我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭仍將長期作為我國的主要能源，燃煤發(fā)電站在電力供應(yīng)格局中占主導(dǎo)地位的狀況短期內(nèi)不會(huì)改變。燃煤電廠使用的脫硫系統(tǒng)中，近90%采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)，因脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水呈弱酸性且懸浮物和鹽含量極高，并含有多種重金屬，是電廠廢水處理中的難點(diǎn)與重點(diǎn)。由于脫硫廢水污染成分的特殊性、復(fù)雜性和強(qiáng)腐蝕性，這部分廢水能否達(dá)標(biāo)處理成為制約燃煤電廠實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”的關(guān)鍵。伴隨«水污染防治行動(dòng)計(jì)劃»(“水十條”)、«控制污染物排放許可制實(shí)施方案»、«火電廠污染防治技術(shù)政策»等一系列環(huán)保政策法規(guī)的相繼出臺(tái)，作為耗水大戶的燃煤電廠，在水資源約束與排放限制方面的壓力陡然上升：環(huán)保政策要求2005年后新建電廠的環(huán)境評(píng)估等級(jí)按照電廠廢水“零排放”要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)，水源地保護(hù)區(qū)及西北等富煤少水地區(qū)的電廠也相繼要求實(shí)施廢水零排放處理。我國的零排放技術(shù)自2009年開始進(jìn)行工程實(shí)踐，截止到2015年漢川電廠脫硫廢水零排放工程建設(shè)時(shí)，國內(nèi)的零排放工程案例較少，包括廣東河源電廠和華能長興電廠等，但整體水平仍處于技術(shù)起步和探索階段，零排放系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不夠成熟。國內(nèi)已投運(yùn)的兩個(gè)電廠零排放項(xiàng)目均存在投資與運(yùn)行費(fèi)用過高的問題，而且淡水回收率低，產(chǎn)出雜鹽副產(chǎn)物無法處置，存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)。這些問題限制了零排放技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，因此，同時(shí)實(shí)現(xiàn)燃煤電廠廢水與雜鹽的高效回收是電廠廢水零排放技術(shù)的關(guān)鍵瓶頸問題。
目前，多數(shù)燃煤電廠以“廢水分級(jí)、梯級(jí)利用、高鹽廢水最少化”的原則進(jìn)行全廠水資源綜合利用優(yōu)化，脫硫廢水成為火電廠最終末端高鹽廢水。一般根據(jù)脫硫廢水的水質(zhì)和水量情況進(jìn)行分段處理，構(gòu)成一套完整的脫硫廢水零排放處理系統(tǒng)，其處理過程主要包括預(yù)處理，濃縮減量，末端固化三個(gè)部分。其中濃縮減量部分是最主要的環(huán)節(jié)，結(jié)合廢水量、含鹽量大小選擇合適的濃縮設(shè)備，提高鹽濃度，實(shí)現(xiàn)廢水減量化，降低后續(xù)末端固化的投資和運(yùn)行費(fèi)用。目前，濃縮減量技術(shù)比較成熟的技術(shù)包括膜法濃縮和熱法濃縮，其中膜法濃縮是現(xiàn)階段的主流技術(shù)。濃縮減量處理后最終形成了高含鹽濃水，這類廢水通常采用末端固化處理。現(xiàn)階段，脫硫廢水末端固化的主流技術(shù)有蒸發(fā)塘、蒸發(fā)結(jié)晶、煙氣蒸發(fā)干燥等。蒸發(fā)塘設(shè)備也具有占地面積較大、基建費(fèi)用較高、蒸發(fā)的水分無法充分回收利用、蒸發(fā)過程中污染物易進(jìn)入空氣造成污染等缺點(diǎn)，從而限制了蒸發(fā)塘技術(shù)的廣泛應(yīng)用。近兩年成為熱點(diǎn)的煙氣蒸發(fā)干燥技術(shù)利用煙氣熱量將末端廢水進(jìn)行汽化，固狀形態(tài)物析出后隨煙氣進(jìn)入除塵器被捕集脫除，煙氣蒸發(fā)干燥技術(shù)分為主煙道煙氣蒸發(fā)技術(shù)、旁路煙道煙氣蒸發(fā)技術(shù)2種，但缺點(diǎn)是投資較大、占地面積較大、影響鍋爐熱效率等，目前仍未見長期穩(wěn)定運(yùn)行的案例。因此，現(xiàn)階段穩(wěn)定性高、適應(yīng)性強(qiáng)的末端固化方法仍為蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)。
