高含盐废水零排放技术

高含盐废水零排放技术（通用5篇）

篇1：高含盐废水零排放技术

高含盐有机废水生物处理技术现状及进展

介绍了盐浓度对微生物的`抑制影响,嗜盐菌的生理特性机理和驯化方法,并介绍了厌氧、好氧、厌氧/好氧工艺处理高含盐有机废水的研究现状及进展.

作 者：韩墨菲 杨景亮 HAN Mo-fei YANG Jing-liang 作者单位：韩墨菲,HAN Mo-fei(沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168)

杨景亮,YANG Jing-liang(河北科技大学环境科学与工程学院,河北,石家庄,050018)

刊 名：河北化工英文刊名：HEBEI CHEMICAL ENGINEERING AND INDUSTRY年，卷(期)：30(11)分类号：X703关键词：高含盐有机废水 厌氧工艺 好氧工艺 嗜盐菌

篇2：高含盐废水零排放技术

一、零排放的定义

所谓零排放，是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其减少到零；另一含义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。

废水“零排放”是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。

二、国内现有实现废水“零排放”的手段

目前国内广泛使用的工业废水处理技术主要包括RO（反渗透膜双膜法）和EDR技术他们的主要材料是纳米级的反渗透膜，而这种技术的作用对象是离子（重金属离子）和分子量在几百以上的有机物。其工作原理是在一定压力条件下，H2o可以通过RO渗透膜，而溶解在水中的无机物，重金属离子，大分子有机物，胶体，细菌和病毒则无法通过渗透膜。从而可以将渗透的纯水与含有高浓度有害物质的废水分离开来。但是使用这种技术我们只能得到60%左右的纯水，而剩余的含高浓度有害物质的废水最终避免不了排放到环境的结局，而这些高浓度的重金属离子和无机物对我们的环境是极其有害的。

三、RCC技术

CC技术，能真正达到工业废水“零排放”，RCC的核心技术为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”及“晶种法技术”、“混合盐结晶技术”

（一）机械蒸汽再压缩循环蒸发技术

1、机械蒸汽再压缩循环蒸发技术的基本原理

所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需要吸收定量的热能。当物质再由气态转为液态时，会放出等量的热能。根据这种原理，用这种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管，通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。

蒸发器单机废水处理量由27吨/天起至3800吨/天。如果需要处理的废水量大于单机最大处理量，可以按装多台蒸发器处理。蒸发器在用晶种法技术运行时，也称为卤水浓缩器(Brine Concentrator)。

2、卤水浓缩器构造及工艺流程

（1）待处理卤水进入贮存箱，在箱里把卤水的PH值调整到5.5-6.0之间，为除气和除碳作准备。卤水进入换热器把温度升至沸点。

（2）加热后的卤水经过除气器，清除水里的不溶所体，如氧所和二氧化碳。（3）新进卤水进入深缩器底槽，与在浓缩器内部循环的卤水混合，然后被泵到换热器管束顶部水箱。（4）卤水通过装置，在换热管顶部的卤水分布件流入管内，均匀地分布在管子的内壁上，呈薄膜状，受地引力下降至底槽。部分卤水沿管壁下降时，吸收管外蒸汽所释放的热能而蒸发了，蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底槽。（5）底槽内的蒸汽经过除雾器进入压缩机，压缩蒸汽进入浓缩器。

（6）压缩蒸汽的潜热传过换热管壁，对沿着管内壁下降的温度较低的卤水膜加热，使部分卤水蒸发，压缩蒸汽释放潜热时，在换热管外壁上冷凝成蒸馏水。（7）蒸馏水沿管壁下降，在浓缩器底部积聚后，被泵经换热器，进储存罐待用。蒸馏水流经换热器时，对新流入的卤水加热。

（8）底槽内部分卤水被排放，以控制浓缩器内卤水的浓度。

晶种法技术：可以解决蒸发器换热管的结垢问题，经处理后排放的浓缩废水，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。上述循环过程，周而复始，继续不断地进行。

