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自清洗過(guò)濾器解讀如何燃煤電廠讓脫硫廢水零排放

  在我國(guó)燃煤發(fā)電機(jī)組占據(jù)全部發(fā)電機(jī)組的70%以上，而燃煤發(fā)電機(jī)組因燃煤會(huì)產(chǎn)生大量含SO2煙氣，常用濕法脫硫來(lái)處理。但是，此法有較大的廢水處理問(wèn)題。為了控制脫硫吸收塔石灰石循環(huán)漿液的Cl-、F-等有害元素的濃度和細(xì)小的灰塵顆粒濃度富集度，減少漿液對(duì)設(shè)備的腐蝕和堵塞，同時(shí)將煙氣中被洗滌下來(lái)的飛灰排出，必須從系統(tǒng)中排出一定量的廢水，從而保證FGD系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。

1 排放脫硫廢水的實(shí)際特征 詳見(jiàn)：http://www.douaibo.com/product/list/20170106090344.html 

脫硫裝置的石灰石、石膏去濕法排放廢水量完全由工藝部水質(zhì)、石灰石質(zhì)量、鍋爐煙氣散發(fā)量、脫硫吸取塔內(nèi)部的漿液CI濃度等因素決策。在具體運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，電廠通常都利用對(duì)脫硫吸取塔內(nèi)部的漿液CI-濃度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制

才能明確具體的廢水排放量。本文將某個(gè)600兆瓦的機(jī)組為例，需要將所吸收的塔漿液CI-濃度合理的控制在20kg/m3的同時(shí)，排放脫硫廢水量應(yīng)達(dá)到17.3m3/h。如果工藝水的質(zhì)量較差或是必須合理的控制低于CI-的濃度，會(huì)在一定程度上增加排放脫硫的廢水量。

2 處理工藝

目前脫硫廢水處理方法為中和、沉降、絮凝以及澄清等工序，污泥由板框壓濾機(jī)脫水，泥餅外運(yùn)。傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝通過(guò)在中和箱中加入石灰石，將pH調(diào)高至9.0以上，使得大部分的重金屬離子能夠生成難容的沉淀物；在沉降箱中加入有機(jī)硫，與Ca2+、Hg2+反應(yīng)，生成難容的硫化物沉淀；在絮凝箱中加入復(fù)合鐵絮凝劑，使石膏顆粒、SiO2、以及金屬氫氧化物絮凝成大顆粒并進(jìn)一步沉淀；經(jīng)絮凝后的水進(jìn)入到澄清濃縮池進(jìn)一步濃縮，底部形成污泥，上部的清水進(jìn)入到出水箱。傳統(tǒng)脫硫廢水處理工藝可以除去廢水中的一部分懸浮物和重金屬，但出水中仍含有大量的可溶性鹽，無(wú)論是排入到水體還是泥土，容易造成水體的惡化以及鹽堿地的形成；并且脫硫廢水不含有機(jī)物，排入到市政污水處理廠會(huì)造成微生物的死亡，從而導(dǎo)致出水惡化，無(wú)法達(dá)到回用的標(biāo)準(zhǔn)。

3 回用方式

因脫硫廢水成分復(fù)雜，處理困難，目前燃煤電廠中脫硫廢水回用方式也較少，主要為以下幾種方式：1）用于水力除灰渣系統(tǒng)。采用水力除灰渣的燃煤電廠將脫硫廢水回用到灰渣水系統(tǒng)，因灰渣水為堿性，可中和酸性的脫硫廢水，但脫硫廢水中懸浮物和Cl-含量高，易造成管路的堵塞和腐蝕，存在著一定的風(fēng)險(xiǎn)。2）用于煤場(chǎng)或灰場(chǎng)噴淋。該方式將脫硫廢水作為煤場(chǎng)、灰場(chǎng)抑塵噴灑水的補(bǔ)水，但同樣存在腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)，并且脫硫廢水中的污染因子轉(zhuǎn)移到燃煤中，繼續(xù)進(jìn)入到鍋爐，在整個(gè)燃煤系統(tǒng)中循環(huán)累積。3）用于干灰拌濕。該方式需要水量較小，且由于粉煤灰的外賣(mài)而逐漸不被采用。自清洗過(guò)濾器解讀如何燃煤電廠讓脫硫廢水零排放

