重點(diǎn)介紹了華能長(zhǎng)興電廠脫硫廢水“零排放”的應(yīng)用實(shí)例，對(duì)運(yùn)行成本、技術(shù)進(jìn)行了分析，對(duì)該零排放技術(shù)在煤化工上的應(yīng)用前景進(jìn)行了歸納總結(jié)，并結(jié)合煤化工項(xiàng)口的零排放提出了相應(yīng)措施建議。
　　關(guān)鍵詞：脫硫;煤化工;污水;零排放
　　0 引言
　　基于我國(guó)“富煤貧油少氣”的資源賦存背景，煤炭的開發(fā)利用一直是我國(guó)關(guān)注的重點(diǎn)。目前全球范圍己探明煤炭資源儲(chǔ)量占化石能源的55%，我國(guó)煤炭占化石能源比重高達(dá)94%。隨著對(duì)煤化工認(rèn)識(shí)的不斷加深和環(huán)保技術(shù)的不斷發(fā)展，選擇與煤質(zhì)相匹配的煤氣化技術(shù)以降低環(huán)保處理成本成為行業(yè)的普遍選擇，而國(guó)家在核準(zhǔn)煤化工項(xiàng)目時(shí)明確煤化工項(xiàng)目需達(dá)到近零排放的要求。
　　1 華能長(zhǎng)興電廠零排放項(xiàng)目簡(jiǎn)介
　　1.1 工藝原理及過(guò)程
　　長(zhǎng)興電廠廢水處理系統(tǒng)采取清污分流、分類處理，對(duì)最終產(chǎn)生的石灰石濕法煙氣脫硫廢水實(shí)施零排放整體解決方案。2014年6月確定采用北京沃特爾水技術(shù)股份有限公司石灰去硬+正滲透濃縮+結(jié)晶技術(shù)。項(xiàng)目建設(shè)投資約6000萬(wàn)元，其中設(shè)備費(fèi)和安裝調(diào)試費(fèi)約5000萬(wàn)元，其他土建等費(fèi)用約1000萬(wàn)元。項(xiàng)目2014年9月土建動(dòng)工，2015年4月系統(tǒng)建成投產(chǎn)運(yùn)行。其污水零排放處理工藝主要過(guò)程包括混凝澄清過(guò)濾軟化預(yù)處理單元、膜濃縮單元(RO + MBC)、TVC結(jié)晶三大部分。
　　1.1.1 反滲透膜濃縮減量工藝
　　長(zhǎng)興電廠的零排放系統(tǒng)，是全國(guó)范圍內(nèi)反滲透技術(shù)(膜濃縮)在脫硫廢水及零排放系統(tǒng)上的首次應(yīng)用，并取得了良好的效果，目前己成為脫硫廢水零排放的標(biāo)準(zhǔn)工藝。反滲透單元在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了水量50%-120%的波動(dòng)，同時(shí)通過(guò)濃水流量的調(diào)節(jié)，可以適應(yīng)進(jìn)水鹽分(TDS)在10000- 40000mg/L的范圍內(nèi)的波動(dòng);充分適應(yīng)了脫硫廢水水質(zhì)波動(dòng)范圍大的特點(diǎn)。
　　1.1.2 低能耗、低投資的濃縮工藝
　　本項(xiàng)目是正滲透技術(shù)在國(guó)內(nèi)的首次應(yīng)用，在相同進(jìn)水條件下與三效蒸發(fā)相比，在能源消耗、投資成本、濃縮倍率方面都更有優(yōu)勢(shì)(見(jiàn)表1)。