（二）晶种法技术

如废水里含有大量盐分或 TDS，废水在蒸发器内蒸发时，水里的 TDS很容易附着在换热管的表面结垢，轻则影响换热器的效率，严量时则会把换热管堵塞。解决蒸发器内换热管的结垢问题，是蒸发器能否用作处理工业废水的关键。RCC成功开发了独家护有的“晶种法”技术，解决了蒸发器换热管的结垢问题，使他们设计和生产的蒸发器，能成功地应用于含盐工业废水的处理，并被广泛采用。应用“晶种法“技术的蒸发器，也称作“卤水浓缩器”(Brine Concentrator)。经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水，TDS含量可高达300,000 pp，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。

“晶种法”以硫酸钙为基础。废水里须有钙和硫化物的存在，浓缩器开始运作前，如果废水里自然存在的钙和硫化物离子含量不足，可以人工加以补充，在废水里加添硫酸钙种子，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子含量达到适当水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就附着在这些种子上，并保持悬浮在水里，不会附着在换执管表面结垢。这种现象称为“选择性结晶”。卤水浓缩器通常能持续运作长达一年或以上，不才需定期清洗保养。在一般情况下，除了在浓缩器启动时有可能添加“晶种外”，正常运作时不需再添晶种。

（三）混全盐结晶技术

1、混全盐结晶技术的应用

卤水浓缩器可回收卤水里95%至98%的水份，剩余的浓缩卤水残液，含有大量的可溶固体。在有些地区，卤水残液被送往蒸发池自然蒸发，或作深井压注处理。但很多地区，如美国西南部的科罗拉多河流域，为了防止浓缩卤水排放蒸发池或作深井压注处理后渗出，对水源造成二次污染，沿岸的工矿企业产生的废水，必须作“零排入”处理。如残液的流量很小，则可用干燥器把残淮干燥成固体，收集后送堆场填埋；如残液量较大，用结晶器把残液里的可溶固体给晶后收集填埋，是更经济的处理方法。

一般生产性化工结晶程序，如氯化钠、硫酸钠等化工商品的生产，仅需要处理一种盐类的结晶，这类单盐卤水的结晶工艺，比较容易掌握，但工业污水里所含的的盐份，种类繁杂，甚至含有两种盐份组成的复盐。有多种盐类并存的卤水会在结晶器内产生泡沫和具有极强的腐蚀性，同时多种不同盐类的存在，会造成卤水不同的沸点升高。不同成度的结垢，对设备的换热系数产生不同程度的影响。通过数十年的研究和实践我们掌握了一套混合盐类结晶技术，累积了丰富的经验。验室对混通过实合盐卤的分析，准确检定卤水里各种盐类的成份和溶量，准确判断各种盐类对设备的影响，采用不同的设计参数，并在这基础上进行系统设计，为用户提供适合的，经济和可靠的设计，制定可行的操作和维修方案。

2、混全盐结晶技术的设备与工艺流程

用作混合盐结晶的结晶器，可用蒸汽驱动，也可用电动蒸汽压缩机驱动，后者是能效较高的系统。

强制循压缩蒸汽结晶器：强制循环压缩蒸汽结晶器是热效率最高的结晶系统，系统所需的热能，由一台电动蒸汽压缩机提供。它的主要工作程序如下：

（1）待处理浓卤水被泵进结晶器。

（2）和正在循环中的卤水混合，然后进入壳管式换热器。因换热器管子注满水，卤水在加压状态下不会沸腾并抑止管内结垢。

（3）循环中的卤水以特定角度进入蒸汽体，产生涡旋，小部卤水被蒸发。（4）水分被蒸发时，卤水内产生晶体。

（5）大部卤水被循环至加热器，小股水流被抽送至离心机或过滤器，把晶体分离。

（6）蒸汽经过除雾器，把附有的颗粒清除。

（7）蒸器经压缩机加压，压缩蒸汽在加热器的换热管外壳上冷凝成蒸馏水，同时释放潜热把管内的卤水加热。

（8）蒸馏水收集后，供厂内需要高质蒸馏水的工艺流程使用，在某些条件下，结晶器产生的晶体，是很高商业价值的化工产品。这种高效结晶器的主要优点有： a 设备体积小，占地面积也小。b设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16KW/H。回收率高达98%，而且回收的是优质蒸馏水，所含TDS小于10PPM，稍做处理即可作高压锅炉补给水，用钛合金制造,合作寿命长达30年。

