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脱硫废水零排放工艺- 震动膜+烟道蒸发

北极星环保网来源:清洁高效燃煤发电2016/11/12 10:51:20我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废水 零排放 震动膜

北极星环保网讯:摘要:国家对燃煤发电站开始要求“零排放”,燃煤发电脱硫废水硬度高,震动膜的宽进液通道和膜面大剪切力可防止表面结晶,省却加药除硬,大幅减少蒸发量和蒸发器投资,使“零排放”达到经济可行。

1 燃煤发电脱硫废水处置要求

现时国家对已建和新建的燃煤发电站有要求废水“零排放”。  脱硫废水是燃煤发电站最恶劣的废水,废水从处理到循环回用,通常分为三段。首先沉淀、加药除硬。第二段过滤分离悬浮物。第三阶段是蒸发固化,通常采用多效蒸发或MVR加结晶器。图1为脱硫废水“零排放”主要阶段示意。


图1:脱硫废水“零排放”主要阶段

烟气脱硫一般采用石灰石-石膏湿法,效率高、可靠性高,被燃煤电厂普遍采用。一般脱硫废水pH为微酸性、悬浮物约30  000mg.L-1、含微量重金属、固含量约30 000~40  000mg.L-1。蒸发结晶对进水硬度有严格要求,为保结晶顺利,硬度越低越好,通常要求低于200mg.L-1。因此会加入碳酸钠把硬度沉淀,以溶解度高的Na+离子交换溶解度低的Ca++离子,防止蒸发器结垢。

蒸发技术一般采用多效蒸发或机械式蒸汽再压缩技术(MVR),对硬度要求同样高。MVR是现时效率最高的蒸发技术,但在投资和营运的费用仍高。如何能在第三阶段提高浓缩比减少蒸发量成为当务之急。

2 蒸发的投资和运行成本

蒸发回收是整个零排放要求的最终环节。因氯离子含量高,一般钢材腐蚀严重,需使用钛金属或其它特殊合金,制造成本高昂。近期业界多采用MVR,  具规模的MVR建造成本约100万元/h∙t-1。除了建造成本,运行成本也是重要考虑因素。MVR使用蒸汽再压缩技术,提高蒸汽使用率,极具效益的MVR每吨进液蒸发成本约60至80元/t。

3 RO浓缩的困境

为降低蒸发量,有些厂家采用RO膜技术进行浓缩。脱硫废水硬度达到30  000mg.L-1,对膜进口和膜面产生严重堵塞。因此必需投药除硬,以脱硫废水的硬度,投药费用达到20~30元.吨-1,还有产生更大量含重金属污泥,增加外置费用。

为何卷式RO膜不能再提高浓缩比?在细心分析中主要有两个原因,第一是卷式RO膜的进入通道窄,第二是膜面剪切力不足,而不是高渗透压。见膜进口结垢堵塞见图2。


图2:膜进口结垢堵塞

3.1 通道结构

卷式RO膜组的进口空隙是膜层间隔离层的厚度,距离约只有0.5  mm。有些RO膜组采用较大厚度的隔离层,但在高硬度的应用上效果不是很明显。不同盐的溶解度各有不同,单价盐,如纳、钾、氯盐的溶解度很高,双价盐如钙、镁盐的溶解度却非常低。当钙、镁盐进入RO膜,加上胶状COD,很容易累积在进口,产生堵塞。解决方法较简单,把膜与膜之间的空隙扩大。市面上一般采用平板膜设计的都可解决通道结构问题。

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