正滲透技術應用于脫硫廢水處理的基礎研究

火力發(fā)電在我國的電力領域仍舊占據(jù)著較為重要的地位，火力發(fā)電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要目標就是提高發(fā)電效率，降低發(fā)電過程中的污染。在火力發(fā)電廠會產(chǎn)生一定量的廢料以及廢水，如何處理這些廢水就成為了火力發(fā)電廠日常工作重要課題，文章從電廠廢水的特點和治理方法出發(fā)，探討脫硫廢水處理工藝在我國火力發(fā)電廠中的應用。

關鍵詞：廢水治理;火力發(fā)電;脫硫廢水處理

引言：大型火力發(fā)電廠是我國電力的主要來源，也是污染的大戶之一。在綠色發(fā)展方面，環(huán)保和節(jié)能減排的擔子更多地依靠火電廠的新技術和處理方式，要注重結合當?shù)貙嶋H情況對廢水進行及時分類和處理，以免對環(huán)境造成更嚴重的污染。

1 火力發(fā)電廠廢水治理和廢水處理方式的創(chuàng)新意義

廢水治理在國內(nèi)伴隨工業(yè)發(fā)展已經(jīng)有了一定的技術基礎，但是我們可以看到在很多地方還存在著一些問題，比如工藝流程不夠完善，設備檢修維護不夠到位造成的處理結果不達標，選用的處理藥品較為低劣等，針對這些問題，筆者認為可以通過環(huán)保意識增強和技術革新來解決。

首先，要樹立節(jié)能減排環(huán)境保護的發(fā)展意識，不能只顧眼前利益而忽視了廢水排放與治理。在沒有建立起良好的廢水排放處理和回收利用體系的火力發(fā)電廠中，廢水處理往往被視為一種“出力不討好”的行為，但是當電廠真正將廢水完善處理納入體系之后，會發(fā)現(xiàn)這一行為對電廠的發(fā)電效率有著一定的提高作用。

其次，要注重廢水處理的技術創(chuàng)新。脫硫廢水的處理需要多個流程，可以針對多個流程的特點進行優(yōu)化，如將中和設備、絮凝設備和沉降設備進行集中模塊化建設，使得建設成本和處理成本都得到降低，使得廢水處理工藝得到簡化。

2 火力發(fā)電廠廢水的主要來源

火力發(fā)電廠的廢水主要來源是灰場廢水、生活用水和工業(yè)用水三種，工業(yè)廢水的處理是本文的重點探討對象。工業(yè)廢水又被分為持續(xù)性廢水和非持續(xù)性廢水。持續(xù)性廢水是指在火力發(fā)電廠一天的運轉(zhuǎn)當中，這種類型的廢水會進行持續(xù)性排放，如工業(yè)水預處理裝置產(chǎn)生的廢水、鍋爐排污誰以及實驗室排水等都屬于持續(xù)性廢水。而非持續(xù)性廢水主要來自檢修時產(chǎn)生的廢水或者是沒有規(guī)律產(chǎn)生的廢水。如對設備進行化學性清洗產(chǎn)生的廢水、油區(qū)的含油廢水等。針對節(jié)能減排、保護環(huán)境的當前形勢，目前廢水處理工作中較為重要的是脫硫廢水的處理與合理排放。脫硫廢水是電廠使用以濕式石灰石和石膏進行脫硫工藝而產(chǎn)生的工業(yè)廢水。脫硫廢水和電廠其它種類的廢水相比，水中的污染物含量較高，含有各種無機鹽和重金屬，對環(huán)境的損傷較大。

3 燃煤電廠脫硫廢水的來源

根據(jù)我國燃煤電廠的實際運行情況來看，石灰石一石膏濕法脫硫技術，是最常用、最可靠、效率最高的脫硫工藝，在其它國家的脫硫處理中應用也非常廣泛。一般情況下，鍋爐煙氣濕法脫硫過程產(chǎn)生的廢水主要是來源于脫硫塔排放廢水，在進行濕法脫硫的過程中，煤的燃燒、石灰石的溶解等都會產(chǎn)生大量煙氣、懸浮物和雜質(zhì)，對水會造成一定污染。脫硫廢水的主要成分有過飽和的亞硫酸鹽、懸浮物和硫酸鹽以及重金屬，由于大部分物質(zhì)都是國家環(huán)保標準中規(guī)定的第一類污染物，對環(huán)境污染嚴重較強，因此，必須對脫硫廢水進行有效處理以后才可以排放。

