火力发电厂废水零排放技术方案

4.2.2MVR技术

MVR技术是目前世界上处理高盐分废水可靠、有效的解决方案之一。采用机械压缩再循环蒸发技术处理废水时，除了初次启动需要外部蒸汽外，正常运行时，蒸发废水所需的热能主要由蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放或交换的热能提供，运行过程中没有潜热流失。运行过程中消耗的仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽压缩机和控制系统所消耗的电能。利用蒸汽作为热能时，蒸发1kg水需消耗热能2319kJ。采用机械压缩蒸发技术时，蒸发1kg水仅需117kJ或更少的热能。即单一的机械压缩蒸发器的效率，理论上相当于20效的多效蒸发系统。采用多效蒸发技术，可提高效率，但是多效蒸发增加了设备投资和操作的复杂性。

4.2.3NED技术

NED技术在一密闭环境内模拟自然降雨的现象:当气体在设备内循环时，气流在蒸发室内加热并吸收水分，然后在冷凝室内凝结成纯水。废水首先经过换热器被加热至一定温度(40一800C)，然后进入蒸发室，从蒸发室顶部喷洒而下，液滴表面的水分被蒸发形成水蒸气，在风的作用下被移至冷凝系统，含有饱和水蒸气的热空气与冷凝系统内从顶部喷洒下来的冷水相遇，重新凝结成水滴，产生净水送至系统外。经蒸发后废水质量浓度不断升高并达到饱和，盐从溶液中析出形成固体颗粒，并通过固液分离器实现最终分离。该技术采用热泵压缩机组，在制备冷凝系统所需冷水的同时，将水中的热量转移用来加热原废水，实现了系统内部能量的循环利用。

NED设备不需要将水加热至沸腾(沸腾可能会损坏某些物质或热交换器，还可能导致结垢等问题)，不需要加压室或真空室，也不需要高压过滤。此技术是废水处理技术的一种创新模式，运行能耗低。

4.3蒸发结晶工艺比选

MED，MVR与NED工艺的技术对比见表3。

表3MED,MVR与NED工艺的技术对比

MED和MVR技术在国内火电厂均有成功案例(见下文的2个案例)：MED蒸发过程需要消耗大量的蒸汽，对于4效蒸发，1t水需要消耗0.3一0.5t的蒸汽，并且末效产生的二次蒸汽还需要冷凝水冷凝，系统运行费用高;MVR系统将二次蒸汽经压缩机压缩，提高压力和饱和温度，再送入蒸发器作为热源，替代新鲜蒸汽循环利用，同时还省去了二次蒸汽冷却系统，运行费用相对较低，在国外火电厂脱硫废水蒸发结晶处理系统中应用较广。

NED技术采用低温常压蒸发方式，同时采用压缩机系统实现系统内部蒸发吸热和冷凝放热的能量循环利用，从而降低了系统的运行费用。NED设备体积大，采用模块化设计，可根据场地条件立体、多层安装。目前，NED系统在火电厂废水处理中尚未有应用案例。

MVR技术成熟，在国内外电厂均有成功案例，特别是在美国、意大利等国家的火电厂应用广泛，运行费用相对较低。5国内应用案例介绍5.1广东河源电厂废水零排放项目。

广东河源电厂机组容量为2x600MW，是国内第1家真正意义上实现废水零排放的电厂。零排放系统设计处理水量为22m3/h，其中脱硫废水18m3/h其他废水4m3/h。预处理系统包括混凝沉淀系统、水质软化系统和污泥处理系统，技术方案和设备调试均由西安热工院有限公司提供，预处理系统设备投资2000万元;蒸发结晶处理采用4效强制循环蒸发结晶工艺，系统投资约7000万元。预处理出水依次进入1~4效蒸发结晶罐进行蒸发结晶，系统产生的结晶盐达到了工业盐要求。2009年12月系统正式投入生产，系统流程如图3所示，运行情况如下。

图3广东河源电厂零排放系统流程

(1)预处理软化系统配碳酸钠溶液，仍需要外接工业水。

(2)运行期间，脱硫系统吸收塔氯离子质量浓度控制在8000一15000mg/L。

(3)2012年处理水量约5.6万t，折合平均水量约10m3/h。

(4)4效蒸发系统能耗较高，处理1亩废水，消耗蒸汽300kg，耗电30kW.h。

(5)工业盐产量3一4t/d，售价60一80元/t。

(6)预处理系统每天产生约50t泥饼。

(7)实际蒸发温度为70一1100C，其中1效最低，为70一800C，4效最高，为100一1100C。

5三水恒益火力发电厂有限公司零排放项目

三水恒益火力发电厂有限公司机组容量为2x600MW。零排放系统由佛山德嘉公司提供成套设备，投资为4600万元(不含土建、安装费用)，技术来自美国J&Y公司，采用两级卧式MVR工艺，未设置预处理系统，主要处理树脂再生酸、碱废水和脱硫废水。废水零排放系统包含两级卧式喷淋薄膜机械蒸汽压缩蒸发浓缩系统、两级卧式喷淋薄膜蒸发结晶系统、结晶物分离干燥系统等，系统流程如图4所示。

图4三水恒益火力发电厂有限公司

零排放系统流程系统设计处理水量为20m3/h，脱硫废水未采用软化处理，水中结垢因素Ca2+,Mg2+，SO42-，F-，硅等质量浓度很高，属于易结垢水质，运行情况如下。

(1)采用卧式薄膜蒸发器+机械蒸汽压缩循环工艺，能耗相对较低。处理1耐废水，耗电20~25kW.h，消耗蒸汽50一60kg。

(2)未设置脱硫废水预处理系统，其产品为复杂混合盐，作为危险固体废弃物送专业固体废弃物处理中心处理，处理成本800元/t。

(3)由于蒸发系统进水未经充分软化，结垢倾向严重，日常运行时需要每周进行1次小型酸碱清洗除垢，每月进行1次大型酸碱清洗除垢。

(4)根据现场实际情况，机械蒸汽压缩机入口和出口温升可达到180C，高于预期的8一100C，原设计的2台蒸汽压缩机串联的方式过于保守，目前正在改造为并联运行。

6结束语

脱硫废水深度处理系统水质变化较大，系统投资较高、运行费用较高。脱硫废水深度处理系统目前存在多种处理方式，有些案例己经应用于实践，并取得了较好的效果。

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