RESALT技術(shù)在燃煤電廠脫硫廢水濃縮處理中的應(yīng)用

摘要：在脫硫廢水濃縮處理過程中，受到離子反應(yīng)的影響，傳統(tǒng)的濃縮處理方法的離子回收率較小，為此，將RESALT技術(shù)應(yīng)用于燃煤電廠脫硫廢水濃縮處理中。分別對傳統(tǒng)的廢水濃縮處理方法以及應(yīng)用RESALT技術(shù)的廢水濃縮處理方法進行了對比實驗，結(jié)果表明，應(yīng)用RESALT技術(shù)的濃縮處理方法的離子回收率大，更加適合在燃煤電廠的脫硫廢水處理中使用。

關(guān)鍵詞：脫硫廢水;濃縮處理;RESALT技術(shù);離子濃度

0 引言

RESALT技術(shù)是一種以電滲析技術(shù)為基礎(chǔ)的電化學技術(shù)，通過特殊的陰陽離子膜布置方式，阻礙鈣離子與硫酸根發(fā)生反應(yīng)，控制廢水中的濃縮量。脫硫廢水作為燃煤電廠的主要輸出廢水，需要經(jīng)過一定的處理才能達到國家規(guī)定的廢水排放標準。在燃煤電廠脫硫廢水濃縮處理中運用RESALT技術(shù)，可以減小傳統(tǒng)濃縮處理方法的電耗數(shù)值，脫硫廢水經(jīng)過RESALT裝置中的進水通道陰陽離子膜，隔離廢水中的金屬離子，降低電廠排出的廢水污染等級[1]。在國家環(huán)保部門的倡導下，逐步優(yōu)化了RESALT裝置的原有標準，針對不同土壤環(huán)境以及離子濃度標準，現(xiàn)在已經(jīng)研制出不同形式的RESALT裝置。

1 RESALT技術(shù)在燃煤電廠脫硫廢水濃縮處理中的應(yīng)用

1.1 ? ?控制廢水的濃縮比

控制RESALT裝置中的蒸發(fā)器有效換熱面積為30 m2，此時硫酸鈉溶液濃度會隨著換熱面積的增加而提高自身的蒸發(fā)量[2]。溶液沸點隨著溶液蒸發(fā)而升高，為了保證裝置的濃縮效果，在裝置前增加一個換熱器，該換熱器要控制蒸發(fā)1 kg廢水量耗費0.1 kg水量，此時RESALT裝置就構(gòu)成了5個能效等級的蒸汽消耗值。

設(shè)定RESALT裝置中不同等級的壓強數(shù)值，在不同壓強等級的控制下，RESALT裝置控制脫硫廢水形成不同濃縮比的廢水，在不同濃度廢水控制下，利用多目標粒子群優(yōu)化算法對廢水處理過程進行優(yōu)化，實現(xiàn)了污水處理過程的多目標優(yōu)化控制，該目標優(yōu)化控制方法不但能夠保證出水水質(zhì)達標，而且能有效降低污水處理過程的能耗。

1.2 ? ?規(guī)范離子流動方向

在RESALT裝置內(nèi)膜的控制下，進入內(nèi)膜前的廢水與進入內(nèi)膜后的廢水形成了一個液體濃度差，RESALT裝置內(nèi)部對脫硫廢水形成了一定壓力，廢水中小顆粒物質(zhì)或是分子量較小的物質(zhì)，通過內(nèi)膜形成初次的過濾液，此時脫硫廢水達到初次分離和凈化的作用。設(shè)定裝置的濾膜運行模式為超濾，根據(jù)不同濃度的離子閾值，在過濾端設(shè)置死端過濾和錯流過濾方式[3]。在死端過濾方式下，控制脫硫廢水放置在過濾膜上方，借助于水壓，控制小分子量物質(zhì)透過RESALT裝置的膜結(jié)構(gòu)。在錯流過濾方式下，在過濾膜結(jié)構(gòu)外部設(shè)置一個循環(huán)泵，增加初次分離后的廢水在膜結(jié)構(gòu)中的流速，減小過濾時產(chǎn)生的離子濃度差，并在過濾后的膜結(jié)構(gòu)外部形成一個濾餅層。根據(jù)廢水中的混凝機理，在RESALT裝置的超濾端設(shè)置一個壓縮雙墊層，墊層內(nèi)設(shè)置不同價數(shù)的離子，根據(jù)不同的離子反應(yīng)，形成不同的離子通道，雙電層之間設(shè)置一定的孔隙，孔隙之間增添一種絮凝劑，防止廢水中的離子發(fā)生反應(yīng)，在該離子通道的作用下，裝置濃縮處理時會形成不同大小的離子回收率。