4 燃煤電廠廢水零排放技術(shù)核心

廢水梯級(jí)利用是實(shí)現(xiàn)燃煤電廠廢水零排放的核心，廢水梯級(jí)利用的前提是充分了解電廠各用水系統(tǒng)的水質(zhì)、水量情況，制定準(zhǔn)確的水平衡圖，把全廠用水看作一個(gè)整體，統(tǒng)一規(guī)劃全廠的用排水水質(zhì)、水量，協(xié)調(diào)各用水系統(tǒng)的用水分配，做好水量平衡。優(yōu)化各用水系統(tǒng)的關(guān)系，根據(jù)其水質(zhì)、水量要求，為廢水處理后的回用找到合適的系統(tǒng)，減少補(bǔ)水量，達(dá)到節(jié)水、零排放的目的。燃煤電廠廢水零排放技術(shù)核心可分為四個(gè)層次：1）加強(qiáng)水務(wù)管理：消除跑冒滴漏現(xiàn)象；定期進(jìn)行水平衡測(cè)試及優(yōu)化，降低設(shè)備的耗水量，增加水的梯級(jí)利用級(jí)數(shù)；2）減少系統(tǒng)耗水：對(duì)于循環(huán)冷卻機(jī)組，循環(huán)水排污水是電廠最大的排污水，節(jié)水減排的關(guān)鍵是提高循環(huán)水濃縮倍率，降低循環(huán)水排污水量；3）廢水綜合利用：按照“雨污分流、清污分流、分類(lèi)回收、分質(zhì)回用”的原則，建立經(jīng)濟(jì)可靠的廢水處理設(shè)施，對(duì)全廠廢水進(jìn)行處理及回用，使廢水量“最小化”；4）末端廢水治理：用水末端產(chǎn)生的高含鹽、腐蝕性廢水，主要是指濕法脫硫產(chǎn)生的脫硫廢水，是廢水零排放的難點(diǎn)，對(duì)該廢水通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶等方式治理，實(shí)現(xiàn)零排放。詳見(jiàn)：http://www.douaibo.com/product/list/20170106090344.html 

5 脫硫廢水零排放處理工藝

5.1預(yù)處理+蒸發(fā)工藝

預(yù)處理系統(tǒng)采用“兩級(jí)反應(yīng)＋沉淀和澄清”處理，一級(jí)投加石灰，二級(jí)投加碳酸鈉軟化水質(zhì)。蒸發(fā)結(jié)晶處理采用多效蒸發(fā)結(jié)晶或MVR蒸發(fā)工藝，結(jié)晶通過(guò)離心機(jī)和干燥床制得固體結(jié)晶鹽。

脫硫廢水經(jīng)廢水緩沖池調(diào)節(jié)水量，均衡水質(zhì)，在一級(jí)反應(yīng)器，投加石灰乳、絮凝劑和助凝劑，大部分重金屬被生成沉淀，沉淀微粒物在絮凝劑和助凝劑的作用下凝聚成特大的顆粒物，最后流入一級(jí)澄清器，然后完成一系列的程序后實(shí)現(xiàn)固體和液體的分離。上清液進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器，為了確保后期的深度處理的部分能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定，減少清洗次數(shù)，需要對(duì)容易結(jié)垢的物質(zhì)進(jìn)行直接處理。

在二級(jí)反應(yīng)器中加入軟化劑后，使水中鈣離子生成沉淀，沉淀微粒物在絮凝劑和助凝劑的作用下凝聚成特大的顆粒物，最后流入二級(jí)澄清器，上清液經(jīng)過(guò)濾器再次過(guò)濾，確保廢水滿(mǎn)足深度處理進(jìn)水要求。

蒸發(fā)器一般分為2種，一種是多效蒸發(fā)裝置，一種是MVR蒸發(fā)裝置。多效蒸發(fā)裝置分為4個(gè)單元：熱輸入單元、熱回收單元、結(jié)晶單元、附屬系統(tǒng)單元。熱輸入單元即從主廠區(qū)接入蒸汽，經(jīng)過(guò)減溫減壓后成為低壓蒸汽，再將蒸汽送至加熱室對(duì)廢水進(jìn)行加熱處理。熱交換后的冷凝液則進(jìn)到冷凝水箱中。預(yù)處理后的脫硫廢水排水，經(jīng)多級(jí)蒸發(fā)室的加熱濃縮后送至鹽漿箱，由鹽漿泵輸送至旋流器，將大顆粒的鹽結(jié)晶進(jìn)行旋流并進(jìn)入離心機(jī)，分離出鹽結(jié)晶體，然后再經(jīng)螺旋輸送機(jī)送往各類(lèi)干燥床干燥塔進(jìn)行干燥。旋流器和離心機(jī)分離出的漿液返回至加熱系統(tǒng)中再進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，最終干燥出的鹽結(jié)晶包裝運(yùn)輸出廠。

MVR蒸發(fā)裝置原理是利用高能效蒸汽壓縮機(jī)壓縮蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，提高二次蒸汽的焓，被提高熱能的二次蒸汽打入蒸發(fā)室進(jìn)行加熱，以達(dá)到循環(huán)利用二次蒸汽已有的熱能，從而可以不需要外部鮮蒸汽，通過(guò)蒸發(fā)器自循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)濃縮的目的。從理論上來(lái)看，使用MVR蒸發(fā)器比傳統(tǒng)蒸發(fā)器節(jié)省80%以上的能源，節(jié)省90%以上的冷凝水，減少50%以上的占地面積。預(yù)處理+蒸發(fā)工藝，投資成本較高，所有廢水進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，運(yùn)行費(fèi)用高。