應(yīng)用案例最多、穩(wěn)定性最高的“全膜法+蒸發(fā)結(jié)晶”脫硫廢水零排放處理工藝基于中國首例“百萬機(jī)組廢水零排放工程”國電漢川電廠脫硫廢水零排放技術(shù)路線，有效提高了火電廠用水效率、節(jié)能降耗和減少廢水，解決國內(nèi)近零排放中雜鹽固廢難處理等環(huán)境問題，實(shí)現(xiàn)了水資源梯級(jí)利用以及鹽資源的完全回收，噸水投資費(fèi)用和運(yùn)行成本均遠(yuǎn)低于現(xiàn)已運(yùn)行的同類工程。漢川電廠零排放示范工程從2016年11月開始正式投運(yùn)，率先完成了國內(nèi)首個(gè)百萬機(jī)組脫硫廢水零排放工程示范，處理量較已有零排放項(xiàng)目擴(kuò)大60%以上，并通過高品質(zhì)智能化運(yùn)維管理，淡水產(chǎn)水率保持在93%以上，在運(yùn)行費(fèi)用、運(yùn)行情況、資源化利用等多個(gè)方面取得了成功。筆者將從整體工藝、核心技術(shù)、運(yùn)維管理及經(jīng)濟(jì)效益幾個(gè)方面對(duì)漢川電廠的脫硫廢水零排放工程進(jìn)行解析，總結(jié)漢川電廠脫硫廢水零排放項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，探索未來廢水零排放技術(shù)發(fā)展的可行之道。
一、漢川電廠脫硫廢水零排放項(xiàng)目簡介
國電漢川電廠三期擴(kuò)建工程擬建設(shè)2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組，分階段實(shí)施，先行建設(shè)5號(hào)1×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組，后建設(shè)6號(hào)機(jī)組1×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組。工程主機(jī)采用國產(chǎn)超超臨界參數(shù)機(jī)組，同步建設(shè)煙氣脫硫、脫硝裝置。1~6號(hào)機(jī)組配套煙氣脫硫系統(tǒng)均采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，系統(tǒng)產(chǎn)生脫硫廢水量共計(jì)36m3/h，已按常規(guī)方案，即采用“中和(堿化)+絮凝+澄清”方案建成并投運(yùn)。2015年對(duì)全廠脫硫廢水實(shí)施深度處理及零排放工程。
1.1 脫硫廢水水質(zhì)
脫硫廢水呈弱酸性且懸浮物和鹽含量極高，并含有多種重金屬，是電廠廢水處理中的難點(diǎn)與重點(diǎn)。脫硫廢水處理經(jīng)歷了從重力沉降到三聯(lián)箱工藝的發(fā)展，三聯(lián)箱工藝結(jié)合傳統(tǒng)混凝、化學(xué)沉淀、澄清等單元，可去除懸浮物、重金屬和部分COD，是目前主流的脫硫廢水處理工藝。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫過程中，為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物料的平衡，防止煙氣可溶部分即氯濃度超過規(guī)定值和保證石膏質(zhì)量，必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水，廢水主要來自石膏脫水和清洗系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)如下：pH值一般保持在4.0~5.5之間，懸浮物濃度非常高(石膏顆粒物等)，氟化物、CODCr和重金屬超標(biāo)，鹽分極高，含大量的Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4等，屬于高鹽廢水，還原性含硫物質(zhì)是COD的重要組成。受煙氣成分變動(dòng)、吸收液用水的水質(zhì)差異、脫硫系統(tǒng)管理難控制等限制，脫硫廢水的水質(zhì)和水量波動(dòng)顯著，對(duì)處理工藝的適應(yīng)性提出了更高要求。