1.3 ? ?增加離子回收率

在壓縮雙墊層的作用下，RESALT裝置內(nèi)的墊層會回收脫硫廢水中的部分離子，根據(jù)不同裝置參數(shù)，裝置的回收率計算公式如下：

在上述離子回收率的控制下，在RESALT裝置入水口處放置濃縮層，在RESALT裝置上安置4個處理口，最終形成的裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。

在圖1所示的RESALT裝置結(jié)構(gòu)下，在濃縮層添加適當濃度的濃鹽水，鹽水經(jīng)由2號通道流經(jīng)3號通道，此時電滲析裝置進一步濃縮處理，形成濃鹽水氯化物，剩余含有離子的廢水在4號接口自來水的中和下形成穩(wěn)定離子關(guān)系的脫硫廢水。在自來水的中和作用下，將廢水中原有的離子進行稀釋，阻礙離子作用形成的分子，經(jīng)過納濾處理后，形成含有氯化鈉或是硫酸鈉的濃鹽水，以化合物的形式增加對廢水離子的回收率。

2 實驗驗證

2.1 ? ?實驗準備

在燃煤電廠中相同的脫硫廢水出水口處進行取樣，測量該廢水中的氯離子濃度為4 305 mg/L，鈣離子濃度為680 mg/L，鎂離子濃度為751 mg/L，鈉離子濃度為1 550 mg/L。將取樣后的廢水平均分為2等份，標記為廢水樣本1與廢水樣本2。采用RESALT裝置，設(shè)定脫硫廢水的工藝流程，使用廢水樣本1經(jīng)過設(shè)定的廢水濃縮過程，將處理后的廢水樣本與未應(yīng)用RESALT裝置的廢水樣本2進行對比，測量2個水體樣本中的離子數(shù)量，對比應(yīng)用RESALT技術(shù)后的廢水濃縮處理情況。

2.2 ? ?實驗結(jié)果分析

以氯離子、鈣離子、鎂離子以及鈉離子作為廢水濃縮處理的對比指標，以處理前廢水樣本中各個離子的濃度為對比標準，測量并統(tǒng)計應(yīng)用傳統(tǒng)廢水濃縮處理方法以及應(yīng)用RESALT技術(shù)的濃縮處理方法后，廢水樣本中各個離子的濃度數(shù)值，實驗結(jié)果如表1所示。

根據(jù)表1所示的各個離子濃度數(shù)值可知，傳統(tǒng)濃縮方法得到的各項離子的濃度數(shù)值并沒有發(fā)生較大的變化，與標準濃度數(shù)值相差不大，而應(yīng)用了RESALT技術(shù)的濃縮處理方法得到的各項離子的濃度值幾乎降低到了標準數(shù)值的一半。根據(jù)數(shù)值變化可知，應(yīng)用了RESALT技術(shù)的廢水濃縮處理方法效果更好，適合在燃煤電廠的脫硫廢水處理中使用。

3 結(jié)語

對于燃煤電廠而言，脫硫廢水的濃縮處理是一項重要工序，在濃縮處理過程中采用RESALT技術(shù)，可以增加廢水中離子的回收率，降低濃縮處理過程所耗費的成本，彌補了傳統(tǒng)濃縮處理方法的不足。但是在RESALT技術(shù)應(yīng)用中，RESALT裝置對運行環(huán)境的要求較高，無法抵抗處理過程中受到的外部干擾，還需不斷優(yōu)化。

[參考文獻]

[1] 晉銀佳，劉澤宇，尤良洲，等.RESALT技術(shù)在燃煤電廠脫硫廢水濃縮處理中的應(yīng)用[J].中國電力，2019，52（7）：154-160.

[2] 胡大龍，降曉艷，張寧，等.燃煤電廠脫硫廢水濃縮工藝實驗研究[J].應(yīng)用化工，2018，47（8）：1634-1637.

[3] 馬雙忱，范紫瑄，溫佳琪，等.基于模糊層次分析的燃煤電廠脫硫廢水處理可利用技術(shù)評價[J].化工進展，2018，37（11）：4451-4459.

收稿日期：2020-09-07

作者簡介：曹含（1990—），男，江蘇鎮(zhèn)江人，碩士，工程師，從事電氣工程調(diào)試和電力環(huán)保相關(guān)工作。