四、GE RCC Thermal Products “零排放”处理设备的特点

1、同其他废水处理设备比，GE RCC Thermal Products的设备体积较小，占地面积也较小。

2、设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16 KWh；根据热动力学计算，卤水浓缩器的热效率是单效(Single Effect)闪蒸系统的 27倍，或四效闪蒸系统的7倍。

3、GE RCC Thermal Products的零排放系统能真正做到“零排放”，回收高达98%以上废水中水分含量，而且回收的是优质蒸馏水，所含 TDS小于10ppm, 稍作处理，即可作高压锅炉补给水。

4、GE RCC Thermal Products零排放的关键设备，用高质量的钛合金制造，设备使用寿命长达30年或以上。

5、“晶种法”技术的应用，解决了设备结垢问题，RCC设备能持续运作一年或以上，不用经常清理保养，不影响厂、矿的正常生产。

6、GE RCC Thermal Products设备自动化程度高，容易操作。

7、设备易于保养，所有需要保养清洗的部位，工作人员都能进入。

8、GE RCC Thermal Products的设备，依据用户的客观条件, 单独设计和制造，满足用户的需要。

工业废水的排放，不仅给生态环境造成了严重的危害，而且也为企业带来了沉重的压力，工业废水的零排放始终是工业化生产的环保目标，因为只有这样才能真正实现人类社会的可持续发展。我的专业是化学工程与工艺，主要包括三个学科：煤化工，高分子和精细化工。我选修这门课程是因为对这门课程的喜好还有对当今社会所存在的问题的感概，并希望通过这门课了解跟多关于环保的知识。结合有关知识我就觉得化工与环境是两个十分紧密的学科化工的研究成果最终可以应用于环保方面的处理工作。

结合以上的Ro工业废水处理技术，其主要材料是纳米高分子膜,而我们知道很多物质是有吸附作用的，并且物质的比表面积越大吸附作用就会越强尤其是分子直径达到纳米级的材料它的选择透过性和吸附作用是非常明显的，同时由于这种工序所需的能源和投入不是很大，因此在现在的废水处理市场咱有比较大的份额。处理后的水有纯水和浓缩废水之分，浓缩废水很难利用，如果排放到环境中对环境的影响势必很大。

RCC废水处理技术的主要技术是压缩循环蒸汽技术，“晶种法技术”、“混合盐结晶技术”尽管RCC技术能达到所谓的“零排放”但并不是真正意义上的零排放它只是达到了废水对环境的零排放而由卤水结晶残留下来的晶体则被掩埋，我们不知道过程是怎样的，但是被掩埋的固体物质不可能是不溶解的一旦溶解之后其所含的有毒重金属离子就会污染我们的地下水系统。同时我们也能看出其设备的条件有些许苛刻，采用高质量的金属钛合金，钛是一种稀少的贵重金属，价格堪比黄金，所以这种技术只是在经济层次的“零排放”技术。

结合我的专业的学科——化学，我想谈谈零排放技术对煤开发和利用的影响。我们知道煤是多种物质的混合体，有机物，无机盐等等煤的开采过程中洗煤是废水的主要来源过程，废水中主要含有一些能溶解的有机物，比如说苯的衍生物还有就是能溶解的无机盐其中包括一些重金属离子的盐类（Hg，Pb，As等）处理有机物我们可以采用湿式氧化法将有害的有机物氧化成对环境无害的CO2和H2O；处理有毒的重金属盐我只能采用沉淀的方法将其收集根据不同的物质有不同的可用性采用不同的沉淀剂最终将沉淀重复利用，从而减少对环境的污染。

篇3：高含盐废水零排放技术

温州臻荣科技有限公司自主研发的三效蒸发器脱盐法已成功应用于上海晶宇环境工程有限公司高含盐废水处理工程中。此方法适用于含盐量3.5%~25% (质量百分比) 、COD浓度在2000ppm~300000ppm的市政与工业高含盐废水处理。

2013年, 臻荣科技为晶宇环境工程制定了三效脱盐法技术方案:让高含盐废水在三效蒸发器里浓缩结晶, 分离为淡化水 (淡化水可能含有微量低沸点有机物) 和浓缩晶浆废液;无机盐和部分有机物可结晶分离出来, 经焚烧处理为无机盐废渣;不能结晶的有机物浓缩废液可采用滚筒蒸发器, 形成固态废渣后送危险废物处置中心焚烧处理。最终, 淡化水可返回生产系统替代软化水实现水资源开发利用。

