某电厂2X300MW燃煤机组废水处理回用及零排放技术方案

摘要 ：介绍结晶盐分盐提纯零排放工艺流程，结晶盐分盐提纯零排放工艺作为一种高效的废水处理回用及零排放技术方案盐脱除率可达 92%，对结晶分离出的固体盐进行资源化利用，生产出可以满足工业级标准的固体盐产品，提高经济效益，同时避免了高含盐废水污染环境和回收水资源。

关键词 ：脱硫废水 ；结晶盐分盐提纯 ；废水处理 ；固体盐 ；零排放

1 某电厂废水概况

经过对某电厂 2 # 300MW 燃煤机组的考察，对电厂废水初步分析可以分为两大类水，即 ：一普通废水，经过成熟处理工艺，絮凝、沉淀、中和和压滤等工艺，达到电厂废水综合利用；二含高盐废水，即部分酸碱再生水、循环外排废水（含盐量5000mg/L 以上）和脱硫废水（20000mg/L 左右），这部分废水含盐成分较高，按照国家最新环保要求，必须达到除盐零排放要求。

2 零排放处理技术

2.1 方案介绍与比选

2.1.1 混盐工艺

主要工艺路线为预处理 + 减量化 + 蒸发结晶。此工艺主要优点是系统相对简单，处理步骤少，运行容易控制，设备投资一般，运行费用一般 ；缺点是产生大量固体杂盐废物，处置费用高昂。该方案主要用于早期零排放项目。

2.1.2 烟道喷雾工艺

主要工艺路线为预处理 + 减量化 + 烟道喷雾干燥。此工艺主要优点是投资成本和运行成本相对较低，容易控制 ；缺点是高浓度杂盐浓缩液直接喷烟道会对烟道产生结垢、污堵、腐蚀等不良影响，长期运行后的各方面影响评价还有待考察。

2.1.3 结晶盐分盐提纯零排放工艺

目前国内脱硫废水主流工艺为分盐提纯工艺，采用纳滤膜进行盐份分离，反渗透膜进行减量化及水资源回收，最后蒸发结晶。此方案可做到真正的零排放，系统中除干污泥外，没有其它废弃物排出 ；结晶出的氯化钠可作为产品出售，大大降低废物处置费用，同时还弥补一部分运行成本。根据本项目的情况，我们推荐选择结晶盐分盐提纯零排放工艺以达到脱硫废水资源化、减量化处理目的。

2.2 结晶盐分盐提纯零排放工艺流程说明

2.2.1 预处理单元

2.2.1.1 反应沉淀池

反应沉淀池的目的主要是降低 Ca²⁺、Mg²⁺、SiO₂、悬浮物等的浓度，减轻其对蒸发单元的影响，并且去除部分 SO4^2-离子保证纳滤单元进水水质稳定。 本项目反应沉淀池投加石灰乳、碳酸钠、PAC、PAM 等药剂以保证去除效果。反应中生成的大量 CaCO₃、Mg(OH)₂、CaSO₄等沉淀在 PAC 和 PAM 的作用下，在沉淀区进行固液分离，形成污泥排出系统。排泥进入污泥收集池，污泥压滤后外运，上清液进入管式微滤膜。设计反应沉淀池一座，反应区设计流量为 35m³/h，沉淀区为 130m³/h。

2.2.1.2 管式微滤膜

管式膜的结构是膜被浇铸在多孔材料管的内部。含被过滤物质（固体）的水流透过膜后，再透过多孔支撑材料，进入产水侧（水被净化）。被膜截留的固体颗粒在水流的推动下，不会停留在膜的表面，而是在膜表面起到一定的冲刷作用，避免污染物在膜表面停留。反应沉淀池里的上清液通过泵提升进入管式微滤系统，在压力和速度的驱使下，废水通过管式微滤膜以大流量错流过滤的方式，使悬浮固体物质与液体分离。在每一个膜组列中，废水经泵抽送经过膜管的流速很高，在膜表面形成平行湍流，产生一个剪切作用，起到清洗膜的作用。

管式微滤单元主要由循环泵、管式微滤膜及膜架、清洗装置、相关控制阀门及匹配管道组成。设计管式微滤膜 2 套，每套处理量为 18m³/h。管式微滤膜出水进入超滤水池，并在其中通过加酸调节 p H 值。