1.2 廢水處理難點(diǎn)
廢水污染組分受煤種、脫硫島工藝補(bǔ)充水水質(zhì)、排放周期等因素的影響，不同地區(qū)的電廠差別很大，同一電廠因排放時(shí)段不固定，同樣存在很大差別，脫硫廢水為間斷排放，造成水量波動(dòng)較大。深度處理系統(tǒng)的進(jìn)水雖然經(jīng)過原有廢水處理系統(tǒng)的預(yù)處理，懸浮物和鈣硬度有所降低，但廢水中的鈣硬度和鎂硬度仍然很高。此外，廢水中的Cl-、SO2-4、溶解性固體(TDS)也較高，這些高濃度離子的存在，易造成深度處理系統(tǒng)工藝單元結(jié)垢、腐蝕，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
1.3 零排放工藝流程
國電漢川電廠在建設(shè)之初即對(duì)4×330MW超臨界燃煤機(jī)組和2×1000MW超超臨界燃煤機(jī)組的脫硫廢水提出零排放整體要求，處理工藝流程如圖1所示。
主要由預(yù)處理軟化+膜濃縮減量+蒸發(fā)結(jié)晶三個(gè)單元組成，是一套集成管式超濾膜(TubularUltra￣Filtration，縮寫為“TUF”)、納濾(NanoFiltration，縮寫為“NF”)、特殊流道卷式反滲透膜(SpecialChannelReverseOsmosis，縮寫為“SCRO”)、高壓反滲透膜(DiscTubeReverseOsmosis，縮寫為“DTRO”)的全膜法廢水零排放工藝系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)施前期，對(duì)電廠不同 >
二、核心工藝分析
2.1 預(yù)處理
漢川電廠脫硫廢水零排放系統(tǒng)的軟化預(yù)處理工藝針對(duì)脫硫廢水鈣、鎂硬度高的特點(diǎn)，通過“雙堿法化學(xué)除硬+外置式管式超濾膜”的耦合作用，去除廢水中的鎂、鈣離子以降低廢水硬度。工藝流程為向反應(yīng)器中投加石灰、氫氧化鈉和碳酸鈉藥劑，分別與鎂、鈣離子反應(yīng)生成氫氧化鎂和碳酸鈣沉淀，濃水進(jìn)入TUF過濾，產(chǎn)水進(jìn)入產(chǎn)水箱，可同時(shí)去除重金屬離子。錯(cuò)流式管式超濾膜采用堅(jiān)固的管式結(jié)構(gòu)和燒結(jié)法成膜，從原理上杜絕了斷絲泄露現(xiàn)象的發(fā)生，錯(cuò)流方式使部分水透過膜后成為透過水，同時(shí)大部分的水作為濃水，帶著濃縮的懸浮固體顆粒回流到濃縮槽內(nèi)。TUF過濾可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的澄清、過濾工藝(石灰-碳酸鈉軟化-沉淀池-過濾器)，可以絕對(duì)去除尺寸大于膜孔徑的固體物，瞬時(shí)完成過濾，不需要進(jìn)一步后處理過濾器，產(chǎn)水濁度≤1NTU，硬度≤50mg/L。對(duì)鈣鎂離子的去除率高達(dá)99%，對(duì)濁度的去除率大于85%(如圖2所示)，可直接膜濃縮系統(tǒng)，大幅縮短工藝路線并減少占地面積、自動(dòng)化程度高，產(chǎn)泥量小。但管式膜系統(tǒng)對(duì)COD和SO2-4、Cl-的去除效果較差(如表1所示)?；瘜W(xué)軟化+管式膜處理工藝流程如圖3所示。
2.2 分鹽濃縮
管式膜系統(tǒng)對(duì)廢水中的SO2-4、Cl-的截留效果較差，一、二價(jià)鹽離子直接進(jìn)入膜濃縮系統(tǒng)將在末端濃鹽水中富集，經(jīng)過結(jié)晶處理后會(huì)產(chǎn)生雜鹽固廢，直接儲(chǔ)存可能導(dǎo)致氣味揮發(fā)而對(duì)野生動(dòng)物存在負(fù)面影響且存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，填埋處理可能會(huì)使化學(xué)品經(jīng)土壤浸入地下水中。因此，SO2-4、Cl-的分離及鹽的分別回收是零排放技術(shù)的關(guān)鍵瓶頸問題。