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在介紹脫硫廢水處理技術應用現狀及已投運項目存在的問題的基礎上，對某 2× 1000MW 超超臨界機組工程設計提出了一種新的脫硫廢水深度處理工藝。脫硫廢水預處理系統(tǒng)采用 2 級Ca(OH)2-Na2SO4-Na2CO3軟化澄清工藝，產水進入蒸發(fā)結晶系統(tǒng)深度處理，蒸發(fā)結晶器利用熱法分鹽原理實現氯化鈉結晶鹽的分離和提純，并回收冷凝水。結晶鹽滿足 GB/T5462—2015《工業(yè)鹽標準》中精制工業(yè)鹽( 工業(yè)干鹽) 二級標準的要求，可實現資源化利用。

隨著國家對環(huán)境保護的加強，火力發(fā)電廠燃煤機組煙氣必須脫硫后排放，因此也面臨脫硫廢水的處理問題，北方某電廠建設規(guī)模為2臺 1000MW國產超超臨界燃煤發(fā)電機組，2 臺機組脫硫廢水的產生量為24m3/h，如采用常規(guī)的脫硫廢水絮凝、沉淀、澄清處理工藝，處理后的脫硫廢水仍然具有很高的含鹽量，電廠內無法回用，而其排放會增加下級污水處理廠的運行負荷，因此本工程設計中提出了一種 2 級軟化澄清預處理 + 蒸發(fā)結晶深度處理的新工藝，對脫硫廢水進行深度處理并回收利用。

1脫硫廢水處理技術應用現狀及分析

1.1 國內脫硫廢水投運項目概況

目前國內脫硫廢水采用深處理工藝的電廠有深能源河源電廠、佛山市三水恒益電廠、華能長興電廠、湖北國電漢川電廠、焦作萬方鋁業(yè)熱電廠等。

深能源河源電廠一期工程為2臺600MW 超臨界燃煤機組，脫硫廢水深度處理工程于 2009 年12月投入運行。系統(tǒng)處理水量為22m³/h，采用 2 級軟化預處理 + 四效蒸發(fā)反滲透( MED) + 鹽干燥打包技術。

佛山市三水恒益電廠為2臺 600MW 超超臨界燃煤機組，脫硫廢水處理系統(tǒng) 2011 年 9 月調試并投入運行。系統(tǒng)處理水量為 20m³/h，采用2級臥式過濾( MVC) 蒸發(fā)器 +2級臥式MED+結晶+鹽干燥系統(tǒng)，沒有設置深度預處理軟化防垢設施。

華能長興電廠為2臺660MW 超超臨界燃煤機組，2015年4月廢水處理系統(tǒng)投入運行。該電廠產生的最終廢水主要由兩部分組成:一是脫硫廢水，水量為 18t/h;二是混床再生排水，水量為4t/h。脫硫廢水處理工藝為: 2 級軟化預處理→過濾→弱酸樹脂軟化→一級反滲透→正滲透→結晶干燥→打包系統(tǒng)，副產品結晶鹽中 NaCl 和 Na₂SO₄總質量分數大于 95% ，含水率小于 0.5% ，外運結晶鹽產量為 418～711 kg/h。

湖北國電漢川電廠三期擴建工程為2臺1000MW超超臨界燃煤機組，脫硫廢水處理系統(tǒng)設計處理水量為 36m³/h，采用2級軟化預處理 + 納濾分鹽+ 反滲透濃縮減量 + 蒸汽機械再壓縮技術( MVR)蒸發(fā) 結晶工藝實現分鹽，其 結晶鹽為純度高于97.5% 的 NaCl。

焦作萬方鋁業(yè)熱電廠裝機為2臺350MW 機組，首臺脫硫廢水煙氣蒸發(fā)處理系統(tǒng)于 2015年8月投入運行。進系統(tǒng)的水量為20t/h，采用的工藝流程為: 2 級軟化預處理 + 雙膜( 微濾、反滲透) 法濃縮減量處理 + 反滲透濃水霧化噴煙道蒸干。系統(tǒng)運行2 個月后對煙道進行結垢和腐蝕檢測，在煙道內沒有出現結垢和煙道積灰現象。

1.2 各投運項目比較分析

河源電廠采用徹底軟化 + 多效蒸發(fā)結晶工藝，結晶鹽為混鹽，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，但投資、運行成本高; 三水恒益電廠采用不軟化蒸發(fā)結晶工藝，結晶鹽為雜鹽，運行成本較低，但蒸發(fā)結晶系統(tǒng)結垢嚴重，清洗頻繁，影響系統(tǒng)正常運行; 華能長興電廠采用徹底軟化 + 正滲透濃縮 + 蒸發(fā)結晶工藝，結晶鹽為混鹽，系統(tǒng)復雜，運行成本高; 漢川電廠采用徹底軟化 + 納濾分鹽 + 超濾( DTRO) + 蒸發(fā)結晶，運行成本較高，但其結晶鹽為純鹽，解決了混鹽處置的難題; 焦作萬方鋁業(yè)熱電廠采用徹底軟化 + 膜法濃縮后的濃鹽水噴煙道蒸發(fā)，大大降低了噴入煙道的脫硫廢水量，目前運行正常，但有待進一步檢驗。

目前國家沒有對結晶混鹽制定統(tǒng)一的標準，其性質沒有明確界定，結晶混鹽普遍存在處置困難的問題，因此結晶鹽資源化利用成為很好的解決辦法。采用煙道蒸發(fā)處理的電廠應對脫硫廢水進行減量化處理，以減少煙道蒸發(fā)對電廠熱力系統(tǒng)的影響，另外脫硫廢水噴煙道對后續(xù)系統(tǒng)以及粉煤灰綜合利用有一定的風險，有待進一步的驗證。

2本工程脫硫廢水水量及水質

本工程脫硫廢水深度處理系統(tǒng)的設計水量為24m3/h。脫硫廢水的水質受煤種、脫硫系統(tǒng)的運行控制參數等影響很大，本工程為電廠二期工程，脫硫廢水深度處理系統(tǒng)同整個二期工程同步建設，設計階段無法實測脫硫廢水中污染物的含量，通過理論計算并結合該電廠一期工程脫硫廢水水質指標類比，脫硫廢水 pH 值為 6 ～ 9、色度( 稀釋倍數) 為30～50、溶解性固體總量 (TDS) 20000 ～ 30000 其他水質指標見表 1。該水質為經過脫硫島內廢水曝氣、混凝澄清初步處理后的排水水質，主要污染物濃度滿足 DL/T 997—2006《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標 》。

表 1 脫硫廢水水質 mg/L

3本工程脫硫廢水深度處理系統(tǒng)

3.1 脫硫廢水預處理系統(tǒng)

脫硫廢水預處理系統(tǒng)采用 2 級軟化澄清、過濾處 理 工 藝 。廢 水 在 1 級 軟 化 池 與 Ca(OH )₂、Na₂SO₄、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺( PAM) 藥劑充分混合后，形成易沉淀的絮體，通過 1 級澄清池沉淀，去除廢水中懸浮物、鎂及部分鈣等結垢因子。