真空低溫濃縮設(shè)備及高危廢水處理設(shè)備廢水零排放技術(shù)進(jìn)展

１ 零排放技術(shù)

國(guó)內(nèi)典型的物理化學(xué)處理法，能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水的達(dá)標(biāo)排放，但與國(guó)外的排放標(biāo)準(zhǔn)還存在不小的距離。在“水十條”和環(huán)保稅法等政策的指導(dǎo)下，鼓勵(lì)火電廠實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)使用?，F(xiàn)階段開(kāi)展廢水零排放技術(shù)的應(yīng)用十分有必要。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)發(fā)出多種脫硫廢水的深度處理技術(shù)，其零排放基本路線總結(jié)起來(lái)見(jiàn)圖１。脫硫廢水經(jīng)軟化和過(guò)濾預(yù)處理之后，經(jīng)反滲透和正滲透濃縮清水回用，濃水機(jī)械蒸發(fā)結(jié)晶處理，另一種方法廢水預(yù)處理后直接通過(guò)煙道蒸發(fā)處理。

１.１ 預(yù)處理

１.１.１ 軟化技術(shù) 

在預(yù)處理單元中脫硫廢水經(jīng)過(guò)曝氣處理后，之后一般通過(guò)熟石灰處理＋混凝澄清工藝來(lái)去除廢水中的懸浮物、膠質(zhì)物體和一些重金屬離子；另一種是加藥預(yù)處理，主要有碳酸鈉＋氫氧化鈉或石灰＋碳酸鈉二級(jí)軟化澄清工藝，這類軟化技術(shù)能去除水中大部分的Ｃａ^２＋、Ｍｇ^２＋、Ｆ^－、硫酸根、硅等易結(jié)垢離子，解決出水水質(zhì)結(jié)垢和污堵的問(wèn)題，其氫氧化鈉＋碳酸鈉軟化工藝成本要比石灰＋碳酸鈉高，但減少了后續(xù)碳酸鈉的加藥量，改善了作業(yè)環(huán)境。目前還有一種新技術(shù)是石灰煙道氣軟化，利用煙氣里面的ＣＯ_２代替碳酸鈉形成沉淀，其運(yùn)行成本相對(duì)較低。

１.１.２ 過(guò)濾技術(shù) 

廢水的過(guò)濾方式有很多，主要分為兩類，機(jī)械過(guò)濾和膜過(guò)濾，機(jī)械過(guò)濾通過(guò)絮凝、吸附、沉降等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)原水的過(guò)濾；預(yù)處理中膜過(guò)濾是一種根據(jù)膜孔徑大小選擇透過(guò)的過(guò)程，膜充當(dāng)過(guò)濾網(wǎng)的作用，原液在一定的壓力下從過(guò)濾網(wǎng)流過(guò)，只允許水分子及一些極細(xì)小的微粒通過(guò)形成透過(guò)液，而原液中大于過(guò)濾膜孔徑的物質(zhì)則被截留，形成濃縮溶液，實(shí)現(xiàn)對(duì)原液的分離。目前膜分離技術(shù)在廢水資源化利用方面產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。表１列出了可以選用的脫硫廢水過(guò)濾技術(shù)及其特點(diǎn)。

１.２ 濃縮減量

零排放常見(jiàn)的減量濃縮工藝包括：ＤＴＲＯ（或ＳＴＲＯ）高壓反滲透膜濃縮工藝、正滲透膜濃縮工藝、電滲析工藝等技術(shù)。表２對(duì)這三類膜濃縮技術(shù)進(jìn)行綜合對(duì)比。

１.２.１ 反滲透（ＲＯ） 

反滲透是在濃溶液上施加一個(gè)大于自然滲透壓的壓力，使得濃溶液中的溶劑通過(guò)半透膜到達(dá)稀溶液中。為了實(shí)現(xiàn)水溶液的反滲透現(xiàn)象，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出特殊人工合成的半透膜，能夠截留廢水中的無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、懸浮物等，保證出水水質(zhì)的純凈。反滲透技術(shù)由于安全可靠、出水穩(wěn)定、除鹽率高，且能耗低，能在常溫下進(jìn)行，因此在水處理領(lǐng)域有著大范圍的應(yīng)用，我國(guó)從２０世紀(jì)初開(kāi)始掌握反滲透膜技術(shù)，可是存在著膜的價(jià)格高、運(yùn)行穩(wěn)定性、受壓磨損等問(wèn)題亟待解決，國(guó)產(chǎn)膜只占不到１０％的市場(chǎng)份額。

１.２.２ 正滲透（ＦＯ）

正滲透技術(shù)是目前膜分離領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，它是一個(gè)自發(fā)過(guò)程，依靠選擇性分離膜兩側(cè)的滲透壓差為驅(qū)動(dòng)力，將原溶液中的水滲透到較高滲透壓側(cè)。近年來(lái)，正滲透膜的制造技術(shù)在不斷提高，設(shè)計(jì)生產(chǎn)水平有了很大的進(jìn)步，由于能耗較低、出水水質(zhì)高、污垢輕等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外已有商業(yè)應(yīng)用，但是正滲透膜的研制存在濃差極化大，水通量較低及理想的驅(qū)動(dòng)溶液制備困難，需要進(jìn)一步從新的膜材料、膜改性、膜合成方法及驅(qū)動(dòng)溶液的兼容性，分離回收等方面進(jìn)一步深入研究。