据悉, 臻荣科技研制的三效蒸发器采用了强制循环、连续结晶、除沫器等多项专利技术, 其蒸发工艺实现了连续蒸发、连续结晶和连续出料。由于蒸发浓缩比可达到1∶5, 蒸发量可达1.5T/h (系列) , 所以比单效蒸发器节约蒸发量70%左右, 最终能提高蒸发效益2~3倍。

篇4：节能减排　实现废水零排放

关键词：灰水沉清；中和；循环使用；零排放 

中图分类号：TB495文献标识码：A文章编号：1672-3198（2007）12-0294-02

1 锅炉水膜除尘用水循环使用中存在的问题探究

我司于2003年7月建成拥有一条6000kg/h打叶复烤生产线，设置了一台10吨的燃煤链条组装锅炉，配套安装了一台离心式水膜除尘器。它由雾化室内胆文丘里、麻石捕集器（主桶）和气水分离器（副桶）三个部分组成。水喷淋在除尘器圆筒内壁形成水膜，并沿内壁向下流动。含尘烟气通过文丘里管从下部切向进入除尘器主桶，呈螺旋式旋转上升，被引风机从主桶顶部抽出。烟气中的灰尘和细小的煤颗粒被离心力分离出来，遇到水膜，就被吸附，向下流动至灰斗从水封处溢出最后通过排水沟进入沉灰池。主桶内径1.5M的除尘器，其每小时的耗水量约在2-3吨。为了节能，水膜除尘器的用水在筹建设计时就考虑采取循环使用，建造了两个互为备用的五级灰水沉清池，设置了污水泵站，安装了两台一用一备的污水泵。水膜除尘器出来的灰水经过前四级池沉清后进入第五级清水池进行中和最后通过化工泵再输送到水膜除尘器，达到循环利用不外排的目的。但在实际生产过程中由于锅炉烟气中含有二氧化硫等有害腐蚀性成分，除尘废水经过多次的循环使用后，废水里的酸性物不断浓缩聚积，腐蚀性加大，造成了污水循环系统管路和部件的损坏，甚至连不锈钢化工泵的壳体、叶轮和轴都会产生腐蚀损坏。虽有进行酸碱中和，但由于池体容积较小和中和反应的时间太短，而无法较大地改善废水PH值。经检测该废水经过循环使用5天后， PH值可以达到2.8。同时因为场地限制，灰水沉清池整体较短，废水通过时间偏短造成其中夹带的颗粒物无法完全沉淀，还导致污水循环管路、设备、设施的冲刷磨损和喷嘴堵塞。以上原因致使我司的水膜除尘废水处理循环设备经常处于瘫痪状态，最后导致废水不得不外排。

2 探索解决办法

要想实现水膜除尘用水循环使用，就要解决几点难题：①要解决水泵腐蚀、寿命短的问题，必须寻找到一种耐腐蚀、耐磨损，使用寿命长的水泵；②要解决灰水分离问题，减少水泵、管路的磨损以及减少水膜除尘喷头堵塞的机率，从而提高水膜除尘效果；③要解决循环水酸度太高，腐蚀水泵、管路及部件设施的问题；④要解决沉灰池清理灰渣时废水存放的问题；⑤要解决水膜除尘用水反复循环使用，吸附饱和浓度增高，除尘效果下降等问题。

（1）为此我们从2005年开始进行多方市场调研，对不同材质的水泵都进行了试用，结论如下：

通过试用比较，我们最终确定采用HTB65-50-160型塑料化工泵，该泵的材料主要采用具有高耐磨损性、自润滑性、耐冲击性的超高分子量聚乙烯等新一代工程塑料，具有耐腐蚀、耐磨损，使用寿命长等特点，而且价格低廉，能够很好符合公司的生产工况。

（2）要降低循环水的酸性，可以采取的方式是加水稀释或加碱中和。

从以上数据可以得知，使用纯碱中和，效果较好，但费用高，不利于降低生产成本；而采用生石灰，效果可以满足要求，但有残留物，容易堵塞水泵、管路及喷嘴，影响使用。因此采用生石灰处理就必须解决残留物问题。

