石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水的零排放

1、石灰石石灰石- -石膏濕法煙氣脫硫廢石膏濕法煙氣脫硫廢水的零排放處理方案水的零排放處理方案1 1 脫硫廢水的產(chǎn)生脫硫廢水的產(chǎn)生石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)是目前火電廠煙氣脫硫工程中使用最廣泛的一種方法。鍋爐煙氣在進(jìn)行濕法脫硫（石灰石石膏法）過(guò)程中，為了防止?jié){液中可溶解的Cl-離子和細(xì)小的灰塵顆粒濃度富集過(guò)高，需要定時(shí)從吸收塔排出一定量的漿液即脫硫廢水，以維持脫硫裝置中物料的平衡。脫硫廢水含有的雜質(zhì)主要為固體懸浮物、過(guò)飽和亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯化物以及微量重金屬，其中很多物質(zhì)為國(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的第一類污染物，所以，脫硫廢水必須經(jīng)過(guò)處理才能進(jìn)行回用或排放。2 2 傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝傳統(tǒng)脫

2、硫廢水處理工藝常用的脫硫廢水處理工藝為中和、反應(yīng)、絮凝及沉淀處理，除去脫硫廢水中含有的重金屬及其他懸浮雜質(zhì)。沉淀的污泥經(jīng)脫水后，剩余的泥餅運(yùn)至渣場(chǎng)，進(jìn)行綜合處理。隨著近年來(lái)環(huán)境保護(hù)要求的提高，不少電廠被要求禁止廢水的外排，導(dǎo)致脫硫廢水只能在電廠內(nèi)回用?，F(xiàn)在的常規(guī)做法或是將脫硫廢水用于灰渣系統(tǒng)的加濕或是將脫硫廢水送至煤場(chǎng)噴灑隨煤再次進(jìn)入燃燒系統(tǒng)。而現(xiàn)在大部分火電廠采用干式除灰渣，加上煤場(chǎng)噴灑用水量的限制，導(dǎo)致脫硫廢水的產(chǎn)出很難達(dá)到平衡。3 脫硫廢水的零排放要求綜上所述，脫硫廢水的回用受到諸多限制。并且某些電廠環(huán)評(píng)批復(fù)意見(jiàn)明確要求脫硫廢水零排放，采用蒸干處理。而隨著國(guó)家環(huán)保要求的日益提高，越來(lái)越多

3、的電廠廢水排放，特別是脫硫廢水的排放受到限制，對(duì)脫硫廢水零排放的要求變得越來(lái)越強(qiáng)烈。4 4 脫硫廢水零排放技術(shù)方案脫硫廢水零排放技術(shù)方案4.1 蒸發(fā)結(jié)晶處理方案 處理原則是將經(jīng)過(guò)脫硫島內(nèi)廢水處理裝置處理后的廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理，其流程圖如下：廢水泵脫脫硫硫廢廢水水收收集集箱箱蒸蒸發(fā)發(fā)結(jié)結(jié)晶晶器器離離心心分分離離機(jī)機(jī)熱熱交交換換器器除除氣氣器器循循環(huán)環(huán)水水泵泵蒸蒸發(fā)發(fā)濃濃縮縮器器蒸 汽 廢水 濃縮廢水疏疏水水箱箱回回用用點(diǎn)點(diǎn)疏水泵原 始 蒸 汽 結(jié)結(jié)晶晶顆顆粒粒熱熱交交換換器器 蒸汽 廢水脫硫廢水冷卻水來(lái)冷卻水回MVR蒸發(fā)系統(tǒng)采用帶機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）的降膜蒸餾濃縮器。MVR機(jī)械蒸汽再壓

