火电厂石灰石-石膏湿法分离处理脱硫废水

在燃煤电厂中，脱硫废水主要是其末端高盐废水，此脱硫废水具有较大的水量、较大的水质波动、较为复杂的成分和较高的含盐量，脱硫废水是电厂废水处理中的重点问题。现阶段，无害化处理、减量化处理与资源化处理是脱硫废水处理过程中的主要单元。

　　1、脱硫废水简介

因为补水、烟气与石灰石均有杂质携带，这会让脱硫废水具有复杂的成分，且具有较大的含量波动。以一种电厂典型的脱硫废水为例，在阳离子中，主要包含了Na+、K+、Ca2+、Mg2+、全Fe、全Cu、NH4+、Ba2+、Sr2+等，其单位电荷阳离子总和浓度为537.12mmol·L-1;在阴离子中，主要包含了OH-、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-、PO43-、NO2-等，其单位电荷阴离子总和约为546.64mmol·L-1。

对其各个项目进行观察，发现此典型脱硫废水具有微浑浊特点，并无气味，其浊度为5.6NTU、总硬度为290.36mmol·L-1、非碳酸盐硬度为286.06mmol·L-1、碳酸盐硬度为4.3mmol·L-1、pH值为6.92、总固体为35448mg·L-1、溶解固体为33800mg·L-1、悬浮物为1648mg·L-1、灼烧减少固体为10714mg·L-1、灼烧残渣为23086mg·L-1、氨氮为15.83mg·L-1、在25℃条件下电导率为32300μs·cm-1，COD为475mg·L-1。

　　CaCO3吸收SO2，之后生成CaSO4为湿法石灰石-石膏脱硫塔内的主要反应，如果环境为过量Ca2+、SO42-，那么易溶盐将会得到浓缩。在脱硫过程中，其控制指标主要为Cl-浓度，而其他离子浓度由脱硫废水中的Cl-/Na+所决定。现阶段，多利用双碱法来软化处理脱硫产品与脱硫原料，但是对于具有硬度过饱和脱硫废水来说，使用双碱法时具有较高的药耗量，可能会有大量污泥产生。

　　2、火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水分离处理

　　2.1 工艺试验

　　2.1.1 平板纳滤试验

　　经过试验，在经过17h的静置后，发现在化学能作用条件下，除盐水得到了模拟脱硫废水中的NaCl扩散，同时，在模拟脱硫废水侧具有除盐水的扩散。通过纳滤膜，除盐水大约得到了1300mg/L的Cl-，借助正渗透作用，通过纳滤膜，脱硫废水侧大约有一半除盐水渗透。在脱硫废水侧，如果对其施加大于脱硫废水与除盐水之间渗透压，那么除盐水无法透过纳滤膜，在工艺水中，只有加速扩散的氯化物。所以，在基本不对盐垢因子离子积进行改变的条件下，脱硫废水中的Cl-浓度会下降，而在对脱硫废水进行处理后，可以在脱硫系统中进行回收利用;因为无致垢因子，转移到除盐水中的Cl-可以帮助其进行无害化减量处理与资源化回收利用。

　　2.1.2 卷式纳滤膜元件试验

　　利用卷式纳滤膜元件开展试验活动，完成进水、纳滤膜、产水、浓水排放以及浓水循环等步骤，将纳滤膜回收率控制为10%、20%与30%，测定纳滤膜的进水、浓水、产水中的Ca2+浓度、Mg2+浓度、Cl-质量浓度、SO42+质量浓度。经过试验测定，发现在纳滤膜回收率不断提升的过程中，浓水Cl-质量浓度也会随之提升，在产水中的Cl-质量浓度为稳定状态，纳滤膜对于Cl的透过率会随之提升。而对于二价离子Mg2+、Ca2+、SO42-来说，纳滤膜可以起到良好的截留作用，其截留率大于98%。所以，我们可以得知在进行卷式纳滤膜元件试验时，可以有效截留脱硫废水二价离子，通过纳滤膜，一价离子会传递至产水，可以有效分离一价离子与二价离子。

　　也就是说，对纳滤膜性能进行评价时，MgSO4截留率为重要依据，对于脱硫废水中的MgSO4来说，纳滤膜截留率在98%以上;对于脱硫废水中的Mg2+、Ca2+、SO42-来说，纳滤膜均能起到良好的截留作用;原水中离子成分决定了浓水、产水中离子浓度比;在试验过程中，对于所利用的脱硫废水来说，纳滤膜可以起到较好的分离浓缩作用。

　　2.2 高盐废水资源化

　　在此电厂的高盐废水中，脱硫废水Cl-具有较高的质量浓度，控制Cl-质量浓度为15000mg/L，其NaCl质量分数是2.47%，为让资源化处理能耗得到有效节约，需要进一步浓缩对分离浓缩之后的脱硫废水。在当前浓缩技术中，主要包含四种类型，即正渗透、反渗透、均相膜电渗析以及热法，正渗透NaCl质量分数约为20%，反渗透NaCl质量分数约为6%到8%之间，均相膜电渗析NaCl质量分数约为15%到20%，热法会产生近结晶。

　　资源化工艺路线对于NaCl需要浓缩的质量浓度具有决定作用，现阶段，结晶固体盐是脱硫废水处理项目NaCl主要浓缩目标。对于NaCl溶解度来说，温度并不会对其造成较大影响。在20℃条件下，其NaCl质量分数大约是26.4%。通常情况下，在盐类结晶之前，矿盐企业需要对其浓度进行提升，让结晶能耗得到有效节约。在盐废水处理过程中，结晶环节能耗、浓缩环节能耗均相对较高，需要利用自身经济技术来制定NaCl浓缩技术方案。

　　3、结论