脫硫廢水處理及排放工藝優化探討研究

蓋永浩 楊勝濤 耿萬東

摘 要：關于火電廠脫硫廢水解決方案的環保標準要求，作者對當前流行的解決方案和易于使用的步驟進行了分析，以期為提高脫硫廢水污染關鍵技術的效率提供參考。并盡快實現此類環境的零污染排放。

關鍵詞：脫硫;廢水排放;優化

前言：我國以煤為主要原料的火力發電廠為我國提供了穩定的電力工程資源，但在整個發電過程中所產生的以二氧化硫為主的各種空氣污染物也影響了自然環境。討論火電廠脫硫廢水的零排放解決方案過程，是為了更好地解決火電廠從源頭排放空氣污染物的問題。這項工作的進展對電力企業身心健康的發展具有長期的現實意義。

1.傳統脫硫廢水處理工藝

在整個脫硫過程中，每10，000千瓦發電機組脫硫廢水約為100噸，重金屬含量超過了標準，并且含有有害的氯離子。現階段，脫硫廢水是我國脫硫廢水的解決工藝，是在物理積累和有機化學作用下進行中和的。將脫硫廢水從廢水緩沖池泵入中央接縫和斜板沉淀池的三聯箱中，并向中央接縫槽中添加氯化鋁，以將廢水的pH值調節至9或以下。廢水中的大多數重金屬都超過了標準，并轉化為氫氧化鎳。沉積物和氟化鈣沉積物，具有較低的鈣溶解度。將有機化學硫（TMT-15）添加到反應箱中，水中殘留的重金屬（例如Pb2和Hg2）超過標準，導致沉積的難溶金屬硫化物。在斜板沉淀池箱內加入FeClSO4，使水中的全部可溶性固形物或膠體溶液凝聚成微斜板沉淀池，在緩慢混合微斜板沉淀池的整個過程中產生的絮狀物是光滑的干凈的。在斜板式沉淀池中，加入凝結劑（凝結劑是一種陽離子聚合物電解質溶液，可以降低顆粒的界面張力，促進顆粒的生長和發育），進一步促進氫氧化鎳和硫酸鹽的沉積，微絮凝物逐漸增加，并且產生的絮凝物沉積更多，這也可以使廢水基礎沉淀樹脂中的懸浮固體吸附。廢水會自動注入回應濃化池中，凝結劑會從回應濃化池中的水中分離出來。斜板沉淀池在底端積聚。由于它們的相對密度高，它們在力的作用下內聚地變成淤泥。根據污泥攪拌泵將污泥轉移到污泥處理系統中，并將一小部分污泥作為接觸污泥返回中和池，為沉積提供所需的能源。回應罐的上端是冷水，根據濃縮罐的溢流水自動排入儲水罐。根據水的pH值添加一定量的硫酸，將pH值調整為6-9。最后，解決方案是將廢水排放到回收儲罐中，然后將廢水中的水下混凝土排放到自來水點。根據污泥的攪拌，將反應罐底部的濃縮污泥泵入污泥壓濾機。反應池底部污泥的固含量約為10%，過濾后厭氧顆粒污泥的固含量約為45%。污泥處理滲濾液進入廢水收集池，廢水從水下混凝土收集到中和池進行溶解。這種方法需要大量的基礎建設投資，大面積，復雜的工藝和高昂的運營成本，并且難以解決廢水以符合向外界開放的規定。

2.脫硫廢水工藝的優化方法

2.1準備系統

經過傳統的脫硫廢水處理工藝后，脫硫廢水的強度較高，會嚴重污染機械，設備和管道。為了解決脫硫廢水的高韌性問題，可以調節“調節pH值調節混凝土沉積”的過程。在pH平流式沉淀池中，將廢水的pH值調整為9至10，并將Mg強度轉換為Ca強度。然后將碳酸鉀添加到混凝土罐中，可以合理地將水的硬度降低到1?2米mol/L，然后根據沉淀/壓濾機的整個過程，添加PAM斜板式沉淀池混凝劑，無機砂漿將被排出。解決后，水將進入濃縮區進行資源利用。

2.2減排處理系統

整個零排放過程的最終目標是將水轉移到蒸發器中。然而，由于蒸發器的機械和設備的成本增加以及運行成本的增加，因此有必要濃縮和再循環脫硫廢水。

降低濃度的關鍵是對預處理后的脫硫廢水進行濃縮，并根據熱濃縮或膜濃縮等技術減少廢水量。這不僅可以再循環水源，而且更重要的是，其之后減少了蒸發干燥固體的輸出，從而降低了蒸發干燥固體的成本。熱濃縮的通用技術關鍵是：多效蒸發（MED）和機械設備蒸汽壓縮（MVR）;以及用于膜濃縮的膜分離設備包括：RO反滲透（RO），正滲透（FO），電滲析（ED）和膜蒸汽蒸餾（MD）。

2.2.1反滲透過程（預濃縮過程-鹽分澄清）

RO反滲透過程是通過RO反滲透膜的選擇和截留作用，使水溶液中的物質濃度與從有機溶劑中分離出的水和鹽分離，該反滲透膜僅允許水在工作條件下通過壓力高于水溶液的滲透濃度。系統的利用率可以設計為70%到80%，并且由于正離子成分低，因此可以在工業生產系統中多次重復使用。殘留在RO反滲透膜中的有機化合物，膠體溶液和碳酸鹽從濃縮水側排放到濃縮水儲罐中。反滲透步驟簡單，實際操作方便，自動化技術水平高，人工控制量小，管理信息系統易于維護。這是一種高效濃縮溶液設備。RO反滲透是整個物理過程，比離子交換對環境更友好。

