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user: 4. 深度处理 经预处理的脱硫废水虽然各项指标基本符合《污水综合排放标准》二级标准要求，可以达到排放标准，但是随着国家环境排放标准的日趋严格和为真正达到火电厂废水近零排放、梯度回用的目的，就必须进行进一步的深度处理。目前，脱硫废水深度处理工艺主要有热蒸发处理工艺(蒸发结晶和烟道蒸发技术)和膜处理技术，各项工艺参数比较见表3。 4.1. 蒸发结晶技术 对于水质复杂的脱硫废水，蒸发结晶处理技术 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 是目前比较可行并有工程应用实例的技术。蒸汽结晶技术就是将预处理过后的脱硫废水通过蒸发器及干燥装置，将冷凝水回用，剩余废水进入结晶系统，形成固体盐和其他固体废物，可打包外送。其中蒸发结晶技术的最重要的核心工艺是蒸发，有多效立管降膜蒸发系统、降膜式机械蒸汽压缩再循环蒸发技术、卧式薄膜喷淋/MVC蒸发系统，脱硫废水蒸发结晶处理工艺比较见表2。 在蒸发结晶技术中，多效立管降膜蒸发系统是其中比较传统的工艺。在国内已投产的火电厂中深度处理脱硫废水使用该技术的是河源电厂 [ 11 ] ，其蒸发技术使用的是四效立管强制循环蒸发技术，其出水水质优异(TDS < 30 mg/L)且稳定，直接回用至电厂循环冷却水系统。但运行能耗高，对预处理水质要求高。 Table 2 Comparison of evaporative crystallization process for desulfurization wastewate 项目 多效立管降膜蒸发系统 降膜式机械蒸汽压缩再循环蒸发技术(MVR) 卧式薄膜喷淋/MVC蒸发系统 蒸发系统特点 管束立式布置；蒸汽走立管外，浓液走立管内；蒸汽直接从上部引入管束立式布置 蒸汽只在启动阶段需要；蒸汽经压缩后引入；消耗电能 管束卧式布置；废水浓液走壳相(管外)，蒸汽走立管内；蒸汽经压缩后引入 缺点 浓液易分布不均；系统操作严格；稳定性较差；占地面积大 需要定期更换机械密封；一次性投资高 布水必须均匀 管内结垢 易结垢难清理 ——加晶种 结垢量少 不存在管内积垢 能耗 高能耗 低能耗 低能耗 适用范围 结垢率较低的液体 浓度较高、易结垢液体 浓度较高、易结垢液体 表2. 脱硫废水蒸发结晶处理工艺比较 在蒸发结晶技术中，卧式薄膜喷淋/MVC蒸发系统因其低能耗、不易结垢的特点是目前国内外使用最多的蒸发技术 [ 12 ] 。在美国为脱硫废水提供蒸发结晶技术的主要厂家有Aquatech、HPD、GE和GEA，目前国内技术不够成熟。在国内已投产的火电厂中深度处理脱硫废水引进该技术的是恒益电厂，工艺流程为：预处理水–卧式MVC系统–双效MED蒸发–卧式圆盘结晶器–立式圆盘干燥器，其运行能耗较低，能够梯级利用各级余热热效，且出水水质良好(NTU < 0.05)，直接回用至电厂循环冷却水系统。 4.2. 膜处理技术 膜处理技术主要包括反渗透法、纳滤法和正渗透法。 反渗透膜(RO)孔径 < 1 nm，以压力差为推动力，将废水中的水分子透过膜，其他杂质留在浓水侧，截盐率 > 99%，是目前最主要的海水、盐水脱盐工艺 [ 13 ] [ 14 ] 。目前用于脱硫废水的反渗透膜类型主要有普通卷式RO膜、DTRO(碟管式反渗透膜)和ATRO(网管式反渗透膜)。但其需要的压力较高，且对预处理的水质要求严格。 纳滤膜(NF)的孔径为1~2 nm，介于超滤膜和反渗透膜之间，对高价阴离子盐溶液的截留大于低价因离子盐溶液 [ 15 ] 。庞胜林 [ 16 ] 等人在华能玉环电厂的中试试验中，采用纳滤膜分离脱硫废水中一价离子和二价离子，试验证明纳滤膜对二价离子(Ca 2+ ， Mg 2+ 等)截留率 > 98%，将一、二价离子有效分离。使用纳滤膜能够有效减少药耗量及化学污泥，水质良好。 正渗透膜(FO)是根据膜两侧的渗透压为驱动力，通过配置浓度比脱硫废水更高的汲取液，使水从低渗透压侧渗透至高渗透压侧。正渗透具有低能耗(低操作压力)、低强度要求、低污染的优点，目前用于脱硫废水的正渗透膜类型主要有螺旋卷式FO膜和板框式FO膜。