淺談脫硫廢水深度處理工藝

祝春樂(lè)

摘要：我國(guó)水資源短缺，污染嚴(yán)重，燃煤電廠是工業(yè)耗水大戶，對(duì)電廠水資源進(jìn)行分級(jí)利用及水污染防治全面改造，在一定程度上節(jié)約了能源和水源。本文研究了脫硫廢水工藝，設(shè)計(jì)并安裝廢水深度處理系統(tǒng)。文章通過(guò)對(duì)脫硫廢水深度處理技術(shù)的分析，提出脫硫廢水零排放方案。

關(guān)鍵詞：污染;零排;深度處理;

0引言

我國(guó)水資源短缺，污染嚴(yán)重，國(guó)家相繼頒布了《環(huán)保法》、《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（水十條）等相關(guān)法律法規(guī)，給水資源利用及水污染防治提出更高要求。

根據(jù)相關(guān)調(diào)研，電廠部分水污染治理存在難點(diǎn)等問(wèn)題亟待解決。對(duì)水資源進(jìn)行分級(jí)利用及水污染防治全面改造，在一定程度上節(jié)約了能源和水源。節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境是我國(guó)的基本國(guó)策。做好節(jié)能減排工作，是貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)的重案措施。

廢水治理原則

廢水治理工程基于電廠水平衡角度，優(yōu)化現(xiàn)有水系統(tǒng)，做到水資源“分級(jí)、分質(zhì)”利用;貫徹“統(tǒng)籌規(guī)劃、因廠制宜、節(jié)水優(yōu)先、雨污分流、分級(jí)利用、分類(lèi)處理、充分回用、達(dá)標(biāo)排放”的原則

電廠水資源利用規(guī)劃

2脫硫廢水深度除鹽處理技術(shù)介紹

脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水，具有高鹽、高氯、強(qiáng)腐蝕的特點(diǎn)，并且含有大量的懸浮物以及重金屬，是全廠廢水改造的難點(diǎn)與重點(diǎn)，現(xiàn)有脫硫廢水處理系統(tǒng)能正常運(yùn)行，處理出水無(wú)消納環(huán)節(jié)，要真正的實(shí)現(xiàn)脫硫廢水綜合治理，需要對(duì)脫硫廢水進(jìn)行深度處理回用。

現(xiàn)對(duì)幾種常用種工藝進(jìn)行對(duì)比分析。

預(yù)處理+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶工藝

技術(shù)原理

脫硫廢水經(jīng)減量化后，蒸發(fā)結(jié)晶實(shí)現(xiàn)脫硫廢水中水和鹽的分離，分離后的水可以回用脫硫系統(tǒng)，鹽實(shí)現(xiàn)資源化利用。該工藝投資成本、能耗較高，但技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠，無(wú)任何環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)。采用化學(xué)軟化預(yù)處理系統(tǒng)+管式微濾過(guò)濾+納濾系統(tǒng)分鹽和高壓反滲透濃縮工藝對(duì)這部分廢水進(jìn)行處理，軟化預(yù)處理段主要去除脫硫廢水中的懸浮物、鈣鎂離子，確保后端膜濃縮系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，并完成一價(jià)離子和二價(jià)離子的分離，實(shí)現(xiàn)分鹽處理。

技術(shù)特點(diǎn)

1）預(yù)處理軟化+傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶、預(yù)處理藥劑軟化技術(shù)技術(shù)非常成熟，，能夠根據(jù)廢水水質(zhì)變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加藥調(diào)整，確保軟化效果，滿足后續(xù)蒸發(fā)裝置進(jìn)水水質(zhì)要求。

2）預(yù)處理軟化模塊、膜濃縮減量模塊和蒸發(fā)模塊均可單獨(dú)運(yùn)行，在需要達(dá)標(biāo)排放的地區(qū)可只選擇預(yù)處理軟化模塊;在滿足煤場(chǎng)、灰場(chǎng)噴灑的條件下可選擇預(yù)處理軟化+膜濃縮減量模塊，做到近零排放;在當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求絕對(duì)零排放地區(qū)，選擇三個(gè)模塊組合。

3）每個(gè)模塊都可以做到自動(dòng)化運(yùn)行，維護(hù)方便。

4）傳統(tǒng)蒸發(fā)器投資費(fèi)用較高，運(yùn)行費(fèi)用也較高，

缺點(diǎn)主要有：

1）預(yù)處理軟化藥劑費(fèi)用較高;

2）系統(tǒng)動(dòng)設(shè)備較多，維護(hù)工作量較大;

