目前由于環(huán)保政策的嚴(yán)格要求,尤其是從2015年4月14日發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(即“水十條”),提出禁止燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水外排;截至2018-06-06,修編的《發(fā)電廠(chǎng)廢水治理設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定了電廠(chǎng)廢水處理設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)范,新增多條廢水的設(shè)計(jì)要求,逐步推動(dòng)廢水零排放的實(shí)現(xiàn)。
針對(duì)廢水零排放的要求,許多專(zhuān)家學(xué)者通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及實(shí)際電廠(chǎng)案例運(yùn)行結(jié)果,提出了幾種脫硫廢水零排放的技術(shù)路線(xiàn),但技術(shù)的優(yōu)劣仍需實(shí)踐檢驗(yàn)。
為了更科學(xué)有效選擇脫硫廢水處理技術(shù),筆者對(duì)目前燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水處理技術(shù)進(jìn)行匯總分析,根據(jù)實(shí)際案例詳細(xì)分析各處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),為燃煤電廠(chǎng)對(duì)脫硫廢水零排放技術(shù)的選擇提供參考。
01 脫硫廢水技術(shù)路線(xiàn)選擇的總原則
可靠和經(jīng)濟(jì)性原則;一廠(chǎng)一策原則;協(xié)同性原則;無(wú)害化原則
02 脫硫廢水預(yù)處理技術(shù)
常見(jiàn)的脫硫廢水的預(yù)處理技術(shù)是化學(xué)沉淀法,如電廠(chǎng)普遍采用的三聯(lián)箱技術(shù)、雙堿法、石灰-煙道氣法等。
三聯(lián)箱處理技術(shù)作為脫硫廢水的預(yù)處理技術(shù),雖去除了廢水中大量的鈣鎂易結(jié)垢離子,但未能去除其中高濃度的Cl-,需與其他處理技術(shù)相結(jié)合;同時(shí)其耗藥量較大,三聯(lián)箱處理技術(shù)在電廠(chǎng)不同負(fù)荷、脫硫廢水水質(zhì)水量多變的情況下達(dá)不到預(yù)期的處理效果。
雙堿法可利用電廠(chǎng)原有的處理設(shè)施,運(yùn)行靈活性較高,但由于該技術(shù)要在較高的pH下運(yùn)行,因此堿性藥劑和純堿(軟化劑)投加量很大,污泥產(chǎn)生量高,系統(tǒng)占地面積較大。
03 濃縮減量技術(shù)
目前濃縮減量技術(shù)主要分為膜法濃縮和熱法濃縮。膜法濃縮包括正滲透(FO)、反滲透(RO)、電滲析(ED)、納濾(NF)、膜蒸餾(MD)等;熱法濃縮主要是依靠蒸汽實(shí)現(xiàn)廢水的蒸發(fā),包括機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)、多效蒸發(fā)(MED)、蒸汽動(dòng)力壓縮式(TVR)、多級(jí)閃蒸、降膜蒸發(fā)等,也可依靠電廠(chǎng)煙氣余熱進(jìn)行廢水的蒸發(fā)濃縮減量,該技術(shù)無(wú)需引入大量蒸汽能源,節(jié)約成本,同時(shí)又能達(dá)到預(yù)期目標(biāo),實(shí)現(xiàn)了電廠(chǎng)的廢熱再利用。
膜法濃縮中的反滲透(RO)應(yīng)用范圍廣,但易發(fā)生膜污染與結(jié)垢堵塞問(wèn)題;正滲透(FO)屬自發(fā)過(guò)程,能耗低,無(wú)需額外壓力,設(shè)備簡(jiǎn)單,其膜表面不易形成濾餅層,膜污染可逆,但需選取合適的汲取液,汲取液的再生需額外能量,同時(shí),正滲透膜存在嚴(yán)重的內(nèi)部濃差極化現(xiàn)象。電滲析(ED)技術(shù)具有優(yōu)異的處理效果、較低的運(yùn)行能耗等優(yōu)點(diǎn)。
綜上,膜濃縮主要存在以下4個(gè)問(wèn)題:① 成本。投資成本和運(yùn)行費(fèi)用高,包括能耗成本、清洗成本、膜元件更換成本、設(shè)備維修、維護(hù)成本等。② 易結(jié)垢和堵塞。系統(tǒng)可靠性差。③ 前處理要求高。膜組件對(duì)進(jìn)水要求較高,需去除廢水中懸浮物等雜質(zhì),增加了廢水前處理成本。④ 占地面積大。需提供專(zhuān)一的場(chǎng)地以搭建膜組件等設(shè)備。
熱法濃縮中的蒸汽濃縮是利用蒸汽進(jìn)行廢水蒸發(fā),常見(jiàn)技術(shù)包括機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)(MVR)、多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)(MED)。MVR系統(tǒng)較成熟,占地面積較小,運(yùn)行平穩(wěn),自動(dòng)化程度高。但在鹽水濃縮過(guò)程中,MVR系統(tǒng)運(yùn)行仍存在鹽漿排放過(guò)程中堵塞、風(fēng)機(jī)葉輪易損壞等問(wèn)題。流程上MVR技術(shù)比MED技術(shù)短,設(shè)備少,占地面積小,蒸汽的消耗量較低,但在一次性投資成本上,MVR高于MED。利用蒸汽蒸發(fā)濃縮脫硫廢水,采用MVR或MED技術(shù),投資成本均偏高。
利用低溫?zé)煔庥酂徇M(jìn)行廢水的濃縮減量,使電廠(chǎng)的低溫?zé)煔庥酂岬玫接行Ю?,無(wú)需引入其他蒸汽等能源;可去除預(yù)處理單元,電廠(chǎng)也可自行收納產(chǎn)生的濃鹽水;附加處理設(shè)施可利用電廠(chǎng)現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行改造,改造費(fèi)用不高,大幅減少了投資成本;由于濃縮塔可單獨(dú)隔離與拆卸,方便運(yùn)行維護(hù)。該技術(shù)將成為廢水濃縮減量的新趨勢(shì)。
