第一篇：燃煤电厂脱硫废水零液体排放技术的发展（共）
燃煤电厂脱硫废水零液体排放技术的发展
目前燃煤电厂脱硫废水零排放处理主要采用预处理和蒸发浓缩结晶相结合的工艺，产水厂区回用，结晶盐根据品质做危废品处理或作为工业盐销售。现有处理工艺虽然技术成熟，但投资高、运行费用高、结晶盐品质低。针对这些弊端更多的脱硫废水零排放工艺被开发出来。本文针对现有零排放技术的现状和发展趋势进行了介绍。
截至2015年底，我国的总发电量已经达到57399亿kW•h，其中燃煤电厂的发电量为38977亿kW•h，占总发电量的68%[1]。虽然燃煤电厂具有布局灵活，一次性建造投资少，发电设备年利用小时数高等特点，但是受燃煤品质和发电工艺条件的限制，产生的燃烧副产物多，不加控制排放对环境污染巨大。
因而，自2012年1月起，在全国范围内实施《火电厂大气污染物排放标准》，要求火电厂的燃煤机组排放废气须经脱硫设备处理后，再排放入大气中。
自该标准实施以来，电厂的烟气净化技术得到广泛实施。由于效率高、适用性广、可靠性高，石灰-石膏法脱硫技术占了全部脱硫设备的90%以上[2]。在湿法脱硫的过程中，不仅二氧化硫会进入到石灰石循环浆液，燃煤产生的大量Cl-、F-等离子也会被吸收进入洗涤液，大量累积将对脱硫设备产生腐蚀。
因而在循环过程中，需要控制Cl-浓度，当其达到设定范围后，就会通常从系统中排出一定量的废水补充新鲜吸收液的方式降低系统内Cl-浓度。排出系统外的废水就是脱硫废水。
1脱硫废水的水质特点
脱硫废水通常产量较小，1000MW装机容量产生的废水在7～10m3/h左右，仅占电厂废水总量的5%以下。但是由于其成分复杂，含盐量高，相较电厂其他废水来说处理难度高，成为电厂废水零排放的一个关键点。燃煤电厂脱硫废水根据所用燃煤不同，水质有一定的波动，但是通常具有以下特点：
1）脱硫废水悬浮物（TSS）浓度高，通常会达到10000mg/L以上。
2）溶液呈酸性，pH值在4～6.5之间。
3）含盐量（TDS）较高，通常在25000～40000mg/L之间。
4）Ca2+、Mg2+硬度高[3]，特别是Mg2+，通常接近5000mg/L左右。此外，硫酸根的浓度大，CaSO4处于饱和状态。
5）Cl-离子含量较高，通常在10000～15000mg/L之间。
常规处理采用三联箱工艺，通过加药中和、硫化物除重金属以及混凝沉淀等步骤，去除废水中的悬浮物、重金属、部分钙镁，然后调节pH值，使排水达到火电厂石灰石石膏湿法脱硫废水水质控制指标DL/T997—2006及污水综合排放标准GB8978—1996标准，排入市政污水管网或厂区回用。
然而，水十条的颁布以来，水处理排放标准越来越高。在“超低排放”标准的要求下（环发[2015]164号文《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》），越来越多的电厂开始考虑对脱硫废水进行深度处理和回用，实现零排放。
2电厂脱硫废水零排放现状简介
现阶段国内外的燃煤电厂脱硫废水零排放工艺，都是在预处理的基础上，通过热蒸发回收水分，得到固体盐产品实现零排放。
2.1脱硫废水零排放的工艺路线
零排放的主要技术路线通常包括预处理单元、浓缩单元、蒸发结晶单元3个部分，工艺流程见图1。
图1典型脱硫废水零排放处理工艺 预处理是零排放的准备工作，不仅保证了后续蒸发设备的稳定工作，并且控制着产品盐的品质。目前采用较多的是两级化学加药澄清的方法。在一级反应器中投加石灰和硫化物，去除Mg2+、重金属，然后混凝絮凝沉淀，去除TSS。在二级反应器中投加碳酸钠，进一步去除钙硬度，然后澄清。
浓缩单元采用热蒸发浓缩发，通过除盐技术使脱硫废水浓缩减量的同时实现清水回收。
