全膜法脱硫废水零排放的应用与实践

1、全膜法脱硫废水零排放的应用与实践燃煤电厂脱硫废水属于间断性排水，受煤质和工艺补充 水等的影响，水质波动较大，主要表现为成分复杂、高腐蚀 性、高含盐量、回用困难等特点，成为制约电厂脱硫废水零 排放的关键因素。国电*电厂通过全膜法脱硫废水处理系统建设实施说 明，采用“管式超滤膜(TUF)+特殊流道反渗透(SCRO)+碟管 式反渗透(DTRO)+MVR蒸发结晶”的工艺可完全满足现行的脱 硫废水零排放要求，结晶盐到达工业盐标准可外销，实现循 环经济。该工艺对火电厂脱硫废水零排放工程的实施有极大 的借鉴意义。关键字：脱硫废水;全膜法；工业盐；零排放1实施背景全膜法脱硫废水“零排放”工程是公司根据国家环保

2、政 策的开展方向和水污染治理要求而实施的环保科技创新项 目，代表着火电厂脱硫废水“零排放”的开展方向，是火电 厂加快落实深度节水和“废污水零排放”的必然选择。全膜法脱硫废水“零排放”工程是解决公司全厂六台机 组脱硫废水去向和资源回收利用的的必然选择。全膜法脱硫废水“零排放”工程是降低当前已投运火电 厂脱硫废水“零排放”高额投资与高运行费用的一种新的技 术途径。2技术原理及工程建设的主要做法 厂脱硫废水深度处理工程的建设突显了央企社会责任感，该 工程的建成投运杜绝了电厂脱硫废水外排造成的环境污染, 保护了当地的生态环境和水资源，具有重大的示范意义。4结论通过国电*电厂脱硫废水零排放工程的实施，我

3、们得 出如下结论：(1)充分验证了 “预处理软化+膜浓缩+蒸发结晶”的工 艺路线是切实可行的；(2)基本解决了火电厂生产过程中产生的废水对周围环 境造成的不利影响；(3)将废水中的氯化钠蒸发结晶成一级工业盐，对外销 售，实现循环经济综合利用；(4)降低了投资本钱，运行本钱较低。2. 1技术原理采用“管式超滤膜软化+纳滤膜分盐+高压反渗透膜浓缩 +MVR蒸发结晶”全膜法工艺技术路线，将脱硫废水开展软化、 分盐、浓缩减量，最终蒸发结晶制盐，到达“零排放”的目 的。管式超滤膜软化：向废水中投加石灰、氢氧化钠和碳酸 钠，经反响后由管式超滤膜过滤，基本去除废水中的硬度, 防止后续反渗透膜结垢。纳滤膜分盐

4、：预处理软化后的废水经纳滤膜处理后，将 废水中的一价离子和二价离子开展别离，产水中成分主要为 氯化钠，为蒸发结晶高纯度工业盐奠定根底。高压反渗透膜浓缩：采用高压反渗透膜对纳滤膜产水开 展浓缩减量，淡水回用，浓水进蒸发结晶系统，大大降低废 水蒸发量，节约能耗。MVR蒸发结晶：采用机械蒸汽压缩再循环蒸发结晶(MVR) 技术将膜浓缩后的废水开展蒸发结晶，生产工业盐。2. 2工程建设的主要做法2. 2.1技术方案的选择2. 2. 1. 1国内目前投运的技术方案情况火电厂脱硫废水以前设计均为达标外排或作为煤场、灰 场的喷淋用水，近几年随着国家环保政策的日趋严格，零排 放逐渐成了必然选择。目前国内在运行的

5、脱硫废水零排放工 程有*电厂、华能长兴电厂、*山水恒益电厂等几家电 厂，采用的工艺基本是预处理软化、膜浓缩、蒸发结晶这三 个单元当中两个或者三个组合。从各家运行的情况来看，普 遍存在建设费用和运行费用高、结晶盐是杂盐等问题。2. 1.2本工程的方案选择我司脱硫废水“零排放”工程于20*年2月启动，为了 保证工程工艺路线科学合理，实现科技创新，脱硫废水“零 排放”的各项技术指标到达行业新的标准。公司成立了技术 攻关领导小组，会同中南电力设计院、*朗新明公司经过多 次调查研究、技术收资、方案论证和方案比选，对设备与工 艺系统逐步开展了完善。在总结国内火电厂现有脱硫废水“零排放”工程优缺点 的根底上

