基于“零排放”工艺的某火力发电厂高盐废水处理方案探究

2废水处理方法与讨论

2.1“零排放”废水处理方案

目前国内真正实现零排放的电厂很少，技术、投资、运行成本均是制约零排放实施的重要因素。若直接采用蒸发的方法处理，势必会消耗大量蒸汽和电力，通常的处理方法是先脱盐浓缩再蒸发。所以废水必须经过适当的预处理才可以送入蒸发结晶处理系统，从而实现“零排放”这一目标。

2.1.1方案一

系统组成：石灰碳酸钠软化+反渗透膜浓缩+TMF处理+高压反渗透+蒸发结晶。工艺流程见图1。

含盐量在2500mg/L左右的电厂废水，通过石灰-碳酸钠软化系统使其中的硬度和碱度均降低到0.5mmol/L以下，同时澄清作用也使得废水中硅含量大幅降低，再通过双介质过滤器和超滤装置进一步降低废水杂质颗粒含量，使污染指数SDI降低到3以下。

这样的水质可以直接进入普通反渗透装置，该装置为一级三段排列，其所产淡水含盐量60mg/L，水量约108m3/h，满足回收水要求。为提高第三段的产水率，需要在第二段后设置增压泵使段压有所提高。经验算，第一段进口压力为1.1MPa，第三段增压后压力为1.1MPa。

一级三段反渗透的浓水剩余42m3/h，水中含盐量比原水浓缩了约4倍，达到约1%的含量。软件预测此时的水体具有轻微结垢倾向（LSI约0.51>0）。

利用管式微滤膜TMF，结合加入石灰、碳酸钠和絮凝剂，对此水进一步脱除硬度和碱度，TMF产水可以直接送入反渗透装置，该反渗透系统设计为一级三段，选用海水脱盐膜，第三段前设中间增压泵将进水压力提升到5MPa左右，浓缩后的含盐量达到4%以上，浓水流量约9m3/h。

TMF的含固浓缩废水则送去预处理工段的污泥浓缩脱水装置处理。经海水反渗透膜再次浓缩的高浓度含盐废水送到蒸发浓缩单元，利用多效蒸发器进行蒸发浓缩，这里选用蒸发量达10m3/h的三效强制循环式蒸发器。

料液经预热后转入三效蒸发器，同时启动真空系统，二效蒸发器产生的二次蒸汽供给三效加热器壳体，料液温度50～55℃，分离室压力-0.085～-0.09MPa；经三效蒸发后的溶液转入二效蒸发器，一效蒸发器产生的二次蒸汽供给二效加热器壳体，料液温度100～105℃，分离室压力0.09～0.1MPa，物料达到控制浓度后转至三效蒸发器；将二效料液经二级预热器预热后送到一效蒸发器内，同时打开加热器生蒸汽阀门，运行后一效蒸发器内温度会提高至140℃，分离室压力持续在0.15MPa左右。

蒸发产生的二次蒸汽最终冷凝下来送去淡水产水箱，三效蒸发器的母液（约2m3/h）则去真空结晶和干燥单元。过饱和的含盐母液在真空结晶器内快速闪蒸，料液进一步浓缩，而后进入冷却结晶器使母液中结晶颗粒不断长大。

离心分离机用于使结晶与母液分离，分离后的结晶如需进一步干燥可送入蒸汽干燥机，进一步脱去水分得到含水率极低的结晶盐；母液则返回蒸发装置继续处理。

2.1.2方案二

系统组成：石灰碳酸钠软化+反渗透膜浓缩+高压平板膜浓缩+蒸发结晶。工艺流程见图2。

通过石灰-碳酸钠软化系统降低硬度和碱度后，再经过双介质过滤器和超滤进一步降低污染指数，然后进入一级三段排列的反渗透浓缩单元，其所产浓水约42m3/h，含盐量比原水提高了4倍，约为1%，这样的浓水直接进入下一段反渗透会有轻微结垢倾向（LSI约为0.51＞0）。

如果选用新型的高压平板反渗透膜组件，由于其特殊的流道设计可以阻止结垢物在膜表面的沉积，方案二即以高压平板反渗透膜取代海水膜，同时取消TMF处理单元。高压平板膜的抗污染性和耐高压能力，使其能在非常高的压力下获得满意的回收率。

压力由5、9MPa升高到140MPa的三级升压平板膜单元，使废水的含盐量由1%提升到4.5%。废水得到极大的浓缩，剩余废水量约7m3/h。减轻蒸发结晶单元负荷。

2.1.3方案三

系统组成：石灰碳酸钠软化+反渗透膜浓缩+EDR浓缩+蒸发结晶。工艺流程见图3。

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