脱硫废水处理中常用的热浓缩工艺有多效强制循环蒸发系统（MED）、立管降魔机械蒸汽压缩蒸发系统（MVC）和卧式喷淋机械蒸汽压缩蒸发系统（MVC）。经蒸发浓缩后废水中的TDS浓度提高到200,000mg/l左右，从而回收近80%左右的水分。也大大降低了后续蒸发结晶单元的处理量。
蒸发结晶单元将浓缩产生的高浓度盐水进行进一步蒸发，分离出结晶盐。结晶工艺主要包括多效强制循环蒸发结晶系统、卧式喷淋机械蒸汽压缩蒸发结晶系统、强制循环机械蒸汽压缩蒸发结晶系统以及自然晾晒[4]。
2.2脱硫废水零排放实例分析
该工艺路线技术成熟，在国内外都有成功运行实例。阿奎特公司为意大利ENEL电力公司旗下五个燃煤电厂设计的脱硫废水零排放处理设施，于2007年陆续投入运行。这五个电厂均采用预处理软化后接蒸发浓缩和强制循环结晶工艺，其中零排放处理系统的处理能力分别为15，35，70m3/h，处理效果稳定，运行良好[5]。
国内以河源电厂脱硫废水零排放工艺为典型代表。
河源电厂发电机组容量为2组600MW，脱硫废水处理能力22m3/h，系统投资9750万元。经处理后，实现废水零排放，蒸发结晶系统产生的盐达到二级工业盐标准。河源电厂工艺流程图如图2所示。
图2河源电厂脱硫废水零排放工艺流程图
采用两级预处理，一级反应通过投加有机硫、石灰处理，在线仪表控制废水pH值在10以上，以达到除镁除重金属的目的，反应沉淀物在投加混凝絮凝剂后沉淀去除。
二级反应器内投加碳酸钠，去除硬度同时去除硅，降低蒸发结晶系统的结垢风险。预处理段药剂消耗22～25元/吨。二级沉淀出水调节pH值保证在中性，然后送入后续的四效立管强制循环蒸发结晶系统（MED）进行蒸发浓缩结晶。三水恒益电厂脱硫废水处理工艺主流程与河源电厂工艺类似，预处理采用常规预处理，调节pH值去除悬浮固体后直接送入蒸发结晶系统。三水电厂的蒸发结晶系统采用卧式管喷淋机械蒸汽压缩蒸发结晶系统（卧式MVC）与两效强制循环蒸发结晶（MED）相结合的处理工艺。
该系统与河源电厂的工艺相比，因为预处理没有进行硬度控制，运行药耗大幅节省。但是，由于硬度很高，水质结构倾向严重，导致后期除垢维护费用增加。
此外，废水中高浓度的氯化钙导致溶液沸点升高，使系统能耗增加[6]。由于恒益电厂的脱硫废水预处理系统没有考虑重金属等杂质的去除，使得结晶固体盐的品质不佳，只能按照危废物处理，进一步运行成本增加。
2.3现有工艺的问题
现有工艺国内外运行业绩较多，技术成熟，工艺流程短，设备种类少。但是，在实际运行中还是存在问题。
（1）设备投资高。热法蒸发浓缩和蒸发结晶设备由于运行条件复杂，进水TDS浓度高，对材质和控制要求较高，技术复杂，导致设备造价很高。虽然大量国产蒸发结晶设备的开发使得工程成本有一定的下降，但是热蒸发系
统的投资仍然占到整个工程投资成本的80％～90%。如果能够降低蒸发单元的处理规模，可以显著降低成个工程的造价。目前，已经出现利用反渗透、正渗透、电渗析等比较经济成熟的浓缩方式代替热浓缩单元的工艺路线。
（2）运行成本高。以河源电厂为例，吨水运行成本为80元，其中预处理段成本占18%，蒸发浓缩和结晶段占82%。吨水电耗22kW•h，消耗蒸汽0.28吨。蒸发浓缩结晶段采用四效MED系统，需要外来蒸汽作为热源，蒸汽成本较高占运行成本的70%以上。而恒益电厂采用卧式MVC和MED想结合的蒸发结晶工艺，吨水电耗20～25kW•h，吨水蒸汽消耗0.05～0.06吨[7]。相比较而言，恒益电厂的运行能耗比河源要低。因而，根据厂区蒸汽来源和电价的情况，采用合理的蒸发结晶工艺对运行成本的控制至关重要。
