基于“零排放”工艺的某火力发电厂高盐废水处理方案探究

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，再通过一级三段反渗透浓缩，使得浓水至剩余42m3/h左右，水中含盐量比原水浓缩了四倍，达到近1%的含量。此时直接选用RO继续浓缩，计算预测水体具有轻微结垢倾向(LSI约为0.51＞0）。

选用EDR的抗污染和对进水水质要求宽泛的特点，进行再脱盐和浓缩，电渗析器设计规格为400mm×1600mm，每台电渗析器安装250对电渗析膜，系统共配42台电渗析装置。回收率可达85%，最后剩6m3/h浓水去蒸发结晶，大大减轻蒸发结晶单元的负荷。蒸发单元浓缩配置10m3/h三效蒸发系统，结晶单元的配置与前面的方案相同。

2.1.4方案四

系统组成：TMF软化预处理+反渗透膜浓缩+EDR浓缩+蒸发结晶。工艺流程见图4。

在反应箱1和反应箱2中分别加入石灰和碳酸钠以及适量絮凝剂，送入浓缩箱中，浓缩箱的废水通过大流量循环泵送入TMF管式微滤膜装置。浓缩箱中废水的含固量在管式微滤膜的作用下不断提高，到达一定浓度后排往污泥浓缩压滤设备。

而错流而出的水中硬度、碱度、硅及其它固体杂质都大大减少，可以满足直接进入反渗透的要求。通过一级三段反渗透浓缩，使得浓水至剩余42m3/h左右，水中含盐量比原水浓缩了四倍，达到近1%的含量。此时直接选用RO继续浓缩，计算预测水体具有轻微结垢倾向(LSI约为0.51＞0）。

继续利用EDR的抗污染、进水水质宽泛等特点，进行再次脱盐和浓缩，电渗析器设计规格为400mm×1600mm，每台电渗析器安装250对电渗析膜，系统共配42台电渗析装置。回收率可达85%，最后剩6m3/h浓水去蒸发结晶，大大减轻蒸发结晶单元的负荷。蒸发单元浓缩配置10m3/h三效蒸发系统，结晶单元的配置与前面的方案相同。

经过一级三段反渗透浓缩的浓排水也可以再通过一级TMF除去硬度离子，然后用海水膜浓缩到可进入蒸发结晶的程度。

2.2方案对比分析

2.2.1技术性比较

方案一在技术上先由一级三段反渗透浓水通过TMF再次软化处理，进入海水膜继续浓缩，浓水含盐量达到4%以上，再送去蒸发结晶。优点在于只要控制好水中结垢组分含量，利用现有的成熟反渗透技术可稳定运行，运行控制及维护均较简单。

方案二在一级三段反渗透后，浓水无需再次软化处理，利用新型结构的平板反渗透膜进行直接浓缩，浓水含盐量达到5%以上送去蒸发结晶，减少蒸发系统容量。但是高压平板反渗透膜是一种用于高含盐废水处理的新技术，其组件有加拿大和德国产品，目前在国内的生化、煤化工等废水上有试验性应用，并没有大量的实际案例。

方案三在一级三段反渗透后，浓水无需再次软化处理，利用对进水要求相对宽泛的电渗析装置继续浓缩，浓水含盐量达到5%以上送去蒸发结晶，减少蒸发系统容量。电渗析本身为成熟技术，在高含盐水处理上有一定优势，应用频繁倒极技术可防止浓差极化现象，电渗析的脱盐率较反渗透低，其产水需返回前级的反渗透处理。

方案四以管式微滤单元代替软化过滤的预处理单元，可省去澄清池、过滤器、超滤器，直接进入一级三段反渗透浓缩单元，使系统更加紧凑。后续再浓缩可以是直接用电渗析，也可经TMF再次软化后用海水膜装置进行。TMF是一种错流式大通道微滤膜系统，可以承受高含固量的废水，近年在高含盐高有机废水处理上均有应用，取得了一定运行经验。

2.2.2经济性比较

4种方案的投资及运行费用比较见表3。从经济角度来看，方案二无论是从投资还是运行成本方面都较其他方案少。但是并不能说方案二优于其他方案，因为方案二不是较为成熟的方法，并没有很多的应用。方案三中的电渗析技术在国内外已经较为成熟，但其较高的用电量是无法避免的一项支出。

方案四中新型的方法是导致了成本的增加的原因，但很大程度上能缩小土地使用面积，无形中节约成本，在将来很可能会实现普遍化，并且保持现有的较高的处理效率。

3结论

以“零排放”的理念来处理火力发电厂的循环冷却高盐废水，是大势所趋，并且目前已有许多方法可以实现这一目标。本文在此提出的四种方案均可满足多效蒸发器结晶进水要求，并且达到最终的回收用水指标。

采用“预处理+脱盐浓缩+蒸发结晶”工艺可以将此高含盐废水有效处理，回收的淡水高于电厂新鲜水指标，可返回循环水系统或锅炉补给水处理系统作为水源。

四种方案的淡水回收率可达到96%以上，系统产生的淤泥可用于烧结制砖，最终的结晶盐可外运至指定填埋场地。

为使处理工艺的稳定运行，现电厂运行的各用水及排水系统应统一调配，做到进入废水处理系统的仅为循环水排污，尽可能不排入脱硫废水和生活废水，以免重金属离子和COD影响整个工艺运行。

通过对4个工艺方案的比较：方案一主要依靠投加药剂使水体软化浓缩，适合于较小的火力电厂，在此不适用。方案二技术不成熟，很可能会出现一些未知的问题，所以在此也不适用，方案四对占地面积的要求较低，但目前来看各项费用太高，无法采纳。方案三利用的是国内外都较为成熟的EDR电渗析，虽然有较高的用电量，但火力电厂有着很好的背景能源条件，完全可以满足设备运行的需求，在本火电厂较为适用。

参考文献略

《水处理技术》作者：包伟，黄勇，张宁博

作者简介：包伟(1991-)，男，硕士研究生，研究方向为水污染控制与工程

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