脫硫廢水零排放預(yù)處理技術(shù)

　　隨著國家、地方對水資源嚴(yán)格調(diào)控政策的密集出臺，完全零排放已成為廢水治理的必然發(fā)展方向，電廠節(jié)水、零排放工作已經(jīng)開始全面啟動。為實現(xiàn)完全零排放，目前普遍接受的主體思路是采用預(yù)處理→濃縮減量→結(jié)晶→固體結(jié)晶物處理來達(dá)到這一目標(biāo)。具體采用的技術(shù)工藝如：傳統(tǒng)的混凝沉淀、微濾;超濾、納濾、反滲透、高壓反滲透;自然蒸發(fā)結(jié)晶、蒸發(fā)塘、機(jī)械噴霧蒸發(fā)、煙道噴霧蒸發(fā)、旁路煙氣蒸發(fā)等改良工藝或者其組合工藝。

　　這些技術(shù)都各具優(yōu)勢，但存在的問題是：不管是膜濃縮、熱法濃縮或者末端結(jié)晶階段，污垢、鹽垢、腐蝕問題刻不容緩，設(shè)備維護(hù)成本高，因此如何做好廢水的預(yù)處理，減少廢水中污染因子，保證末端進(jìn)水水質(zhì)顯得尤為重要。本文針對脫硫廢水的零排放，結(jié)合目前理論研究及電廠實際應(yīng)用，探討了一種應(yīng)用于實踐工程的脫硫廢水預(yù)處理方法，以期為將來零排放技術(shù)的研究開發(fā)及工程應(yīng)用提供參考。

　　1、脫硫廢水預(yù)處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

　　脫硫廢水的水質(zhì)受石灰石的品質(zhì)、煤種的不同、吸收塔內(nèi)漿液的濃縮倍率等影響很大，但普遍呈現(xiàn)出水質(zhì)偏酸性、懸浮物含量高、微量重金屬及氟化物、過飽和的亞硫酸鹽和硫酸鹽、含硅、硬度大、氯離子濃度高的特點(diǎn)。目前應(yīng)用廣泛的預(yù)處理方法主要是化學(xué)加藥混凝沉淀法、微濾、平板/卷式納濾、電滲析、晶種軟化法等，目的是在廢水蒸餾前，先盡可能多的去除水中易結(jié)垢的Ca2+、Mg2+或SO42-，降低廢水濃縮蒸發(fā)過程中的易結(jié)垢傾向，常規(guī)的處理工藝流程如圖1所示。

　　電廠普遍采用的石灰澄清池/高密池單元即是傳統(tǒng)的化學(xué)沉淀-混凝澄清工藝，它自身有著不可替代的優(yōu)勢。在長期的應(yīng)用過程中，我們對藥劑的投加種類、投加方式、數(shù)量、比例、攪拌時間等參數(shù)把握的更加準(zhǔn)確，隨著工藝設(shè)備的不斷改進(jìn)以及運(yùn)行經(jīng)驗的積累，該工藝可以去除大部分的懸浮物、重金屬及有機(jī)物，出水水質(zhì)較好。其缺點(diǎn)：一是處理效果不穩(wěn)定，容易受到來水水質(zhì)水量波動、水溫變化等因素的影響;二是加入的消石灰、絮凝劑、助凝劑等一系列藥劑去除的是水中大部分的暫硬，對永硬成分并未去除，這部分溶解性固體仍會在后續(xù)處理過程中濃縮結(jié)晶出來引起設(shè)備嚴(yán)重結(jié)垢;三是出水水質(zhì)中一些離子濃度不能滿足膜濃縮減量系統(tǒng)進(jìn)水要求。而且從圖1中可以看到，澄清池出水還需要經(jīng)過多介質(zhì)過濾器、陽床、超濾、保安過濾器等工藝設(shè)備后才可進(jìn)入反滲透膜濃縮階段，操作流程復(fù)雜，運(yùn)行管理不方便。

　　2、改良的預(yù)處理工藝路線

　　針對預(yù)處理階段及現(xiàn)有工藝流程中存在的問題，通過實驗摸索，我們提出采用傳統(tǒng)的化學(xué)混凝-澄清+軟化-管式微濾為預(yù)處理方法的工藝流程，具體見圖2所示。

　　圖2中我們保留有效的傳統(tǒng)混凝沉淀工藝，同時結(jié)合化學(xué)軟化-管式微濾膜過濾取代現(xiàn)有的多介質(zhì)過濾器、陽床、超濾等工藝，縮短了工藝流程、減少了占地面積。

