保障废水处理出水达到回用要求的同时尽量降低运行费用。

(3)废水处理工艺在满足水质出水要求的前提下，因地制宜，力求技术可靠、
经济合理、运行稳定、管理简单、高效节能、操作方便、成本低、占
地少。

(4)废水处理工艺要求运行灵活，对水质和水量变化有很好的抗冲击负荷能
力，确保出水水质达到处理要求。

自动化程度高：系统采用自动化控制，易于日常运行管理与维护；同时考虑具备手动操作，便于检修维护。

设计指标
3设计工艺流程及说明
工艺流程图
原水
H 冷凝水冷凝水H
二价结晶盐
H
处理工艺说明
废水收集池
废水收集池对脱硫废水进行储存，对水质和和水量进行调节，一般水量停留时间至少为10个小时，建议为300立方。

通过提升泵抽吸收集池内废水进入后段化学反应系统，
废水收集池由提升泵2台，1用1备，设置有高低液位计，控制提升泵的高液位启动和低液位的停机保护。

三联箱
三联箱主要对废水进行初步PH调节，去除一部分废水中的氟离子、氨氮及其他金属离子并配有碳酸钠加药系统，可以除去部分钙镁离子减轻后面膜系统的负担。

三联箱由三部分组成:PH调节槽、反应槽、絮凝槽，其中每个槽上方有一个搅拌器及加药装置
二级软化处理
二级软化处理是针对三联箱反应之后，由于加入石灰导致废水中的钙离子含
量增加，却废水本身也含有大量的镁离子，在反应槽1中，加入碳酸钠和碱，控制pH在，来进行钙的化学与足量的碳酸根离子反应，形成碳酸钙颗粒。

而在反应槽2中，继续加入碱，调节PH到，使镁更加充分反应，形成氢氧化镁颗粒，化学反应如下：
Ca2++CO3-——→CaCO3↓
Mg2++2OH-——→Mg(OH)2↓
同时由于氢氧化镁的生成，对二氧化硅具有较强的吸附性，利于后段DF膜系统对硅的去除。

二级软化系统包括反应槽，加药装置及搅拌装置
浓缩槽
浓缩槽主要接纳从二级软化的处理之后废水，同时不断接受DF膜回流的浓水，浓缩槽内的污泥经过不断浓缩处理后，当到达一定污泥量（一般指15-30分钟，污泥沉降体积达到50-70%左右），即可排放部分污泥以降低污泥浓度，以维持进入DF膜系统的污泥浓度处于较均衡状态。

通过排泥泵定时定量的排放进入压滤机进行处理。

浓缩槽一般按照停留时间为30分钟，槽内设置有液位计、排泥泵等
膜系统
DF膜系统是本公司开发并经应用成熟的管膜分离系统，主要对无机态的颗粒物质与水进行分离。

DF膜使用的是最有耐强性和耐化学腐蚀性的PVDF材质制作而成，由于其接近于超滤过滤孔径，使用这种类型的微滤膜可以高效的去除废水中的污染物，同时由于其独特的构造，可以使含有污泥颗粒的废水进入膜系统进行直接的固液分离，因此应用于目前常见的深度处理达标排放项目或废水及中水回用项目中，可以省去沉淀池、多介质过滤，砂滤、碳滤及超滤等环节，在目前工业废水处理的领域里被称为“现时最有效的技术”。

更进一步的来说，这项技术与现有的反渗透系统或EDR系统（频繁倒极电渗析）等其他深度除盐技术联
合运用可以真正实现废水回用的目的。

在工业废水处理的领域里，本产品能承受化工和机械不同的物化压力来证明它的耐用性，已经有许多这样的膜系统运用在粗劣的环境和条件下。

应用领域包括印刷电路板、电镀、钢铁、酸洗磷化、电池、半导体、铝型材、铝阳极氧化等行业，目前在国内已有超过10年的应用历史。

DF膜处理装置主要由循环泵、DF膜及膜架、清洗泵、清洗箱、相关控制阀门及匹配管道组成。

浓缩槽里的废水通过泵提升进入DF膜系统。

DF膜过滤是在*压力和速度的驱使下，通过多孔膜使悬浮固体物质与液体分离，错流过滤的过程。

在每一个膜组列中，废水经泵抽送经过膜管的流速很高，与膜表面平行湍流，产生一个剪切作用，将沉淀在膜上的固体量最小化。

过滤之后的清水称为滤液或渗透液通过排滤液管送入收集池。

残留的称为浓缩液，包含悬浮固体物质流回到浓缩槽里。

由此进行不断地循环。

DF膜一般不需要用干净的产水或自来水进行反冲，只需要定期采用盐酸和次氯酸钠进行化学清洗，从而达到恢复通量的目的。

盐酸主要是用来解决金属离子对膜的污染，常见盐酸的配置浓度为2-5%；而次氯酸钠主要解决有机物对膜的污染问题，通过次氯酸钠的强氧化性，可以比较彻底的解决有机物污染的问题，次氯酸钠常见使用配比浓度为2%。

