含鹽排放脫硫廢水處理技術(shù)研究

汪寶林

摘 要：含鹽排放脫硫廢水一般均為電廠之類的企業(yè)生產(chǎn)中排放的廢水，直接排放會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成不可預(yù)測(cè)的污染，周邊環(huán)境質(zhì)量下降，影響居民的正常生活。隨著我國(guó)近幾年來環(huán)保管控愈發(fā)嚴(yán)格，對(duì)廢水的處理有了更高的要求，在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)評(píng)期間，咨詢機(jī)構(gòu)會(huì)查閱大量的資料來試圖實(shí)現(xiàn)企業(yè)脫硫廢水的“零”排放，環(huán)保第三方企業(yè)技術(shù)服務(wù)機(jī)構(gòu)也再尋求著新的技術(shù)突破，本文僅以目前市面上幾種常見的脫硫廢水處理技術(shù)來進(jìn)行分析，試圖探索出我國(guó)目前最合適的脫硫廢水處理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：含鹽脫硫廢水;處理技術(shù);環(huán)保領(lǐng)域;石灰石—石膏法

一、引言

濕法脫硫技術(shù)是目前我國(guó)乃至于世界上最常見、效率最高的脫硫技術(shù)，廣泛應(yīng)用于我國(guó)燃煤電廠等一些含有脫硫廢水的企業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，濕法脫硫工藝所使用量占到了我國(guó)同類處理技術(shù)的90%以上，可以說是我國(guó)脫硫技術(shù)的總標(biāo)兵。濕法脫硫工藝其處理原理大概為，在循環(huán)池中加入石灰石或者石膏，通過其對(duì)排氣筒煙氣中二氧化硫的中和，來實(shí)現(xiàn)煙氣中二氧化硫的處理，繼而衍生出脫硫廢水的排放，脫硫廢水的形成主要是水中混合了煙氣和石灰石中的氯化物，該氯化物是以離子的形式存在，隨著溶解量不斷加大，氯離子的濃度也隨之上升，在化學(xué)中高濃度的氯離子會(huì)抑制石灰石的溶解，水呈現(xiàn)酸性，脫硫效率因此降低，并且還會(huì)對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)有一定的破壞。因此為了保證脫硫系統(tǒng)的高校運(yùn)轉(zhuǎn)，企業(yè)需要定期排放一部分的脫硫廢水，降低水中氯離子的濃度，加速石灰石的反應(yīng)，保證脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

脫硫廢水有以下特點(diǎn)：（1）整體廢水呈現(xiàn)酸性，pH 在5～6.5;（2）整體廢水懸浮物超標(biāo)，并且具備了硫酸的腐蝕性;（3）廢水中還存在著大量的金屬離子，且含量較大。由此看來脫硫廢水成分較多，各元素?zé)o序存在，水質(zhì)不穩(wěn)定，不易處理，在經(jīng)過專家學(xué)者的多方論證，其證明脫硫廢水并不能一次性以一種工藝處理完畢，而是需要根據(jù)其水質(zhì)中污染物種類的不同，分批次進(jìn)行處理，最終達(dá)到國(guó)家廢水出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)脫硫廢水處理技術(shù)一半分為3 部分：預(yù)處理、濃縮減量、最終排放處理。

二、脫硫廢水預(yù)處理技術(shù)

脫硫廢水第一階段為預(yù)處理工藝，該工序主要的目的為中和處理脫硫廢水中含有的金屬離子及總懸浮物，使脫硫廢水硬度降低，便于后續(xù)工序的反應(yīng)和處理。下圖為一般脫硫廢水預(yù)處理工藝圖，使用的是中和箱、反應(yīng)箱、絮凝箱三箱工藝。

其整體處理工藝為：脫硫廢水排放到緩沖池中，并在該池中進(jìn)行充分混合，在混合后經(jīng)由水泵首先抽送到中和箱，在中和箱內(nèi)加入石灰乳和氫氧化鈉溶液，對(duì)脫硫廢水進(jìn)行第一次中和處理，調(diào)節(jié)廢水中的PH 值，使不易溶解的污染物沉淀下來，中和后在經(jīng)由水泵抽送到反應(yīng)箱，在反應(yīng)箱內(nèi)加入有機(jī)硫與絮凝劑，這一工序主要是去除水中無法中和的重金屬元素，將之沉淀。最后在經(jīng)由水泵抽送到絮凝箱，投入絮凝劑，促使廢水進(jìn)行沉淀，這樣經(jīng)過中和、沉淀、絮凝的廢水因充分融合可以進(jìn)入清水池進(jìn)行下一步的處理。

1.2 脫硫廢水濃縮減量技術(shù)

濃縮減量是對(duì)預(yù)處理后的脫硫廢水進(jìn)行濃縮處理，降低最終的處理量，從而實(shí)現(xiàn)成本的降低。濃縮減量一般使用的是膜濃縮技術(shù)，該技術(shù)成本降低，減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)，是脫硫廢水處理中應(yīng)用較廣的技術(shù)。膜濃縮技術(shù)主要包括正滲透（FO）、反滲透（RO）、電滲析（ED）、膜蒸餾（MD）。因?yàn)槠?，本文僅以正滲透（FO）、反滲透（RO）兩種技術(shù)進(jìn)行研究。