5.2預(yù)處理+膜濃縮+蒸發(fā)工藝自清洗過(guò)濾器解讀如何燃煤電廠讓脫硫廢水零排放

考慮蒸發(fā)裝置的投資成本和運(yùn)行成本，新興的脫硫廢水零排放工藝在預(yù)處理之后，加入膜濃縮工序，對(duì)脫硫廢水進(jìn)行減量化，降低后續(xù)蒸發(fā)裝置的處理規(guī)模。降低脫硫廢水零排放工藝的整體投資成本和運(yùn)行成本。膜濃縮工序一般采用高壓反滲透、DTRO和正滲透3種工藝。高壓反滲透主要采用海水淡化膜對(duì)預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行濃縮，提高脫硫廢水含鹽量至80000mg/L，降低進(jìn)入后續(xù)蒸發(fā)裝置的處理規(guī)模。DTRO采用碟管式膜組件對(duì)預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行濃縮，DTRO膜可耐受120MPa超高壓，能夠使脫硫廢水含鹽量濃縮至12000mg/L。正滲透是采用正滲透膜，利用具有高滲透壓的汲取液，將水分子自發(fā)的由低滲透壓的原水側(cè)汲取出來(lái)，而且將原水中的其他溶質(zhì)截留，然后再采用其他工藝將水從被稀釋的汲取液中分離出來(lái)，最終獲得純凈的水，汲取液可以循環(huán)利用。正滲透可以使脫硫廢水含鹽量濃縮至15000mg/L。

5.3預(yù)處理+膜濃縮+煙道蒸發(fā)工藝

此種工藝主要在末端濃水處理采用煙道蒸發(fā)系統(tǒng)代替多效蒸發(fā)系統(tǒng)或MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，大大降低了脫硫廢水零排放系統(tǒng)的投資成本和運(yùn)行成本。濃水煙道蒸發(fā)系統(tǒng)利用霧化噴嘴將濃水進(jìn)行霧化，并且噴入除塵器和空預(yù)器之間的煙道中，利用高溫?zé)煔鈱U水液滴蒸干，然后形成微顆粒結(jié)晶，進(jìn)入除塵器中外排，以期達(dá)到脫硫廢水零排放的目的。

6 國(guó)內(nèi)燃煤電廠廢水零排放案例 自清洗過(guò)濾器解讀如何燃煤電廠讓脫硫廢水零排放

6.1廣東河源電廠

廣東河源電廠（2×600MW）采用“二級(jí)預(yù)處理+多效蒸發(fā)結(jié)晶”工藝，系統(tǒng)投資9750萬(wàn)元，于2009年投入運(yùn)行，是國(guó)內(nèi)第一家真正意義上實(shí)現(xiàn)廢水零排放的電廠。預(yù)處理系統(tǒng)采用“兩級(jí)反應(yīng)+沉淀、澄清”處理工藝，一級(jí)加石灰、二級(jí)加碳酸鈉對(duì)廢水進(jìn)行軟化，出水鈣離子濃度小于5mg/L；蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)采用“四效立管強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶”工藝，出水TDS小于30mg/L，回用于電廠循環(huán)水補(bǔ)水，產(chǎn)生的固體結(jié)晶鹽達(dá)到二級(jí)工業(yè)鹽標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，水質(zhì)較穩(wěn)定，設(shè)備結(jié)垢量小，但該系統(tǒng)無(wú)濃縮，蒸發(fā)水量大，運(yùn)行能耗高，處理1t廢水消耗蒸汽約300kg，耗電約30kWh[36]。詳見(jiàn)：http://www.douaibo.com/product/list/20170106090344.html 

6.2華能長(zhǎng)興電廠

華能長(zhǎng)興電廠（2×600MW）廢水零排放工藝由預(yù)處理單元、膜濃縮單元及蒸汽壓縮蒸發(fā)結(jié)晶單元組成，總投資約8000萬(wàn)元[5]，于2015年4月投運(yùn)，工藝流程如圖6所示。其反滲透單元產(chǎn)水水質(zhì)良好，回用于鍋爐補(bǔ)給水，蒸發(fā)結(jié)晶析出的固體鹽中NaCl和Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于95%。該系統(tǒng)處理1t廢水，耗電10.4kWh，消耗蒸氣203kg。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，目前，我國(guó)脫硫廢水零排放技術(shù)仍處于廣泛研究與初步應(yīng)用探索階段?，F(xiàn)有零排放技術(shù)的投資成本普遍較高且運(yùn)行費(fèi)用較大。如何組合現(xiàn)有工藝，揚(yáng)長(zhǎng)避短，實(shí)現(xiàn)低成本脫硫廢水零排放，提高廢水和礦物鹽的綜合利用率，將是今后脫硫廢水零排放研究的重點(diǎn)。

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