北極星水處理網訊:燃煤發電脫硫廢水處理現狀
1、燃煤發電脫硫廢水處置及要求：國家對已建和新建的燃煤發電站要求廢水實行「零排放」。
2、對於硬度高的問題，採用震動膜的寬進液通道和膜面大剪切力，可防止表面結晶，節省了投加藥劑去除硬度的單元，大幅減少蒸發廢水量，降低蒸發器的投資成本，提高了脫硫廢水「零排放」的經濟可行性。
脫硫廢水處理流程
脫硫廢水是燃煤發電站最惡劣的廢水。該廢水從處理到循環回用，通常分為三段：
第一段絮凝沉澱、加藥除硬
第二段過濾分離懸浮物
第三段是蒸發固化，通常採用多效蒸發或MVR加結晶器
圖1為脫硫廢水「零排放」主要工段示意。
蒸發固化階段
1、蒸髮結晶對於硬度的要求
由於脫硫廢水pH一般為微酸性、懸浮物約30000mg/L、含微量重金屬、固含量約30000~40000mg/L。但是蒸髮結晶對進水硬度有嚴格要求，為保結晶順利，硬度越低越好，通常要求低於200mg/L。因此，會加入碳酸鈉把硬度沉澱，以溶解度高的Na+離子交換溶解度低的Ca2+離子，防止蒸發器結垢。
蒸發技術一般採用多效蒸發或機械式蒸汽再壓縮技術（MVR），對硬度指標要求同樣高。
MVR是現時效率最高的蒸發技術，但投資和營運的費用仍然較高。所以當務之急是要在第三階段提高濃縮比，減少蒸發量。先來看下成本。
2、蒸發工段的投資和運行成本
蒸發回收是整個零排放工藝要求的最終環節。為了節省成本業界一般採用MVR。具規模的MVR建造成本在60~70萬元/（h˙t）-1。除此之外，運行費用也需要考慮。MVR使用蒸汽再壓縮技術，提高蒸汽使用率，極具效益的MVR進液蒸發成本約60~80元/t。
3、目前膜濃縮存在的問題
為降低蒸發量，有些廠家採用RO膜技術進行濃縮。脫硫廢水硬度達到30000mg/L，會對膜進口和膜表面產生嚴重堵塞。因此必需投加藥劑來除去硬度。去除脫硫廢水的硬度，藥劑費用高達20~30元/t，還會產生大量的含重金屬汙泥，增加處置費用。
卷式RO膜不能再提高濃縮比主要有兩個原因：第一是卷式RO膜的進入通道窄；第二是其膜面剪切力不足，而不是高滲透壓。膜進口結垢堵塞狀況照片見圖2。
3.1通道結構
卷式RO膜組的進口空隙僅約0.5mm。當鈣、鎂鹽進入RO膜，加上膠狀COD，很容易累積在進口，產生堵塞。解決方法較簡單——把膜與膜之間的空隙擴大。市面上採用平板膜設計的一般都可解決通道結構問題。
3.2膜面結晶
膜面結晶是RO膜應用的重要議題。結晶理論通常把結晶狀態分為粒狀結晶和膜面結晶。晶體是不溶解的粒狀固體。晶體隨水流方向壓到膜面上。粒狀晶體堆在膜面比較鬆散，或隨著水流衝到濃液出口，因此粒狀結晶不會對膜通量帶來太大影響。
圖3為粒狀結晶。
膜面結晶是鹽水在通過膜面時進行脫鹽。水被壓過膜產生清液，膜面瞬時在高鹽濃度下結晶（見圖4）。
因高鹽分平均分布在膜面，晶體從膜面向外生長，成為一層很堅固的晶體，覆蓋在膜面，而且與膜面相結合。雖然含量相對較低，但幾乎無法在不破壞膜的前提下能清洗掉恢復通量。
震動膜工作原理及特點
震動膜有兩個主要部分，膜組和使膜組產生往復運動的振動機械。膜組裡是圓形的平板膜，膜片可按需求選用不同精度的膜材。膜片與膜片間隙比較大，有3mm，進口通道比較寬，不容易在進口位置產生結垢。進液受到壓力從進口流到濃液口。在進料泵壓力下，清液通過膜片，鹽分被截留。膜組剖面示意見圖5。
整個膜組坐在一組振動機械上。膜面往復振動，在膜面產生強大剪切力，鹽分難以停留在膜面，防止膜面產生表面結晶。在高鹽濃度下，結晶和未結晶的鹽分被推到濃液口外排。
這兩項設計使脫硫廢水可以在不除硬的前提下進行濃縮。按現時的經驗，震動膜濃液TDS可達90000μg/g，甚至出現物理性結晶。濃縮比可以達到60%~65%，即可減少蒸發量達60%~65%。產水氯離子量為1500~3000mg/L。
1、產水效果與濃縮比
產水效果與選膜有關。選NF膜可把90%雙價鹽去除，單價鹽去除率較低，只有10%。選RO膜可把99%雙價鹽去除，95%單價鹽去除。在脫鹽率上，震動膜與一般的卷式膜無太大區別，只是在高通量、高濃縮比和防結垢及汙堵上，震動膜比較有優勢。
2、固廢量
汙水處理混凝沉澱工藝需要大量採用化學品作為前處理除硬，一定要考慮固廢棄置成本。震動膜採用高頻振動提高膜面剪切力，對硬度沒有要求，不外加藥劑，減少固廢量。
3、能耗
能耗是整個提濃工序最關鍵的經濟指標。膜的濃縮成本比蒸發成本經濟效益顯著，震動膜是膜分離技術，不產生相變，進水平均能耗約為4kW˙h/m3。
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