火电厂废水近零排放技术对比及建议.doc

火电厂废水近零排放技术对比及建议摘要：通过对比火电厂废水近零排放技术及工程实例，分析废水实现近零排放技术路线，以及两种蒸发结晶和两种烟道蒸发工艺特点、进水水质要求、工程造价等，为火电厂满足节水要求、提高废水复用率、实现废水近零排放提供参考。结果表明，高运行费的蒸发结晶与技术不成熟的烟道蒸发相比，两者各有利弊，应根据当地政策要求、水质情况和现场实际情况分析决定技术路线。1 实现近零排放的关键火电厂实现近零排放是将所有废水重复利用后，形成终极废水进行处理，即脱硫废水。火电厂废水按照不同来源，主要分为生产废水、生活污水以及冷却水排水。其中，生产废水包括化学再生废水、脱硫废水、含油废水、含煤废水、排泥废水、除灰废水及其他工业废水。各类废水经过重复利用、梯度利用、回用等方式再次利用，最终形成高含盐量的废水，并经脱硫装置使用形成脱硫废水(如循环水排水、各种膜法工艺形成的浓水等都可以作为脱硫工艺水)。因此，火电厂废水实现近零排放的关键在于处理脱硫废水。2 脱硫废水常规工艺脱硫废水成分复杂。具有高浊度、高盐分、强腐蚀性及易结垢等特点。其中Cl离子浓度超过10000mg/l。pH为.56.5。含有大量亚硝酸盐、悬浮物、重金属离子等。由于水质不同于其他的工业废水。处理难度较大。必须对其进行单独处理。目前大多数老旧电厂采用化学沉淀法处理脱硫废水。主要是通过氧化、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。化学沉淀法具有操作简单、运行费用较低的优点。但在实际运行中存在较多问题。如出水中SS和COD指标不达标。此外。在污泥脱水处理中。也存在板框压滤机故障率高、运行维护困难等问题。虽然常规脱硫废水处理工艺可以满足达标排放要求。但无法实现废水近零排放。3 脱硫废水近零排放处理工艺截止目前，火电厂脱硫废水处理大致分为3类。经常规处理后，达标排放；经常规处理后，进行梯级复用，可用于捞渣机(部分电厂干除渣后已经取消)、干灰拌湿和灰场喷洒，不对外排放；深度处理，实现近零排放:当火电厂灰渣综合利用程度较高，干灰渣和灰场不能容纳全部脱硫废水时，通过对脱硫废水进行深度处理，实现废水不外排。目前，主流的脱硫废水深度处理工艺由个模块构成，即预处理、浓缩和结晶。3.1 预处理过程预处理工程主要对脱硫废水进行软化，降低后续工艺结垢风险，可以去除悬浮物、重金属和浊度，对脱硫废水中有机物和氨氮去除效果较差，此过程对药剂的依赖性较强，并随着脱硫废水水质变化，药剂投加量差异很大，对系统运行费用产生直接影响。常用的软化方法包括石灰软化法、纯碱软化法和树脂软化法等，以及上述方法的组合处理工艺。3.2 浓缩过程浓缩过程主要由过滤膜实现，经过充分软化处理的废水，含盐量约在30000mg/L60000mg/L，通过浓缩处理后含盐量提高到200000mg/L，回收约7090的水。常用的过滤膜有微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)和正渗透(FO)。针对不同脱硫废水的水质特点，可用多种膜组合技术来实现废水浓缩。3.3 结晶过程结晶过程也可称为固化处理，是近零排放处理工艺的核心模块，结晶过程所得盐分的纯度是由前序工艺(如，汉川项目采用分盐膜将废水中的氯化钠和硫酸钠进行分离，便于后续蒸发结晶获得高纯度的氯化钠工业盐)以及系统总体工艺设计决定。目前，国内外结晶过程的主要工艺包括蒸发结晶、直接烟道蒸发、旁路烟道蒸发等。3.3.1 蒸发结晶是废水近零排放处理中常用的方法之一，其基本原理为:进入蒸发器的废水通过蒸汽或电热器加热至沸腾，废水中的水分逐渐蒸发成水蒸汽，水蒸气经冷却后重新凝结成水而重复利用，废水中的溶解性固体被截留在蒸残液中，随着浓缩倍数的提高，最终以晶体形式析出。蒸发结晶可采用多效强制循环蒸发结晶MED工艺或蒸发机械再压缩蒸发结晶MVR工艺技术两种方案。目前的河源电厂、恒益电厂、长兴电厂、汉川电厂等实现了脱硫废水的近零排放。3.3.2 直接烟道蒸发是将脱硫系统排出的废水浆液与加压空气混合后，废水经雾化喷入空预器与除尘器之间烟道内，雾化液滴与高温烟气充分接触，气液两相发生强烈热交换后蒸发，烟气温度降低至酸露点以上。废水蒸发后所析出的金属盐、悬浮物等物质随烟气进入后面的除尘系统中被脱除。该工艺目前在临汾电厂、潍坊、土右等电厂应用。3.3.3 旁路烟道蒸发是从空预器与SCR之间的烟道中引出少量烟气，进入蒸发结晶器，利用高温烟气将浓水迅速蒸发，废水蒸发产生的水蒸气和结晶盐随烟气一起进入除尘器，从而达到除盐效果。该技术已在万方铝业热电厂投入使用。4 废水近零排放展望从技术普遍实施难度看，现有的蒸发结晶工艺相对复杂，成本高，结晶后产生的混盐作为固废加以处理，达到可销售工业盐等级的不满足中华人民共和国盐业管理条例中第十七条“禁止利用盐土、硝土和工业废渣、废液加工制盐”规定.烟道气蒸发等由于项目相对较少，技术成熟度有待于进一步实践验证。烟道气蒸发后烟气中的盐含量将提高，“加重对环境质量的影响”是否会成为舆论的关注有待观察.从经济性看，脱硫废水通过灰场喷淋、捞渣机、达标排放等方式是目前最简单经济实用的方式，烟道气蒸发相对较为经济，蒸发结晶工艺经济性相对较差，在目前火电普遍亏损的背景下难以实施。综上所述，高运行费的蒸发结晶与技术不成熟的烟道蒸发相比，两者各有利弊，应根据水质情况分析决定技术路线，随着低成本、低能耗、高去除率、绿色环保的脱硫废水处理技术不断开发，脱硫废水处理技术将助成电厂实现近零排放，直到实现低成本废水零排放。参考文献刘维平燃煤电厂脱硫废水处理技术研究与应用进展分析J中国资源综合利用，()方绪才脱硫废水的零排放预处理J化工设计通讯，()杨跃伞，苑志华，张净瑞，等燃煤电厂脱硫废水零排放技术研究进展J水处理技术，()李霞，张晗，涂安琪火电厂脱硫废水处理工艺的改进和新工艺的探讨J内蒙古科技与经济，()马双忱，柴峰，吴文龙，等脱硫废水烟道喷雾蒸发的数值模拟J计算机与应用化学，()张净瑞，梁海山，郑煜铭，等基于旁路烟道蒸发的脱硫废水零排放技术在火电厂的应用J环境工程，():4