2.2.2 纳滤单元

由于废水中氯化钠和硫酸钠的含量很接近，单独提取一种盐都会造成很大损失，并且增加杂盐处理量，因此考虑采用纳滤分离手段将氯化钠和硫酸钠分开，达到分盐的目的。

纳滤膜本质上是一种宽松反渗透膜，由于特殊的膜材料，使其对一价离子具有很高的透过性（NaCl 在透过膜后损失很小），而对二价离子具有很高的截留能力（硫酸根几乎被全部截留）。经过纳滤后，淡水侧盐分以氯化钠为主（含量可达 97% 以上），只有极少量的硫酸钠，浓水侧以硫酸钠为主，含有部分氯化钠。

纳滤膜共有两套，每套处理量为 18m³/h，其中淡水侧产水为 13m³/h，进入氯化钠水箱 ；浓水侧浓水为 5m³/h，回流至反应沉淀池原水入口处。

2.2.3 海水反渗透单元

反渗透设施产水的关键条件有两个：一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜 ；二是一定的压力。

在水中多种杂质中，溶解性盐类是最难清除的。因此，经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果。反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。

本 项目 NF 淡 水 侧 产 水 主 要 以 氯 化 钠 为 主，TDS 在10000mg/L 左右，利用海水反渗透膜进一步浓缩减量。本项目针对水质特点选用优质的抗污染海水反渗透膜，具有膜表面平滑、抗污染能力强等众多优点，能够确保产水水质达到既定标准排放并长期稳定运行。

设计氯化钠 SWRO 装置 1 套，每套处理量为 25m³/h，产水量为 17.5m³/h，浓水为 7.5m³/h，排列方式一级两段。产水进入反渗透水箱。

2.2.4 DTRO单元

DT 膜技术即碟管式膜技术，是一种专利型膜分离设备。碟管式膜组件具有专利的流道设计形式，采用开放式流道，料液通过入口进入压力容器中，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端。在另一端法兰处，料液通过 8 个通道进入导流盘中。被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后 180°逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线。浓缩液最后从进料端法兰处流出。DT 组件两导流盘之间的距离为 4mm，导流盘表面有一定方式排列的凸点。这种特殊的水力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面，遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效地避免了膜堵塞和浓度极化现象，成功地延长了膜片的使用寿命。清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于处理高浑浊度和高含砂系数的废水，适应更恶劣的进水条件。

2.2.5 STRO单元

STRO 是一种可靠渗透的分离方法。渗透现象描述的是半透膜两侧低浓度溶液和高浓度溶液相互传递的一种现象。膜允许水分子通过而截留了盐和水中的其它组分。半透膜允许水分子从低浓度侧扩散到高浓度侧，直到两侧达到相同的盐浓度渗透平衡。在反渗透过程中压力作用于浓水侧促使水分子通过半透膜。大部分的溶解盐、有机物、细菌和固体悬浮物等不能透过膜随系统浓缩液一起排出。所得产水无需进一步处理就可使用。

2.2.6 污泥处理单元

反应沉淀池排泥通过污泥泵输送至污泥收集池，在污泥收集池中进行调质浓缩后，送入压滤机压滤外运。

2.2.7 辅助加药单元

辅助加药单元主要包括以下装 置 ：反渗透清洗 装 置、DTRO/STRO 清洗装置、石灰乳投加装置、碳酸钠投加装置、盐酸加药装置、氢氧化钠加药装置、助凝剂加药装置、混凝剂加药装置、次氯酸钠加药装置、阻垢剂加药装置、还原剂加药装置等。

2.2.8 蒸发结晶单元MVC+MVR（机械蒸汽再压缩）

本项目采用一套”MVC+MVR”蒸发结晶单元对 DTRO 产生的浓盐水进行处理，处理量为 3m³/h（NaC），经高倍浓缩后进行l分盐结晶，回收高品质凝水的同时获得满足工业盐标准的 NaCl。

经预热后浓盐水进入蒸发结晶系统，在加热器内换热升温，达到系统设计的闪蒸温度。循环液进入结晶器内，在液面完成闪蒸，二次蒸汽通过压缩机升温、升压作为加热蒸汽进入换热器壳侧。凝水通过凝水罐完成收集，进入预热系统回收热量。

3 结论

通过结晶盐分盐提纯零排放工艺的介绍，得到以下结论 ：结晶盐分盐提纯零排放工艺作为一种高效的废水处理回用及零排放技术方案盐脱除率可达 92%。对结晶分离出的固体盐进行资源化利用，生产出可以满足工业级标准的固体盐产品，提高了经济效益，同时避免了高含盐废水污染环境和回收水资源.