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      燃煤電廠廢水零排放處理技術探討

      分類:
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      作者:
      發布時間:
      2019/01/18 11:12
      【摘要】:
      電廠廢水處理零排放系統在實際運行過程中,具有出水水質穩定、達標,在投資、運行、管理等方面與常規技術相當的特點。廢水處理零排放系統能夠有效的解決電廠廢水排放與廢水回收再利用的問題,具有一定的經濟和環保價值,符合當前節能環保的理念,滿足當前環保政策要求。引言隨著水污染控制技術的進步和污染物排放標準的日益提高,廢水直接排放將受到限制?;痣姀S生產過程中產生的廢水,如輔機冷卻水、沖洗水、再生酸堿廢水、含煤廢

      電廠廢水處理零排放系統在實際運行過程中,具有出水水質穩定、達標,在投資、運行、管理等方面與常規技術相當的特點。廢水處理零排放系統能夠有效的解決電廠廢水排放與廢水回收再利用的問題,具有一定的經濟和環保價值,符合當前節能環保的理念,滿足當前環保政策要求。

      引言

      隨著水污染控制技術的進步和污染物排放標準的日益提高,廢水直接排放將受到限制。火電廠生產過程中產生的廢水,如輔機冷卻水、沖洗水、再生酸堿廢水、含煤廢水、生活污水等經處理后進行回收利用,因此,火電廠廢水零排放的重點和核心是高含鹽量廢水的終端處理。本文介紹了高鹽廢水零排放處理技術研究和應用現狀,重點分析了各種處理技術的優缺點和適用條件,以期為相關研究和工程項目的實施提供參考。

      1 燃煤式發電廠廢水處理面臨的問題

      1.1 老舊燃煤式發電廠排水廢水改造費用高、難度大

      近些年,新建的燃煤發電廠從設計、建設、運行等方面均考慮了廢水問題,并且取得的效果顯著,但對于部分老舊燃煤式發電廠,其廢水改造費用高、難度大。較早建立的燃煤式發電廠,在設計時沒有考慮廢水方面的問題,所采用的工藝技術也比較落后,已不能滿足當前環保要求。電廠在廢水改造時需要整體更新原有設備,改造費用較高,電廠承擔的經濟負擔重。此外,由于電廠基建資料嚴重缺失和地下管網系統復雜,也增加了改造的難度。

      1.2 廢水處理產生的鹽類急需解決

      在燃煤式發電廠廢水處理過程中,通常把廢水中的鹽類與水進行分離,分離后得到的純凈水可重復利用。得到的鹽類大致有兩種處理方法。一是分離后鹽類處理達到工業鹽的標準進行使用。二是與灰渣進行混合使用。但第一種處理方法通常由于品質不穩定、產量不高等原因,無法穩定使用;第二種方法中灰渣可能混有鹽中水份,影響灰渣的利用。目前電廠還沒有更好處理鹽類的方法,相關部門也沒有對此部分鹽類做出明確規定,隨著我國環保政策的出臺,將有明確的方法和技術來處理這部分鹽類。

      2 廢水減量化處理技術

      2.1 反滲透膜技術

      反滲透膜技術是20世紀60年代興起的一門新型分離技術,是目前最為先進的分離技術之一,應用廣泛。反滲透是滲透的逆過程,它主要是在壓力的推動下,借助半透膜的截留作用,迫使溶液中的溶劑與溶質分開的膜分離過程。反滲透膜技術具有凈化效率高、成本低和環境友好等優點,使得它在近幾十年的時間里發展非常迅速,已經廣泛應用于海水和苦咸水淡化純水和超純水制備、工業或生活廢水處理等領域。反滲透膜技術的主要缺點在于廢水中雜質沉積造成的膜污染和膜氧化,而且膜的截留性能仍需進一步提高。

      2.2 正滲透膜技術

      正滲透膜技術屬于膜分離過程。水從高水化學勢區通過選擇性滲透膜向低水化學勢區進行轉移。選擇性滲透膜分隔的高水化學勢區和低水化學勢區所存在的滲透壓差是正滲透過程的驅動力。正滲透技術具有低能耗、較高的水通量和回收率、不易結垢和可處理高濃鹽水等優點。

      在廢水處理方面,正滲透的高水化學勢區為待處理的廢水,低水化學勢區為待定選擇的汲取液。正滲透技術的難點則在于高水通量、良好的耐酸堿性和機械性能的選擇性滲透膜以及能產生較高滲透壓及水通量的汲取液的選擇。華能長興電廠引進了正滲透膜技術處理脫硫廢水,18m3/h的脫硫廢水可以濃縮至3~4m3/h,濃水中污染物質可全部以結晶和污泥的形式分離,廢水100%回用。運行中蒸汽、藥劑、電的消耗量大大降低,處理1t廢水的能耗由傳統蒸發結晶法的20~40kW?h降低到10kW?h,運行成本降低30%。

