采用反渗透膜技术进行脱硫废水深度处理工艺

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1、采用反渗透膜技术进行脱硫废水深度处理燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法工艺进行烟气脱硫过程中产生了脱硫废水，常见的脱硫废水处理工艺除去了废水中绝大部分的氟化物、悬浮物、硫酸根离子、重金属等污染物，氯离子浓度仍然很高，影响脱硫废水经处理后再利用和排放。因此需要对已处理的脱硫废水进行后处理，提高废水的利用率，实现脱硫废水的零排放。1脱硫废水常规处理常规脱硫废水的处理流程一般包括中和、沉淀、絮凝、澄清等工艺。处理时，先进行碱化处理，加入Ca（OH）2或者NaOH，将废水的pH值调至9.0至9.5之间，使部分重金属以氢

2、氧化物的形式完全沉淀出来；再加入有机硫化物（一般是TMT15），使镉、汞等重金属结合成难溶于水的硫化物；然后加入絮凝剂（一般是FeClSO4）和絮凝助剂（一般是聚合电解质），使大部分的悬浮物沉淀，并吸附重金属氢氧化物和CaSO4沉淀；最后澄清，将沉淀物和水分离，得到处理过的脱硫废水和污泥[1]。处理工艺流程见图1。中和箱沉降箱絮凝箱出水箱脱硫废水有机硫化物助凝剂絮凝剂HClCa（OH）2澄清器污泥循环系统污泥压缩系统溢流坑图1脱硫废水常规处理工艺流程经过常规工艺处理过后，脱硫废水中绝大部分的悬浮物、氟化物

3、、硫酸根、重金属等污染物得到有效去除，CODCr17浓度也明显下降，这些指标均能满足《综合污水排放标准》（GB8978-1996）的一级排放标准。氯离子浓度也有大幅下降，但浓度仍然很高。脱硫废水处理前后的水质数据如表1所示[1]。表1脱硫废水主要污染物处理前后对比数据项目处理前(mg/L)处理后(mg/L)去除率(%)标准(mg/L)pH5.0～6.07.36—6.0～9.0CODCr310.0148.652.1≤150悬浮物1200070.099.4≤70氟化物180.08.6995.2≤30CL-10

4、545.24951.953.1—SO42-20001.099.9≤1.0Zn4.120.16196.1≤5.0Cd0.30.01993.7≤0.1Cr10.00.01099.9≤1.5Ni2.00.05997.1≤1.0Pb2.0<0.000299.9≤1.0Hg0.10.000599.5≤0.05As0.50.09199.9≤0.52高浓度氯离子废水经过常规处理后的脱硫废水，氯离子浓度仍高达5000mg/L。水中的氯离子对金属具有很强的腐蚀性，而且氯离子浓度越高，对金属的腐蚀性就越强。用旋转挂片法得到2

5、0号碳钢试片在浓度为5000mg/L的氯离子溶液中的腐蚀速率为1.8542mm/s[2]。氯离子溶液的这个性质，制约了经常规处理后的脱硫废水的利用和排放。脱硫废水的利用或排放的方式主要有以下几种：（1）送至电除尘前烟道，雾化后喷入烟气中，脱硫废水迅速蒸发，废水中的固体物在电除尘器中被捕捉，随灰一起外排[3]。由于氯离子浓度高，蒸干后的固体物含有大量氯盐，时间长了对除尘设备产生腐蚀，降低除尘器寿命。（2）直接排入电厂水力排渣系统（即渣水系统），补充排渣水[4][5]。如果渣水系统不对外排放，时间长了，渣水的

6、氯离子浓度会升高，腐蚀渣水输送设备及管道；如果对外排放，高浓度的氯离子对环境造成破坏，造成水体或土壤咸化。（3）送进灰场或者煤场，浇溉用。还在使用灰场的燃煤电厂已经很少，不能广泛应用；浇在煤上的氯离子，最终还是通过燃烧系统、脱硫系统再次进入脱硫废水中。17（4）采用多级闪蒸办法蒸干[6]。（5）排入附近的污水处理厂或者直接对外排放。燃煤电厂多数远离城区，周边很少配置有污水处理厂，电厂的污水处理站不具备处理高浓度氯离子的能力；直接对外排放会造成水体或土壤咸化。因此，有必要采取技术措施降低脱硫废水的氯离子浓度

7、。3反渗透膜技术反渗透膜技术属于一种膜分离技术，其工作原理入图2所示。半透膜P稀溶液浓溶液图2反渗透工作原理把相同体积的稀溶液（如淡水）和浓溶液（如海水或盐水）分别置于一容器的两侧，中间用半透膜阻隔。半透膜只允许溶剂（如水）通过，阻止溶解在水中的溶剂通过。在没有施加压力的情况下，稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜，向浓溶液侧移动，这一过程为自然渗透。当浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度，形成一个压力差，阻止溶剂继续从稀溶液向浓溶液移动，达到渗透平衡状态。这个压力差即为渗透压，它的大小决定于浓液的种类

8、，浓度和温度与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时，浓溶液中的溶剂会向稀溶液移动，此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反，这一过程称为反渗透[7][8]。反渗透膜是一种精细的膜分离产品，能截留大于0.0001微米的物质，有效截留溶解盐份及分子量大于100的有机物。反渗透膜脱盐率的高低取决于膜元件表面超薄脱盐层的致密度，脱盐层越致密脱盐率越高，同时产水量越低。反渗透对不同物质的脱盐率主要由物质的结构和分子量决