電廠廢水綜合處理及“零排放”前期可行性分析

□初廣宇

一、概述

為了貫徹落實(shí)國家環(huán)保精神及政策，擬開展全廠廢水零排放技改工作，一是節(jié)約水資源，提高全廠廢水利用率；二是解決電廠外排水安全問題；三是通過優(yōu)化全廠水平衡體系，實(shí)施水的梯級使用和重復(fù)使用，將廢水回收利用，少量難以回用的廢水通過干灰拌濕及煤場噴淋等，實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放。期待該項(xiàng)目能有效地回收利用廢水資源，使電廠不僅獲得良好的社會效益和環(huán)境效益，而且也將獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、全廠脫硫廢水(20m3/h為例)采用零排放設(shè)計(jì)方案

脫硫廢水是電廠所有類型水種中最末端也是最難處理的水，解決好脫硫廢水的零排放也就實(shí)現(xiàn)了全廠廢水的零排放，由于脫硫廢水水質(zhì)相對復(fù)雜，所以在處理脫硫廢水時需要設(shè)置預(yù)處理環(huán)節(jié)，整體工藝為：預(yù)處理+零排放深度處理工藝。

(一)脫硫廢水預(yù)處理系統(tǒng)現(xiàn)狀。根據(jù)國內(nèi)脫硫廢水預(yù)處理系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查情況發(fā)現(xiàn)，90%左右的處理設(shè)備處理結(jié)果不達(dá)標(biāo)及運(yùn)行成本高、操作復(fù)雜等因素，甚至相當(dāng)一部分脫硫廢水預(yù)處理系統(tǒng)因?yàn)樾Ч疃＿\(yùn)成為擺設(shè)。一是污泥需要按時外運(yùn)處理。二是由于系統(tǒng)采用石灰調(diào)節(jié)pH數(shù)值，造成后續(xù)污泥脫水的負(fù)擔(dān)。三是需要專人看管。四是需要根據(jù)脫硫廢水的大小、懸浮物濃度進(jìn)行配置藥劑。五是系統(tǒng)出水質(zhì)不穩(wěn)定。六是系統(tǒng)每年檢修費(fèi)用及運(yùn)行高。七是系統(tǒng)添加的化學(xué)藥劑需要人工定期添加配置。

脫硫廢水經(jīng)過電子絮凝預(yù)處理工藝后，零排放深度處理方案主要可采用“MVC蒸發(fā)技術(shù)”(方案一)、“高壓反滲透濃縮技術(shù)”(方案二)或者“MBC濃縮技術(shù)”(方案三)。

(二)MVC蒸發(fā)技術(shù)方案(方案一)。

1.MVC蒸發(fā)技術(shù)。MVC蒸發(fā)技術(shù)的工藝流程為：廢水→廢水調(diào)節(jié)池→廢水提升泵→一級MVC蒸發(fā)→二級MVC蒸發(fā)。脫硫廢水經(jīng)過MVC蒸發(fā)技術(shù)可以回收19噸的蒸餾水，回收的蒸餾水冷卻后可以用于循環(huán)水補(bǔ)水。

采用蒸發(fā)的方式處理廢水，適應(yīng)性強(qiáng)，主要工藝幾乎不受水質(zhì)情況影響，針對各種廢水只需要考慮結(jié)垢和沸點(diǎn)上升因素對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整即可?？梢哉f蒸發(fā)工藝是廢水處理的萬能方法。

2.濃縮結(jié)晶、干燥。一、二級MVC蒸發(fā)器旁路分離出的固體結(jié)晶物母液進(jìn)入二次結(jié)晶系統(tǒng)，通過一系列的結(jié)晶分離設(shè)備，將母液中晶體分離出來進(jìn)入干燥器進(jìn)行最終脫水干燥，分離后的母液再次進(jìn)入二級MVC系統(tǒng)進(jìn)行再蒸發(fā)結(jié)晶。