      2.3 膜蒸餾技術

      膜蒸餾是一種新型的分離技術,是以疏水性微孔膜兩側蒸汽壓差為傳質推動力的膜分離過程。

      其特征是:膜是微孔膜;膜不能被所處理的液體浸潤;膜孔內無毛細管冷凝現象發生;只有蒸汽能通過膜孔傳質;膜不能改變操作液體中各組分的汽液平衡;膜至少有一側要與操作液體直接接觸;對每一組分而言,膜操作的推動力是該組分的氣相分壓梯度。

      膜蒸餾技術具有不易被污染、操作壓力低、預處理簡單、產水品質高和可處理高濃度鹽水等優點。但該技術也存在能量利用率較低、膜通量較小和膜污染與膜潤濕等問題。目前,該技術在大規模應用上仍然不成熟,包括大規模應用下的安裝、長期運行、經濟效益和結垢污染等情況仍需要進一步探究。

      3 廢水終端處理技術

      3.1 蒸發塘技術

      蒸發塘技術是依靠太陽能在自然狀況下蒸發地面上的高鹽水,使其濃縮達到飽和后結晶析鹽。該技術適用于西北干旱少雨的地區,具有成本低、運營維護簡單、使用壽命長和抗沖擊負荷好等優點。但該技術的缺點同樣明顯,原濃水中所含揮發組分直接進入空氣易造成空氣污染,應做好防滲透和防溢流處理措施,占地面積大且淡水無法回收利用等。

      鑒于蒸發塘技術的自然蒸發效率較低,并容易產生滿塘的危險,研究人員開發了機械霧化蒸發技術。在蒸發塘中安裝適當數量的機械霧化蒸發器,通過高效霧化噴嘴向空氣中噴灑,加速水分的蒸發。這種技術可以將蒸發效率提高14倍以上。目前,該技術已在內蒙古一家廢水處理公司成功投運。

      3.2 多級閃蒸技術

      多級閃蒸技術是將原料海水加熱后依次引入到若干壓力逐級降低的閃蒸室中,使其逐級蒸發降溫,熱鹽水逐級濃縮,溫度也逐級降低到接近天然海水溫度,所產生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。該技術可靠性高、防垢性能好、易于大型化,但也存在設備腐蝕快、能耗高、傳熱效率低和操作彈性小的缺點。多級閃蒸技術投資成本較高,只有在大規模使用的情況下才具有較高的經濟效益。因此,目前該技術一般應用于海水淡化處理,在電廠廢水處理方面尚沒有應用先例。

      3.3 多效蒸發結晶技術

      多效蒸發技術是在單效蒸發的基礎上發展起來的蒸發技術,分低溫和高溫多效蒸發。低溫多效蒸發是指鹽水的最高蒸發溫度不超過70℃,其特征是將一系列的管道與膜蒸發器串聯起來,分為若干效組,用一定量的蒸汽通過多次的蒸發和冷凝,從而得到多倍于加熱蒸汽量的過程。低溫多效蒸發主要優點是操作溫度低,可充分利用電廠的低溫廢熱(50~70℃的低品位蒸汽均可作為理想的熱源);熱效率高;動力消耗小,只有0.9~1.2kW?h/m3左右;操作彈性大。然而,該技術設備體積一般較大,投資成本較高,系統往往比較復雜。

      3.4 煙道蒸發技術

      煙道蒸發技術是通過高溫煙氣的加熱,將廢水固液分離,氣態水蒸汽隨煙氣進入脫硫吸收塔利用;廢水中的污染物隨水分結晶為固態顆粒,同煙氣中飛灰一起被除塵器捕捉、收集,進入煙塵干灰中,分為主煙道蒸發和旁路煙道蒸發。該技術優點是系統簡單、投資成本和運行成本較低,無新增固廢產生;缺點是抽取的煙氣占煤耗比重。目前,該技術已在華能上都電廠、焦作萬方自備電廠成功應用。

      結束語

      當前,我國廢水排放標準的要求日益嚴格,尤其是最新頒布的《水污染防治行動計劃》(簡稱“水十條”),更是將水環境保護上升到了國家戰略層面?;痣娖髽I作為用水、排水大戶,其用水量占工業用水總量的20%,從經濟運行和保護環境出發,節約發電用水,提高循環水的重復利用率,實現火電廠廢水“零排放”意義重大。

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