1.2.1 正滲透法

正滲透法利用選擇性分離膜兩側(cè)高濃度差將水分子從高鹽側(cè)自發(fā)擴(kuò)散到低鹽分的汲取液一側(cè)，是目前膜分離領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

近年來，正滲透膜工藝得到了很大的提升，前期造價(jià)低，處理過程中能耗較低，出水水質(zhì)高，國(guó)內(nèi)外紛紛進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，但是正滲透膜的研制仍存在濃差極化大、水通量較低及理想的驅(qū)動(dòng)溶液制備困難等問題，需在新的膜材料、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。

1.2.2 反滲透技術(shù)

反滲透是利用反滲透膜在一定壓力下使溶液中的溶劑與溶質(zhì)被動(dòng)分離的過程。對(duì)膜一側(cè)的料液施加的壓力超過它的滲透壓時(shí)，溶劑會(huì)逆著自然滲透的方向作反向滲透，從而分別在膜的低壓側(cè)與高壓側(cè)得到滲透液和濃縮液。反滲透膜能夠過濾微笑的物質(zhì)物質(zhì)，有效截留水中的無機(jī)鹽、膠體物質(zhì)和相對(duì)分子質(zhì)量較大的有機(jī)物，從而使水中雜質(zhì)降低。反滲透技術(shù)存在的弊病為該膜造價(jià)昂貴、在受壓過程中容易磨損需頻繁更換。

三、脫硫廢水末端零排放處理技術(shù)

2.1 蒸發(fā)結(jié)晶

蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)在我國(guó)煤化工行業(yè)污水處理中已應(yīng)用廣泛，含鹽脫硫廢水處理可以借鑒其處理經(jīng)驗(yàn)。常見的蒸發(fā)結(jié)晶工藝主要為：多效蒸發(fā)（MED）技術(shù)和機(jī)械再壓縮（MVR）技術(shù)。

2.1.1 多效蒸發(fā)技術(shù)

多效蒸發(fā)技術(shù)是多個(gè)蒸發(fā)器裝置串聯(lián)起來，多效蒸發(fā)中的第一效加入加熱蒸汽，第一效產(chǎn)生的二次蒸汽作為第二效加熱蒸汽，而第二效的加熱室相當(dāng)于第一效的冷凝器，從第二效產(chǎn)生的二次蒸汽又作為第三效的加熱蒸汽，如此串聯(lián)多個(gè)蒸發(fā)器即多效蒸發(fā)。脫硫廢水經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)余熱預(yù)熱后，依次進(jìn)入各效蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，在最末效用離心機(jī)對(duì)濃縮后的濃鹽水進(jìn)行固液分離，分離出的液體重新回到系統(tǒng)進(jìn)行再循環(huán)。這一過程中，蒸汽熱能得到多次利用，因此熱能利用率較高，相對(duì)前期購(gòu)買、運(yùn)營(yíng)成本較低。但是該技術(shù)土建施工較多，蒸汽消耗量大。下圖為其工藝流程圖。

2.1.2 機(jī)械再壓縮技術(shù)

機(jī)械再壓縮技術(shù)工藝流程為，壓縮機(jī)對(duì)蒸發(fā)器排出的二次蒸汽進(jìn)行再次壓縮，壓縮后送入蒸發(fā)器的加熱室作加熱蒸汽。此時(shí)經(jīng)過壓縮的蒸汽溫度會(huì)上升，并于加熱室內(nèi)進(jìn)行冷凝再次釋放出熱量，熱量與外界的廢水相結(jié)合再次產(chǎn)生二次蒸汽，在重復(fù)最開始的步驟進(jìn)行壓縮，在整個(gè)工藝中只需要在蒸發(fā)器中產(chǎn)生蒸汽，隨后在整個(gè)工藝中循環(huán)處理，但是整個(gè)處理工程中，耗電量較大。與多效蒸發(fā)技術(shù)相比，機(jī)械再壓縮技術(shù)有兩大優(yōu)點(diǎn)，首先是所需土建面積減小，其次也效率也更高，更加適合對(duì)脫硫廢水排放由嚴(yán)格要求的地區(qū)。下圖為其工藝流程圖。

四、結(jié)束語

目前，我國(guó)脫硫廢水零排放技術(shù)仍處于廣泛研究與初步應(yīng)用階段。本文僅以目前市面上幾種常見的脫硫廢水處理技術(shù)來進(jìn)行分析，試圖探索出我國(guó)目前最合適的脫硫廢水處理技術(shù)。就目前而言，如何降低廢水處理成本，提高處理效率，提高污染物的綜合利用率，是研究脫硫廢水處理的最主要目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 姜正雄，魏宇. 燃煤電廠石灰石- 石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)概述[J].裝備機(jī)械，2012（2）：60-65.

[2] 高原，陳智勝. 新型脫硫廢水零排放處理方案[J]. 華電技術(shù)，2008，30（4）：73-75.

[3]Shaw W A. Fundamentals of zero liquid discharge system design[J].Power，2011，155（10）：56.