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脱硫废水处理核心工艺解析:从预处理到零排放的技术路径

发布时间:2025-04-16

  在燃煤电厂、钢铁厂等工业领域,湿法脱硫产生的废水因高盐、高悬浮物、重金属富集等特性,成为环保治理的难点。其处理需通过 “预处理除杂 — 软化降硬 — 深度脱盐 — 蒸发结晶” 的组合工艺,实现污染物去除与水资源循环。本文从技术原理出发,解析脱硫废水处理的关键环节。

  一、预处理:悬浮物与重金属的精准捕捉

  脱硫废水进入预处理单元,核心目标是去除悬浮物(SS)和游离态重金属。通过投加氢氧化钙或氢氧化钠调节 pH 至 9~10,铁、铜、锌等重金属离子生成氢氧化物沉淀,如 Fe³⁺转化为 Fe (OH)₃、Zn²⁺转化为 Zn (OH)₂。同时,氟离子与钙离子反应生成氟化钙沉淀,去除率可达 90% 以上。

  为强化固液分离,需投加聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM),前者通过压缩双电层使颗粒凝聚,后者通过架桥作用形成大絮体。经高效澄清器或沉淀池后,出水悬浮物浓度可降至 50 mg/L 以下,为后续软化处理奠定基础。

  二、化学软化:破解钙镁离子结垢难题

  预处理后的废水仍含高浓度钙镁离子(Ca²⁺、Mg²⁺),若直接进入膜处理或蒸发单元,易形成硫酸钙、硫酸镁结垢,因此需通过两级软化工艺深度去除。

  一级软化(脱钙):投加碳酸钠,使 Ca²⁺与 CO₃²⁻结合生成碳酸钙沉淀,反应式为 Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓,钙离子浓度可从数千 mg/L 降至 100 mg/L 以下。

  二级软化(脱镁):调节 pH 至 10.5~11,Mg²⁺与 OH⁻反应生成氢氧化镁沉淀(Mg²⁺ + 2OH⁻ → Mg (OH)₂↓),同时残留的重金属离子(如 Ni²⁺、Cd²⁺)进一步被去除。软化后的废水经澄清、压滤,污泥作为危险废物单独处置。

脱硫废水零排放

  三、深度脱盐:膜技术与蒸发结晶的协同应用

  软化后的废水进入深度脱盐阶段,主流技术为膜处理与蒸发结晶的组合。

  膜处理(纳滤 + 反渗透):纳滤膜截留二价及多价离子(如 SO₄²⁻、Ca²⁺),实现硫酸盐与氯离子的分离,产水可回用于脱硫系统;反渗透膜进一步去除一价离子(Na⁺、Cl⁻),产水达到工业冷却水标准,浓水(含盐量约 5%~10%)进入蒸发单元。

  蒸发结晶(MEE/MVR):多效蒸发(MEE)利用蒸汽余热逐级蒸发水分,机械蒸汽再压缩(MVR)通过压缩机循环利用二次蒸汽,能耗降低 30%~50%。最终,水分冷凝回用,盐分结晶析出(主要为 NaCl、Na₂SO₄),需鉴定是否含重金属以确定处置方式。

  四、零排放目标:从工艺闭环到资源循环

  零排放的核心是将处理后的水全部回用,固体废物合规处置。例如,某电厂通过 “预处理 + 纳滤 + 反渗透 + MVR” 工艺,实现 90% 以上的水回用率,结晶盐经检测重金属浸出达标后,作为工业盐原料外售。同时,软化污泥经稳定化处理后,可用于路基填料或建材添加剂,减少填埋压力。

  值得注意的是,工艺设计需根据水质差异调整参数,如高氯废水需选用耐 Cl⁻的膜材料(如聚酰胺复合膜),高浓度络合态重金属需增加硫化物沉淀或螯合工艺。

  脱硫废水处理是系统性工程,需兼顾污染物去除效率、设备运行稳定性与成本控制。随着 “双碳” 政策推动,未来技术将向低能耗(如光伏驱动蒸发)、智能化(在线监测与自动加药)、全产业链资源化(盐类回收、污泥回用)方向发展,助力工业节水与绿色转型。