4 燃煤電廠脫硫廢水的特點

4.1成分較多，水質(zhì)變化較大

在經(jīng)過煤的燃燒和煙氣吸收以后，脫硫廢水的成分會不斷變化，含有鈉離子、鈣離子、氯離子、硫酸離子和各種重金屬離子，成分較多，并且隨著發(fā)電設備的不停運轉(zhuǎn)，脫硫廢水的水質(zhì)會出現(xiàn)較大變化，造成嚴重水污染。

4.2鹽含量較高

根據(jù)實際生產(chǎn)情況可知，脫硫廢水含有較高的鹽量，隨著電力供應需求變化，含鹽量也會發(fā)生很大變化，一般變化范圍在每升三萬毫克和六萬毫克之間，與燃煤電廠的發(fā)電情況有著直接聯(lián)系。

4.3懸浮物含量較多

我國市場經(jīng)濟體制下，脫硫廢水的主要處理工藝使石灰石一石膏濕法脫硫，根據(jù)實際運行發(fā)電情況來看，懸浮物在脫硫廢水的含量較多，最嚴重情況下，可達每升五萬毫克，給燃煤電廠的正常運行帶來極大影響。

4.4腐蝕性較強

由于脫硫廢水的成分較復雜，含有較多酸性物質(zhì)，具有較強腐蝕性，因此，在發(fā)電過程中，會對機械設備、管道造成了嚴重腐蝕，是燃煤電廠目前急需解決的重要問題。

4.5硬度強，易結垢

在運用石灰石和石膏進行脫硫處理以后，廢水中會含有大量的鎂離子、鈣離子等，并且硫酸鈣基本呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，一旦溫度升高，脫硫廢水很容易結構，具有較強硬度，使設備的使用壽命受到嚴重影響。

濾機壓濾之后，進行沉淀物的固液分離操作。在按照脫硫廢水處理工藝的工序進行沉淀處理時，上部分的凈水必須經(jīng)過PH值檢測和懸浮物含量檢測達標后，才可以由凈水泵向外排出，否則將按照混凝沉淀到綜合處理的工序進行重新凈化，以達到提高水資源利用率的目的。

5 火力發(fā)電廠廢水的處理方式

5.1 廢水集中處理系統(tǒng)簡介

預處理軟化除硬。

針對進水鈣、鎂離子含量高的特點，向澄清器中投加碳酸鈉和石灰藥劑，分別與水中的鈣、鎂離子反應生成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀，產(chǎn)水進入過濾器和離子交換器進一步去除水中的剩余硬度和懸浮物，保證系統(tǒng)運行過程中不產(chǎn)生無機垢類，同時去除重金屬離子，預處理系統(tǒng)產(chǎn)水進入反滲透(RO)單元。

RO 鹽分預濃縮。該單元采用二級RO 對廢水鹽分進行預濃縮，同時保證產(chǎn)品水質(zhì)量，RO 產(chǎn)生的濃水進入正滲透MBC 單元。RO 膜采用美國陶氏SW30 系列膜產(chǎn)品。

MBC 單元鹽分深度濃縮。正滲透MBC 技術特點在于利用自然界的天然滲透原理：以膜兩側溶液的滲透壓差作為驅(qū)動力，使得水自發(fā)地從原料液一側透過選擇透過性膜到達驅(qū)動液—側。此類技術已在國外的頁巖氣返排液處理中實現(xiàn)工業(yè)化應用。正滲透(FO)MBC 濃縮單元的主工藝包括：FO膜裝置、產(chǎn)水汲取液回收裝置、濃鹽水汲取液回收裝置、產(chǎn)水精處理系統(tǒng)(RO 系統(tǒng))等。此外還配置了凝結水、循環(huán)冷卻水、阻垢劑加藥、化學清洗等輔助裝置。FO 膜采用美國Oasys 公司的8 英寸膜。該單元將RO 系統(tǒng)預濃縮后得到的含鹽水鹽分濃縮至200g/L 左右，隨后進入結晶干燥單元，將結晶干燥單元的處理規(guī)模降至最小。

編輯：趙凡