石灰石-石膏烟气脱硫废水零排放技术

石灰石-石膏脱硫技术是火力发电厂最普遍的烟气脱硫技术，湿法脱硫系统的废水排放问题是实现脱硫系统零排放，乃至全厂废水零排放的关键。脱硫系统的废水存在成分复杂、含盐量高、氯根浓度高、腐蚀性强等一系列问题，现有的脱硫
废水处理技术集中为三联箱加药初步处理，零排放技术主要借鉴了化工行业盐处理工艺，如多效蒸发、MVR蒸发、膜处理等，此类技术均存在运行成本高，系统复杂等问题。
本文比较了不同的废水零排放技术的优劣及应用业绩，推荐采用一种新型的废水零排放技术，利用烟气余热作为热源进行废水浓缩减量，通过下游的调质、回收工业盐过程，实现了脱硫废水零排放的最终目的。同时，该系统与现有的脱硫系统有效整合，可以实现回收水降低脱硫系统水耗、降低浆液氯根含量等效果，是下一代石灰石-石膏烟气脱硫技术的重要发展方向。
脱硫废水现状
随着2015年1月1日起新环保法的正式施行，以及2015年4月颁布实施的《水污染防治行动计划》即“水十条”的颁布，我国加强了对水污染的治理力度。火力发电行业属于五大高用水行业之一，从经济运行和保护环境出发，节约发电用水，实现火电厂废水“零排放”意义重大。
目前我国燃煤电厂大多采用湿式石灰石-石膏法烟气脱硫（FGD），此法脱硫效率高、技术成熟、适用煤种广、对锅炉负荷变化的适应性强；吸收剂资源丰富；脱硫副产物（无水石膏）便于综合利用。目前，由于很多电厂将全厂工业废水、生活废水、中水等废水作为脱硫系统的补充水，为防止脱硫系统的腐蚀，维持脱硫浆液中氯的浓度，须排出脱硫废水。
脱硫废水pH在4.5-6.5，其中含有大量氯离子、氟离子、悬浮物、重金属离子等，高含盐量的外排脱硫废水对水体的直接危害极为严重，必须经过处理后达标排放。因此，湿法脱硫系统的废水排放问题是实现全厂废水零排放的关键。
目前应用最为广泛的脱硫废水处理工艺为化学沉淀法，虽然该技术工艺简单，但系统庞大，能耗较高，并且Cl-、F-不能有效的去除，从而使处理后的废水无法回收利用，无法满足全厂废水“零排放”的环保要求。目前研发的脱硫废水零排放处理技术可以分为两大类：蒸发结晶和烟道喷雾技术。
为了降低处理成本、保证系统正常运行，废水通常需要先进行防结垢和减量化预处理。本文将对现有的脱硫废水零排放相关技术进行综述，分析比较其优点和不足，并提出一种新型的废水零排放技术——烟气余热浓缩制盐技术，无需预处理，利用烟气余热作为热源进行废水浓缩减量，通过下游的调质、回收工业盐过程，实现脱硫废水零排放和资源化处理。
废水预处理技术
软化与离子交换技术
废水软化预处理是防止蒸发器结垢的重要措施，主要有超滤、纳滤、电絮凝、TMF膜、离子交换等技术。
超滤是以超滤膜为过滤介质，利用膜两侧的压力差为驱动力，截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜。对水中的各类胶体均具有良好的去除特性，可满足各类反渗透装置的进水要求。
纳滤是以压力差为驱动力的膜分离过程，对二价或多价离子及分子量介于200——500之间的有机物有较高脱除率，是目前主流的废水预处理技术。不过该技术过滤阻力很大，必须借助自来水压力或加水泵增压，才能出水。
电絮凝是在直流电作用下，产生羟基自由基，具有氧化有机物的作用，同时产生氢氧化铁胶体，具有絮凝作用，可有效降低水中的浊度、悬浮物、COD、胶体、重金属离子等。
TMF膜在低压（0.7-7bar）运行，用以分离液体中的高浓度悬浮固体。采用“错流”过滤方式，固液混合物在压力下在膜表面错流流动，固体颗粒随着错流状态下在固液混合物中不断浓缩，使其不会在膜表面堆积。
离子交换的原理是利用氢离子交换阳离子，利用氢氧根离子交换阴离子，以去除废水中的重金属离子以及钙、镁、硫酸根等离子。常用的离子交换法有硬水软化和去离子法。
渗漏渗析浓缩技术
渗漏渗析浓缩技术属于废水减量化处理技术，可以有效降低后续废水蒸发处理负荷、节约处理成本。现行的废水浓缩技术主要有反渗透、正渗透和电渗析等技术。
反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，其孔径小至纳米级，在一定的压力下，H2O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法透过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
正渗透是通过半渗透膜在两侧渗透压差的驱动下，水分子将自发并且有选择性的从高盐水侧扩散进入汲取液侧。汲取液是由特定摩尔比的氨和二氧化碳气体溶解在水中形成，稀释后的汲取液可以通过加热蒸发分解其中的溶质而得到循环利用，而除去了溶解氨和二氧化碳以后即为比较纯净的产水。
电渗析器中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子就作定向迁移。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来，阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。结果使这些小室的一部分变成含离子很少的淡水室，出水称为淡水，而与淡水室相邻的小室则变成聚集大量离子的浓水室，出水称为浓水。
反渗透技术所需设备少，操作简便，投资、运行能耗适中，是国内应用最为广泛的浓缩技术。