（3）要解决沉灰池清理灰渣时除尘废水存放的问题，就必须另外设置一个蓄水池。同时要实现除尘废水循环使用，使用成本低的中和剂，就还要解决除尘废水灰水分离和去除中和残留物的问题。根据生产特点及试验测算，沉灰池一般每10天清理一次灰渣，每次需要排出除尘废水25吨，而废水必须经过5天以上中和、自然沉淀和滤网过滤，所含的煤灰量、残留物才能减少到符合循环使用的要求。为此我们设置了一个50 m3废水沉清中和池，用于灰水分离和中和、去除残留物使用。为了彻底沉清水质并起到预防除尘废水突然产生量过大无法容纳问题，我们根据地形特点，设置了一个150 m3清水池。主要工作原理如下：

关闭沉清中和池与清水池之间的隔断门，该隔断门背后增设过滤网。每5天将一个沉灰池中的水抽调25吨到沉清中和池（每10天安排沉灰池清灰一次），并立即往沉清中和池中加入50kg生石灰进行中和，采用人工方式搅拌中和，然后让其静置3天，第四天开始打开沉清中和池与清水池之间的隔断门，保留过滤网不动，让水通过过滤网缓慢地流入清水池。然后让水在清水池静置1天后即可用水泵（抽水泵周围2个平方区域设置过滤网）抽回沉灰池继续使用。沉清中和池中的灰渣每两个月在设备停机周保时间打捞清理一次。

（4）补充新鲜水、抽走部分废水。通过分析燃煤链条炉排锅炉的特点，将分层给煤冷却水及锅炉排污水引入沉灰池，用以稀释除尘废水，这部分新鲜水每天约有2.5吨，可以起到稀释降低废水浓度10%的作用。另一方面，我们为了保证原煤燃烧的效果，必须提高原煤的含水量，一般应达到15%左右，以实际每天消耗原煤20吨，原煤原含水率10%测算，每天需要给原煤补水1吨（原来给原煤补水是采用城市直供水，通过改造现使用除尘废水），因此通过每天抽取1吨除尘废水给原煤加湿，可以进一步实现降低除尘废水浓度的目的。

（5）除尘废水在循环使用过程中，由于水膜除尘器脱水效果不可能达到100%，而且存在水分的自然蒸发，经过测算，该部分水每天损失达到1-2吨。通过水平衡计算，每个沉灰池容水25吨+每天补充新鲜水2.5吨-每天水损失1-2吨-每天原煤补水1吨=25吨，可以得知在除尘废水循环使用过程中，水量总体保持平衡。具体技改工艺图如下：

3 设施设备运行效果评价

从2005年我们开始探索出解决除尘用水循环使用的技改工艺后，实施两年来，污水泵运行正常，员工操作简单，水膜除尘器喷嘴工作正常，没有发生堵塞现象，废水在循环过程中，PH值始终保持在5.5左右，设施总体运行顺畅，使用效果良好，达到节能减排的技改目的。

4 经济效益

经济分析详见下表：

由上表可以看出，技改后投资当年即可收回，次年开始每年运行成本约1.5万元，每年可以节约用水1万吨，节约总费用11万元。

5 社会效益

通过技改，我司实现了锅炉除尘废水循环综合利用零排放的目的，企业为环保事业的发展做出了应有的努力，取得了良好的社会效益。

6 结论

整个技改工艺实施后，每年可以节约用水1万吨，节约费用11万元，同时实现除尘废水零排放，取得了良好的经济效益和社会效益，也是公司节能减排工作的重大举措。该项技改工艺，可以结合其它生产企业生产实际情况推广应用。

参考文献

［1］古利坚.湿式脱硫除尘技术应用［J］.中山大学学报，2005，（3）.

［2］庞雪华.二氧化硫的控制技术及其研究发展［J］.天中学刊，2004，（5）.

［3］管福征.减少锅炉烟囱二氧化硫排放的探讨［J］.常州工学院学报，2004，(8).