6、并结合我司脱硫废水中试结果，最终确定了本工程 采用了 “预处理软化+膜分盐+膜浓缩+MVR蒸发结晶”的工艺 路线，具体流程见“图2-1工艺流程图该工艺路线采用 了全膜法技术实现了对脱硫废水的软化、分盐、浓缩和蒸发 结晶，获得了纯度很高的产品水和工业氯化钠，在降低工程 造价和运行费用的同时也解决了杂盐难以处置的问题。2. 2主要设备选型2.2. 1设备选型特点本工程涉及的设备较多，按系统划分主要有预处理软化 设备、膜处理设备、蒸发结晶设备、污泥处理设备等。设备 选型时遵循成熟可靠、适应性强的原那么，结合中试效果，积 极稳妥的使用新技术、新产品，主要有以下几个特点：1）在国内脱硫废水零排放工程中首

7、次使用管式超滤膜 作预处理软化设备。管式超滤膜具有通量高、耐磨性能好、 耐化学清洗能力强等特点，可充分截留化学反响产生的各类 颗粒物，出水SDI和硬度很低，完全满足反渗透膜的进水要 求，可取代传统的沉淀池、过滤器和超滤。2）在国内脱硫废水零排放工程中首次使用盐别离膜将 软化系统产水开展一、二价离子别离，经过盐别离膜的处理 之后，产水中的盐分基本以氯化钠为主，非常有利于提高蒸 发结晶器的稳定运行和提高结晶盐的纯度。3）废水浓缩膜选用了针对高盐废水开发的新型抗污染 反渗透膜，该膜为美国陶氏化学公司开发的最新产品，流道 宽，抗污染能力强，操作压力极低、皮实耐用，可以在pHl-13 的范围内实施强烈的

8、化学清洗，非常适用于高盐废水的浓缩 处理。4）MVR蒸发结晶系统采用进口品牌Swenson的工艺包， 核心设备均为进口产品，性能优越，保证了系统运行工况到 达设计要求。2. 2. 2设备选型考前须知1）进口设备交货期较长，容易拖延工程建设进度，某些 设备假设国产性能与进口性能比拟接近时可优先考虑国产设 备，交货期短，造价廉价。2）脱硫废水污泥主要以硫酸钙、碳酸钙等化学污泥为主, 粘性大，脱水性差。国内现有脱硫废水工程中经常使用的国 产板框压滤机占地大、故障率高、泥饼含水率高，难以满足 脱硫废水污泥脱水要求。本工程采用了进口安德里茨品牌高 压板框机，运行稳定可靠。2. 2. 3设计经验教训2.

9、2. 3. 1平面布局设计脱硫废水零排放处理系统比拟复杂，涉及到的介质有废 水、污泥、蒸汽、盐，运行环境比拟恶劣。在平面布置时需 根据各子系统功能开展合理布局，尽量减少污泥、浓盐水的 长距离输送，降低堵塞和腐蚀的风险。2.2. 3. 2管道材质的选择脱硫废水中氯离子含量很高，腐蚀性较强，输送管材选 择非常重要。通常可用于输送脱硫废水的管材主要有三种， 即：钢衬塑管道、双相钢管道、塑料管道。钢衬塑管道内壁 耐腐蚀，外外表容易锈蚀；双相钢管道虽然耐氯离子性能优 越，但材料费和施工费昂贵；塑料管道耐腐蚀能力强，易安 装，故本工程中输送低压脱硫废水时大量使用了塑料管道， 并根据室内外使用环境状况，分别

10、选用了 IIDPE管和UPVC管。3. 3应急预案设计无论预处理做的如何完善，蒸发器在运行一段时间后仍 然会结垢，需要清洗除垢。在此过程中前端浓缩废水和结晶 器中料液需妥善储存，不能外排。本工程设置了的事故应急 池和高含盐废水贮存池，满足蒸发器检修和事故时应急要求。2.4施工调试经验介绍2.4. 1本工程施工场地狭小，施工现场不具备加工条 件，工程土建、安装加工全部在规划好的组合场开展，加工 好后转运至现场安装，保证了施工现场的平安和文明施工。2. 4. 2脱硫废水深度处理废水收集池、膜处理车间的梁、柱构造采用了清水混凝土技术，实现了混凝土外观线条 齐整、外表光滑、色泽均匀的良好观感。2. 4

11、. 3为创精品工程，工程部先后编制了 “脱硫废水 深度处理工程精细化管理实施细那么”、“脱硫废水深度处理工 程施工防止质量通病”等保质量细那么和规定，同时，在质量 控制环节和施工工艺上加强管理，推行工程样板引路。设立 样板展示厅，陈列管道焊接、电缆敷设等质量标准样板，建 立严格的样板引路管理制度，样板经验收合格、并掌握了施 工工艺后方可实施，为工程创优提供了的质量保障。2. 4. 4在膜车间上部构造施工之前和蒸发器钢架吊装 之前，零米层形成永临结合的毛地面交付安装，实现了 “先 地下后地上、先土建后安装”的措施，保证了施工现场的洁 净化。2.2. 4.5脱硫废水深度处理系统为高含盐腐蚀区域，为