2.2.2納濾膜工藝（預濃縮-鹽分離）

納濾膜是類似于RO反滲透的獨特膜分離方法。納濾膜組件的水中可溶性有機化合物的污泥負荷很高，而納濾膜組件的污泥負荷一定（通常在20%至98%之間）。鈉濾紙對二價及更高價的高價正離子具有較高的污泥負荷，但對去除一價正離子基本上沒有實際作用。由于由納濾膜產生的水中的初級正離子含量高，并且濃縮水中的二價離子濃度較高，因此可以分離NaCl和Na2SO。將鈉過濾過程與蒸發結晶過程結合，以獲得高純度的結晶鹽。

2.2.3DTRO過程（濃縮過程）

經過初步處理和反滲透濃縮后，廢水的殘留量可以減少到20%到30%。TDS（總固體溶解物）在水中的含量通常為30，000至40，000mg/L，因此，選擇常規RO反滲透系統無法進一步降低水的濃度。此時，使用DTRO濃縮工藝，可以將廢水的TDS組成從30，000增加到40，000到120，000到150，000，從而減少水流，然后將其發送到控制單元以蒸發晶體，從而大大減少了廢水的產生。蒸發晶體的輸出。

DTRO膜組件的結構不同于傳統的塑膠膜結構。它使用開放的安全通道，液體進入導流板，然后以最短的路徑快速通過膜，然后反向旋轉180°到另一個倒置的膜表面，然后從排水盤的管理中心流到下一個排水口托盤。此外，在膜的表面上形成了從排水板的周邊到管理中心，然后到周邊，再到圓形管理中心的雙“S”形排水線。這種獨特的設計方案使液體在整個過程中以快速湍流的狀態通過膜表面，提高了傳輸速度和自洗效果，從而合理地防止了膜對環境的污染和竄流效果，并成功地增加隔膜的使用期限。

2.3蒸發結晶工藝系統

2.3.1多效蒸發器

多效蒸發器由傳熱室和晶體蒸發室組成。根據循環水泵，液體在傳熱管中循環，并且溫度高于所有正常液體的熔點。進入蒸發室后，液體的工作壓力迅速下降，導致一部分液體迅速蒸發或沸騰。由蒸發引起的二次蒸汽進入下一效蒸發器進行加熱，或進入冷卻器進行冷卻。蒸發室中濃縮的原料在力的作用下進入鹽收集室。集鹽室中的鹽漿從水下混凝土變為鹽分離設備。在鹽分離設備中，將結晶鹽和水合理分離并自動掉入其中。晶體收獲池的存儲。當大量晶體蒸發到一定濃度值時，添加增稠劑，然后進入離心脫水機進行固液分離設備，液體再次流回蒸發器。

蒸發晶體處理系統屬于零排放設備的終端設備系統。蒸發晶體系統在加工廠中消耗了大量的電磁能和水蒸汽。使用踏板蒸汽壓縮（MVR）蒸發器技術可以減少整個晶體蒸發過程的功耗。

2.3.2腳踏式蒸汽壓縮（MVR）蒸發器

腳踏式蒸汽壓縮（MVR）蒸發器利用蒸發器中產生的二次蒸汽，該二次蒸汽被制冷壓縮機減少，工作壓力和溫度升高，并且焓升高，然后將其發送到蒸發器的加熱室作為加熱蒸汽的應用。保持物料沸騰，同時加熱的蒸汽本身變成水。這樣，原始廢料的蒸汽被充分利用，獲得了汽化熱，并且提高了熱效率。產生的蒸汽的合理性等效于多效蒸發的30種效應，從而減少了對外部供暖和制冷資源的需求，減少能源消耗，減少環境污染。

從基礎理論的角度來看，MVR蒸發器的應用比多效蒸發器的應用節省了80%以上的電能，節省了90%以上的冷凝水，并減少了機械設備的面積超過50%。

2.4高溫排煙的蒸發過程

高溫排氣管的蒸發是指將霧化的脫硫廢水霧化噴入除塵設備前的排氣管中，并利用高溫煙塵的余熱回收來蒸發的技術。產生的結晶鹽和固體殘留物與粉塵一起進入除塵設備。由于除塵設備前的煙塵溫度通常僅為110-125°C（極少的發電機組可能會更高），因此廢水的蒸發速度相對較慢。眾所周知，由于蒸發室空間的限制，水必須在1.5秒內蒸發。

結論

由于火電廠脫硫廢水中所含的空氣污染物會對自然環境和人體產生不利影響，因此脫硫廢水的解決方案必須嚴格按照國家污水處理規范進行有效處理，并經過充分解決后再排放可以提升，優化產業鏈結構，弘揚可持續發展理念。

參考文獻

[1]史宇濤.脫硫廢水零排放技術與工藝路線研究[J].中國資源綜合利用，2017，35（12）：107-109.

[2]葉春松，黃建偉，劉通，張弦，夏敏.燃煤電廠煙氣脫硫廢水處理方法與技術進展[J].環境工程，2017，35（11）：10-13+51.