　　表1 正滲透VS三效蒸發(fā)對(duì)比

　　1.1.3 運(yùn)行成本低
　　長(zhǎng)興電廠脫硫廢水零排放是目前運(yùn)行成本最低的混合鹽零排放項(xiàng)目，A電廠、B電廠、長(zhǎng)興電廠脫硫廢水運(yùn)行成本對(duì)比見(jiàn)表2。
　　A廠主要工藝路線為：兩級(jí)澄清+過(guò)濾+多效蒸發(fā)+結(jié)晶;
　　B廠主要工藝路線是脫硫廢水預(yù)沉淀后直接進(jìn)入低溫多效蒸發(fā)+結(jié)晶。
　　以蒸汽單價(jià)60元/m3計(jì)算，電價(jià)0.5元/(kW˙h)計(jì)，脫硫廢水均以25 m3/h計(jì)，與B廠脫硫廢水相比，長(zhǎng)興電廠脫硫廢水零排放可節(jié)省513. 56萬(wàn)元/a。與A廠脫硫廢水相比，可節(jié)省201.76萬(wàn)元/a。

　　1.1.4 MBC裝置的原理
　　與A、B廠相比長(zhǎng)興電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)節(jié)能的主要單元MBC (Membrane Brine Concentrator)裝置，是本系統(tǒng)的核心技術(shù)。MBC工藝用于高含鹽廢水的濃縮及零排放處理，膜濃縮單元的核心是正滲透(MBC)技術(shù)。利用滲透的原理進(jìn)行液體分離即為FO技術(shù)，具體為利用半透膜兩側(cè)的滲透壓差來(lái)促使水分子從鹽水進(jìn)水?dāng)U散到專用的汲取液中。與現(xiàn)有的除鹽技術(shù)相比，MBC工藝的最大特點(diǎn)是無(wú)需高的機(jī)械壓力克服高鹽水的滲透壓，系統(tǒng)運(yùn)行均為低壓;同時(shí)能以很低的熱能耗做到很高的濃縮倍率，濃縮終點(diǎn)含鹽量2208/L以上，從而為整個(gè)零排放系統(tǒng)節(jié)省運(yùn)行成本;脫鹽率較高，與反滲透裝置接近，可達(dá)97%以上脫鹽率。
　　1.2 長(zhǎng)興項(xiàng)目的運(yùn)行情況
　　長(zhǎng)興的零排放項(xiàng)目污水來(lái)源于脫硫處理后廢水和混床再生排水，最大處理水量26.4m3/h。來(lái)水化學(xué)需氧量(COD)≤100mg/l， Ca2+、Mg2+濃度在1000-3000mg/L，TDS在20-25g/L左右。
　　混凝澄清過(guò)濾軟化單元，通過(guò)加入石灰、碳酸鈉除去鈣、鎂離子，停留時(shí)間一般控制在2-3h以上，通過(guò)控制較高的pH值，及混凝沉降設(shè)計(jì)保證了絮凝效果和出水水質(zhì)的濁度，同時(shí)該系統(tǒng)對(duì)COD具有一定的吸附去除功能。現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程其出水的鈣鎂硬度基本為零，保證了后續(xù)膜系統(tǒng)特別是反滲透系統(tǒng)的高回收率和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
　　膜濃縮單元主要由反滲透，正滲透裝置等組成。長(zhǎng)興的零排放系統(tǒng)設(shè)置了兩級(jí)RO和三套并列的7m3/h的MBC膜系統(tǒng)組成(兩用一備)，經(jīng)過(guò)MBC膜處理后的TDS達(dá)200g/L濃鹽水進(jìn)入TVC結(jié)晶系統(tǒng);正滲透膜濃縮單元出水中TDS小于5g/L，進(jìn)入汲取液回收系統(tǒng)經(jīng)過(guò)分離回收汲取液有效成分后，產(chǎn)水返回第一級(jí)RO系統(tǒng)，經(jīng)RO系統(tǒng)去除水中TDS后，可達(dá)到回用水要求。本套裝置設(shè)計(jì)了二級(jí)RO系統(tǒng)，保證出水TDS≤50 mg/L，回用至電廠化學(xué)除鹽水系統(tǒng)。實(shí)際回用水水質(zhì)情況見(jiàn)表3。