高效低成本脱硫废水零排放技术 当前位置:首页成果转化

方案详述(编号:T2016080086)


一、技术背景

国内火电厂脱硫废水的处理方式种类繁多,大至分为二种:

  • 高浓度的脱硫废水喷入炉渣中,通过炉渣吸收脱硫废水中的重金属和盐,达到降低溶液中重金属和氯盐浓度的目的,实践证明:此方法确实有一定功效,但是重金属、氯盐含量还是很高,再次回用此溶液时,常常引起喷淋装置的喷淋头堵塞,设备腐蚀。 
  • 高浓度的脱硫废水,经过碱液处理,使大量重金属生成盐继而沉淀,达到去除重金属离子的目的,去除重金属的溶液加入适量的酸来调节溶液的PH值,处理后的溶液经过普通膜处理,从而实现排放或回收水,膜处理产生的废水做沉淀絮凝处理。该方法回收率低,膜浓缩的浓水不能有效处理。

火电厂脱硫废水现状及特征:

  • 脱硫废水中的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及汞、铜等重金属,其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。因此,电厂脱硫系统需要建设脱硫废水处理系统,将脱硫废水通过必要的处理后达标排放。
  • 脱硫废水的特点如下:

         a)呈现弱酸性,pH值低于6.0;

         b)悬浮物高,但颗粒细小,主要成份为冲灰颗粒、二氧化硅以及铁、  铝的氢氧化物和脱硫产物(主要为CaSO4和CaSO3);

        c)盐分很高,主要含有SO42-、 Cl-、Ca2+、 Mg2+ 、Na2+等,易结垢,腐蚀性强;

        d)含有重金属,如Hg、Pb、Ni、As、Cd、Cr等。

二、技术介绍

本技术主要由预处理系统、膜浓缩系统、蒸发结晶系统和污泥压滤系统组成,各个系统的功能介绍如下:

预处理系统:①废水中和  ②重金属沉淀  ③絮凝反应和管式超滤膜系统

膜浓缩系统:①一级90bar高压膜   ②二级120bar高压膜   ③产水回用和浓水去蒸发系统

蒸发结晶系统:①采用MVR蒸发器    ②无需蒸汽,运行成本低  

污泥压滤系统:预处理系统的沉淀物通过压滤系统压缩成泥饼。

  • 预处理系统如图1所示: 

图1 预处理系统

  • 高压膜系统的元件参数:

            单支膜面积:        25 m2

            Cl-截留率:           ≥99 %

            最大操作压力: 90/120 bar

其中,高压膜系统采用的是德国原装进口高压膜(如图2所示),具有以下特点:

  1. 专门针对高浓度、高盐度废水的特点而进行研发的。
  2. 特殊流体动力学、开放式的流道结构,以及无阻碍、全湍流的进水系统,避免了膜结垢。
  3. 减少了流道与膜表面的接触,减少死水区域,降低了死水区域结垢、捕捉细菌和胶状物的速率。
  4. 进水中的固体悬浮物不会轻易地在膜元件内部受捕获和沉积。
  5. 预处理要求较低。

图2 高压膜系统

  • MVR系统的特点如下(MVR系统如图3所示):
  1. 蒸发速率高,降低了物料的停留时间,浓缩比重大,抗盐析、抗结垢; 
  2. 蒸发过程不发生在换热管内,可避免加热面形成结垢或结晶;
  3. 物料流速由强制循环泵进行生产调整,操作弹性大;
  4. 节约了传统蒸发所需的大量循环冷却水和蒸汽,运行成本低。

 图3 MVR系统

技术优势


与其他技术相比,预处理采用加药软化和管式超滤过,具有以下优点:

  1. 管式微滤工艺可一次性取代沉淀池、砂滤、炭滤和超滤等多道前处理及过滤设备,可直接作为RO系统的前处理,无需沉淀池,减少占地面积;
  2. 不添加絮凝药剂、PAM,无需考虑矾花沉降效率,减少运行成本,污泥更容易分离;
  3. 出水更加稳定;
  4. 抗冲击能力强;
  5. 通量大,抗污染;
  6. 管式微滤工艺可进行高效固液分离(只要将反渗透浓水中的结垢和污染物质变成固体沉淀,就可以由微滤膜彻底分离);
  7. 无需大流量水反冲洗,自用水率很低;
  8. 膜的材质坚硬,耐高强度化学药剂清洗。

技术效果与指标


目前,本技术方案已通过中试,进入生试阶段,可以在工程上应用。另外,其处理效果及运行成本如下:

典型脱硫废水参数如表1所示(产水TDS<1500mg/L  )。

表1 典型脱硫废水参数

 

处理后的运行成本如表2所示。

表2 处理后的运行成本

预处理30t/h

 
•运行成本 10元/吨,包括电费,药剂费和耗材费用。

 
折合算
 
膜系统30t/h

 
• 运行成本 13元/吨,包括电费,药剂费和耗材费用。

 
30元/吨
 
MVR 6t/h

 
•  运行成本35元/吨,包括电费,药剂费和耗材费用。

 

以上以30t/h水量为例,蒸汽200元/t,电费0.8元/度。

本方案系统的经济分析如表3所示。

表3 本方案系统的经济分析