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【技術(shù)匯】燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線研究

分類:環(huán)聯(lián)生態(tài) > 技術(shù)創(chuàng)新    發(fā)布時(shí)間:2018年12月11日 11:27    作者:    文章來源:環(huán)保在線

  以燃煤電廠末端廢水為研究對象,提出高適應(yīng)性零排放工藝路線,工藝路線可根據(jù)電廠自身情況進(jìn)行選擇,適用于任何類型的電廠。對現(xiàn)有的零排放工藝進(jìn)行可行性和經(jīng)濟(jì)性等對比,確定提出的路線可以作為工程項(xiàng)目可行性的工藝方案。
 
  燃煤電廠末端廢水為高含鹽量廢水,主要包括:脫硫廢水、酸堿再生廢水、反滲透濃水、循環(huán)水排污水等,其含鹽量高、結(jié)垢離子含量高,污染成分復(fù)雜,水質(zhì)變化較大,因而,電廠廢水零排放技術(shù)在我國應(yīng)用推廣面臨的主要課題是如何有效解決末端高含鹽廢水的處理問題。
 
  目前燃煤電廠高含鹽廢水的處理現(xiàn)狀是:脫硫廢水經(jīng)過FGD廢水系統(tǒng)處理后排放,酸堿再生廢水和反滲透濃水直接排放,循環(huán)水排污水直接排放或者用做FGD工藝水或者通過膜法處理后回用。膜法和蒸發(fā)法雖然能實(shí)現(xiàn)“零排放”,但面臨著系統(tǒng)復(fù)雜、穩(wěn)定性和可靠性不足、投資及運(yùn)行費(fèi)用偏高等難題。
 
  我國不同地區(qū)對環(huán)保要求不同,企業(yè)對于零排放系統(tǒng)成本的接收能力也不同,筆者針對不同類型電廠提出了一套實(shí)現(xiàn)燃煤電廠末端廢水零排放的解決方案,可達(dá)到降低造價(jià)和投資運(yùn)行成本的目的。
 
  1 電廠廢水零排放工藝
 
  現(xiàn)有燃煤電廠廢水零排放工藝主要有預(yù)處理—膜濃縮減量—多效蒸發(fā)、機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)結(jié)晶等技術(shù)。膜濃縮減量階段常用的高壓反滲透膜和蒸發(fā)器結(jié)晶,兩種工藝投資和運(yùn)行維護(hù)成本高,一般企業(yè)難以承受。
 
  2 燃煤電廠廢水零排放實(shí)施層次
 
  廢水零排放是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,包含兩個(gè)層次:
 
 ?、俨捎霉?jié)水工藝等措施提高用水效率,降低生產(chǎn)水耗,同時(shí)盡可能提高廢水回用率,從而最大限度利用水資源;
 
 ?、诓捎酶咝У乃幚砑夹g(shù),處理含鹽廢水,將無法利用的高鹽廢水濃縮為固體或濃縮液,不再以廢水的形式外排到自然水體。“零排放技術(shù)”并非單項(xiàng)技術(shù),而是一系列水處理技術(shù)的有機(jī)集成,應(yīng)該形成一個(gè)綜合的技術(shù)和工藝路線。
 
  3 廢水回用方案
 
  火電廠廢水回用的難度在于廢水種類多,水量、水質(zhì)差異大,對不同回用目標(biāo)的水質(zhì)要求也完全不同,因此宜采用分類處理、分類回用的方式。根據(jù)火電廠各工藝系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水水質(zhì)大體可分為高含鹽量和低含鹽量兩類。
 
  ◆◆3.1◆◆
 
  低含鹽量廢水低含鹽量廢水主要包括生活污水、含油污水、預(yù)處理設(shè)備反洗水、鍋爐排污水等。
 
  目前,許多電廠都已將深度處理后的生活污水用作循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補(bǔ)充水,但生活污水安全地回用于電廠循環(huán)水系統(tǒng)重點(diǎn)要解決NH3-N和生物粘泥對循環(huán)水系統(tǒng)的影響。對此,以曝氣生物濾池為代表的生物膜法生活污水處理工藝具有抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)的特點(diǎn),出水水質(zhì)能夠滿足電廠循環(huán)水補(bǔ)水水質(zhì)要求,已逐漸推廣開來。
 
