脱硫废水反渗透深度处理工艺样稿.doc

采取反渗透膜技术进行脱硫废水深度处理
燃煤电厂采取石灰石-石膏湿法工艺进行烟气脱硫过程中产生了脱硫废水，常见脱硫废水处理工艺除去了废水中绝大部分氟化物、悬浮物、硫酸根离子、重金属等污染物，氯离子浓度仍然很高，影响脱硫废水经处理后再利用和排放。所以需要对已处理脱硫废水进行后处理，提升废水利用率，实现脱硫废水零排放。
1 脱硫废水常规处理
常规脱硫废水处理步骤通常包含中和、沉淀、絮凝、澄清等工艺。处理时，优异行碱化处理，加入Ca（OH）2或NaOH，，使部分重金属以氢氧化物形式完全沉淀出来；再加入有机硫化物（通常是TMT15），使镉、汞等重金属结合成难溶于水硫化物；然后加入絮凝剂（通常是FeClSO4）和絮凝助剂（通常是聚合电解质），使大部分悬浮物沉淀，并吸附重金属氢氧化物和CaSO4沉淀；最终澄清，将沉淀物和水分离，得四处理过脱硫废水和污泥[1]。处理工艺步骤见图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
HCl
Ca（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步骤
经过常规工艺处理过后，脱硫废水中绝大部分悬浮物、氟化物、硫酸根、重金属等污染物得到有效去除，COD
Cr浓度也显著下降，这些指标均能满足《综合污水排放标准》（GB 8978-1996）一级排放标准。氯离子浓度也有大幅下降，但浓度仍然很高。脱硫废水处理前后水质数据如表1所表示[1]。
表1 脱硫废水关键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)
pH
～

—
～
CODCr



≤150
悬浮物
1


≤70
氟化物



≤30
CL-



—
SO42-


≤
Zn



≤
Cd



≤
Cr



≤
Ni



≤
Pb

<

≤
Hg



≤
As



≤
2 高浓度氯离子废水
经过常规处理后脱硫废水，氯离子浓度仍高达5000mg/L。水中氯离子对金属含有很强腐蚀性，而且氯离子浓度越高，对金属腐蚀性就越强。用旋转挂片法得到20号碳钢试片在浓度为5000mg/[2]。氯离子溶液这个性质，制约了常常规处理后脱硫废水利用和排放。
脱硫废水利用或排放方法关键有以下多个：
（1）送至电除尘前烟道，雾化后喷入烟气中，脱硫废水快速蒸发，废水中固体物在电除尘器中被捕捉，随灰一起外排[3]。因为氯离子浓度高，蒸干后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]。假如渣水系统不对外排放，时间长了，渣水氯离子浓度会升高，腐蚀渣水输送设备及管道；假如对外排放，高浓度氯离子对环境造成破坏，造成水体或土壤咸化。
（3）送进灰场或煤场，浇溉用。还在使用灰场燃煤电厂已经极少，不能广泛应用；浇在煤上氯离子，最终还是经过燃烧系统、脱硫系统再次进入脱硫废水中。
（4）采取多级闪蒸措施蒸干[6]。
（5）排入周围污水处理厂或直接对外排放。燃煤电厂多数远离城区，周围极少配置有污水处理厂，电厂污水处理站不含有处理高浓度氯离子能力；直接对外排放会造成水体或土壤咸化。
所以，有必需采取技术方法降低脱硫废水氯离子浓度。
3 反渗透膜技术
反渗透膜技术属于一个膜分离技术，其工作原理入图2所表示。
半透膜
P
稀溶液
浓溶液
图2 反渗透工作原理
把相同体积稀溶液（如淡水）和浓溶液（如海水或盐水）分别置于一容器两侧，中间用半透膜阻隔。半透膜只许可溶剂（如水）经过，阻止溶解在水中溶剂经过。在没有施加压力情况下，稀溶液中溶剂将自然穿过半透膜，向浓溶液侧移动，这一过程为自然渗透。当浓溶液侧液面会比稀溶液液面高出一定高度，形成一个压力差，阻止溶剂继续从稀溶液向浓溶液移动，达成渗透平衡状态。这个压力差即为渗透压，它大小决定于浓液种类，浓度和温度和半透膜性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于