為此，漢川電廠零排放項(xiàng)目采用NF分鹽裝置，對(duì)廢水中的一價(jià)離子和二價(jià)離子進(jìn)行分離，后接反滲透系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一、二價(jià)鹽離子的分別富集。采用納濾-反滲透(NF-SCRO/DTRO)工藝，將廢水中Cl-和SO2-4進(jìn)行選擇性納濾分離，截留廢水中SO2-4，產(chǎn)水側(cè)Cl-純度較高。通過調(diào)整廢水中離子濃度，改善NF分鹽的進(jìn)水條件和運(yùn)行壓差，解決了膜面污堵和產(chǎn)水回收率低的問題，并對(duì)NF分鹽效率進(jìn)行優(yōu)化控制，以提高濃縮蒸發(fā)結(jié)晶工藝中產(chǎn)鹽純度。
通過實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)水回收率為50%時(shí)，納濾膜對(duì)SO2-4的截留率為94.5%，回收率對(duì)硫酸根的截留率影響較小，截留率穩(wěn)定在94%以上。NF產(chǎn)生的濃水回流至預(yù)處理段，不斷提高原水中SO2-4的濃度，使CaSO4的水解平衡向左移動(dòng)(方程式1)，降低溶液中鈣的濃度，從而減少軟化藥劑碳酸鈉的添加量。NF產(chǎn)水經(jīng)濃縮直接蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出高純NaCl，無需二次分鹽，解決了傳統(tǒng)方法存在的雜鹽問題。
經(jīng)預(yù)處理軟化的脫硫廢水經(jīng)過膜濃縮可以實(shí)現(xiàn)減量化，膜處理過程中產(chǎn)生的淡水作為脫硫工藝補(bǔ)水，濃水則進(jìn)入后續(xù)結(jié)晶系統(tǒng)獲得固體副產(chǎn)物。目前可用于膜濃縮的工藝主要有特殊流道反滲透、碟管式反滲透、正滲透、高效反滲透等。漢川電廠零排放項(xiàng)目中，選用了壓力等級(jí)較低、抗污染能力較強(qiáng)的中壓卷式SCRO作預(yù)濃縮，之后選用壓力等級(jí)較高、抗污染能力很強(qiáng)的DTRO作進(jìn)一步濃縮，經(jīng)過2次膜濃縮之后，產(chǎn)水率可達(dá)到80%，采用膜濃縮工藝后可大大降低蒸發(fā)結(jié)晶運(yùn)行費(fèi)用。如圖1工藝圖所示，工程設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了卷式中壓膜與碟片式高壓膜兩級(jí)膜在納濾濃水處理量和蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)計(jì)量之間的匹配。采用碟管式寬流道高壓反滲透膜組件最大程度上減少膜表面結(jié)垢、污染及濃差極化現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)了高通量、高效率的濃縮。
軟化預(yù)處理產(chǎn)水經(jīng)納濾分鹽處理后TDS約為27900mg/L，進(jìn)入卷式SCRO進(jìn)行初步濃縮減量。SCRO系統(tǒng)采用兩段式設(shè)計(jì)，一段設(shè)計(jì)2套裝置(產(chǎn)水量每套8m3/h)，系統(tǒng)產(chǎn)水率為45%，濃水量為20m3/h，二段裝置1套，產(chǎn)水能力為4m3/h，產(chǎn)水率為20%。兩段卷式SCRO濃縮后濃水水量為16m3/h，TDS達(dá)到59200mg/L左右。之后該股濃鹽水進(jìn)入高壓DTRO，進(jìn)一步濃縮至TDS約118400mg/L，淡水回收率為50%。此時(shí)濃鹽水水量可顯著減量至8m3/h(水質(zhì)見表2)，后續(xù)進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶處理單元進(jìn)行結(jié)晶處理。兩級(jí)反滲透工藝的產(chǎn)水的TDS大于500mg/L，未達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)，因此，后置苦咸水反滲透(BrackishWaterReverseOsmosis，縮寫為“BWRO”)裝置(單套處理能力為14m3/h)對(duì)產(chǎn)水作脫鹽處理，以滿足鍋爐補(bǔ)給水回用的要求(GB1576-85)。