根据膜污染的种类，还可以考虑其他独特的化学清洗方式。

DF浓缩槽里的含泥污水经过浓缩后，污泥浓度会不断增加，当其30分钟污泥沉降体积比到达50-70%时，就要将污泥抽掉一部分，使浓缩槽里的污泥能维持在一个相对均衡的污泥浓度条件下运行。

通常会设置一个排泥泵，定时抽排DF浓缩槽里的污泥，进入压滤系统中的污泥浓缩槽进一步浓缩，然后进入压滤机压滤。

压滤机滤液可回流到缓冲池，工程中若滤液排放处的高度不足的话，可考虑选用暗流式压滤机。

DF系统不同于其他过滤回用系统，因为它可以直接实现固液分离，耐受污染程度高，是深度处理工艺的最优选择。

①替代常见沉淀及过滤处理设施，使处理环节减少，节省占地面积，减少规划用地。

同时DF系统可以设备化，方便随厂搬迁或挪动利用，利于安装和调试，压缩现场施工工期，提高工作效率。

②运行维护方便、简单，减少自动控制程序。

系统不需要进行反冲洗，不会像砂滤，炭滤系统产生反冲洗废水，也不存在超滤系统的浓水排放再处理的问题，水的利用率高。

③拥有更加稳定的处理效率，不需要更换如石英砂、活性炭等易饱和的填料。

④完全不用担心沉淀物和有机物对膜的污染，因为DF膜可以接受2～10%的酸和次氯酸钠浸洗，可以采用多种方式对金属沉淀物和有机物污染进行化学清洗，清洗后即可恢复最佳原始理想通量，而不会随着运行和多次清洗，减少产水通量。

⑤DF膜拥有PVDF的膜材质，拥有较长的使用寿命。

一般情况在5～7年，如果使用规范的话，使用期将更长。

⑥过滤孔径小，只有，可以100%截留颗粒悬浮物，确保出水进入后段脱盐膜不会堵塞。

DF系统的清洗周期根据水质的情况不同有一定的差别，一般为5-20天不等。

决定系统的清洗周期的主要原因是水质的情况，废水的有机物较低，清洗的周期就较长，就越利于系统的运行，反之，则不利于DF系统的运行。

DF系统的清洗包括在线清洗，也就是气水反冲洗，和化学清洗两种。

我们所指的清洗周期一般是指化学清洗周期。

化学清洗的时间一般根据DF膜的产水量决定，一般，系统运行一段时间后，通量会逐渐的下降，当通量下降到设计通量的80%左右的时候就需要进行化学清洗。

化学清洗一般以列为单位清洗，也就是一列一列的清洗，单列清洗能够保证系统清洗的比较彻底，而且必须要清洗彻底。

如果每次清洗都不彻底，那么污垢就会越积越多，越来越顽强，长期下去会
是膜的通量越来越低，到最后就很难清洗干净，即使要清洗干净，也需要花费大量的药剂和时间。

气水反冲洗是指在系统运行的过程中自动的反冲洗。

DF系统安装一个缓冲罐，在DF系统运行时，因缓冲罐和产水管联通，因此，缓冲管内充满水。

在系统短暂停机一般30秒左右，利用压缩空气将缓冲管内的水压入膜管，进行15-20秒气水脉冲反冲。

DF系统的化学清洗过程为：配置好化学清洗的药剂，一般为酸和次氯酸钠，浓度在1%-5%左右。

清洗方式及流程如下：
经过DF膜系统固液分离处理后，干净的产水流入到产水槽。

但是考虑到进入到后段脱盐膜法系统的pH需要接近于中性，因此需要通过加药装置加酸进行pH调节，最终控制pH在7左右。

产水槽一般设计停留时间为20分钟，槽内设置有搅拌机、加药装置、PH计、等。

纳滤膜系统
纳滤膜是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性
的半透膜。

它是一种特殊而又很有前途的分离膜品种，它因能截留物质的大小约为纳米而得名，孔径在1nm以上，一般1-2nm,它截留有机物的分子量大约为150－500左右，截留溶解性盐的能力为2-98%之间，对单价阴离子盐溶液的脱盐低于高价阴离子盐溶液。