4、縮機(jī)采用高性能徑向離心風(fēng)機(jī)，通過(guò)大幅度增加轉(zhuǎn)輪的線速度，可使單個(gè)蒸汽壓縮機(jī)的溫升達(dá)到810。同傳統(tǒng)的蒸發(fā)器相比，采用蒸汽壓縮蒸發(fā)的閉合工藝，無(wú)蒸汽被冷凝，這意味著沒(méi)有內(nèi)能損失。機(jī)械蒸汽再壓縮可將蒸汽壓縮到較高壓力，因而內(nèi)能得以提高，從而實(shí)現(xiàn)這股能量的持續(xù)循環(huán)，從而降低了一次能源的消耗。結(jié)晶系統(tǒng)采用蒸汽驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器。該方法在廣東河源電廠得到了應(yīng)用。該方案投資和運(yùn)行費(fèi)用均較高，熱交換部分宜結(jié)垢，運(yùn)行維護(hù)麻煩。200萬(wàn)300萬(wàn)元/t廢水。4.2 蒸發(fā)塘蒸發(fā)處理方案蒸發(fā)塘蒸發(fā)處理方案是將脫硫廢水排至蒸發(fā)塘，依靠自然蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)電廠廢水的零排放。蒸發(fā)塘面積需通過(guò)排水量與蒸發(fā)量的平衡計(jì)算來(lái)確定，受自然環(huán)

5、境（包括年降雨量、蒸發(fā)量）的影響，一般占地很大，當(dāng)排放量大于蒸發(fā)量時(shí)，蒸發(fā)塘的庫(kù)存年限要滿足相關(guān)規(guī)定。我院設(shè)計(jì)的內(nèi)蒙古某電廠采用蒸發(fā)塘蒸發(fā)方案處理電廠排放廢水，蒸發(fā)塘占地面積約45公頃，庫(kù)存達(dá)10年，并留有擴(kuò)建場(chǎng)地；該蒸發(fā)塘位于貯灰場(chǎng)附近，是電廠灰渣場(chǎng)的一部分。本方案通常受到自然環(huán)境（包括降雨量、年蒸發(fā)量）及地理環(huán)境（占地等）的限制。4.3 噴霧蒸發(fā)處理方案該方案是將脫硫廢水通過(guò)噴嘴霧化噴入電除塵器和空氣預(yù)熱器之間的煙道，噴入煙道的霧化脫硫廢水吸收煙氣余熱在煙道中迅速蒸發(fā), 脫硫廢水中的固體物(重金屬、雜質(zhì)以及各種金屬鹽等)和灰一起懸浮在煙氣中并隨煙氣進(jìn)入電除塵器, 在電除塵器中被電極捕捉,

6、隨灰一起外排,因?yàn)槊摿驈U水中的固體量含量很低，對(duì)灰的物性及綜合利用不會(huì)產(chǎn)生影響。如下圖所示。該脫硫廢水處理系統(tǒng)僅用霧化噴嘴、管道及一定量的壓縮空氣即可完成脫硫廢水的處理, 實(shí)現(xiàn)了脫硫廢水真正零排放。不僅減少了脫硫廢水處理系統(tǒng)的初投資, 而且節(jié)約了原有脫硫廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用(包括人工費(fèi)、藥品費(fèi)、檢修維護(hù)費(fèi)用等)，同時(shí)也減少了FGD系統(tǒng)運(yùn)行的水耗及電耗。噴霧蒸發(fā)處理方案從理論及實(shí)踐上均可行，而且其初投資、運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行管理等方面均優(yōu)于常規(guī)的脫硫廢水處理方案。該方案能真正實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放，更適用于火電廠脫硫裝置廢水的處理和利用，符合節(jié)能環(huán)保的現(xiàn)實(shí)要求。噴霧蒸發(fā)處理方案面臨的主要問(wèn)題：一是單位

7、時(shí)間內(nèi)排放的脫硫廢水能否在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)完畢；二是脫硫廢水霧化液滴群能否在煙氣中迅速蒸發(fā)完畢。目前該方案僅在國(guó)外有實(shí)用業(yè)績(jī)，在國(guó)內(nèi)還剛剛處在實(shí)驗(yàn)研究階段。5 5 脫硫廢水減量排放技術(shù)方案脫硫廢水減量排放技術(shù)方案 考慮到煤灰系統(tǒng)回用水量的限制,為了降低投資,也可以考慮采取脫硫廢水減量排放的辦法,僅對(duì)脫硫廢水進(jìn)行濃縮,將大部分脫硫廢水進(jìn)行回收,少部分濃水用于干灰加濕等。 5.1 蒸發(fā)濃縮方案 該方案僅設(shè)置蒸發(fā)濃縮器，不設(shè)置蒸發(fā)結(jié)晶器，因此不能完全將脫硫廢水蒸干，仍然有約50%被再次濃縮的廢水量。5.2 反滲透處理方案 可采用高效反滲透（HERO）方案，其原理是通過(guò)軟化工藝去除來(lái)水中的硬度，然后再通