  經(jīng)過簡單的混凝澄清處理后的預(yù)處理設(shè)備反洗水及鍋爐排污水可直接回用于循環(huán)水系統(tǒng)。
 
  ◆◆3.2◆◆
 
  高含鹽量廢水高含鹽量廢水主要包括循環(huán)冷卻排污水、渣系統(tǒng)溢流水、煤泥廢水、化學(xué)再生廢水、煙氣脫硫廢水等。
 
  在各種高含鹽量廢水中,循環(huán)水系統(tǒng)的排污水量最大,占全廠廢水總量的70%以上(具體根據(jù)循環(huán)水濃縮倍率)。要想回用這部分廢水(不包括作為除灰渣系統(tǒng)的補(bǔ)充水),通常采用旁流弱酸軟化處理或反滲透脫鹽處理。循環(huán)水經(jīng)旁流弱酸軟化處理后,大部分懸浮物、碳酸鹽硬度可被除去,產(chǎn)水可直接補(bǔ)人冷卻塔水池;過濾器和弱酸陽床的反洗或再生水經(jīng)過沉淀澄清處理后可作為煙氣脫硫工藝用水或輸煤除塵用水。反滲透產(chǎn)水含鹽量較低,可以作為循環(huán)水系統(tǒng)和化學(xué)鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)的補(bǔ)充水;反滲透濃水可以用于對水質(zhì)要求較低的末端消耗水系統(tǒng),如煙氣脫硫工藝用水、渣系統(tǒng)爐底密封冷卻水、輸煤除塵等。
 
  循環(huán)水旁流弱酸軟化處理系統(tǒng)與反滲透脫鹽處理系統(tǒng)比較:前者的優(yōu)點(diǎn)是固定投資相對較低,缺點(diǎn)是只去除了循環(huán)水中的碳酸鹽硬度、再生消耗酸需設(shè)置復(fù)雜的酸再生設(shè)施、占地面積大、產(chǎn)生易析出硫酸鈣等難溶物質(zhì)的再生廢水;反滲透脫鹽處理系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是基本將循環(huán)水中的鹽量全部脫除,可較大改善循環(huán)水水質(zhì),占地面積較小,缺點(diǎn)是固定投資相對較高。
 
  灰渣系統(tǒng)溢流水、煤泥廢水經(jīng)過混凝澄清處理后可回用至原用水系統(tǒng),達(dá)到循環(huán)利用。末端廢水即經(jīng)過多級工藝梯級使用后產(chǎn)生的廢水,如煙氣脫硫廢水,很難再利用,其大多數(shù)指標(biāo)已超過排放標(biāo)準(zhǔn),直接排放對水體環(huán)境破壞極大,需要進(jìn)一步處理,以實(shí)現(xiàn)廢水零排放。
 
  4 高適應(yīng)性燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線
 
  4.1 簡化膜濃縮廢水零排放路線
 
  簡化膜濃縮零排放工藝路線:預(yù)處理+膜濃縮,預(yù)處理采用雙堿軟化法和TMF高效固液分離膜,然后經(jīng)過濃縮減量處理后,將濃縮十多倍后的濃鹽水送至撈渣機(jī)或用于灰場干灰拌濕。膜濃縮段可根據(jù)業(yè)主對濃縮倍率的需求選擇:卷式高壓膜、電驅(qū)離子膜、膜蒸餾技術(shù)。根據(jù)電廠需求和水質(zhì)不同,上述膜工藝可以并聯(lián)使用,也可以串聯(lián)或單獨(dú)使用。此路線突出特點(diǎn)是造價(jià)便宜,以卷式高壓膜為例,造價(jià)比普遍采用的碟管式高壓反滲透膜(DTRO)降低了45%,該工藝技術(shù)既達(dá)到了水資源回收、廢水零排放的目的,又大大節(jié)省了設(shè)備造價(jià)。適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求不嚴(yán)格,預(yù)算不多的電廠。
 
