摘要:针对国内愈益严格的环保政策及逐渐深入的零排放形势,结合脱硫废水的水质和主要问题,综述了热电厂脱硫废水的传统处理工艺和零排放工艺的研究与应用现状。脱硫废水具有高悬浮物、高盐、水质复杂、波动大等特征,传统处理工艺主要存在效果不稳定、产水不达标、结垢腐蚀严重和浓盐水排放问题。简述了脱硫废水传统处理工艺及其改进工艺的研究与应用现状,指出其在零排放形势下已不满足处理要求,而逐渐转换为预处理工艺。重点论述了零排放组合工艺的预处理、重金属去除、浓缩减量和盐结晶固化单元工艺的研究与进展,总结了目前脱硫废水零排放技术的发展进程,并分析总结了若干典型应用案例,指出“膜分离+蒸发结晶”组合工艺将会成为深度处理与零排放的关键工艺。零排放是未来热电厂脱硫废水处理的主要途径,亟需加快新材料、新装备、新工艺等在脱硫废水零排放的工业化应用进程。
火电厂脱硫废水的零排放经历了直接蒸发、烟道雾化蒸发和浓缩减量-蒸发结晶3个阶段的发展,一般需要结合预处理、重金属去除、浓缩减量和盐结晶固化4个过程。目前烟道雾化蒸发和蒸发结晶是零排放的2种主要实现形式,膜浓缩是零排放稳定高效实现的重要保障,重金属去除是实现盐回收和危废减量的重要过程; 而预处理是保障后续过程稳定运行的根本。虽然针对各阶段都开展了大量的研究和中试实验,也实现了脱硫废水零排放的工业应用,但整体而言,大多数工艺还处于实验室小试或者中试阶段,实际工程的零排放案例仍较少。
高效低耗的脱硫废水零排放工艺的开发将成为电厂水处理的重点内容:
1) 传统工艺如三联箱将逐步作成预处理工艺,基于流体力学和材料学的传统工艺的改进研究将逐渐得到应用;
2) 开发新型絮凝剂及絮凝过程与系统、新型软化工艺及化学分盐工艺的研究是提高预处理性能与稳定性、降低预处理过程能耗,保障后续稳定运行的重点内容;
3) 新型吸附剂、催化剂、电极材料的开发、重金属去除机理的探讨、高盐高有机物条件下重金属去除工艺的开发与应用等是脱硫废水重金属去除的重要关注点;
4) 新型膜材料、膜组件、膜工艺的开发和应用,实现膜预处理过程及浓缩减量过程的自动化控制和稳定运行,解决膜污染控制问题将成为膜浓缩减量过程的重点研究方向;
5) 开发新型分盐工艺,实现纯盐的制备将会是未来工业盐回收的重点研究方向;
6) 提高蒸发过程的能效、废热的使用、蒸发过程的模拟仿真研究以及新型烟气蒸发雾化装置和蒸发结晶工艺及装置将是实现零排放的重要内容。
总之,随着环保要求的严格以及零排放技术的成熟,脱硫废水零排放将成为今后火电厂的主流方向之一,并取得实现快速的应用拓展。标准化、一体化、模块化和智能化的脱硫废水处理装置将是脱硫废水处理市场的重大突破口。