摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的燃煤電廠發(fā)展迅速。本文研究了脫硫廢水經(jīng)過藥劑軟化預(yù)處理+管式超濾+碟管式反滲透(DTRO)濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶工藝的技術(shù)可行性，摸索了各工藝段的關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明:預(yù)處理投加石灰階段，pH控制在10.5～11時(shí)，水中鎂離子去除效果較好，且可以去除水中大部分重金屬及F-。管式超濾和DTRO抗污堵性較好，能夠?qū)U水進(jìn)行減量化處理，回收率控制在65%～70%。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，濃水可以進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，使蒸發(fā)水量減少50%～60%，投資和運(yùn)行成本都有所降低。  

關(guān)鍵詞：脫硫廢水;管式超濾;碟管式反滲透;膜濃縮;蒸發(fā)結(jié)晶;零排放  

1脫硫廢水處理工藝  

1.1三聯(lián)箱工藝  

三聯(lián)箱技術(shù)作為國(guó)內(nèi)的脫硫廢水處理應(yīng)用最多的一種工藝技術(shù)，包含“絮凝—沉淀—中和”，具體工藝流程如圖1所示。脫硫廢水經(jīng)加堿(氫氧化鈉或氫氧化鈣)中和后，再加入有機(jī)硫、硫酸氯化鐵等絮凝劑以及助凝劑等藥品將脫硫廢水中的懸浮物及重金屬沉淀去除。沉淀的污泥經(jīng)脫水處理后運(yùn)至渣場(chǎng)進(jìn)行綜合處理，處理出水則經(jīng)pH調(diào)節(jié)后進(jìn)行排放。三聯(lián)箱技術(shù)是國(guó)內(nèi)普遍采用的脫硫廢水處理工藝，廢水含固量大成為制約該工藝發(fā)展的重要因素，不僅導(dǎo)致設(shè)備故障率高，運(yùn)行穩(wěn)定性差，而且需要添加大量藥劑，增加運(yùn)行成本。  

1.2蒸發(fā)結(jié)晶工藝  

1.2.1MED技術(shù)  

MED技術(shù)可以通過多次的重復(fù)利用蒸汽熱能進(jìn)行熱能的消耗，從而降低運(yùn)行的成本。MED技術(shù)的工藝流程如圖2所示，將一系列的管段與膜蒸發(fā)器串聯(lián)起來，分為幾個(gè)效組，以新鮮蒸汽進(jìn)入的一效作為第一效，第一效產(chǎn)生的二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)入第二效，依次類推。為了保證每一效的傳熱動(dòng)力，必須逐級(jí)降低各效的操作壓力，使得各效的蒸汽沸點(diǎn)和二次蒸汽壓強(qiáng)依次降低，實(shí)現(xiàn)效與效之間熱能的多次利用。高鹽廢水則在各效加熱蒸汽的作用下逐漸蒸發(fā)，進(jìn)入結(jié)晶器產(chǎn)生晶體鹽，然后通過分離器實(shí)現(xiàn)固液分離，淡水回收利用，固體鹽外售。雖然MED技術(shù)將前一效的二次蒸汽用作后一效的加熱蒸汽，重復(fù)利用熱能，但第一效需要補(bǔ)充大量的新鮮蒸汽(蒸發(fā)處理1t水約需要0.5～1.5t蒸汽)，并且最后一效產(chǎn)生的二次蒸汽也需要進(jìn)行冷凝，增加了整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜性。此外，由于加熱蒸汽的溫度逐效降低，多效蒸發(fā)器一般只做到四效，四效之后蒸發(fā)效果較差。  

1.2.2MVR技術(shù)  

MVR系統(tǒng)主要由蒸發(fā)器和結(jié)晶器組成，廢水首先經(jīng)過蒸發(fā)器系統(tǒng)進(jìn)行濃縮，然后將循環(huán)結(jié)晶器進(jìn)一步的強(qiáng)制濃縮結(jié)晶。通過固液分離將鹽和水分開后分別進(jìn)行回收利用。MVR技術(shù)的原理和工藝流程如圖2所示。高鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)器中的進(jìn)料罐，調(diào)節(jié)pH值至弱酸性后被送至逆流板式蒸餾水換熱器進(jìn)行加熱，溫度升至接近沸點(diǎn)時(shí)，進(jìn)入除氧器。在除氧器內(nèi)，噴灑在填料上的廢水逐級(jí)向下流動(dòng)，與逆流而上的蒸汽相接觸，脫除不凝氣體，然后從底部排出，進(jìn)入蒸發(fā)器底槽，與循環(huán)的濃鹽水混合。混合后的濃鹽水被送至蒸發(fā)器的頂部管箱并進(jìn)入垂直管道，沿管道內(nèi)壁均勻地呈薄膜狀下降。在這個(gè)過程中，一部分水吸收管外蒸汽釋放的熱能蒸發(fā)，產(chǎn)生的蒸汽與未蒸發(fā)的濃鹽水一起下降至蒸發(fā)器底槽。蒸餾水流經(jīng)換熱器時(shí)，對(duì)新進(jìn)的高含鹽廢水加熱。為控制蒸發(fā)器內(nèi)濃鹽水的總?cè)芙夤腆w含量，濃縮器底槽內(nèi)的部分濃鹽水被排放至結(jié)晶系統(tǒng)中進(jìn)行結(jié)晶處理。  