  4.2 蒸發(fā)結(jié)晶全膜法廢水零排放路線
 
  ◆◆4.2.1◆◆
 
  蒸發(fā)結(jié)晶全膜法廢水零排放路線。預(yù)處理(+分鹽)+膜濃縮+蒸發(fā)結(jié)晶(MVR),預(yù)處理和膜濃縮與2.1節(jié)工藝相同。當(dāng)電廠除渣系統(tǒng)和粉煤灰系統(tǒng)無法消納濃鹽水時(shí),可將經(jīng)過膜濃縮后的濃鹽水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,結(jié)晶后的雜鹽根據(jù)現(xiàn)場情況拌入干灰或交于專業(yè)處理公司進(jìn)行處置?;蛟谀饪s段前增加納濾膜,對濃鹽水中的一價(jià)鹽、二價(jià)鹽進(jìn)行分離,最終結(jié)晶干燥的產(chǎn)物是達(dá)到工業(yè)二級鹽標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)鹽,NaCl含量>98%,實(shí)現(xiàn)了水、鹽的多種資源回收再利用。適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求嚴(yán)格,不允許有任何形式污染物外排的電廠,尤其是周圍有工業(yè)鹽用戶的電廠。以國電某電廠為例,電廠末端綜合廢水經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線處理后,主要處理指標(biāo),見表1。

表1 主要性能指標(biāo)
 
  ◆◆4.2.2◆◆
 
  蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線與煙氣余熱利用工藝路線比選。煙氣余熱利用廢水零排放是近來比較熱的技術(shù),經(jīng)常拿來跟蒸發(fā)結(jié)晶式零排放工藝相提并論,但它不能實(shí)現(xiàn)水資源和鹽資源的回收和再利用。2種工藝路線比較結(jié)果,見表2。

表2 2種工藝比較結(jié)果
 
  4.3 電解制氯廢水零排放路線
 
  電解制氯廢水零排放技術(shù)路線:預(yù)處理+分鹽+膜濃縮+電解制氯,預(yù)處理和膜濃縮與2.1節(jié)工藝相同。采用開式冷卻水系統(tǒng)的電廠往往要向循環(huán)水系統(tǒng)中加大量殺菌滅藻劑—次氯酸鈉,這種電廠在選擇廢水零排放工藝時(shí),可以考慮采用電解制氯廢水零排放技術(shù):經(jīng)過預(yù)處理軟化的廢水,通過納濾分鹽或膜濃縮后的濃鹽水中氯化鈉含量較高,采用電解方法提取水中的氯根,制成次氯酸鈉,可用于開式循環(huán)冷卻水的消毒劑,或可因地制宜進(jìn)入市場化銷售。該項(xiàng)技術(shù)不僅系統(tǒng)造價(jià)低,還可達(dá)到脫硫廢水的資源化利用,實(shí)現(xiàn)零排放的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。適用于沿海、沿江、開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的電廠。
 
  5 結(jié)論與建議
 
  高適應(yīng)性燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線,主要分為:預(yù)處理段+濃縮段+濃鹽水處理段??筛鶕?jù)電廠需求和水質(zhì)不同,進(jìn)行選擇。簡化膜法工藝路線適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求不嚴(yán)格,預(yù)算不多的電廠。蒸發(fā)結(jié)晶全膜法工藝路線適用于當(dāng)?shù)丨h(huán)保要求嚴(yán)格,不允許有任何形式污染物外排的電廠,尤其是周圍有工業(yè)鹽用戶的電廠。電解制氯廢水零排放路線適用于沿海、沿江、開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的電廠。
 
  這3種電廠末端廢水零排放工業(yè)路線,可因地制宜,涵蓋了所有類型的燃煤電廠,提供了工程依據(jù)。
 
  本文作者系陳雪、陳文婷、李向南、趙焰、徐志清、騰東玉、楊東
 
  原標(biāo)題:【技術(shù)匯】燃煤電廠末端廢水零排放工藝路線研究

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