但目前工艺汲取液的分离与回收是正渗透膜的主要障碍，能耗较高，汲取溶质难以回收、无法实现完整的循环利用 [ 17 ] [ 18 ] 。 以上三种工艺中，根据目前市场情况，正渗透和纳滤膜处于发展中，技术不够成熟，反渗透膜由于技术成熟、投资成本较低，设备集装化程度高、安装简单等优点，市场占有份额逐渐加大英文经预处理的脱硫废水虽然各项指标基本符合《污水综合排放标准》二级标准要求，可以达到排放标准，但是随着国家环境排放标准的日趋严格和为真正达到火电厂废水近零排放、梯度回用的目的，就必须进行进一步的深度处理。目前，脱硫废水深度处理工艺主要有热蒸发处理工艺(蒸发结晶和烟道蒸发技术)和膜处理技术，各项工艺参数比较见表3。 Table 3 Comparison of desulphurization wastewater treatment technologie 项目 膜处理技术 烟道气处理技术 蒸发结晶技术 总投资(万元) >5000 750 >6000 占地面积 系统较小，无需专用厂房 系统较小，无需专用厂房 系统较小，无需专用厂房 工艺特点 预处理要求高；系统简单，易操作、控制和维护，工艺成熟，设备投资高 可靠性高，自动化程度高，无需其他能源，同时提高机组脱硫效率和除尘效率，但其运行不稳定，处理水量较小 系统回收率较高，降低了传热面结垢可能，减少了抵制剂投加量；蒸发回收水水质较好。但其运行所需能耗较高 运行要求 自动化 自动化 自动化 运行成本 高 低 低 处理结果 近零排放 近零排放 近零排放 表3. 脱硫废水处理工艺 4.3. 烟道蒸发技术 烟道蒸发技术是利用喷嘴将脱硫废水雾化，在烟道中利用烟气余热将废水完全蒸发，废水中的不溶物、盐类、烟尘等转化为结晶物或盐类被除尘器捕集 [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] 。来自日本三菱日立电力的旋转喷雾干燥工艺因初投资低、占地面积小、处理每吨废水的成本低、运行简单灵活，且无副产品生成的优点在应用于临汾热电有限公司脱硫废水零排放系统改造工程中，经72小时连续运转，各项指标满足且优于设计要求，该工艺适用于脱硫废水水量较小的中小型企业。 4.4. 生物处理技术 生物处理技术是一种厌氧生物膜处理技术，该技术采用两个反应器，反应器里面填充多孔活性炭作为媒介，在活性炭上让选择好的微生物生长形成生物膜，在去除硒，汞，砷，和氮氧化物有很好的处理效率，常和化学沉淀法组合使用。目前主要技术是美国GE水处理公司的ABmet、InfilcoDegremont公司的IBIO技术。目前国内生物处理技术不成熟，尚未有工程实例 [ 23 ] 。 4.5. 各工艺组合实例 4.5.1. 三联箱 + 树脂软化 + 反渗透 + 正渗透 + 蒸发结晶 华能长兴电厂将膜处理技术和蒸发技术结合处理脱硫废水。其水质特征是来水化学需氧量(COD) ≤ 100 mg/l，Ca 2+ 、Mg 2+ 浓度在1000~3000 mg/L，TDS在20~25 g/L左右，其最大处理水量为26.4 m 3 /h。其脱硫废水经软化处理后，水的钙镁硬度基本为零，达到了膜处理系统的进水水质要求，膜处理系统由两级反渗透和三套并列的MBC膜组成，其出水水质达到了回用的标准(TDS ≤ 50 mg/L)，剩余浓水经TVC结晶单元处理，最终生成结晶盐，进行出售。该电厂达到了脱硫废水近零排放的目的，其废水处理运行成本约为15~30元/t，存在投资较大、运行费用较高、占地面积较大的缺点。 4.5.2. 双碱法 + 双膜法 + 烟道蒸发 焦作万方铝业热电厂采用双碱法预处理系统去除脱硫废水中的硬度离子、大部分悬浮固体颗粒、重金属等，出水澄清达到双膜法的进水水质要求。双膜法淡化减量系统由微滤和反渗透组成，该系统出水直接回用至锅炉补给水系统或循环水系统，减少电厂水耗。反渗透浓水利用锅炉烟气余热进行蒸发结晶，无需电厂其他热源，降低了电厂能耗，蒸发水回收于脱硫系统，该工艺采用了烟气余热蒸发，减少了投资，节省了能耗，占地面积小，运行成本低，使燃煤电厂实现了脱硫废水零排放。