1t/h地埋式生活污水处理设备

　　1t/h地埋式生活污水处理设备

　　蒸发结晶工艺采用传统水处理的思路来处理脱硫废水。经过多年的实践与发展, 蒸发结晶工艺的具体路线也经历了一些演变, 特别是软化方法和膜浓缩的进步, 有效降低了蒸发结晶脱硫废水处理工艺的投资和运行成本。

　　1 蒸发结晶整体工艺的演变

　　自从河源电厂2009年建成我国第1套脱硫废水零排放系统以来, 蒸发结晶脱硫废水零排放处理工艺经历了不断的演变与进步。

　　该路线采用化学软化和全水量蒸发结晶, 整个系统投资和运行成本较高。为了减少蒸发水量, 膜过程被引入脱硫废水处理工艺, 对软化后的脱硫废水进行浓缩减量, 浓水再进入蒸发结晶工段。该工艺通过降低蒸发结晶系统的处理负荷, 有效降低了整体工艺的投资和运行成本。工艺进一步在膜浓缩过程引入了纳滤单元, 以实现分盐的目的, 使得终的结晶盐纯度大幅度提高, 可以作为副产品外售, 在结晶盐资源化方面更进一步。

　　2 软化方法的进步

　　脱硫废水软化的目的是除掉其中的钙镁离子, 消除后续处理过程的结垢因素, 使得膜浓缩和蒸发结晶过程得以顺利进行。

　　石灰主要用来除掉镁离子，碳酸钠则主要用来除掉剩余的钙离子。石灰 - 碳酸钠软化具有技术成熟、反应速度快和停留时间短等优点。但由于脱硫废水钙离子的含量很高，而碳酸钠价格又较高，因此采用石灰 - 碳酸钠的软化工艺药剂成本较高，典型脱硫废水的吨水软化成本可达 40～80 元。为了减少碳酸钠的用量，可以用价格更低的硫酸钠取代部分碳酸钠，这就是石灰 - 硫酸钠 - 碳酸钠软化工艺。

　　该工艺在采用石灰除镁后, 先投加硫酸钠使得一部分钙离子以硫酸钙的形式沉淀下来, 之后再投加碳酸钠除掉剩余的钙离子。由于硫酸钠的价格约为碳酸钠的五分之一, 因此整个软化工艺的药剂成本降低约50%。这为降低蒸发结晶脱硫废水零排放处理工艺的运行成本发挥了很大作用。3 膜浓缩方案的进步

　　脱硫废水中盐的质量分数通常在2%～4%, 可以利用膜过程对其进行浓缩减量后再蒸发结晶。目前在脱硫废水零排放工艺中获得工业应用的膜浓缩过程包括海水反渗透 (SWRO) 、碟管式反渗透 (DTRO) 和正渗透 (FO) 。SWRO成本较低, 但浓缩极限偏低 (6%～8%) , 只能将脱硫废水减量约50%。DTRO的浓缩极限更高 (10%～13%) , 但投资和运行成本也有大幅增加。FO虽然可以达到更高的浓缩极限 (15%～20%) , 但由于涉及到复杂的汲取液再生过程, 因此投资和运行成本也。

　　为了得到高纯度的结晶盐副产品, 可以将不同膜浓缩过程与纳滤 (NF) 过程耦合, 以实现浓缩和分盐的双重目的。这也逐渐成为蒸发结晶脱硫废水零排放工艺的主流配置。膜浓缩的运用和进步使得蒸发水量减少了75%, 也为结晶盐的资源化利用创造了条件。

　　4 蒸发结晶工艺技术进步的方向

　　蒸发结晶脱硫废水零排放处理工艺通过在软化单元、膜浓缩单元和系统集成方面的技术进步, 已经大幅降低了系统投资和运行成本。蒸发结晶工艺要进一步地实现技术进步, 降低成本, 还可以从几个方面努力:1) 进一步创新软化方法, 大幅降低药耗成本;2) 进一步提高膜浓缩的性价比, 在实现高浓缩极限的同时降低膜浓缩系统的投资和能耗;3) 进一步优化系统集成, 提高结晶盐副产品的资源化率, 降低系统投资和运行成本。

　　膜浓缩技术

　　膜浓缩分离处理技术是通过压力差、浓度差或电位差形成的推动力，利用膜对液相中不同混合物组分的选择透过性不同，实现分离、提纯和浓缩废水的分离技术，广泛应用于水处理与化工领域。膜分离处理技术具有技术完善、过程绿色环保、自动化程度高、结构简单及易于操作等优势，同时产水水质稳定、应用范围广、可有效避免二次污染。目前膜分离技术在高盐废水除盐处理中主要包括微滤( MF) 、超滤( UF) 、纳滤( NF) 、反渗透( RO) 和电渗析( ED) 等。

　　其中微滤与超滤技术，通过膜两侧压力差实现悬浮物颗粒的去除，截留颗粒直径范围为 1 ～ 10 000 nm，能够去除树脂碎片、细菌等大颗粒; 并且能够在一定限度截留废水中的 COD，降低其浊度。纳滤膜分离技术是一种新的膜浓缩技术，特点是膜本身带有电荷，可对 Ca2+、Mg2+和 SO2-4 等 2 价阴、阳离子具有较好的截留效果，对 Na+和 Cl-等 1 价阴阳离子截留率较低，实现 1 价盐与多价盐的分离。同时，截留相对分子质量为 200 ～ 1 000 的有机物，可将出水 COD 与浊度控制在 60 mg /L、1 NTU 以下。反渗透膜( RO) 分离技术利用反渗透膜对废水中的分子进行过滤，可截留相对分子质量超过 100 的有机物和溶解性盐。RO 技术经过多年发展，为了适应不同处理要求及高污染高盐度废水，产生了多种形式的抗污染膜，其中的杰出代表为高效反渗透( HE-RO) 、碟管式膜技术( DTRO) ，以及振动剪切强化反渗透( VSEPRO) ，常用于高盐废水零排放中。电渗析过程是电化学过程和渗析扩散过程的结合; 在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性( 即阳离子可以透过阳离子交换膜，阴离子可以透过阴离子交换膜) ，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。其主要特征为膜分离过程的推动力是电位差，依据这一原理，对实现电位差的正负电极进行频繁倒换，可实现对离子交换膜上污垢的自动清洗，保证离子交换膜运行状况稳定以及产水水质良好。电渗析技术初用于海水淡化，现在广泛用于化工、轻工、冶金、造纸和医药工业，近年来以其独特的优势在高盐废水处理领域也开始大范围使用。