8、過(guò)脫氣去除水中的二氧化碳，加堿將反滲透進(jìn)水的pH調(diào)到8.5 以上。HERO與常規(guī)的反滲透相比，由于在高pH 環(huán)境下運(yùn)行，增大了SiO2的溶解度，使得回收率能夠大大提高，減少濃水的排水量。由于進(jìn)水中結(jié)垢性風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)降低，因此膜的清洗周期將更長(zhǎng)，運(yùn)行更穩(wěn)定。并且反滲透膜的應(yīng)用已經(jīng)普及，膜的價(jià)格也比較便宜，這相對(duì)于采用蒸發(fā)工藝濃縮高含鹽量的廢水而言，設(shè)備投資將顯著降低。 2010 年6月在神華億利煤矸石電廠投產(chǎn)應(yīng)用了一套廢水零排放裝置，實(shí)踐表明： （1）反滲透裝置回收率達(dá)到95，脫鹽率在95左右。 （2）該項(xiàng)目采用了美國(guó)海德能公司的寬流道抗污染型PROC-10S 反滲透膜元件，反滲透進(jìn)水pH 值維持在

9、89 之間，反滲透裝置的段間壓差、產(chǎn)水水量、水質(zhì)等均維持基本穩(wěn)定，反滲透裝置運(yùn)行穩(wěn)定。 （3）在石灰軟化和離子交換的前處理工藝中，硬度得到了去除，且除碳器去除了水中殘留的游離CO2，原水中結(jié)垢性成分已經(jīng)得到了去除，保證了反滲透裝置運(yùn)行穩(wěn)定。 （4）反滲透裝置入口投加了少量控制硅污染的阻垢劑，該阻垢劑同時(shí)還具有控制鈣鎂垢的作用。 （5）由于石灰澄清池軟化工藝還具有消毒、沉淀有機(jī)物的功能，運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)有機(jī)物和微生物。反滲透裝置的段間壓差也基本維持穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)懸浮物污堵。5.3 正滲透處理方案區(qū)別于反滲透在濃水側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力使?jié)馊芤簜?cè)的水分子透過(guò)半滲透膜向稀溶液側(cè)流動(dòng)；正滲透（F

10、orward Osmosis）是指將濃溶液側(cè)的水分子透過(guò)正滲透膜進(jìn)入提取液中，通過(guò)使用不同濃度的提取液，可以處理含鹽量在0-20萬(wàn)mg/L的原水。提取液一般為碳酸銨等易熱分解的物質(zhì)，通過(guò)回收系統(tǒng)進(jìn)行水和提取液分離以獲得淡化水，而提取液通過(guò)分解溶解的重復(fù)過(guò)程可以反復(fù)使用。根據(jù)原水含鹽量的不同，回收率在50%以上。該方案在國(guó)外已經(jīng)完成中試并獲得應(yīng)用。正滲透技術(shù)對(duì)原水水質(zhì)的要求很低，只需要防止顆粒污堵進(jìn)水流道和膜表面，無(wú)機(jī)結(jié)垢問(wèn)題。正滲透技術(shù)的驅(qū)動(dòng)力為滲透壓差，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中只需要維持膜兩側(cè)的錯(cuò)流循環(huán)，所需壓力很低。因?yàn)椴恍枰鈮候?qū)動(dòng)，水中的污染物不易在膜表面堆積，水通量可以長(zhǎng)期穩(wěn)定，清洗周期很長(zhǎng)。依據(jù)設(shè)備的進(jìn)口范圍不同，設(shè)備投資費(fèi)用在150萬(wàn)300萬(wàn)/噸水。6 6 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)在我國(guó)目前實(shí)際情況下，“零排放”的實(shí)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)和