12、 了防止设备及系统管道的腐蚀，本工程采用了大量的防腐材 料，如2507、HDPE、UPVC的管道设备和玻璃钢材质的电缆 桥架等，为后续设备的安康稳定运行创造了良好的运行条件。在工程建设过程中持续开展设计优化，将初步 设计的优化成果落实在设备选型和施工图之中，同时实施了 施工工艺优化、区域细化设计、电缆及桥架优化设计、小管 道布置三维设计等，为工程高标准施工提供了技术保障。2. 2. 4. 7工程实行P6进度计划管理。通过工程整体资源 配置，集中汇总后将作业任务合理分解至每个作业班组。按 照节点要求严格考核作业项的完成情况，有效促进了工程整 体进度，大大提高了单位作业项的时效性。2. 2. 4.

13、 8针对脱硫废水深度处理系统高含盐水的腐蚀特 性，为了防止系统调试阶段的跑冒滴漏给设备造成腐蚀，开 始阶段采用工业水对系统试机、单系统缺陷消除、跑冒滴漏 处理等步骤，对整套系统分专业分步骤的开展了分部试运, 在整套系统分部试运全部正常后，启动整系统的连锁调试。 进一步验证整套系统的逻辑步序的完整性和可靠性。2. 2. 4. 9执行文件包制度是本工程中作为试运管理中非 常成功的一项创新举措。在本工程的质量控制过程中执行 “分部试运、整套启动试运调试文件包管理制度:通过此 制度的执行，规范了文件包责任单位的行为，明确了责任, 强调了过程控制；使建立文件包的系统试运完整性大大得到 加强；文件包中所需

14、要的各项材料在实际试运中都得到了逐 一落实;缺陷率降至最低;文件资料齐全。加强了施工现场平安生产标准化的管理工作, 完善了现场设备、管道及电缆的标识、标志、介质流向、安 全标识、职业防护设备等设施，实现了基建与生产管理的无 缝对接。3建设成效系统投用以来，设备系统运行正常，膜浓缩系统回收率 效果良好，废水总体回收率稳定在82%以上，处理36t/h脱 硫废水，进入蒸发器的浓缩液5-6t/h,减少了废水蒸发量, 节能效果明显。澄清池产生的污泥主要成份为硫酸钙为主, 性质同原有脱硫石膏，经污泥脱水后混入石膏。管式超滤所 产生的污泥主要成分为碳酸钙，含固率5%左右，这局部污泥 回收利用，作为脱硫系统的

15、脱硫剂。结晶盐到达精制工业盐 一级标准，用于盐化工企业原料，实现了循环经济，变废为 宝。运行效果工程投运后到达了预期效果。脱硫实际水质情况如下表, 在这种水质情况下，预处理软化效果、膜浓缩系统回收率、 蒸发结晶盐品质均到达了设计值。系统处理能力到达了 36t/ho. 1. 1预处理软化效果经过近几个月稳定运行后，管式超滤原水和产水比照如 图3-1所示。可以看出右边原水水质浊度较高，水中悬浮物 也高，经过加药沉淀，管式超滤膜过滤过后，水质清澈，产 水水质经分析如下表，回脱硫系统使用。经预处理后的出水水质分析如下表所示。脱硫废水经过 预处理软化系统处理后，关键性硬度指标钙、镁硬度控制在 10mg/

16、L以内，出水硬度降到了非常低的水平，完全满足膜处 理的进水要求，大大降低了膜结垢风险。经过高盐水反渗透膜(SCRO)初步浓缩过后，浓水和产水 水质如下表所示，经过初步浓缩后，浓水TDS接近6万mg/L, 浓水和产水中的钙镁硬度指标在正常范围内，没有见明显异 常，产水完全回收利用。高盐反渗透(SCRO)的浓水送往高压反渗透DTRO开展进 一步浓缩，投运6个多月来，两种膜系统压差未见明显异常， 膜系统污染较小，DTRO的产水TDS在500mg/L以内。.1.3蒸发结晶盐品质良好。结晶盐经干燥处理后，氯化钠含量大于99%,含水率小于0. 5%,详见下表：序号化学成分含量觥）结晶盐优于GB/T5462-20*工业盐标准所规定的精 制工业盐一级标准，现已销往*市*县的一家盐化工企业, 实现了循环经济，变废为宝。2经济效益和社会效益1经济效益年发电时间按5000h计算