被用于去除地表水的有机物和色度，脱除地下水的硬度，部分去除溶解性盐，浓缩果汁以及分离药品中的有用物质等。

在纳滤过程中操作压力一般低于兆帕，故也称为低压渗透。

操作压力降低则意味着对系统动力设备要求的降低，这对于降低整个分离系统的设备投资是有利的。

膜软化水主要是利用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的
软化。

膜软化在去硬度的同时，还可以去除其中的浊度、色度和有机物，其出水水质明显优于其他软化工艺。

而且膜软化具有无须再生、无污染产生、操作简单、占地面积省等优点，具有明显的社会效益和经济效益。

产水池的水通过提升泵、高压泵经过纳滤膜以脱去水中的二价盐，使用通用的DKF8040-30去盐率能达到99%，回收率达到65%。

纳滤系统由提升泵、高压泵、保安过滤器、循环泵、纳滤膜、纳滤产水箱、纳滤浓水箱及配套管道组成。

系统
蝶管式反渗透技术是对传统反渗透技术的延伸开发应用，使反渗透技术应用的领域更广泛。

DTRO高压反渗透膜是实现淡水和杂质分离的核心元件，由高分子材料制成，而芳香族聚酰胺具有优异的化学性能被选为碟片式膜片的材质。

废水在进水泵增压获得初步压力并经过保安过滤器过滤后即进入高压泵提供压力，而循环泵提供较大流量以满足DTRO膜面的流速要求，液体在碟片式流道正/反“S”向流通，液体中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液。

DTRO膜组件构造与传统的卷式膜截然不同，原液流道：碟管式膜组件具有专利的流道设计形式，采用开放式流道。

料液通过入口进入压力容器中，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过8个通道进入导流盘中，被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后180º逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线，浓缩液最后从进料端法兰处流出。

DTRO组件两导流盘之间的距离为3mm，导流盘表面有一定方式排列的凸点。

这种特殊的水力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效地避免了膜堵塞和浓度极化现象，成功地延长了膜片的使用寿命；清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于恶劣的进水条件。

DTRO膜柱独特的结构特点使得该膜分离技术在应用领域广泛。

采用碟管式反渗透膜（DTRO）处理废水，具体如下技术优点：
（1）出水稳定达标，不受废水可生化性的影响
由于碟管式反渗透技术分对污染的截留率很高，不受废水的可生化性、炭氮比等因素的影响；
（2）运行具有灵活性和抗冲击性
DTRO膜系统作为一套物理分离设备，操作十分灵活，可以连续运行，也可间歇运行，还可以调整系统的串并联方式，来适应水质水量的要求。

（3）最低程度的膜结垢和污染现象
如前所述，DT组件具备开放式宽流道及独特的带凸点导流盘，料液在组件中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，使得DT组件即使在高压200bar的操作压力下也能体现其优越的性能。

（4）由于其特殊的结构，耐有机污染浓度高，COD高达10000mg/l的垃圾渗滤液原液只要简单的出悬浮物后就可以直接进DTRO膜进行处理，并能稳定的运行，这是常规卷式膜无法比拟的。

（5）膜使用寿命长
DTRO组件具备3mm开放式宽流道及独特的带凸点导流盘，料液在组件中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生。

DTRO 膜组件有效避免膜的结垢，膜污染减轻，使反渗透膜的寿命延长。

DTRO的特殊结构及水力学设计使膜组易于清洗，清洗后通量恢复性非常好，从而延长了膜片寿命。

（6）膜组件易于维护
DTRO膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开DTRO组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜包及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，组件允许少装一些膜包及导流盘而不影响DTRO膜组件的使用，这是其它形式膜组件所无法达到的。

（7）过滤膜片更换费用低
DTRO组件内部任何单个部件均可以单独更换。

其中过滤部分由多个过滤膜片及导流盘装配而成，当过滤膜包需更换时可进行单个更换，而过滤性能好的膜片仍可继续使用，最大程度减少了换膜成本，这是卷式、中空纤维等其它形式膜组件所无法达到的，比如当卷式膜出现补丁、局部泄漏等质量问题或需更换新膜时只能更换整个膜组件。

（8）投资及运行费用低
在达到高水平的排放标准的前提下，相对于其它工艺，碟管式反渗透技术工艺流程短，能耗最低，投资及运行费用低。

在同样可以达到新标准的处理工艺中，DTRO的运行费用要远低于其它处理工艺。

（9）自动化程度高，操作运行简便
DTRO膜系统为全自动式，整个系统设有完善的监测、控制系统，PLC可以根据传感器参数自动调节，适时发出报警信号，对系统形成保护，操作人员只需根据操作手册查找错误代码排除故障，对操作人员的经验没有过高的要求。

（10）占地面积小
DTRO膜系统为集中式布置，附属构筑物及设施也是一些小型构筑物，整套DTRO系统设置在集装箱内或者移动底盘上，占地面积很小。

纳滤的产水通过DTRO01能够有效的脱去95%的盐分，通过DTRO的二段增压泵可以得到78%的回收率
DTRO01系统由提升泵、高压泵、、保安过滤器、二段提升泵、二段高压泵、二段保安过滤器、DTRO膜、DTRO浓水箱、产水箱、加阻垢剂装置及配套管件及阀门等组成。