（3）结晶盐品质不高。为了得到高品质的结晶盐，需要在预处理段去除重金属，并对原水进行软化处理。然而，由于大量的硫酸根无法在于出中有效控制，致使结晶盐通常为氯化钠和硫酸钠的混合物，达不到工业盐的级别只能作为危废进行处理，从而增加了运行成本。即使在控制条件较好的河源电厂，产品品质受进水水质的影响波动较大。因而，经济可靠的硫酸根浓度控制技术对于提高结晶盐品质，降低运行成本，实现资源化非常重要。
3新型脱硫废水零排放处理路线
针对现有脱硫废水零排放工艺存在的问题，越来越多的新工艺已经被开发出来。目前有以下两种已经得到了工程应用。3.1两级预处理/正渗透浓缩（MBC）与蒸发结晶工艺组合
正渗透MBR技术利用自然界普遍存在的渗透原理，利用选择性透过膜两侧溶液的渗透压差作为驱动力，使水自发地从原料液一侧透过选择性膜到达汲取液一侧的浓缩分离方式。正渗透技术在海水淡化、垃圾渗滤液处理等方面都有应用[8-9]。
华能长兴电厂是国内首个采用正渗透技术进行脱硫废水零排放处理的项目，该项目于2015年4月投入运行，处理规模22m3/h。从脱硫塔产生的废水经预处理软化后，采用沃特尔的反渗透-正渗透技术进行浓缩，产生的浓水进入蒸发结晶系统，最终形成结晶盐。其工艺流程见图3。
图3华能长兴电厂脱硫废水零排放工艺流程图
经预处理软化后的废水进入一级反渗透系统进行浓缩，浓缩产生的浓水进入正渗透系统，进一步浓缩后，浓水的含盐量提高至200g/L，随后进入结晶干燥单元。正渗透膜系统产水含盐量一般为5000mg/L左右，无法直接回用，因而回流至一级反渗透系统处理。
一级反渗透的产水送入二级反渗透进行处理，最终产生的淡水电导率在50uS/cm，水质良好，回用于厂区锅炉补给水。二级反渗透产生的浓水则回流至一级反渗透进行再处理。该系统蒸发结晶单元的处理量为1.5～2m3/h[10]，系统运行吨水电耗10.4kW•h，蒸汽消耗0.203吨。但结晶盐仍为硫酸钠和氯化钠的混盐，质量百分数为95%。
3.2预处理/纳滤反渗透分盐浓缩与蒸发结晶工艺组合
纳滤是介于反渗透和超滤之间的一种压力驱动膜过程，通常对分子量在20～100之间的低分子有机物和多价盐截留较高，而对单价盐和小分子物质的截留率较低。这个特性使得其在分盐浓缩领域受到广泛关注，并被应用到脱硫废水零排放领域。
在预处理的基础上，采用抗污染纳滤膜对高盐废水进行浓缩处理，硫酸根、钙离子等高价离子被纳滤膜截留在浓缩液侧，氯离子和钠离子等透过纳滤膜进入透过液侧被分离出来，实现高盐废水脱二价盐目的。现有市场纳滤膜产品丰富，硫酸根和钙离子的截留效率高，基本能满足后续浓缩的需求。
京能涿州电厂的脱硫废水零排放采用这一工艺路线，预处理后的水经纳滤系统分盐，然后送入后续的反渗透系统进行浓缩，产水厂区回用，浓水送入蒸发结晶单元处理。其工艺路线见图4。
图4京能涿州电厂脱硫废水零排放工艺流程图
经预处理后的水送入纳滤系统进行分盐，产水在脱除大部分硫酸根后进入反渗透系统浓缩。浓缩液送入蒸发结晶单元处理，以期得到纯度在98.5%的氯化钠结晶盐，可以作为一级工业盐销售。该系统处理能力22m3/h，目前正在建设中。
4结束语
以我国现有燃煤电厂38977亿kW•h发电量的规模来看，脱硫废水零排放的市场巨大。现有两级预处理和热蒸发浓缩结晶组合的工艺虽然技术成熟，但是投资大、运行费用高、产品盐品质低，这些问题亟待解决。但是解决这些问题的关键点在于开发新型蒸发浓缩替代工艺、提高浓缩倍率降低蒸发结晶段处理量和增加分离硫酸根提高产品盐品质等方面。已有的新工艺正式针对这些关键点进行的改进，但是由于业绩少，需要更多的实际运行参数做后期评估。
参考文献略
《石化技术》作者：张微尘，钟振成，李小端，程子洪，李国涛，刘捷
第二篇：脱硫废水零排放深度处理
脱硫废水零排放深度处理
