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通過分析國內(nèi)已經(jīng)工業(yè)應用的預處理-傳統(tǒng)蒸發(fā)結晶和預處理-膜濃縮-傳統(tǒng)蒸發(fā)結晶2種脫硫廢水零排放處理工藝方案，結合某燃煤電廠的實際水質(zhì)和水量情況，對該電廠使用這2種處理工藝方案進行了經(jīng)濟性及工藝優(yōu)缺點分析，為該電廠脫硫廢水零排放探究合適的技術路線。結果表明，2種工業(yè)應用的工藝路線均存在投資、運行成本高，結晶得到混鹽等問題。建議脫硫廢水零排放技術首先應預處理除去懸浮物和鈣鎂離子，然后通過納濾一洽凍結晶分鹽系統(tǒng)分離廢水中的氯化鈉和硫酸鈉，再利用電滲析一反滲透藕合技術對氯化鈉溶液進行深度濃縮，后通過結晶和干燥系統(tǒng)對結晶鹽進行回收利用。

三聯(lián)箱工藝是脫硫廢水常規(guī)處理工藝，主要包括中和、沉淀、絮凝和澄清等步驟降，但其出水仍含有大量溶解性鹽，必須進行深度處理才能達到零排放要求�，F(xiàn)有的脫硫廢水零排放技術主要包括預處理-傳統(tǒng)蒸發(fā)結晶、預處理-膜濃縮-傳統(tǒng)蒸發(fā)結晶和煙道噴霧干燥技術。

本文針對某燃煤電廠超超臨界2×1000 MW機組，介紹了該電廠脫硫廢水水質(zhì)及三聯(lián)箱出水水質(zhì)情況，分析了現(xiàn)有的2種脫硫廢水零排放處理工藝方案，以及該電廠使用這2種工藝的經(jīng)濟性分析和各自優(yōu)缺點，后提出了脫硫廢水零排放的技術發(fā)展建議。

1現(xiàn)有脫硫廢水處理工藝

1.1 脫硫廢水水質(zhì)特點

某電廠超超臨界2×1000MW機組脫硫廢水主要來源于石灰石-石膏濕法脫硫塔，脫硫廢水的水質(zhì)波動較大，3次取樣得到水質(zhì)數(shù)據(jù)的平均值見表1。由表1可知該脫硫廢水的主要特征為：

1) CODCr值較高，在后續(xù)濃縮過程中易造成有機物膜污堵，影響結晶鹽純度；

2)懸浮物SS質(zhì)量濃度較高，為37445mg/L ；

3)鈣鎂硅質(zhì)量濃度較高，易導致無機鹽結垢；

4) Cl-質(zhì)量濃度較高，易腐蝕設備；

5)含有有害的重金屬元素鉻、福、砷、鉛和汞等。

表1 該電廠脫硫廢水水質(zhì)分析

1.2 現(xiàn)有脫硫廢水處理工藝

傳統(tǒng)的三聯(lián)箱工藝包括中和、沉淀、絮凝和澄清濃縮幾個步驟，其工藝流程如圖1所示。首先在中和箱中加入5%-10%(質(zhì)量分數(shù))的石灰溶液，調(diào)節(jié)廢水pH值達到9.0以上，使重金屬離子在堿性條件下生成難溶的氫氧化物沉淀，多余的鈣離子與水中的氟離子生成氟化鈣沉淀，同時除去部分鎂離子；在沉淀箱中加入有機硫，使其與殘留的鈣離子和重金屬離子生成硫化物沉淀；脫硫廢水SS質(zhì)量濃度一般大于10000mg/L，在絮凝箱中加入高分子絮凝劑(PAC)和助凝劑(PAM），使其中的小顆粒團聚而沉積；絮凝池出水進入澄清水池，沉積物在水池底部形成污泥，溢流槽出水經(jīng)過鹽酸調(diào)解pH值至中性外排;污泥經(jīng)過脫水機脫水，小部分脫水液回流至中和箱繼續(xù)反應。

圖1 三聯(lián)箱工藝流程

該電廠每月脫硫廢水量約14400t，經(jīng)三聯(lián)箱工藝處理后的Cl-質(zhì)量濃度控制在10000mg/L以下。表2為三聯(lián)箱工藝藥劑消耗量，表3為三聯(lián)箱出水的水質(zhì)分析。傳統(tǒng)三聯(lián)箱工藝的出水含有大量的溶解性鹽，且Cl-質(zhì)量濃度較高，具有高腐蝕性，回用難度大；而外排會造成嚴重的環(huán)境污染：因此，從減少投資和能耗角度考慮，在目前三聯(lián)箱工藝基礎上，應對脫硫廢水進行深度處理，實現(xiàn)脫硫廢水零排放。

表2 三聯(lián)箱工藝藥劑消耗量

表3 三聯(lián)箱出水的水質(zhì)分析

2脫硫廢水處理方案及經(jīng)濟性分析

2.1 技術方案

2.1.1 方案1

圖2 方案1工藝流程

圖2為方案1工藝流程。方案1采用“二級預處理-蒸發(fā)-結晶”工藝。脫硫廢水先儲存在前池，進入緩沖池后通過曝氣攪拌裝置來防止懸浮物沉降，同時進一步降低廢水的CODCr值。將廢水輸送至雙級混凝澄清池中，通過在一級反應器中添加石灰來調(diào)節(jié)其pH值，以除去廢水中的大部分重金屬和鎂離子，并生成氫氧化物沉淀，再添加凝聚劑FeCl3和助凝劑PAM使絮凝物更易于沉淀；進入二級反應器的廢水，分別通過添加Na2C03、有機硫、FeCl3和PAM除去鈣離子和降低廢水中重金屬離子濃度。通過在澄清水池中添加鹽酸調(diào)節(jié)其pH值以滿足蒸發(fā)器所需的進水水質(zhì)條件。預處理后澄清水池中的廢水經(jīng)預熱后進入四效降膜蒸發(fā)器中加熱濃縮，其中進水含鹽量約為30000mg/L，蒸發(fā)濃縮后的鹽漿質(zhì)量濃度約400000mg/L，進入強制循環(huán)結晶系統(tǒng)中分離，后將得到的鹽晶體經(jīng)過干燥處理后打包運出。

2.1.2 方案2

圖3 方案2工藝流程

圖3為方案2工藝流程。方案2預處理部分工藝與方案1相同，預處理后澄清池上清液經(jīng)雙級過濾器和弱酸樹脂處理，進一步除去懸浮物和鈣鎂離子，以滿足反滲透設備的進水水質(zhì)要求。

反滲透系統(tǒng)分為兩級，分別對軟化后的原水進行預濃縮和對正滲透的產(chǎn)水進行精制，其中一級反滲透(RO)濃水進入正滲透系統(tǒng)進行再濃縮，含鹽量可達到200000 mg/L；一級RO產(chǎn)水進入二級RO進一步純化。正滲透濃鹽水脫氨后進入結晶系統(tǒng)，結晶器采用蒸汽驅(qū)動方式，濃鹽水蒸發(fā)結晶后得到僅含氯化鈉的晶漿，而含有硫酸鹽的母液回流至雙級混凝澄清池再次反應，與鈣離子反應生成微溶的硫酸鈣，降低后續(xù)碳酸鈉的投加量。結晶器排出的濃液通過離心機固液分離，得到氯化鈉結晶鹽，然后打包運出。