3）部分電廠周?chē)鸁o(wú)工業(yè)鹽用戶，需要委托第三方處置。

預(yù)處理工藝段

脫硫廢水雖然經(jīng)過(guò)三聯(lián)箱加藥沉淀處理，但懸浮物、硬度、SiO2、Fe、HCO3-對(duì)后續(xù)膜處理來(lái)說(shuō)依然非常高，所以仍然需要強(qiáng)化軟化預(yù)處理，使處理后水質(zhì)滿足膜的進(jìn)水要求方可進(jìn)入膜系統(tǒng)濃縮減量。脫硫廢水軟化處理主要有以下兩種方案： 石灰-碳酸鈉軟化-沉淀池-過(guò)濾器處理工藝、石灰—?dú)溲趸c-碳酸鈉軟化-管式膜（TUF）-NF膜處理工藝

蒸發(fā)結(jié)晶工藝段經(jīng)膜濃縮處理后產(chǎn)生的濃水含鹽量非常高，達(dá)到10萬(wàn)mg/L以上，主要以氯化鈉為主，需要對(duì)該濃水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，方可實(shí)現(xiàn)零排放。目前，應(yīng)用的技術(shù)主要有多效蒸發(fā)（MED）和蒸汽機(jī)械再壓縮（MVR）。煙氣余熱濃縮+二次風(fēng)干燥工藝

技術(shù)原理將從石膏旋流器來(lái)的脫硫廢水導(dǎo)入循環(huán)廢水箱，通過(guò)廢水泵進(jìn)入濃縮塔;濃縮塔內(nèi)的廢水通過(guò)循環(huán)泵將廢水送入廢水噴淋裝置;抽取電除塵與脫硫塔之間的熱煙氣，熱煙氣通過(guò)管道進(jìn)入廢水濃縮塔內(nèi);熱煙氣與由廢水噴淋裝置噴出的霧狀脫硫廢水在干燥塔內(nèi)直接接觸換熱，使霧狀脫硫廢水蒸發(fā)濃縮，其中溶解物質(zhì)形成結(jié)晶濃縮液;與霧狀脫硫廢水接觸后的熱煙氣變?yōu)闈駸煔猓蓾饪s塔頂部排出;與熱煙氣接觸后的霧狀脫硫廢水變?yōu)椴糠纸Y(jié)晶的濃縮液，儲(chǔ)存于濃縮塔下部的濃漿箱內(nèi);濃縮液通過(guò)濃漿泵送到中間反應(yīng)罐加石灰中和反應(yīng);中和后的濃縮液泵送至壓濾機(jī);壓濾機(jī)濾出泥餅， 含水約40%， 固體物主要成分為硫酸鎂，氯化鈉，石膏及飛灰。濾液水返回濃漿箱。

技術(shù)特點(diǎn)

主要大型設(shè)備少，占地面積小;2、脫硫廢水進(jìn)入濃縮塔前不需要進(jìn)行任何處理，運(yùn)行費(fèi)用低;3、濃縮熱源采用鍋爐除塵后的尾端煙氣，用它加熱濃縮脫硫廢水達(dá)到以廢治廢目的;4、脫硫廢水在本系統(tǒng)內(nèi)形成閉合循環(huán)，只有固體物產(chǎn)生，系統(tǒng)中所有補(bǔ)水均返回系統(tǒng)并能夠維持平衡，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放;

缺點(diǎn)主要包括：

1、對(duì)鍋爐熱效率有一定影響;2、蒸發(fā)的固體鹽混合在飛灰中，對(duì)粉煤灰綜合利用有一定影響。

預(yù)處理+膜濃縮+煙道噴霧干燥：

采用在脫硝之后，空氣預(yù)熱器之前部分煙道進(jìn)行蒸發(fā)處理。結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況以及脫硫廢水噴入?yún)?shù)，設(shè)定邊界條件，對(duì)煙道的模擬計(jì)算研究結(jié)果表明，對(duì)機(jī)組正常工作時(shí)，引入脫硫廢水鈍化噴射系統(tǒng)，對(duì)煙道溫度、壓力、及煙氣流速無(wú)影響，對(duì)煙道中煙氣正常流動(dòng)影響很小。噴入煙道后，鈍化液將完全蒸發(fā)成水蒸氣，煙道煙氣體積量增加1.5-3%，煙氣質(zhì)量增加 1.5%。除塵設(shè)備煙氣處理量可增加約10%，大于鈍化液系統(tǒng)添加后對(duì)煙氣參數(shù)的改變量，鈍化液噴入后增加的煙氣量也在電除塵設(shè)備能正常處理煙氣范圍。且煙氣濕度增加量2%，且煙溫大于350℃，不產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象。單臺(tái)機(jī)組新增壓縮空氣量為10m3 /min，約為煙道原有煙氣量的0.04%，對(duì)原有風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行不造成額外負(fù)擔(dān)，機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)引風(fēng)機(jī)仍能正常工作。

