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金正环保是国内水处理行业综合运营企业，业务涵盖：零排放；新生水（Newater）回用；酸分离、碱分离与溶剂分离；油水分离。拥有国内首家大规模规范化DTRO膜生产基地，致力于提供产品、技术、投资、运营、管理的一体化水系统解决方案！咨询电话：0535-6264177 0 引言 我国资源总量在全球位居前列，但人均占有量不足，且资源分布极不均匀。随着社会经济的高速发展，资源环境的约束日趋强烈。资源相对短缺、生态环境脆弱、环境容量不足等逐渐成为阻碍我国发展的重大问题。构建资源节约型，环境友好型社会越来越成为我们的迫切需要。 近期国务院印发《水污染防治行动计划》、国家三部委出台《煤电节能减排与升级改造行动计划（2014－2020）年》，充分彰显了国家全面实施大气、水、土壤治理三大战略的决心和信心。积极推进火电厂脱硫废水“零排放”工作刻不容缓。 火电厂脱硫污染物主要来自燃煤及烟气，主要表现为高硬度、高悬浮物浓度、高氯离子浓度、高含盐量以及重金属含量高，腐蚀性强，对环境危害大，处理难度高，是电厂实现废水零排放的重点。 1 脱硫废水常规处理工艺 国内脱硫废水常规处理工艺如下：一般采用加石灰中和、絮凝、沉降处理后，经澄清、PH调节达标后回用或排放。 该工艺可去除了悬浮物和大部分重金属、氟化物。出水水质可达到《火电厂石灰石－石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T997－2006）标准。但系统出水仍具有含盐量高、氯离子及氟离子含量高，以及含有痕量的重金属的特点。废水中还可能含有硒、硝酸盐及有机物等成分不能通过常规处理工艺去除，高含盐的废水排到自然水体也会对水体造成一定污染，不能达到脱硫废水“零排放”要求。
所谓零排放，是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其减少到零；另 一含义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。 废水“零排放”是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部回收再利用，无任何废液排出工厂。 对于脱硫废水“零排放”，目前主要包括烟道气蒸发工艺、晶种法强制循环工艺及预处理软化＋预浓缩＋强制循环结晶工艺。 2.1 烟道气蒸发工艺 烟道气蒸发工艺是将脱硫废水输送至除尘器前烟道内，雾化后利用烟道内高温烟气，在烟道内蒸发，废水中不溶物与无机盐与飞灰一起被除尘器捕捉收集。 烟道气蒸发工艺的优点是投资及运行费用较低，但其要求除尘器前烟气温度较高，存在雾化效果差，运行不稳定等问题，对机组和煤种的适应性不足，实际应用性不高。 2.2 晶种法强制循环工艺 脱硫废水硬度非常高，废水中硫酸钙接近或达到饱和，在蒸发浓缩过程中结垢倾向较严重，晶种法强制循环工艺是在蒸发过程中添加晶种，保证在蒸发浓缩过程中硫酸钙析出时优先附着与晶种上，尽量减少蒸发蒸发器的结垢，保障蒸发器稳定运行，该工艺可根据实际情况设计成多效蒸发（MED）或机械蒸汽压缩（MVC）工艺，利用机械蒸汽压缩（MVC）工艺，可尽量降低能耗，降低运行成本。 晶种法强制循环工艺的优点是： 1）脱硫废水进入蒸发系统前不需要预处理软化，减少预处理软化费用； 2）蒸发器运行过程中析出结垢物质优先附着于晶种上，可尽量减少蒸发器的结垢情况，保障蒸发器的稳定运行； 3）运行过程在加热器中废水不会蒸发，无浓度变化，也尽量降低了设备的结垢倾向； 该工艺的缺点强制循环泵的功耗较大，及工艺控制不合理会导致系统结垢加快，影响系统的稳定运行。 2.3 预处理软化-预浓缩-强制循环结晶工艺 脱硫废水硬度非常高，结垢倾向严重，若不添加晶种运行，则需要进行软化预处理。 2.3.1 预处理软化 目前脱硫废水软化工艺主要有石灰（或烧碱）-碳酸钠软化工艺、离子交换工艺、硫酸钠-石灰-烟道气软化工艺及钠滤软化工艺等。 石灰（或烧碱）-碳酸钠软化工艺在废水软化处理中较多用到，该工艺优点为稳定可靠，如下图为河源电厂废水软化工艺，其经两级化学软化后总硬度可降低至100ppm以内，经调节PH后进入蒸发系统，可保障蒸发系统稳定运行，该工艺缺点是需要消耗大量的化学药剂，且在软化过程中会有大量污泥产生，需要增加处理污泥的费用。