04 蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)
將濃縮后少量較高濃度的脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,較為成熟的MVR蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)和多效蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)已得到普遍應(yīng)用。目前利用電廠(chǎng)煙氣余熱進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶的技術(shù),如旁路煙道蒸發(fā)、煙道噴霧蒸發(fā)等日漸成熟。
旁路煙道蒸發(fā)技術(shù)對(duì)電廠(chǎng)原有系統(tǒng)影響較小,河南焦作萬(wàn)方2×350 MW機(jī)組引入旁路煙道蒸發(fā)結(jié)晶器系統(tǒng),脫硫廢水的體積流量減少4.3%,工藝補(bǔ)充水體積流量減少14.6%。國(guó)內(nèi)旁路煙道研究大多以數(shù)值模擬為主,缺少與實(shí)際擬合度較高的動(dòng)力學(xué)模型;氣液兩相流霧化噴頭孔徑小,處理復(fù)雜的未經(jīng)預(yù)處理的廢水時(shí),易堵塞;同時(shí)霧化器密封件材料的耐溫性有待提高;酸性脫硫廢水在蒸發(fā)過(guò)程中易腐蝕蒸發(fā)器,需選擇合理的脫硫廢水前處理工藝或?qū)φ舭l(fā)結(jié)晶器內(nèi)部涂防腐材料。
除了利用旁路蒸發(fā)結(jié)晶器蒸發(fā),還可采用蒸發(fā)塔蒸發(fā)。雖然蒸發(fā)塔能較好實(shí)現(xiàn)廢水的蒸發(fā)結(jié)晶,但應(yīng)用過(guò)程中存在許多技術(shù)風(fēng)險(xiǎn):結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)困難、可利用率差、關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)口、占地面積大。
煙道噴霧蒸發(fā)工藝簡(jiǎn)單、占地面積小、無(wú)需加藥,減少了投資運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用,對(duì)除塵器無(wú)明顯影響,不影響粉煤灰品質(zhì)。但煙道蒸發(fā)受負(fù)荷的影響較大,處理量不足;噴嘴易堵塞;同時(shí),空預(yù)器后煙溫偏低。
05 廢水零排放產(chǎn)物去向
脫硫廢水零排放產(chǎn)物去向是零排放技術(shù)選擇的關(guān)鍵。目前廢水蒸發(fā)產(chǎn)生的結(jié)晶鹽及高濃度含鹽水主要有4種處理途徑:① 轉(zhuǎn)移入灰渣、液態(tài)排渣或粉煤灰中;② 產(chǎn)生的結(jié)晶鹽可分為雜鹽和純鹽,雜鹽的利用價(jià)值較低,純鹽可被部分行業(yè)利用,如在廢水除硬過(guò)程中產(chǎn)生的Mg(OH)2可回收利用;③ 產(chǎn)生的高鹽水可電解制氯,產(chǎn)生的次氯酸鹽可用于循環(huán)水消毒;④ 高濃度鹽水進(jìn)行水泥固化制備建筑材料(如制磚、低品級(jí)建材),或直接拋棄。
06 脫硫廢水鹽分制備凈水劑
脫硫廢水鹽分制備凈水劑解決了脫硫廢水高濃度氯離子難處理問(wèn)題,使得廢水能夠二次利用,制得的凈水劑可進(jìn)行自用或外銷(xiāo),產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益;該工藝產(chǎn)生的復(fù)合型凈水劑,結(jié)合了聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合氯化鐵等凈水劑的優(yōu)勢(shì),能夠?qū)U水中的多種污染成分進(jìn)行有效處理;此工藝不對(duì)電廠(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造,對(duì)整體電廠(chǎng)系統(tǒng)無(wú)影響。
07 結(jié)語(yǔ)
1)大多數(shù)舊電廠(chǎng)的預(yù)處理技術(shù)仍采用三聯(lián)箱設(shè)備,或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造;對(duì)于新建電廠(chǎng),針對(duì)不同電廠(chǎng)的廢水特點(diǎn),預(yù)處理環(huán)節(jié)有時(shí)可省略,減少?gòu)U水處理的投資及運(yùn)行成本。
2)對(duì)于硬度較低的廢水可利用膜法進(jìn)行濃縮處理,可實(shí)現(xiàn)較高的濃縮倍率,但其較高的投資及運(yùn)行成本有待解決。
3)廢水零排放技術(shù)路線(xiàn)需結(jié)合電廠(chǎng)的生產(chǎn)特點(diǎn)選擇。由于電廠(chǎng)廢水水質(zhì)普遍較差,對(duì)電廠(chǎng)煙氣余熱的利用是未來(lái)廢水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),尤其在低溫余熱利用,但仍存在諸多問(wèn)題。
4)脫硫廢水的鹽分制備凈水劑,具有對(duì)電廠(chǎng)運(yùn)行無(wú)影響、產(chǎn)生的凈水劑能夠二次利用等安全性與經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì),值得進(jìn)行深入研究。
如需要產(chǎn)品及技術(shù)服務(wù),請(qǐng)撥打服務(wù)熱線(xiàn):13659219533
選擇陜西博泰達(dá)水處理科技有限公司,你永遠(yuǎn)值得信賴(lài)的產(chǎn)品!
了解更多,請(qǐng)點(diǎn)擊itjobsdelhi.net