１.２.３ 電滲析技術(shù)（ＥＤ）

電滲析技術(shù)從離子交換的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，其工作原理是依靠電位差。陽(yáng)離子與陰離子交換膜交替排列在陰極與陽(yáng)極之間，原液通過(guò)特制隔板形成的隔室，兩端電極接通直流電后，在電場(chǎng)力的作用下，利用陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜的選擇透過(guò)性，一部分水被淡化，另一部分水被濃縮，形成交替排列的淡室與濃室，從而將廢水進(jìn)行分離與提純。對(duì)于脫硫廢水這類高ＣＯＤ廢水，經(jīng)過(guò)預(yù)處理后可直接用電滲析法。電滲析技術(shù)具有低能耗、少藥量、環(huán)境污染小、操作方便、設(shè)備規(guī)模和除鹽濃度適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但其水耗較大，對(duì)難以離解的物質(zhì)難以去除，易結(jié)垢，其設(shè)備部件多，組裝要求高，若安裝不好會(huì)影響配水均勻，需要對(duì)電極板的材料，流道的設(shè)計(jì)加工等方面的改進(jìn)。

１.３ 末端處理

１.３.１ 蒸發(fā)濃縮結(jié)晶

蒸發(fā)濃縮工藝是將與處理單元或者膜法濃縮后的濃水通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶裝置使清水回收利用和濃水的減量與結(jié)晶，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出多種機(jī)械蒸發(fā)工藝，總體上分為三類，多效蒸發(fā)工藝、機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)和多級(jí)閃蒸工藝。以下列舉出兩種電站適用的濃縮結(jié)晶系統(tǒng)。

１.３.１.１ 多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)系統(tǒng)（強(qiáng)制循環(huán)ＭＥＤ）

多效循環(huán)蒸發(fā)工藝是在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛、技術(shù)成熟的機(jī)械蒸發(fā)工藝。幾個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)在一起，組成多效蒸發(fā)廢水。原液由漿液泵抽進(jìn)加熱器底部，來(lái)自汽機(jī)的生蒸汽加熱廢水，產(chǎn)生的蒸汽作為二次蒸汽用作下一效熱源，流體繼續(xù)返回到加熱器，繼續(xù)循環(huán)。這種工藝技術(shù)難度低，熱效率高，但能耗大，設(shè)備投入高，一般要加裝預(yù)處理系統(tǒng)軟化水質(zhì)，才能保證蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。

１.３.１.２ 降膜機(jī)械蒸汽壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)（ＭＶＣ） 

降膜蒸發(fā)器是降膜機(jī)械蒸汽壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)的核心，原水從上向下加入，依靠重力作用流經(jīng)布膜器，布膜器將廢液以薄膜的型態(tài)均勻布在蒸發(fā)器交叉排列的換熱管表面，由蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽壓縮后，作為二次蒸汽，返回到蒸發(fā)器內(nèi)利用潛熱加熱廢水。由于液膜很薄，不需要熱值很高的蒸汽就能使之蒸發(fā)結(jié)晶，

所以系統(tǒng)運(yùn)行能耗不足多效蒸發(fā)的１０％，進(jìn)而被廣泛采用。然而國(guó)內(nèi)對(duì)降膜蒸發(fā)器內(nèi)部復(fù)雜多變的流動(dòng)和傳熱研究較少，如何確定最佳的質(zhì)量流量、噴淋密度、傳熱溫差，使得系統(tǒng)達(dá)到最佳的換熱效果，還需要進(jìn)一步研究。其次，換熱管和蒸發(fā)器外殼均采用鈦材，縮機(jī)耗電高，每處理１ｔ廢水耗電達(dá)５０度，系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)能力要求高，基本需要進(jìn)口，因此設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用高昂。

１.３.２ 煙道蒸發(fā)工藝 

相對(duì)于蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮結(jié)晶的高成本、高占地面積、高維護(hù)費(fèi)用，脫硫廢水煙道蒸發(fā)工藝現(xiàn)在成為脫硫廢水零排放的熱門(mén)課題，其基本思路是將脫硫廢水送入空預(yù)器與電除塵之間的煙道中，經(jīng)過(guò)布置在這里的噴嘴將廢水霧化，利用煙氣的余熱使脫硫廢水蒸干，形成的顆粒物跟隨煙氣進(jìn)入電除塵一起被捕捉去除，從而實(shí)現(xiàn)零排放。技術(shù)上需要對(duì)脫硫廢水的水質(zhì)水量、煙氣的條件、噴嘴布置位置、空預(yù)器出口與電除塵之間的煙道尺寸進(jìn)行詳盡的論證與計(jì)算，將蒸干廢水的煙氣控制在露點(diǎn)溫度以上，保證電除塵不受腐蝕。在實(shí)驗(yàn)中，還需要對(duì)霧化噴嘴的粒徑、壓縮空氣量進(jìn)行有效控制，尋求在廢水水量水質(zhì)變化時(shí)的最佳工作狀態(tài)。同時(shí)考慮到霧化的廢水可能會(huì)被煙氣吹到煙道壁上造成腐蝕，需要對(duì)這部分煙道進(jìn)行防腐蝕的措施。

• 上一篇：蒸發(fā)器的種類和工作原理
• 下一篇：垃圾滲濾液蒸發(fā)器及低溫蒸發(fā)濃縮設(shè)備的處理技術(shù)