燃煤电厂湿法脱硫废水零排放处理工艺

(4)ED。电渗析工作原理是原水通过接通直流电的阳、阴离子膜交替排列在阴、阳极之间的隔室时，在电场力作用下带电离子定向迁移，由于阳、阴离子交换膜的选择透过性，一部分水被浓缩，一部分水被淡化，形成交替排列的浓室与淡室，从而分离与提纯废水。

电渗析能耗低，环境污染小，少药量等优点，但对钙镁垢耐受能力较低，对难离解的物质难以去除。 [9-12] 。

2.3 蒸发固化技术

蒸发固化单元是实现脱硫废水零排放的关键单元，它是利用热源对脱硫废水进行蒸发，其中蒸发冷凝后的液体进行回用，并资源化利用结晶出来的固含物。主要技术包括蒸汽蒸发结晶技术和烟气蒸发结晶技术。蒸汽蒸发结晶技术包括多效蒸发结晶(Multiple Effect Distillation ， MED)和机械压缩蒸发结晶(Mechanical Vapor Re-compression，MVR)；烟气蒸发结晶主要包括低温烟气直接蒸发结晶和高温烟气旁路蒸发结晶 [13] 。

2.3.1 蒸汽蒸发结晶技术

(1)MED 技术

MED 是一种基于单效蒸发基础上发展起来的蒸发技术，该技术降低运行成本是通过多次重复利用蒸汽的热能以减少消耗热能实现的。MED 系统一般包含多个蒸发器(即多效)，在蒸发器中进入的废水和新鲜蒸汽发生换热为第一效，产生二次蒸汽和浓缩液均进入第二效蒸发器中继续蒸发换热。

即后一效的蒸发热源来自前一效产生的二次蒸汽，同时前一效产生的浓缩液将在后一效中继续浓缩。为保证每一效的传热动力，实现效与效之间多次热能利用，各效的操作压力须逐级降低，以使各效的二次蒸汽压强与蒸汽沸点依次降低。

最终，在各效加热蒸汽的作用下高盐废水逐渐蒸发浓缩，进入结晶器产生晶体盐，并通过分离器实现固液分离。由于加热蒸汽的温度逐效降低，四效以后蒸发效果较差，所以一般多效蒸发器只做到四效 [14] 。

(2)MVR 技术

MVR 技术是将废水和蒸汽送入加热器进行换热，废水汽化产生二次蒸汽。经气液分离后的二次蒸汽送入压缩机内被压缩做功提高热焓，后又返回至加热器中加热废水，其产生的二次蒸汽将再次进入压缩机，以此类推循环使用。

废水则随着浓度的不断提高达到过饱和状态直至盐分析出，最终盐和水通过固液分离后分别进行回收利用。MVR 工艺蒸发废水所需热能的主要来源于蒸汽冷凝释放的热能，在首次启动时需要外源蒸汽。

正常运转后仅消耗控制系统、蒸汽压缩机和驱动蒸发器内蒸汽、废水、冷凝水流动和循环水泵所需的电能。该工艺能够实现脱硫废水的零排放，但不足是系统复杂，投资和运行成本高，对进水水质要求较高等[15] 。

2.3.2 烟气蒸发结晶技术

烟道蒸发工艺是利用排烟余热将雾化喷射于锅炉尾部烟道的经预处理后的脱硫废水快速蒸发，产生的盐分结晶等杂质同烟气一起进入除尘器后被捕获并随煤灰外排，蒸汽进入吸收塔循环利用。根据所选取的蒸发烟道位置，烟道蒸发工艺可分为低温烟道蒸发技术和高温烟道旁路蒸发技术。

(1)低温烟道蒸发技术

采用低温烟道蒸发工艺时，脱硫废水喷入烟道位置一般在空预器后至除尘器之前间的烟道中。该工艺使得电厂外排烟气的余热热能被充分利用，并能够达到脱硫废水零排放的目的，具有系统简单、占地面积少、设备投资少、废水处理流程短、药品添加少、运行成本低等优点。

缺点是该段烟道中烟气温度较低，需控制烟气排烟温度在露点温度以上，负荷机组负荷低或波动较大时废水蒸发效果差，残余废水会随烟道进入除尘器，使烟道腐蚀、积灰、堵塞。因此，该技术一般在旧机组改造中有较多应用，对新建超洁净排放要求的机组应用较少，对长期低负荷运行机组具有一定的安全隐患。

(2)旁路烟气余热蒸发结晶技术

旁路烟气余热蒸发结晶技术是在系统中设置与空预器并联的烟道旁路，并从空气预热器前端引入高温蒸汽作为废水蒸发的热源，以迅速蒸发雾化后的脱硫废水，产生的晶体和固体杂质随旁路烟气进入空预器之后的主烟道同粉煤灰一起被捕捉去除。

该工艺采用独立运行机制，能进行独立维护和检修，并能够实现脱硫废水的零排放，对低烟温、低负荷、或采用低低温省煤器工艺的机组适用。但采用该工艺会使炉膛进风温度在一定程度上降低，锅炉效率降低，从而增大机组煤耗。

3 结论

综上所述，随国家环保标准的日益严格，燃煤电厂脱硫废水零排放将成为趋势。根据脱硫废水特点及各脱硫废水处理工艺的优点与不足，需合理选择预处理、化学沉淀、浓缩减量、蒸发固化、烟气蒸发结晶等工艺优化处理路线，以达到最优处理成本和效果。脱硫废水的预处理是后续处理工艺可靠经济运行的基础，要实现脱硫废水零排放，需做好如下工作：

(1)化学沉淀工艺能够很好的去除大多数重金属和悬浮物，各项指标能够满足污水综合排放标准。为应对固体悬浮物(SS)和化学需氧量(COD)往往不能稳定达标排放，需对加药量、加药方式、设备运行管理进行精准化控制，提升废水处理效果。

(2)蒸发结晶工艺能耗高、设备易结垢、投资和运行成本较高，可通过预处理工艺中的软化处理降低 Ca²⁺、Mg²⁺含量，防止蒸发器结垢，并通过如反渗透等膜浓缩减量工艺处理对脱硫废水进行浓缩，以降低蒸发结晶工艺的处理成本。

(3)烟道蒸发工艺系统简单、投资和运行成本较低，在应用中应根据机组实际情况选择合理的烟道蒸发工艺，以降低运行风险和运行成本。还需加强对脱硫废水预处理工艺的管控和优化，避

免雾化喷射系统堵塞。

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