同時(shí)，卷式中壓膜+碟片式高壓膜兩級(jí)膜裝配了相應(yīng)的電子阻垢裝置，使用組合清洗方法，可簡化加藥流程，高效清垢。電子阻垢裝置安裝于膜分離進(jìn)水管外壁上環(huán)繞安裝，并在管道斷面上產(chǎn)生沿管道軸向傳播的交變電磁場，電子阻垢設(shè)有控制系統(tǒng)，輸入信號(hào)包括反滲透進(jìn)水的pH值、硬度、流量、參數(shù)，可編輯邏輯控制器，根據(jù)不同水質(zhì)工況下的各參數(shù)影響系數(shù)設(shè)定控制方案。實(shí)際運(yùn)行中，電子阻垢器產(chǎn)生的磁場感應(yīng)使固體和管道內(nèi)的生物膜粘合強(qiáng)度降低，其針狀晶體結(jié)構(gòu)光滑無粘性表面，呈松軟絮狀懸浮在介質(zhì)中隨介質(zhì)流動(dòng)，避免了在器壁和膜表面的沉積，達(dá)到防止結(jié)垢的目的，同時(shí)能起到活化水分子，提高滲透力的作用。
2.3 鹽、泥資源化
脫硫廢水經(jīng)軟化預(yù)處理及膜濃縮減量后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶段，由于采用了納濾系統(tǒng)分鹽，濃鹽水中98%以上的鹽分為氯化鈉，需要對(duì)該濃水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理。蒸發(fā)結(jié)晶工藝是化學(xué)生產(chǎn)中常見的單元操作，其主要用于化肥生產(chǎn)、火力發(fā)電等方面的廢水處理。從原理上來看，隨著溫度的升高，不飽和溶液中的溶劑會(huì)不斷揮發(fā)，而不飽和溶液在溶劑揮發(fā)的過程中則會(huì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡腿芤海笤僮優(yōu)檫^飽和溶液，在這一階段，溶質(zhì)就會(huì)從過飽和溶液中析出。蒸發(fā)結(jié)晶工藝一般可分為多效蒸發(fā)技術(shù)(Mul￣tipleEffectDistillation，縮寫為“MED”)與機(jī)械式蒸汽再壓縮(MechanicalVaporRecompression，縮寫為“MVR”)技術(shù)兩種，其中MED技術(shù)是將多個(gè)蒸發(fā)器串聯(lián)起來運(yùn)行，使其在進(jìn)行蒸發(fā)操作時(shí)能夠利用更多的蒸汽熱能，進(jìn)而提高水溶液的處理效果，具有操作簡單、分離效果好、殘留濃縮液少、溶質(zhì)容易處理、使用靈活等多種特點(diǎn)。而MVR技術(shù)則是通過壓縮機(jī)對(duì)蒸發(fā)器中的二次蒸汽進(jìn)行壓縮處理，使壓力、溫度得到進(jìn)一步提高，之后再將二次蒸汽作為加熱蒸汽進(jìn)行利用，以保證料液能夠始終保持在沸騰狀態(tài)下，同樣能夠起到提高熱效率與蒸汽利用率的效果。這一技術(shù)還具有能耗低、污染少、占地面積小、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。漢川電廠脫硫廢水深度處理末端選用最節(jié)能的MVR蒸發(fā)結(jié)晶器對(duì)濃縮后的濃鹽水蒸發(fā)結(jié)晶。MVR蒸發(fā)結(jié)晶器為閃蒸罐和結(jié)晶器的一體化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)結(jié)晶段的高度集成化，有效減少設(shè)備占地面積，閃蒸罐與結(jié)晶器短程互連設(shè)計(jì)，通過協(xié)調(diào)優(yōu)化結(jié)晶器出口與閃蒸罐入口的對(duì)應(yīng)位置，設(shè)計(jì)最優(yōu)的管程方向和最短的管程距離，避免了高濃度鹽溶液在管程中出現(xiàn)結(jié)晶堵塞管道的情況，同時(shí)，最大程度減少了高濃度鹽溶液在管程流動(dòng)中熱量的損失。蒸發(fā)結(jié)晶后可獲得NaCl結(jié)晶鹽，經(jīng)流化床干燥處理后全自動(dòng)打包封裝，最終產(chǎn)品為純度高于98.6%的氯化鈉，優(yōu)于«GB/T5462-2003工業(yè)鹽»精制工業(yè)鹽一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)固體廢物綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