DTRO02系统是将纳滤系统的浓水进行再次浓缩，脱盐率达到90%以上，回收率在62%左右。

DTRO02系统由提升泵、高压泵、、保安过滤器、二段提升泵、二段高压泵、二段保安过滤器、DTRO膜、DTRO浓水箱、产水箱、加阻垢剂装置及配套管件及阀门等组成
MVR系统
工艺流程描述：本系统为MVR真空蒸发结晶系统，系统由原料泵、原料预热器、蒸汽压缩机、FC蒸发结晶器、晶浆泵、循环泵、离心机等组成，用于脱硫废水的蒸发结晶。

脱硫废水经预热器预热后进入MVR蒸发结晶系统，料液在强制循环泵的作用下，在加热室及蒸发室内循环，并在加热室内与加热蒸汽完成换热，在蒸发室内完成水分的蒸发，蒸发后的二次蒸汽经过机械式蒸汽压缩机压缩后作为热源回到加热室完成换热，结晶后的物料随母液进入离心系统，最终由离心机完成固液分离，母液则通过母液泵打回蒸发系统，本系统为闭路循环系统，通过机械压缩的方式完成二次蒸汽的再利用，以达到节能的效果。

MVR系统工艺图
（3）真空蒸发结晶系统介绍
系统介绍
根据在真空状态下料液沸点降低的物理特性进行低温（40℃-100℃）蒸发浓缩，真空度越高，料液沸点就越低。

采用真空蒸发结晶工艺可以降低蒸发温度，从而降低腐蚀性，有利于设备材质选择。

技术特点：
1）.蒸发水量较大时，可采用与真空蒸发MVR相结合或者多效真空蒸发结晶工艺，能耗低，热能利用率高。

2）.工艺流程简单，自动化程度高。

3）.适应性强，无机盐产品、生化产品以及高盐废水均可采用此工艺。

（4）.机械式蒸汽再压缩（MVR）技术
工作原理：机械式蒸汽再压缩（MVR）是一种新型高效蒸发技术，蒸发器产生的二次蒸汽经机械式热能压缩机压缩后，温度、压力提高、热焓增加，再返回加热室作为加热热源，使料液维持在沸腾状态。

系统除开车启动外，整个蒸发过程中无需生蒸汽，从而大幅度降低系统对新鲜蒸汽的依赖。

废蒸汽得到了充分的利用，即回收了汽化潜热，又提高了系统热效率。

另外，以电功的输入代替蒸汽的输入，降低了成本，尤其是电价较低的情况下尤为适用。

1）.MVR蒸发技术是目前国际先进的蒸发技术，能源利用率高，极大地降低企业运行成本；
2）.该装置除启动时需要使用生蒸汽外，在正常运行时，蒸发器不再使用外来蒸汽热源；
3）.无需冷凝器，结构与流程简单，全自动操作，可连续运行，安全可靠。

MVR真空蒸发结晶器
（5）.FC型蒸发（结晶）器：
强制循环蒸发（结晶）器是通过循环泵输送液体进行循环，使料液在管内受热均匀，传热系数高。

加热室有卧式和立式两种，液体循环速度由循环泵控制。

内壁要求抛光以减少结疤，蒸发室上部设有喷淋装置，可自动对壁面进行
清洗。

工艺特点：
1）有效地解决了由于管内沸腾，盐析造成堵管问题。

2）避免蒸发室壁面结疤，可长期连续运转。

3）减少雾沫夹带，蒸发室设计时选择合理的上升气速，并根据需要设置二次蒸汽洗气装置。

4）循环泵为大流量，低扬程的卧式轴流泵。

5）合理设计加热室管间距，保证每个操作点都能达到工艺设计的参数要求。

6）合理设计不凝气排放位置，防止不凝气聚集。

7）在循环管上安装有特殊设计的导向翼，使物料在蒸发室内旋转流动，有利于固液分离。

（6）回水
蒸发系统冷凝水收集后返回浓缩区DTRO入口再浓缩后回收利用。

（7）固废
离心机出口固体废物经螺旋输送机输送至料仓，出口至包装机自动包装封口、码放整齐，外运至业主提供填埋场填埋。

整个处理系统能达到约96%的回收率，最终的产水箱的水质基本能达到生产线的要求。

4.运行成本分析电费
药剂成本
本工艺主要使用的药剂有氢氧化钠、碳酸钠、PAC、阻垢剂、盐酸等
人工成本：
蒸汽成本：
蒸汽按照120元/吨，吨蒸汽/吨水，则蒸汽费用为：
膜的更换成本
总计：
5.投资预算
29。