某发电集团火电厂废水治理现状与对策

4.2高盐废水浓缩处理工艺

4.2.1膜法浓缩减量处理工艺

膜法浓缩工艺包括纳滤、反渗透、电渗析、正渗透（FO）以及膜蒸馏（MD）等。

在对高盐废水浓缩减量过程中，尤其是后面需要进行分盐结晶时，纳滤工艺就是一种比较适用的浓缩工艺。纳滤膜对二价离子的分离效率很高，因此可对氯化钠和硫酸钠混合溶液进行分离，纳滤产水中主要成分为氯化钠，送至结晶系统可生产精制工业盐。

目前，用于高盐废水浓缩的反渗透工艺主要有：海水反渗透（SWRO）、碟管式反渗透（DTRO）以及高效反渗透（HERO）等。DTRO适用于分离高浓度料液，具有适合高浓度、高含盐量污水处理的膜组件，对于处理垃圾渗滤液已经有多年的工程应用经验，但用于高盐废水处理时仍需解决废水的结垢问题。

电渗析（ED）是膜分离技术的一种，是在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性，实现对溶液的浓缩和分离。与反渗透技术相比，电渗析对废水的浓缩程度更高，可将溶液浓缩至含盐量15%以上，最高甚至可以达到20%。

FO是利用溶液间的渗透压差为推动力的自发性渗透驱动新型膜分离过程。正渗透浓缩工艺包括正渗透膜处理和汲取液回收循环两大系统，且回收汲取液所需的能量占整个系统耗能的绝大部分。

FO主要适用于处理超出反渗透经济处理范围，或者反渗透无法处理的极高含盐废水。MD是膜分离与蒸馏过程相结合的分离过程，即热侧溶液中水分在膜面处汽化并透过膜进入冷侧后被冷凝成蒸馏水。该技术目前还处于实验室或小规模工厂试验阶段。

4.2.2热法浓缩减量处理工艺

热法浓缩是一种传统的化工工艺过程，包括蒸汽加热蒸发、烟气蒸发、自然蒸发、增湿去湿等方式。其中，蒸汽加热蒸发包括多效蒸发（MED）、机械蒸汽再压缩（MVR）、热力蒸汽再压缩（TVR）等；自然蒸发主要包括蒸发塘和机械喷雾蒸发；烟气蒸发是火电厂特有的一种蒸发浓缩方式，主要是利用烟气的余热蒸发浓缩；增湿去湿主要有自然蒸发除盐（NED）、低温蒸发结晶（LTEC）和载气萃取（CGE）等方式。为了降低高盐废水热法浓缩预处理药剂成本，提出了硫酸钙晶种法降膜蒸发技术，该工艺的核心是在蒸发料液中添加硫酸钙“结晶种子”，以提供硫酸钙析出结晶生长的晶核，达到防止硫酸钙结垢的目的。

热法浓缩减量处理工艺的蒸发过程是将含有不挥发溶质的溶液加热沸腾，使溶剂部分汽化，从而达到浓缩溶液的目的。要保障蒸发连续进行，必须不断地向溶液提供热能，为了提高蒸发能效，发展出了MED、MVR、TVR等节能技术，可根据工程项目具体条件择优选用。降低高盐废水热法浓缩减量工艺热能消耗的另一条技术路线是采用电厂锅炉尾部烟气余热蒸发废水，主要包括低温烟气蒸发工艺和烟气余热闪蒸工艺。低温烟气蒸发工艺将脱硫废水浓缩塔连接至电厂电除尘器与脱硫塔之间，使脱硫废水在浓缩塔中循环蒸发；烟气余热闪蒸工艺利用电厂锅炉尾部除尘器入口的烟气余热蒸发废水，采用多效强制循环蒸发器，按“晶种法”工艺操作运行。

此外，采用自然蒸发原理的蒸发塘工艺、采用机械喷雾蒸发的强化自然蒸发工艺、利用载气的增湿—去湿工艺等，均在高盐废水浓缩减量处理中得到不同程度的研究和应用。

4.3高盐废水干化处理工艺

末端高盐废水的干化处理，均需使用外加热能，将废水中剩余水分蒸发，产出固体盐分。按蒸发热源的不同，可将末端高盐废水蒸发干化技术分为蒸汽热源和烟气余热2类。

4.3.1蒸汽热源蒸发结晶工艺

蒸汽热源蒸发结晶工艺采用蒸发结晶器，将末端高盐废水进一步蒸发浓缩析出固体并分离，经干燥处理后打包封装为固体盐。当选用不同的结晶方法时，可采用不同的结晶器，如真空冷却结晶器、强制循环蒸发结晶器、奥斯陆（OSLO）蒸发结晶器、导流筒加挡板（DTB）蒸发结晶器等。火电厂末端高盐废水的结晶过程，通常使用强制循环蒸发结晶器。

根据预处理及浓缩阶段工艺选择的不同，蒸发结晶工艺最终产物固体盐可能为杂盐、混盐或工业盐。从目前国内盐业市场情况看，回收盐受法规、标准、技术等制约，难以实现良好的资源化和市场化。回收盐的定性，也存在不确定性，若被判定为固废甚至危废，处理成本太高，影响主业可持续发展。此外，回收盐若作为产品销售，还需得到盐业及环保部门的许可。因此，在选择高盐废水干化处理工艺时，需进行充分的技术经济论证。

4.3.2烟气余热蒸发干燥工艺

烟气余热蒸发干燥工艺利用电厂锅炉尾部烟气热量，将烟气与末端废水直接接触换热，使末端废水中的水分快速蒸发，析出的固体盐与烟气飞灰混合后收集处置。烟气余热蒸发干燥工艺将末端废水雾化为细微液滴，直接喷入空气预热器与电除尘器之间的烟道内干燥；或喷入单独设置的旁路烟气蒸发器内，与从空气预热器前抽取的少量烟气直接接触加热蒸发干燥。将末端废水直接喷入烟道内的工艺过程，受锅炉负荷波动、水量波动、烟道布置、流场变化等影响，易出现烟道结垢、喷头堵塞等问题，存在一定的技术风险。旁路烟气蒸发干燥工艺单独设置烟气蒸发器，与主烟道系统相对独立，可靠性高，该工艺系统简单，设备少，投资与运行费用低，能量消耗少，不需额外的热能输入，无液体排放，不会造成二次污染，废水蒸发盐分进入粉煤灰，不产生多余的固体。但是，旁路烟气余热蒸发干燥工艺存在高温条件下含结晶水氯化镁分解产生氯化氢气体造成后续脱硫吸收塔氯离子升高，破坏原有吸收塔氯平衡[18]，以及结晶盐进入粉煤灰影响其质量等问题，因此选用该工艺时需要加以论证。旁路烟气余热蒸发干燥技术在国内已完成现场工业试验，大规模工程建设也在快速推进中，具备良好的应用前景。

5结语

某发电集团在对下属火电厂用水现状及存在问题充分调研的基础上，结合相关法律法规、标准及文献资料，编制了《火电厂废水排放控制指导意见》，使火电厂开展废水治理工作有章可循。火电厂废水治理项目应遵循以下步骤：第一步开展水务查定，完善废水监测系统；第二步加强节水管理，优化方案设计；第三步强化立项和工程管理及加强运行维护。高盐废水治理是火电厂废水治理的难点，该集团对各类预处理、浓缩和干化工艺进行了大量研究，但由于各厂情况不同，还未形成统一的技术路线，需根据各电厂实际情况，选择经济合理的技术方案。

延伸阅读：

电厂废水的处理及零排放工艺探讨

火力发电厂废水零排放技术