污泥等固體廢物的處理也是零排放系統(tǒng)中不可缺少的環(huán)節(jié)，漢川電廠含煤廢水中的煤泥采用抓泥斗出瀝水后作為燃料再利用，循環(huán)水排水、生活污水、工業(yè)廢水中的污泥經(jīng)脫水后綜合利用，脫硫廢水零排放采用蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)產(chǎn)生的冷凝水回用作脫硫島工藝補(bǔ)水，納濾分離出的SO2-4回流后實(shí)現(xiàn)了石膏污泥分質(zhì)減量，獲得的二價(jià)鹽石膏產(chǎn)品可回收利用。
三、智能化運(yùn)維管理
零排放深度處理系統(tǒng)的來水通常為全廠水質(zhì)最為復(fù)雜的脫硫廢水及各系統(tǒng)排放的末端廢水，處理難度大、費(fèi)用高。對(duì)全廠廢水的分質(zhì)處理和梯級(jí)利用，可顯著減少末端廢水深度處理量，節(jié)水降耗。因此，漢川電廠廢水零排放項(xiàng)目建立了全廠水資源梯級(jí)利用一體化系統(tǒng)，優(yōu)化全廠水量平衡，減少各水系統(tǒng)生產(chǎn)過程的用水量和廢水排放量。深入研究對(duì)電廠不同 >
為提高全廠水務(wù)管理水平、摸清全廠各系統(tǒng)用水量情況、便于對(duì)全廠水系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)整、實(shí)現(xiàn)節(jié)約用水、降低全廠發(fā)電用水量、耗水量，并使其符合國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，漢川電廠實(shí)施了全廠動(dòng)態(tài)水平衡模塊化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)所采集的現(xiàn)場各水系統(tǒng)進(jìn)出口流量值，通過分布式控制系統(tǒng)(DistributedCon￣trolSystem，縮寫為“DCS”)傳輸至安全儀表系統(tǒng)(SafetyInstrumentedSystem，縮寫為“SIS”)，在功能站進(jìn)行二次加工后存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并可按小時(shí)、日、月、日為單位計(jì)算出全廠發(fā)電量、發(fā)電取水量、耗水量、重復(fù)利用率、排放率，全廠除鹽水補(bǔ)充率(扣除供熱)等重要數(shù)據(jù)，并生成報(bào)表，滿足對(duì)全廠各水系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的需求。還可根據(jù)電廠負(fù)荷以及各系統(tǒng)給、排水、梯級(jí)利用等情況，測算出末端廢水零排放的處理量，從而對(duì)廢水零排放系統(tǒng)中各設(shè)備的處理量、加藥量通過零排放流程配套的智能運(yùn)維系統(tǒng)進(jìn)行智能調(diào)控。對(duì)于零排放系統(tǒng)中最關(guān)鍵的膜處理設(shè)備，智能運(yùn)維系統(tǒng)可根據(jù)膜系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)及歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)膜系統(tǒng)清洗、加藥實(shí)現(xiàn)智能管控，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)及歷史數(shù)據(jù)分析，提供膜清洗周期及清洗方案建議，減少膜污堵現(xiàn)象的發(fā)生，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，延長膜系統(tǒng)的使用壽命。
四、經(jīng)濟(jì)效益
