某1000mw火电厂脱硫废水零排放工艺方案研究

某1000mw火电厂脱硫废水零排放工艺方案研究

0脱硫废水深度处理与零排放处理随着我国环境保护政策的实施，以及零排放和吊装的逐步深入，核电站的废水处理和零排放技术的方向越来越受到重视。零排放是未来热电厂脱硫废水处理的主要途径，亟需加快新材料、新装备、新工艺等在脱硫废水零排放的工业化应用进程。郑利兵等指出“膜分离+蒸发结晶”组合工艺将会成为脱硫废水深度处理与零排放的关键工艺某发电厂一期工程2×1030MW超超临界机组分别于2010年11月和12月投产。锅炉为东方锅炉股份有限公司DG3000/26.15-Ⅱ型，超超临界参数变压直流、一次再热、平衡通风、露天岛式布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、对冲燃烧方式Π型锅炉。工程同步建设烟气脱硫、脱硝设施，其中脱硫设施采用石灰石/石膏湿法烟气脱硫工艺，脱硫吸收剂为石灰石，副产物为石膏。运行中会产生少量的脱硫废水，水质恶劣、复杂、处理回用难度大，单台机组脱硫废水排放量约为10m1当前水处理系统的建设该发电厂2台燃煤发电机组采用2次循环单元制供水系统。每台机组配1座12000m2废水废水零排放技术2.1微滤膜的预处理该发电厂脱硫废水设计水量20mNaOH联合Na通过对比，3种工艺均可以保证脱硫废水经预处理后的水质达到后续膜浓缩或者传统蒸发结晶的进水水质要求，但是针对该发电厂脱硫废水高含盐量、高硬度、高COD、高镁、高有机物的特点如果应用管式微滤预处理工艺，容易造成微滤膜污堵，具体预处理工艺方案的选择，需要根据预处理试验结果以及后续的固化处理工艺综合考虑。2.2工艺工艺流程对比目前，脱硫废水零排放技术路线较多，固化工艺阶段的投资均很高，采用一些较为廉价的浓缩工艺可以有效降低蒸发结晶等固化处置系统的投资。高含盐废水的浓缩技术中，除了蒸发浓缩工艺外，应用最广且成本相对低廉的工艺为电渗析（Electrodialysis,ED）工艺，超滤-高压反渗透工艺和纳滤-高压反渗透工艺，具体的工艺流程如图4—6所示。通过比较分析可知，3种浓缩工艺均可以达到脱硫废水减量的目标且产水水质较好。ED工艺对预处理要求相对较低，浓水含盐量可以达到10%以上，但淡水含盐量较高，需配置多级脱盐电渗析或反渗透进一步脱盐才能达到回用系统水质要求，工艺流程长、操作复杂，针对该发电厂脱硫废水浓缩减量工程，电渗析工艺优势不大。超滤-高压反渗透工艺技术成熟，在电厂已有实际工程案例，产水水质稳定，可以达到减量要求，并且投资运行费用较低，但需要配合严格合理的预处理工艺才能保证系统的安全稳定运行。纳滤-高压反渗透工艺与超滤-高压反渗透工艺相比，增加了纳滤单元，可以将预处理后废水中一、二价离子分离，抗有机物性能好，纳滤产水进入反渗透系统，水中盐成分主要为NaCl，可以在后续工艺中获得纯净的工业盐，但在没有严格要求后续固化单元提纯工业盐时，纳滤工艺优势不大。2.3机械雾化蒸发固化处置主要有蒸发结晶、烟道喷雾蒸发、旁路烟气蒸发和机械雾化蒸发4种工艺。通过对比现有脱硫废水零排放系统预处理、浓缩以及固化工艺技术路线可知，当选择蒸发结晶工艺作为脱硫废水固化处置工艺时，如需要分盐得到纯净的NaCl等结晶盐时，必须对脱硫废水进行严格的预处理，反之可以采用晶种法蒸发结晶工艺，不需要严格的预处理，最终得到混盐。当采用烟道喷雾蒸发或旁路烟气蒸发工艺作为脱硫废水最终处置工艺时，不回收二次冷凝水，但最终也不会生成结晶盐，不存在分盐提纯环节，并且旁路烟气蒸发工艺进水要求较低，进水一般不需要严格软化预处理。机械雾化蒸发受地理环境因素影响较大，宜用于干旱或半干旱地区。并且需根据水量计算机械雾化设备数量、喷洒位置、喷洒高度等。同时该工艺需在较为宽阔的场地实施，以保证蒸发后颗粒物落入可控范围内，不造成二次污染。脱硫废水的氯主要来自燃煤，现场化验数据显示该电厂粉煤灰中氯的质量分数为0.007%。但现场脱硫废水中氯的质量浓度为14500mg/L。2016年机组平均负荷率71%，平均运行小时数5862h，年累计耗煤量3942.848kt，燃煤灰分为37%，燃煤灰分约有89%进入电除尘器，产生的粉煤灰总量为1298.38kt。根据实际运行数据测算，满负荷时脱硫废水为20m2.4预处理-膜浓缩-蒸发结晶工艺综上所述，针对该发电厂脱硫废水水质情况，可选用4种零排放系统工艺，4种工艺的投资费用、实施后系统运行费用如表2、表3所示。方案1为晶种法蒸发结晶工艺，具有流程短，预处理要求低的优势，但晶种投加控制难度大，结垢后不容易清洗，对运行要求非常高。另外，该工艺由于不进行预处理，传统膜处理工艺无法在蒸发结晶前对脱硫废水进行减量，因此后续蒸发结晶系统处理水量大，投资运行费用高。方案2为软化预处理-膜浓缩-蒸发结晶工艺，工艺流程如图7所示，前期通过较为廉价的膜浓缩工艺对脱硫废水进行减量，有效降低后续蒸发结晶系统出力，降低蒸发结晶投资费用，安全可靠、技术成熟并且有成功的设计运行管理经验，但预处理工艺药剂费用较高。方案3（软化预处理-膜浓缩-旁路烟气蒸发）和方案4（直接旁路烟气蒸发）最终采用的都是旁路烟气蒸发工艺，有较好的价格优势；但在处理效果相同的情况下，方案3需要前期的预处理和膜浓缩工艺，增加了运行费用，而方案4实际应用工程案例较少，工艺流程如图8所示。综