脱硫废水反渗透深度处理工艺.doc

采用反渗透膜技术进行脱硫废水深度处理燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法工艺进行烟气脱硫过程中产生了脱硫废水,常见的脱硫废水处理工艺除去了废水中绝大部分的氟化物、悬浮物、硫酸根离子、重金属等污染物,氯离子浓度依然很高,影响脱硫废水经处理后再利用和排放。因此需要对已处理的脱硫废水进行后处理,提高废水的利用率,实现脱硫废水的零排放。1脱硫废水常规处理常规脱硫废水的处理流程一般包括中和、沉淀、絮凝、澄清等工艺。处理时,先进行碱化处理,加入Ca(OH)2或者NaOH,,使部分重金属以氢氧化物的形式完全沉淀出来;再加入有机硫化物(一般是TMT15),使镉、汞等重金属结合成难溶于水的硫化物;然后加入絮凝剂(一般是FeClSO4)和絮凝助剂(一般是聚合电解质),使大部分的悬浮物沉淀,并吸附重金属氢氧化物和CaSO4沉淀;最后澄清,将沉淀物和水分离,得到处理过的脱硫废水和污泥[1]。处理工艺流程见图1。中和箱沉降箱絮凝箱出水箱脱硫废水有机硫化物助凝剂絮凝剂HClCa(OH)2澄清器污泥循环系统污泥压缩系统溢流坑图1脱硫废水常规处理工艺流程经过常规工艺处理过后,脱硫废水中绝大部分的悬浮物、氟化物、硫酸根、重金属等污染物得到有效去除,CODCr浓度也明显下降,这些指标均能满足《综合污水排放标准》(GB8978-1996)的一级排放标准。氯离子浓度也有大幅下降,但浓度依然很高。脱硫废水处理前后的水质数据如表1所示[1]。表1脱硫废水主要污染物处理前后对比数据项目处理前(mg/L)处理后(mg/L)去除率(%)标准(mg/L)~—~≤≤≤30CL-—SO42-≤≤≤≤≤<≤≤≤,氯离子浓度仍高达5000mg/L。水中的氯离子对金属具有很强的腐蚀性,而且氯离子浓度越高,对金属的腐蚀性就越强。用旋转挂片法得到20号碳钢试片在浓度为5000mg/[2]。氯离子溶液的这个性质,制约了经常规处理后的脱硫废水的利用和排放。脱硫废水的利用或排放的方式主要有以下几种:(1)送至电除尘前烟道,雾化后喷入烟气中,脱硫废水迅速蒸发,废水中的固体物在电除尘器中被捕捉,随灰一起外排[3]。由于氯离子浓度高,蒸干后的固体物含有大量氯盐,时间长了对除尘设备产生腐蚀,降低除尘器寿命。(2)直接排入电厂水力排渣系统(即渣水系统),补充排渣水[4][5]。如果渣水系统不对外排放,时间长了,渣水的氯离子浓度会升高,腐蚀渣水输送设备及管道;如果对外排放,高浓度的氯离子对环境造成破坏,造成水体或土壤咸化。(3)送进灰场或者煤场,浇溉用。还在使用灰场的燃煤电厂已经很少,不能广泛应用;浇在煤上的氯离子,最终还是经过燃烧系统、脱硫系统再次进入脱硫废水中。(4)采用多级闪蒸办法蒸干[6]。(5)排入附近的污水处理厂或者直接对外排放。燃煤电厂多数远离城区,周边很少配置有污水处理厂,电厂的污水处理站不具备处理高浓度氯离子的能力;直接对外排放会造成水体或土壤咸化。因此,有必要采取技术措施降低脱硫废水的氯离子浓度。3反渗透膜技术反渗透膜技术属于一种膜分离技术,其工作原理入图2所示。半透膜P稀溶液浓溶液图2反渗透工作原理把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓溶液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔。半透膜只允许溶剂(如水)经过,阻止溶解在水中的溶剂经过。在没有施加压力的情况下,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧移动,这一过程为自然渗透。当浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,阻止溶剂继续从稀溶液向浓溶液移动,达到渗透平衡状态。这个压力差即为渗透压,它的大小决定于浓液的种类,浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液移动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透[7][8]。反渗透膜是一种精细的膜分离产品,,有效截留溶解盐份及分子量大于100的有机物。反渗透膜脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度,脱盐层越致密脱盐率越高,同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决定,对高价离子及复杂单价