(三)高壓反滲透濃縮技術(shù)(方案二)。工藝流程暫定為：

20m3/h廢水→廢水調(diào)節(jié)池→廢水提升泵→反應(yīng)槽1→反應(yīng)槽2→濃縮槽→管式軟化微濾裝置→軟化水箱→特種分離膜→產(chǎn)水箱→高壓反滲透提升泵→保安過濾器→高壓反滲透高壓泵→高壓反滲透裝置→高壓反滲透濃水箱→升壓泵→蒸發(fā)結(jié)晶。

特種分離膜可以將廢水中的1價鹽和2價鹽分離，二價鹽(主要是硫酸鹽)溶液(5.6m3/h)用于脫硫系統(tǒng)補(bǔ)水，1價鹽溶液進(jìn)入下一步處理。高壓反滲透膜的產(chǎn)水(8.7m3/h)和蒸發(fā)器的結(jié)晶蒸餾水(3.8m3/h)可以用于循環(huán)水補(bǔ)水。進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器的廢水量4.4m3/h。

(四)MBC(正滲透)濃縮技術(shù)(方案三)。

1.工藝流程。工藝流程暫定為：20m3/h廢水→廢水調(diào)節(jié)池→廢水提升泵→反應(yīng)槽1→反應(yīng)槽2→濃縮槽→管式軟化微濾裝置→軟化水箱→特種分離膜→產(chǎn)水箱→提升泵→MBC裝置→濃水箱→升壓泵→蒸發(fā)結(jié)晶。

2.MBC系統(tǒng)工作原理。作為MBC系統(tǒng)的核心技術(shù)，正滲透是通過半滲透膜在兩側(cè)滲透壓差的驅(qū)動下，水分子將自發(fā)并且有選擇性的從高鹽水側(cè)擴(kuò)散進(jìn)入專利提取液側(cè)。即使高含鹽量原水的總?cè)芙庑怨腆w(m3DS)高達(dá)150,000mg/L。分解后氨和二氧化碳?xì)怏w通過冷凝回收再溶解到提取液中進(jìn)行重復(fù)使用，除去了溶解氨和二氧化碳以后的水即為比較純凈的產(chǎn)水。

(五)方案的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性比較。方案的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性比較如表1所示。

表1 方案的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性比較

通過技術(shù)及經(jīng)濟(jì)比較，脫硫廢水零排放深度處理系統(tǒng)推薦采用投資抵，安裝簡便，能耗低的高壓反滲透濃縮技術(shù)。本工程實(shí)施后，在節(jié)水的基礎(chǔ)上減少了對環(huán)境的影響。由于國家對環(huán)境保護(hù)的要求日趨嚴(yán)格，外排廢水將加大收費(fèi)力度，從環(huán)保角度，實(shí)現(xiàn)全廠廢水零排放，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益。

三、結(jié)論和建議

對全廠廢水處理進(jìn)行全面改造，在一定程度上節(jié)約了能源和水源。含煤廢水中所含煤，通過處理收集能回用于生產(chǎn)中。氨區(qū)廢水中氨氮通過處理收集，可以產(chǎn)生具有經(jīng)濟(jì)效益的硫酸銨副產(chǎn)品，同時處理后的水能回用于脫硫系統(tǒng)。

經(jīng)過上述研究規(guī)劃，目前對于全廠廢水零排放的實(shí)現(xiàn)需要對廠區(qū)各種廢水進(jìn)行分部處理，做好預(yù)處理后，對以后零排放的實(shí)現(xiàn)打好基礎(chǔ)，重點(diǎn)解決含煤廢水、氨區(qū)廢水、工業(yè)廢水、生活污水、脫硫廢水預(yù)處理問題，提出改造方案，做到全部回用的目標(biāo)，增大對循環(huán)水補(bǔ)水的補(bǔ)給力度，盡可能減少循環(huán)水排污量。