篇5：高含盐废水零排放技术

目前燃煤电厂脱硫废水零排放处理主要采用预处理和蒸发浓缩结晶相结合的工艺，产水厂区回用，结晶盐根据品质做危废品处理或作为工业盐销售。现有处理工艺虽然技术成熟，但投资高、运行费用高、结晶盐品质低。针对这些弊端更多的脱硫废水零排放工艺被开发出来。本文针对现有零排放技术的现状和发展趋势进行了介绍。

截至2015年底，我国的总发电量已经达到57399亿kW•h，其中燃煤电厂的发电量为38977亿kW•h，占总发电量的68%[1]。虽然燃煤电厂具有布局灵活，一次性建造投资少，发电设备年利用小时数高等特点，但是受燃煤品质和发电工艺条件的限制，产生的燃烧副产物多，不加控制排放对环境污染巨大。

因而，自2012年1月起，在全国范围内实施《火电厂大气污染物排放标准》，要求火电厂的燃煤机组排放废气须经脱硫设备处理后，再排放入大气中。

自该标准实施以来，电厂的烟气净化技术得到广泛实施。由于效率高、适用性广、可靠性高，石灰-石膏法脱硫技术占了全部脱硫设备的90%以上[2]。在湿法脱硫的过程中，不仅二氧化硫会进入到石灰石循环浆液，燃煤产生的大量Cl-、F-等离子也会被吸收进入洗涤液，大量累积将对脱硫设备产生腐蚀。

因而在循环过程中，需要控制Cl-浓度，当其达到设定范围后，就会通常从系统中排出一定量的废水补充新鲜吸收液的方式降低系统内Cl-浓度。排出系统外的废水就是脱硫废水。

1脱硫废水的水质特点

脱硫废水通常产量较小，1000MW装机容量产生的废水在7～10m3/h左右，仅占电厂废水总量的5%以下。但是由于其成分复杂，含盐量高，相较电厂其他废水来说处理难度高，成为电厂废水零排放的一个关键点。燃煤电厂脱硫废水根据所用燃煤不同，水质有一定的波动，但是通常具有以下特点：

1）脱硫废水悬浮物（TSS）浓度高，通常会达到10000mg/L以上。

2）溶液呈酸性，pH值在4～6.5之间。

3）含盐量（TDS）较高，通常在25000～40000mg/L之间。

4）Ca2+、Mg2+硬度高[3]，特别是Mg2+，通常接近5000mg/L左右。此外，硫酸根的浓度大，CaSO4处于饱和状态。

5）Cl-离子含量较高，通常在10000～15000mg/L之间。

常规处理采用三联箱工艺，通过加药中和、硫化物除重金属以及混凝沉淀等步骤，去除废水中的悬浮物、重金属、部分钙镁，然后调节pH值，使排水达到火电厂石灰石石膏湿法脱硫废水水质控制指标DL/T997—2006及污水综合排放标准GB8978—1996标准，排入市政污水管网或厂区回用。

然而，水十条的颁布以来，水处理排放标准越来越高。在“超低排放”标准的要求下（环发[2015]164号文《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》），越来越多的电厂开始考虑对脱硫废水进行深度处理和回用，实现零排放。

2电厂脱硫废水零排放现状简介

现阶段国内外的燃煤电厂脱硫废水零排放工艺，都是在预处理的基础上，通过热蒸发回收水分，得到固体盐产品实现零排放。

2.1脱硫废水零排放的工艺路线

零排放的主要技术路线通常包括预处理单元、浓缩单元、蒸发结晶单元3个部分，工艺流程见图1。

图1典型脱硫废水零排放处理工艺 预处理是零排放的准备工作，不仅保证了后续蒸发设备的稳定工作，并且控制着产品盐的品质。目前采用较多的是两级化学加药澄清的方法。在一级反应器中投加石灰和硫化物，去除Mg2+、重金属，然后混凝絮凝沉淀，去除TSS。在二级反应器中投加碳酸钠，进一步去除钙硬度，然后澄清。

浓缩单元采用热蒸发浓缩发，通过除盐技术使脱硫废水浓缩减量的同时实现清水回收。

脱硫废水处理中常用的热浓缩工艺有多效强制循环蒸发系统（MED）、立管降魔机械蒸汽压缩蒸发系统（MVC）和卧式喷淋机械蒸汽压缩蒸发系统（MVC）。经蒸发浓缩后废水中的TDS浓度提高到200,000mg/l左右，从而回收近80%左右的水分。也大大降低了后续蒸发结晶单元的处理量。