漢川電廠零排放工程已穩(wěn)定運(yùn)行2年，處理量較同期的零排放項(xiàng)目提高了60%，突破當(dāng)時(shí)零排放項(xiàng)目的處理極限，且運(yùn)行期間淡水回收率穩(wěn)定在93%以上。按2018年實(shí)際處理情況，漢川電廠預(yù)脫鹽淡水產(chǎn)量6.4萬t/a，單價(jià)按12元/t計(jì)，產(chǎn)值達(dá)到76.8萬元/a，回用淡水產(chǎn)量138.75萬t/年，單價(jià)按12元/t計(jì)，產(chǎn)值達(dá)到1665萬元/a，減少外排污水量191.8萬t/a，排污費(fèi)單價(jià)按1.2元/t計(jì)，減少排污費(fèi)230.16萬元/a，減少外排固廢量2400t/a，固廢單價(jià)按500元/t計(jì)，減少固廢處理費(fèi)120萬元。結(jié)晶鹽產(chǎn)量1520t/a，單價(jià)按80元/t計(jì)，產(chǎn)值12.16萬元/a，污泥石膏產(chǎn)量925t/年，單價(jià)按60元/t計(jì)，產(chǎn)值5.55萬元/a。全廠廢水零排放處理效益合計(jì)：2109.67萬元/a。
五、結(jié)論與展望
漢川電廠脫硫廢水零排放工程作為國內(nèi)首個(gè)百萬機(jī)組燃煤電廠零排放應(yīng)用項(xiàng)目，針對(duì)淡水回收率低、產(chǎn)出雜鹽副產(chǎn)物無法處置等零排放的瓶頸問題，采用基于全膜法的廢水零排放處理系統(tǒng)，解決了水回收率低、不分質(zhì)處理回用、副產(chǎn)物二次污染等問題。本文從整體工藝、核心技術(shù)、運(yùn)維管理及經(jīng)濟(jì)效益幾個(gè)方面對(duì)漢川電廠的脫硫廢水零排放工程進(jìn)行解析，現(xiàn)將漢川電廠脫硫廢水零排放項(xiàng)目的技術(shù)亮點(diǎn)總結(jié)如下：
(1)以全膜法為核心技術(shù)，形成了“化學(xué)軟化+管式膜+納濾分鹽-兩級(jí)反滲透濃縮+機(jī)械蒸汽再壓縮”的火電廠廢水零排放成套技術(shù)，運(yùn)行兩年期間，保持淡水回收率高于93%。
(2)雙堿法化學(xué)軟化+管式膜過濾的預(yù)處理系統(tǒng)，對(duì)鈣鎂離子的去除率高達(dá)99%，對(duì)濁度的去除率大于85%，可直接膜濃縮系統(tǒng)。
(3)納濾分鹽+兩級(jí)反滲透濃縮的工藝，實(shí)現(xiàn)了一、二價(jià)鹽離子的分別富集，產(chǎn)水經(jīng)濃縮直接蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出高純NaCl，無需二次分鹽，解決了傳統(tǒng)方法存在的雜鹽問題。
(4)卷式SCRO與DTRO兩級(jí)反滲透系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高通量、高效率的濃縮，淡水產(chǎn)水率高達(dá)80%，裝配電子阻垢器件及自控系統(tǒng)，可在運(yùn)行期間高效防垢并根據(jù)不同水質(zhì)工況下的各參數(shù)影響系數(shù)設(shè)定控制方案。
(5)采用MVR蒸發(fā)結(jié)晶后可獲得高品質(zhì)NaCl一級(jí)工業(yè)鹽，實(shí)現(xiàn)固體廢物的綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，蒸發(fā)產(chǎn)生的冷凝水回用作脫硫島工藝補(bǔ)水，納濾分離出的SO2-4回流后實(shí)現(xiàn)了石膏污泥分質(zhì)減量，獲得的二價(jià)鹽石膏產(chǎn)品可回收利用。
(6)基于火電廠動(dòng)態(tài)水平衡的智能水務(wù)管理平臺(tái)，實(shí)施全廠水的分質(zhì)分級(jí)梯級(jí)利用，減少末端零排放系統(tǒng)的處理水量，同時(shí)，對(duì)二級(jí)水系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化、系統(tǒng)監(jiān)視、膜組件全生命周期管理，提高了廢水零排放系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長了膜壽命，降低了運(yùn)維成本。（ >
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