結(jié)晶器的閃蒸罐通過循環(huán)管連接1臺(tái)管殼式換熱器，罐內(nèi)濃鹽水由循環(huán)泵送至換熱器進(jìn)行加熱，然后返回閃蒸罐，發(fā)生閃蒸。在加熱和閃蒸過程中，水蒸發(fā)出來，濃鹽水變成過飽和狀態(tài)，鹽分析出，逐漸在閃蒸罐內(nèi)形成混鹽晶體。部分濃鹽水從循環(huán)管道上排至離心機(jī)進(jìn)行液固分離，離心母液返回結(jié)晶器，固體廢物進(jìn)行填埋處置。對(duì)于利用蒸汽作為熱能的多效蒸發(fā)技術(shù)，蒸發(fā)1kg水需要熱能2.32MJ，而采用機(jī)械壓縮蒸發(fā)技術(shù)時(shí)，蒸發(fā)1kg水僅需0.12MJ或更少的熱能，即單一的機(jī)械壓縮蒸發(fā)器的效率，理論上相當(dāng)于20效的多效蒸發(fā)系統(tǒng)。當(dāng)增加多效蒸發(fā)器的效數(shù)時(shí)，雖然可以提高效率，但增加了設(shè)備的投資和操作的復(fù)雜性。MVR工藝只在首次啟動(dòng)時(shí)需要外源蒸汽，正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，僅需提供驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)器內(nèi)廢水、蒸汽、冷凝水循環(huán)和流動(dòng)的水泵、蒸汽壓縮機(jī)和控制系統(tǒng)所需要的電能，而廢水蒸發(fā)所需的熱能主要由蒸汽冷凝時(shí)釋放的熱能來提供。該技術(shù)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水的零排放，但也存在不足之處，如系統(tǒng)較復(fù)雜、投資運(yùn)行成本高、占地面積大等。  

2方案對(duì)比  

脫硫廢水是由2種處理工藝進(jìn)行比較，結(jié)果如表1所示。由表1發(fā)現(xiàn)，三聯(lián)箱工藝雖然目前能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，但滿足不了零排放的要求;MVR蒸發(fā)結(jié)晶工藝能夠?qū)崿F(xiàn)廢水零排放，但投資太高且占地面積較大;煙道霧化蒸發(fā)工藝則通過根據(jù)已有案例的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，脫硫廢水霧化噴入煙道蒸發(fā)過程中，未出現(xiàn)煙道腐蝕、鹽分結(jié)垢堵塞噴射系統(tǒng)等問題，廢水蒸發(fā)系統(tǒng)投運(yùn)后未見對(duì)后續(xù)電除塵造成影響，對(duì)煤灰品質(zhì)及輸灰系統(tǒng)運(yùn)行也未見影響。雖然在系統(tǒng)運(yùn)行中曾間斷性出現(xiàn)噴射系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定、煙道底部積灰等問題，但通過完善噴射系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備選型和加裝蒸汽吹灰器的方法可以解決。  

結(jié)語  

綜上所述，根據(jù)目前已實(shí)施案例的運(yùn)行情況來看，仍有許多地方需要進(jìn)行改善。  

a.做好脫硫廢水預(yù)處理，盡量去除固體懸浮物，避免霧化噴射系統(tǒng)堵塞。  

b.加裝吹灰器，避免廢水霧化系統(tǒng)運(yùn)行異常時(shí)，飛灰在煙道支架上集結(jié)。  

c.監(jiān)測(cè)煙氣溫度，保證廢水霧化蒸發(fā)煙氣溫度不低于110℃。  

d.控制廢水的霧化粒徑，保證霧化效果，避免霧化后的廢水液滴蒸發(fā)不完全。  

e.霧化噴射系統(tǒng)下游部分煙道做防腐處理，避免系統(tǒng)故障時(shí)因廢水不能徹底蒸發(fā)而造成煙道壁腐蝕。  

參考文獻(xiàn)：  

[1]王巖，孫偉，許鵬.火電廠石灰石—石膏濕法脫硫特點(diǎn)及效率的影響因素[J].東北電力技術(shù)，2011，32(8):48-52.  

[2]李超，劉建民，呂晶.濕法脫硫系統(tǒng)增效節(jié)能研究[J].東北電力技術(shù)，2012，33(5):4-13.  

[3]蔡向東，陳志良，李永和.脫硫廢水處理系統(tǒng)的改造與優(yōu)化[J].華北電力技術(shù)，2012，33(5):33-37.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”