電廠脫硫廢水零排放處理工程案例

　　傳統(tǒng)的脫硫廢水處理工序包括中和、沉降、絮凝、濃縮澄清等，但目前很多省份(如山東、河北、遼寧等)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)對鹽或氯化物含量有較嚴(yán)格的要求，采用傳統(tǒng)工藝處理的脫硫廢水仍存在鹽和氯化物超標(biāo)的問題，因此脫硫廢水零排放十分必要。筆者以山東某電廠的脫硫廢水零排放處理工程為例，提供一種脫硫廢水零排放解決方案。

　　1、脫硫廢水水量與水質(zhì)

　　脫硫廢水處理工程分2期建設(shè)，一期設(shè)計規(guī)模10 m3/h，二期擴(kuò)展到20 m3/h，預(yù)處理段按二期設(shè)計規(guī)模建設(shè)，處理量20 m3/h，膜濃縮段按一期設(shè)計規(guī)模建設(shè)，處理量10 m3/h，蒸發(fā)結(jié)晶段按一期設(shè)計規(guī)模建設(shè)，處理量5 m3/h(蒸發(fā)結(jié)晶裝置1用1備)，處理后的廢水全部回用，其水質(zhì)優(yōu)于《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(HG/T 3923—2007)要求，具體設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。從水質(zhì)情況可以看出，該廢水的硬度和氯離子含量較高。

　　表1 設(shè)計進(jìn)出水水質(zhì)

　　2、工藝流程及參數(shù)

　　2.1 工藝流程

　　脫硫廢水進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，隨后經(jīng)提升泵加壓后進(jìn)入兩級混凝沉淀系統(tǒng)，向軟化池和絮凝池中投加氫氧化鈉、碳酸鈉、聚合硫酸鐵和聚丙烯酰胺，軟化去除水中硬度。二級沉淀池出水經(jīng)調(diào)節(jié)pH后提升至多介質(zhì)過濾器。多介質(zhì)過濾器出水經(jīng)高壓泵增壓后進(jìn)入DTRO裝置濃縮，產(chǎn)水進(jìn)入回用水池，經(jīng)提升泵送往回用水點(diǎn)，濃水進(jìn)入DTRO濃水池。DTRO濃水經(jīng)泵提升進(jìn)入多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)處理，多效蒸發(fā)系統(tǒng)的冷凝水進(jìn)入回用水池，結(jié)晶鹽經(jīng)脫水處理后打包外售。具體工藝流程見圖1。

　　圖1 工藝流程

　　2.2 主要單元參數(shù)

　　(1)調(diào)節(jié)池。用于收集脫硫廢水，對水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使來水水質(zhì)均勻，避免水質(zhì)水量波動對后續(xù)設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷產(chǎn)生過大沖擊，保證設(shè)備的安全及穩(wěn)定運(yùn)行。設(shè)計1座，停留時間10 h，尺寸6.7 m×6.0 m，有效水深5.0 m。

　　(2)混凝反應(yīng)沉淀池。包括配水渠、軟化池、絮凝池、一級沉淀池、二級沉淀池及pH調(diào)節(jié)池，集上述單元于一體，每個池體均設(shè)有排空管。設(shè)計流量20 m3/h，軟化池和絮凝池停留時間2.3 h，一級沉淀池負(fù)荷 0.7 m3/(m2·h)，二級沉淀池負(fù)荷 0.7 m3/(m2·h)，控制 pH 在 10～11。

　　(3)多介質(zhì)過濾器。通過過濾器內(nèi)填料截留去除水中的懸浮物、有機(jī)物、膠質(zhì)顆粒、微生物等。設(shè)計流量20 m3/h×2套，1用1備，單套直徑2 m，過濾流速6.4 m/h。

　　(4)DTRO裝置。主要用于去除水中的溶解鹽類、小分子有機(jī)物及二氧化硅等，可去除水中95%以上的電解質(zhì)(鹽分)和粒徑>0.000 5 μm的雜質(zhì)。設(shè)計流量5 m3/h×2套，水溫20～40℃，系統(tǒng)回收率≥50%，DTRO 膜通量≤15 L/(m2·h)。

　　(5)三效蒸發(fā)器及噸袋包裝機(jī)。工藝采用三效蒸發(fā)器處理來料，蒸發(fā)器采用抗鹽析、抗結(jié)垢、適用性能強(qiáng)的強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。原料液首先經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)達(dá)到一定濃度后出現(xiàn)大量晶體，出料后進(jìn)入稠厚器增濃，然后進(jìn)離心機(jī)進(jìn)行固液分離，母液返回蒸發(fā)器重新蒸發(fā)，結(jié)晶鹽進(jìn)入噸袋包裝機(jī)包裝外運(yùn)。進(jìn)料流量5000kg/h，進(jìn)料TDS約為50000mg/L，出料含水率≤5%，蒸發(fā)量4 750 kg/h。

　　(6)加藥系統(tǒng)。加藥裝置放置在加藥間，1座，尺寸14.0 m×13.0 m×5.9 m。放置氫氧化鈉、碳酸鈉、絮凝劑和助凝劑等藥劑。

　　(7)污泥脫水系統(tǒng)。主要處理來自混凝反應(yīng)沉淀池的化學(xué)污泥，設(shè)計2套自動液壓箱式壓濾機(jī)，每套處理絕干污泥量7.2 t/d，出泥含水率≤60%。

　　3、運(yùn)行費(fèi)用

　　該工程運(yùn)行費(fèi)用主要包括電費(fèi)、藥劑費(fèi)和蒸汽費(fèi)。 工程耗電為14 kW·h/m3， 按電價0.5元/(kW·h)計，電費(fèi)為7.0元kW·h/m3;噸水平均消耗2.5 kg NaOH(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 30%)、17.8 kg Na2CO3(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>96%)、0.04 kg 聚合硫酸鐵(一等品)、0.005 3 kg PAM(工業(yè)級陰離子型)、0.82 kg HCl(質(zhì)量分?jǐn)?shù) 30%)，各藥劑價格分別為 800、1000、1380、16000、700 元/t，則藥劑費(fèi)為27.28元/m3;噸水消耗蒸汽150 kg，蒸汽按120元/t計，則蒸汽費(fèi)為18元/m3;運(yùn)行費(fèi)用合計52.28 元/m3。

　　除硬費(fèi)用占總成本的50%，運(yùn)行費(fèi)用受水質(zhì)影響較大。

　　4、結(jié)論

　　該電廠脫硫廢水零排放處理系統(tǒng)已順利投產(chǎn)，軟化系統(tǒng)、膜系統(tǒng)及蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)運(yùn)行正常，產(chǎn)水水質(zhì)優(yōu)于HG/T 3923—2007《循環(huán)冷卻水用再生水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》要求，采用混凝沉淀+多介質(zhì)過濾+DTRO+蒸發(fā)結(jié)晶工藝可完全實現(xiàn)脫硫廢水的零排放要求，形成的結(jié)晶鹽中NaCl和Na2SO4質(zhì)量分?jǐn)?shù)>92%，含水率<5%，外運(yùn)出售。