蒸发结晶单元将浓缩产生的高浓度盐水进行进一步蒸发，分离出结晶盐。结晶工艺主要包括多效强制循环蒸发结晶系统、卧式喷淋机械蒸汽压缩蒸发结晶系统、强制循环机械蒸汽压缩蒸发结晶系统以及自然晾晒[4]。

2.2脱硫废水零排放实例分析

该工艺路线技术成熟，在国内外都有成功运行实例。阿奎特公司为意大利ENEL电力公司旗下五个燃煤电厂设计的脱硫废水零排放处理设施，于2007年陆续投入运行。这五个电厂均采用预处理软化后接蒸发浓缩和强制循环结晶工艺，其中零排放处理系统的处理能力分别为15，35，70m3/h，处理效果稳定，运行良好[5]。

国内以河源电厂脱硫废水零排放工艺为典型代表。

河源电厂发电机组容量为2组600MW，脱硫废水处理能力22m3/h，系统投资9750万元。经处理后，实现废水零排放，蒸发结晶系统产生的盐达到二级工业盐标准。河源电厂工艺流程图如图2所示。

图2河源电厂脱硫废水零排放工艺流程图

采用两级预处理，一级反应通过投加有机硫、石灰处理，在线仪表控制废水pH值在10以上，以达到除镁除重金属的目的，反应沉淀物在投加混凝絮凝剂后沉淀去除。

二级反应器内投加碳酸钠，去除硬度同时去除硅，降低蒸发结晶系统的结垢风险。预处理段药剂消耗22～25元/吨。二级沉淀出水调节pH值保证在中性，然后送入后续的四效立管强制循环蒸发结晶系统（MED）进行蒸发浓缩结晶。三水恒益电厂脱硫废水处理工艺主流程与河源电厂工艺类似，预处理采用常规预处理，调节pH值去除悬浮固体后直接送入蒸发结晶系统。三水电厂的蒸发结晶系统采用卧式管喷淋机械蒸汽压缩蒸发结晶系统（卧式MVC）与两效强制循环蒸发结晶（MED）相结合的处理工艺。

该系统与河源电厂的工艺相比，因为预处理没有进行硬度控制，运行药耗大幅节省。但是，由于硬度很高，水质结构倾向严重，导致后期除垢维护费用增加。

此外，废水中高浓度的氯化钙导致溶液沸点升高，使系统能耗增加[6]。由于恒益电厂的脱硫废水预处理系统没有考虑重金属等杂质的去除，使得结晶固体盐的品质不佳，只能按照危废物处理，进一步运行成本增加。

2.3现有工艺的问题

现有工艺国内外运行业绩较多，技术成熟，工艺流程短，设备种类少。但是，在实际运行中还是存在问题。

（1）设备投资高。热法蒸发浓缩和蒸发结晶设备由于运行条件复杂，进水TDS浓度高，对材质和控制要求较高，技术复杂，导致设备造价很高。虽然大量国产蒸发结晶设备的开发使得工程成本有一定的下降，但是热蒸发系

统的投资仍然占到整个工程投资成本的80％～90%。如果能够降低蒸发单元的处理规模，可以显著降低成个工程的造价。目前，已经出现利用反渗透、正渗透、电渗析等比较经济成熟的浓缩方式代替热浓缩单元的工艺路线。

（2）运行成本高。以河源电厂为例，吨水运行成本为80元，其中预处理段成本占18%，蒸发浓缩和结晶段占82%。吨水电耗22kW•h，消耗蒸汽0.28吨。蒸发浓缩结晶段采用四效MED系统，需要外来蒸汽作为热源，蒸汽成本较高占运行成本的70%以上。而恒益电厂采用卧式MVC和MED想结合的蒸发结晶工艺，吨水电耗20～25kW•h，吨水蒸汽消耗0.05～0.06吨[7]。相比较而言，恒益电厂的运行能耗比河源要低。因而，根据厂区蒸汽来源和电价的情况，采用合理的蒸发结晶工艺对运行成本的控制至关重要。