技術(shù)原理

脫硫廢水不脫硫廢水不經(jīng)過(guò)預(yù)處理系統(tǒng)，直接從脫硫廢水旋流器溢流提取廢水，利用現(xiàn)有低低溫省煤器出口熱水作為熱源進(jìn)行加熱，經(jīng)過(guò)三效閃蒸濃縮后，濃縮后3T/H的濃液分別進(jìn)入兩臺(tái)機(jī)組的噴霧干燥器蒸發(fā)干燥（干燥機(jī)的熱源來(lái)自脫硝后空預(yù)器前之間煙道的350℃的熱煙氣），產(chǎn)生的粉塵及水蒸氣隨煙氣引入電除塵前煙道，利用電除塵捕捉氯離子和其他固態(tài)顆粒及金屬元素，蒸發(fā)的水蒸汽進(jìn)入脫硫塔。

技術(shù)特點(diǎn)：

采用多效閃蒸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源階梯利用，提高了能源的利用率。

不需要對(duì)脫硫廢水進(jìn)行三聯(lián)箱的預(yù)處理，直接以脫硫廢水中的脫硫石膏為晶種，脫除廢水中的氯離子，蒸發(fā)出的潔凈水回收再利用。脫硫廢水零排放工程中，不添加藥物，濃縮后的脫硫廢水經(jīng)過(guò)干燥進(jìn)入煙道，鹽分經(jīng)過(guò)電除塵進(jìn)入除塵器灰斗外排，從而除去污染物，系統(tǒng)無(wú)結(jié)晶鹽的產(chǎn)生。

脫硫廢水處理系統(tǒng)回收水率可達(dá)到90%，水分利用100%。蒸發(fā)出的潔凈水回用，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水零排放。脫硫廢水中的鹽主要以硫酸鹽、氯化鹽和亞硫酸鹽、碳酸鹽及灰塵的形式存在，在此蒸發(fā)工藝中這些鹽類(lèi)，不會(huì)導(dǎo)致在蒸發(fā)的過(guò)程中結(jié)垢。

干燥速度快、干燥設(shè)備占地面積小。

從濕物料到干粉產(chǎn)品的整個(gè)過(guò)程僅在1～5秒鐘內(nèi)完成，屬瞬息干燥。并且設(shè)備體積小、占地少、熱效率高，節(jié)能效果顯著。

閃蒸濃縮的技術(shù)特點(diǎn)

閃蒸濃縮與蒸發(fā)濃縮不同，在閃蒸過(guò)程中不需要高溫蒸汽的加入，其原理是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)隨壓力的降低而降低的特性，當(dāng)高壓高溫流體經(jīng)過(guò)減壓，使其沸點(diǎn)降低，進(jìn)入閃蒸罐，流體溫度高于該壓力下的沸點(diǎn)。流體在閃蒸罐中迅速沸騰汽化，并進(jìn)行兩相分離，從而達(dá)到閃蒸濃縮。

2、濃液干燥部分工藝流程

濃液輸送泵將濃液抽出送入噴咀，經(jīng)過(guò)霧化后噴入干燥器，由于高溫?zé)煔猓ǜ邷責(zé)煔鈴拿撓鹾罂疹A(yù)器前的煙道內(nèi)抽取）的作用，使其水份迅速蒸發(fā)、干燥， 濃縮廢水變?yōu)榉蹱町a(chǎn)品隨同熱煙氣一起送入電除塵器前煙道，廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為固態(tài)顆粒物隨同粉塵被電除塵捕捉收集，水蒸汽進(jìn)入脫硫塔被吸收，實(shí)現(xiàn)零排放。

結(jié)論

綜上所述，從多個(gè)方面綜合考慮，這四種工藝均能滿足脫硫廢水達(dá)到零排放的要求，方案一，一次性投資和運(yùn)行成本高，自動(dòng)化程度高，系統(tǒng)和日常維護(hù)復(fù)雜，有工程應(yīng)用業(yè)績(jī);方案四運(yùn)行成本較方案一、方案二、方案三低，系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，方案三一次投資和運(yùn)行成本較方案一略低。

從固態(tài)鹽進(jìn)入粉煤灰的影響分析可知，方案二和方案三的固化鹽均進(jìn)入粉煤灰中，經(jīng)過(guò)粉煤灰的影響分析可知，固化鹽均進(jìn)入粉煤灰對(duì)電廠粉煤灰利用和銷(xiāo)售產(chǎn)生影響。方案一固態(tài)鹽單獨(dú)銷(xiāo)售，不影響現(xiàn)有粉煤灰利用和銷(xiāo)售。

參考文獻(xiàn)：

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