　　2.1 軟化去除鈣、鎂、硅

　　前端石灰的投加起到了提供氫氧根的作用，但是會帶入鈣離子，這些帶入的鈣離子和水中已有的鈣離子都需要碳酸氫根與之反應(yīng)形成沉淀，水中現(xiàn)有的碳酸氫根多數(shù)情況下其當(dāng)量濃度高于現(xiàn)有鈣離子濃度，但又不足以在投加石灰的情況下沉淀所有的鈣離子，這樣的話就要同時投加純堿。在傳統(tǒng)沉淀分離的軟化工藝中，由于固液分離效果相對不可靠，石灰投加的另一重要目的在于充當(dāng)混凝劑，起到增加污泥量、促進(jìn)沉淀的作用。在管式膜進(jìn)行固液分離的軟化工藝中，可以更潔凈且減少純堿需要量。另一方面，水中二氧化硅被軟化反應(yīng)所生成的氫氧化鎂沉淀物所吸附，或者說發(fā)生了共沉淀反應(yīng)，通過管式膜的高效固液分離被除去，而在傳統(tǒng)沉淀工藝中，限于固液分離的效果，二氧化硅很少能被同時除去。這樣后續(xù)的反滲透可取得更高的回收率。

　　2.2 管式膜系統(tǒng)

　　錯流式管式微濾膜利用微孔的膜把廢水中的沉淀物分離出來，不需要沉淀物粒徑足夠大和比重足夠大，是一種更有效的分離方法，能自動隨時開/停機(jī)，瞬時完成過濾過程。技術(shù)優(yōu)勢：微濾膜采用堅固的管式結(jié)構(gòu)和燒結(jié)法成膜，從原理上杜絕了斷絲泄漏現(xiàn)象的發(fā)生，具有出色的耐化學(xué)性和耐磨擦性;可以承受2%～5%的高污泥濃度;適用pH范圍廣泛;0.05～0.1μm的絕對過濾孔徑，產(chǎn)水濁度<1NTU，可以有效的保護(hù)反滲透。

　　3、應(yīng)用實例

　　根據(jù)邯鄲某電廠實際進(jìn)水水質(zhì)分析數(shù)據(jù)顯示，該進(jìn)水的碳酸氫根遠(yuǎn)低于鈣離子的當(dāng)量，液堿加純堿是唯一可行的選擇。確定工藝后，在電廠進(jìn)行現(xiàn)場中試試驗，重點(diǎn)考察水中的二價陽離子鈣、鎂、鋇、鍶等和SiO2的去除率和膜通量范圍，經(jīng)過為期6個月的試驗，摸索出合適的參數(shù)，然后應(yīng)用到滎陽煤電一體化公司脫硫廢水的處理工程中去。

　　該工程脫硫廢水系統(tǒng)處理水量20m3/h，采用預(yù)處理+納濾+DTRO+蒸發(fā)結(jié)晶工藝對廢水進(jìn)行處理，預(yù)處理主要去除廢水中的懸浮物、鈣鎂離子，確保后續(xù)膜濃縮系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，濃縮處理段主要實現(xiàn)脫硫廢水濃縮減量處理，利用反滲透膜的高效脫鹽作用，將脫硫廢水中的鹽截留在濃鹽水中，最大限度的減小蒸發(fā)系統(tǒng)處理規(guī)模。系統(tǒng)最終產(chǎn)生14t/h水可以回用，5.8m3/h的濃鹽水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。軟化加藥產(chǎn)生的沉淀污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水至固含量大于40%后作為一般固廢處置。

　　3.1 運(yùn)行費(fèi)用核算

　　本工程脫硫廢水零排放預(yù)處理系統(tǒng)直接運(yùn)行成本的核算包括能耗費(fèi)、藥劑費(fèi)、主要設(shè)備耗材費(fèi)、人工費(fèi)等幾部分。脫硫廢水系統(tǒng)年滿負(fù)荷設(shè)計時間為7200h，電價0.52元/(kW?h)，藥劑按市價計算，經(jīng)核算耗電量22kW/t，水運(yùn)行費(fèi)用11.5元/t，水藥劑費(fèi)104.6元/t，再加耗材管式膜的更換費(fèi)用及人工費(fèi)，廢水預(yù)處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用117.6元/t。

　　4、結(jié)語

　　脫硫廢水作為燃煤電廠終極高鹽廢水，減量處理的關(guān)鍵是防止結(jié)垢。零排放工藝在后續(xù)的蒸發(fā)濃縮段多采用的是進(jìn)口設(shè)備，投資造價很高，既然電廠決定做零排放就要保證其的正常運(yùn)行，如果預(yù)處理不穩(wěn)定可靠，可能會造成高價設(shè)備無法運(yùn)行的情況，帶來巨大的損失。改良后的預(yù)處理工藝流程，是完全依據(jù)工程實際可行性提出的，將傳統(tǒng)的混沉工藝與化學(xué)軟化-管式微濾結(jié)合起來，從實際應(yīng)用來看雖然?i序繁瑣，但考慮更周全，更具實際應(yīng)用價值。它可以有效分離脫硫廢水中的一、二價離子，達(dá)到軟化脫硫廢水的效果，同時減少脫硫廢水處理過程中的污泥產(chǎn)生量，保證了后續(xù)設(shè)備的運(yùn)行。該工藝經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)的中試試驗，參考其他工程應(yīng)用情況，摸索出合適的參數(shù)進(jìn)而應(yīng)用到實際工程中去，工程施工正在進(jìn)行中?？梢詾槊摿驈U水的處理提供依據(jù)，對廢水回用及零排放具有實際的指導(dǎo)意義。(來源：北京朗新明環(huán)?？萍加邢薰?