（3）结晶盐品质不高。为了得到高品质的结晶盐，需要在预处理段去除重金属，并对原水进行软化处理。然而，由于大量的硫酸根无法在于出中有效控制，致使结晶盐通常为氯化钠和硫酸钠的混合物，达不到工业盐的级别只能作为危废进行处理，从而增加了运行成本。即使在控制条件较好的河源电厂，产品品质受进水水质的影响波动较大。因而，经济可靠的硫酸根浓度控制技术对于提高结晶盐品质，降低运行成本，实现资源化非常重要。

3新型脱硫废水零排放处理路线

针对现有脱硫废水零排放工艺存在的问题，越来越多的新工艺已经被开发出来。目前有以下两种已经得到了工程应用。3.1两级预处理/正渗透浓缩（MBC）与蒸发结晶工艺组合

正渗透MBR技术利用自然界普遍存在的渗透原理，利用选择性透过膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使水自发地从原料液一侧透过选择性膜到达汲取液一侧的浓缩分离方式。正渗透技术在海水淡化、垃圾渗滤液处理等方面都有应用[8-9]。

华能长兴电厂是国内首个采用正渗透技术进行脱硫废水零排放处理的项目，该项目于2015年4月投入运行，处理规模22m3/h。从脱硫塔产生的废水经预处理软化后，采用沃特尔的反渗透-正渗透技术进行浓缩，产生的浓水进入蒸发结晶系统，最终形成结晶盐。其工艺流程见图3。

图3华能长兴电厂脱硫废水零排放工艺流程图

经预处理软化后的废水进入一级反渗透系统进行浓缩，浓缩产生的浓水进入正渗透系统，进一步浓缩后，浓水的含盐量提高至200g/L，随后进入结晶干燥单元。正渗透膜系统产水含盐量一般为5000mg/L左右，无法直接回用，因而回流至一级反渗透系统处理。

一级反渗透的产水送入二级反渗透进行处理，最终产生的淡水电导率在50uS/cm，水质良好，回用于厂区锅炉补给水。二级反渗透产生的浓水则回流至一级反渗透进行再处理。该系统蒸发结晶单元的处理量为1.5～2m3/h[10]，系统运行吨水电耗10.4kW•h，蒸汽消耗0.203吨。但结晶盐仍为硫酸钠和氯化钠的混盐，质量百分数为95%。

3.2预处理/纳滤反渗透分盐浓缩与蒸发结晶工艺组合

纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动膜过程，通常对分子量在20～100之间的低分子有机物和多价盐截留较高，而对单价盐和小分子物质的截留率较低。这个特性使得其在分盐浓缩领域受到广泛关注，并被应用到脱硫废水零排放领域。

在预处理的基础上，采用抗污染纳滤膜对高盐废水进行浓缩处理，硫酸根、钙离子等高价离子被纳滤膜截留在浓缩液侧，氯离子和钠离子等透过纳滤膜进入透过液侧被分离出来，实现高盐废水脱二价盐目的。现有市场纳滤膜产品丰富，硫酸根和钙离子的截留效率高，基本能满足后续浓缩的需求。

京能涿州电厂的脱硫废水零排放采用这一工艺路线，预处理后的水经纳滤系统分盐，然后送入后续的反渗透系统进行浓缩，产水厂区回用，浓水送入蒸发结晶单元处理。其工艺路线见图4。

图4京能涿州电厂脱硫废水零排放工艺流程图

经预处理后的水送入纳滤系统进行分盐，产水在脱除大部分硫酸根后进入反渗透系统浓缩。浓缩液送入蒸发结晶单元处理，以期得到纯度在98.5%的氯化钠结晶盐，可以作为一级工业盐销售。该系统处理能力22m3/h，目前正在建设中。

4结束语

以我国现有燃煤电厂38977亿kW•h发电量的规模来看，脱硫废水零排放的市场巨大。现有两级预处理和热蒸发浓缩结晶组合的工艺虽然技术成熟，但是投资大、运行费用高、产品盐品质低，这些问题亟待解决。但是解决这些问题的关键点在于开发新型蒸发浓缩替代工艺、提高浓缩倍率降低蒸发结晶段处理量和增加分离硫酸根提高产品盐品质等方面。已有的新工艺正式针对这些关键点进行的改进，但是由于业绩少，需要更多的实际运行参数做后期评估。

参考文献略