硫酸钠-石灰-烟道气软化工艺的主要原理是在CaSO4-Ca(OH)2-H2O三相体系中， Ca(OH)2的溶解会影响CaSO4的溶解度，该工艺主要分两步： 第1步：加入硫酸钠及石灰乳，调整PH至12－13，沉淀出石膏颗粒物；第2步，在第1步处理后的废水中引入脱硫后的烟道气，利用烟道气中的CO2与废水中OH-反应，生成CO32-，然后与废水中Ca2＋结合生成碳酸钙沉淀，去除钙离子，控制PH约11左右。该方法的优点是可降低预处理软化化学药剂的费用，但软化过程PH较难控制，不易达到较好的软化效果。 在海水淡化预处理中，也有利用纳滤膜作软化预处理工艺的，目前，也有不少商品化的软化纳滤膜，但其一般硬度去除率不高于50％，且纳滤浓水仍需处理，膜也存在堵塞结垢等情况，因此暂未用于脱硫废水“零排放”工艺中。 2.3.2 预浓缩 经过预处理软化后的脱硫废水，硬度一般降低至100ppm以内，一般预浓缩工艺包括反渗透（RO）、碟管式反渗透（DTRO）、正渗透（FO）、膜蒸馏、立管降膜降膜蒸发（MVC或MED）、卧管降膜降膜蒸发（MVC或MED）。 碟管式反渗透（DTRO）进行脱硫废水预浓缩 金正环保采用碟管式反渗透膜（DTRO）对经过预处理的脱硫废水进行预浓缩，可有效的防止膜堵塞，提高系统运行效率和废水回收率。 众所周知，反渗透膜技术是一种常用的脱盐技术。目前，适用于工业规模的反渗透膜，主要包括乙酸纤维素和聚酰胺膜，其盐截留率为 99%以上。废水通过物化、生物等方法使废水达到排放标准。碟管式反渗透（DTRO）技术是一种高新反渗透技术，最早始于德国，相对于卷式反渗透其耐高压、抗污染特点更加明显，即使在高浊度、高SDI值、高盐分、高COD的情况下，也能经济有效稳定运行，更加适应高盐废水的处理。国内主要应用于垃圾渗滤液与海水淡化、苦咸水淡化工程。DTRO虽然水处理效果卓越，但因DTRO膜组件主要依赖进口，成本相对较高，山东烟台金正环保选用美国陶氏原材，采用德国一流加工设备实现了DTRO膜制造，明显降低该技术运营成本,使该技术得以在国内广泛推广。DTRO盐截留率为 98%～99.8%。其他去除性能如表所示。
DTRO膜组件具有特殊的流道设计形式，采用开放式流道，料液通过增压泵经进料口打入DTRO膜柱内，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过8个通道进入导流盘中被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后180度逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线，浓缩液最后从进料端法兰处流出。 经过碟管式反渗透（DTRO）处理后的高倍浓缩浓盐水结合蒸发结晶方式，实现资源回收。 DTRO膜技术优势 1、简单预处理，占地面积小，可移动性强 DTRO系统进水要求低，因此只需要简单的预处理，无需复杂的土建工程，而且DTRO系统模块单元灵活紧凑，因此占地面积小，可移动性强。 2、避免物理堵塞现象 DT组件采用开放式流道设计，料液有效流道宽，避免了物理堵塞。 3、最低程度的结垢和污染现象 采用带凸点支撑的导流盘，料液在过滤过程中形成湍流状态，最大程度上减少了膜表面结垢、污染及浓差极化现象的产生，允许SDI值高达20的高污染水源，仍无被污染的风险。 4、膜使用寿命长 DT膜组件有效减少膜的结垢，膜污染减轻，清洗周期长，同时DT的特点结构及水力学设计使膜组易于清洗，清洗后通量恢复性非常好，从而延长了膜片寿命。实践工程表明，即使在渗液原液的直接处理中，DT膜片寿命可长达3年以上，这对一般的膜处理系统是无法达到的。 5、组件易于维护 DT膜组件采用标准化设计，组件易于拆卸维护，打开DT组件可以轻松检查维护任何一片过滤膜片及其它部件，维修简单，当零部件数量不够时，组件允许少装一些膜片及导流盘而不影响DT膜组件的使用，所有这些维护工作均在现场即可完成。 6、回收率高，能耗低 DTRO系统对于高盐及复杂的垃圾渗滤液处理，能产生高达85%的回收率，同时装机功率低，运行能耗低。 7、过滤膜片更换费用低 DT组件内部任何单个部件均允许单独更换。过滤部分由多个过滤膜片及导流盘装配而成，当过滤膜片需更换时可进行单个更换，对于过滤性能好的膜片仍可继续使用，这最大程序减少了换膜成本。 8、浓缩倍数高 DT组件是目前水处理行业应用压力等级最高的膜组件，在一些浓缩倍数高的应用中，其含固量可以达到25%以上，浓缩倍数高。 2.3.3 强制循环结晶系统（MVC或MED） 当预浓缩浓缩到一定程度后，废水进入强制循环结晶系统蒸发结晶，强制循环结晶系统的优点为循环量大，物料在换热器内不会蒸发，不易在换热壁面结晶或结垢，比较适合高粘度或易结晶或结垢物料处理。软化后所产杂盐有可能作为工业盐回收利用。 3 结论 1）采用蒸发结晶处理，可实现脱硫废水的“零排放”； 2）若对“零排放”所产杂盐无要求，可考虑采用晶种法强制循环工艺实现“零排放”； 3）从目前所掌握技术来看，预处理软化＋预浓缩(DTRO)＋强制循环结晶工艺是最为可靠的工艺路线； 4）预处理软化采用化学软化在操作上较为可靠，采用化学软化＋离子交换软化可实现更佳的软化效果； 5）蒸发系统的结垢，一般为硫酸钙类型结垢，硫酸钙在低温时溶解度较高，因此，可借鉴海水淡化系统经验，采用低温蒸发模式，更进一步降低系统结垢的风险； 6）预浓缩系统采用降膜浓缩系统，运行较可靠，且采用卧管降膜系统维护更为容易。 |
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