目前，国内大多数火电厂的湿法脱硫废水处理系统采用传统的加药絮凝沉淀工艺，但整体投运率很低。经传统处理系统处理后脱硫废水中SS和COD的浓度较高，且无法除去水中的Cl-。因含有高浓度的Cl-，导致处理后的废水无法回收利用。出于环保要求和经济效益的考虑，采用深度处理的技术实现废水零排放是废水处理的必然趋势。
1.传统工艺
石灰石-石膏烟气湿法脱硫过程产生的废水中含有大量杂质，主要成分为高浓度的悬浮物、高氯根、高含盐、高浓度的重金属废水，如果将这些物质直接排入自然水系，势必会对环境造成严重的污染。目前，国内传统的处理方法是通过加碱中和脱硫废水，使废水中的大部分重金属形成沉淀物，再加入絮凝剂使其沉淀浓缩成为污泥，最终污泥被送至灰场堆放。
2.脱硫废水的深度处理技术新工艺
虽然脱硫废水经过上述传统物化处理能基本满足达标排放的要求，但其回用范围局限性很大。随着国家对水资源的日益重视，零排放技术在全球范围内得到了广泛应用。因此，要想回用燃煤电厂脱硫处理后的废水，实现真正的废水零排放，就要对废水进行深度处理。目前，常用的脱硫废水深度处理方法包括膜浓缩法、蒸发浓缩法和结晶技术等。3.膜浓缩法
采用DTRO膜法处理脱硫废水，可有效解决采用卷式膜易受污染的问题，产水水质好，可有效的去除水中的杂质、重金属等有害物质。
DTRO膜法处理脱硫废水工艺流程：
采用DTRO膜工艺处理电厂脱硫废水的优势：
（1）简单预处理，占地面积小，可移动性强
（2）DT组件采用开放式流道设计，料液有效流道宽，避免了物理堵塞。（3）最低程度的结垢和污染现象
（4）膜使用寿命长
（5）组件易于维护
（6）回收率高，能耗低
（7）过滤膜片更换费用低
（8）浓缩倍数高
脱硫废水蒸发结晶系统为高含盐废水处理过程的主要耗能系统，为了降低投资成本和运行成本，在废水进入蒸发器浓缩前进入高压反渗透（DTRO）预浓缩系统，将脱硫废水TDS的质量浓度25~40g/L预浓缩到80~100g/L，降低进入蒸发器系统水量，提高运行效率。
4.蒸发浓缩技术
蒸发浓缩是工业中非常典型的水处理技术之一，其被广泛应用于化工、食品、制药、海水淡化和废水处理等工业生产中。在脱硫废水的浓缩处理中应用较多的是多效蒸发（MED）、热力蒸汽再压缩（TVC-MED）和机械蒸汽再压缩（MVR）技术。
传统的多效蒸发装置（MED）主要以锅炉生成的蒸汽为热源，加热第一效产生的蒸汽不进入冷凝器，而是作为第二效的加热介质再次利用，重复此步骤将形成一个多效蒸发系统。多效蒸发技术多次、重复利用了热能，提高了加热蒸汽的利用率，大大降低了成本，提高了效率。
在TVC-MED蒸发装置中，从蒸发器喷出的二次蒸汽一部分在高压蒸汽的带动下进入喷射器，混合升温、升压后作为加热蒸汽加热料液；另一部分进入冷凝器，冷凝后排出。加热蒸汽在加热室中凝结成水排出。管内溶液在加热蒸汽的加热下蒸发浓缩，达到要求后排出。热力蒸汽压缩技术回收了潜热，提高了热效率，一台热力蒸汽压缩器的效能相当于增加一效蒸发器，在MED海水淡化中常配备TVC，以提高造水比。
机械式蒸汽再压缩（MVR）是一种节能减排工艺。在多效蒸发装置中，由新蒸汽加热第一效产生的蒸汽不进入冷凝器，而是经压缩机机械压缩，其压力和温度升高、热焓增加，并作为第二效的加热蒸汽再次利用，使被加工的料液维持沸腾状态，而加热蒸汽本身冷凝成水，使以往废弃的蒸汽得到了充分利用。
5.结晶技术
强制循环结晶器是效率最高的结晶系统，其工作原理如图1所示。其适用于易结垢液体、高黏度液体，非常适合盐溶液的结晶。主要工艺流程为：浓盐水被泵由底部打入结晶器，与正在循环中的浓盐水混合，在盐卤循环泵的推动下进入管壳式换热器（加热器）；循环卤水沿切线方向进入结晶器，实现连续结晶； 小部分卤水被蒸发，卤水内产生晶体，大部分卤水被循环至加热器，小股水流被抽送至后续脱水干燥设备，实现晶体分离；蒸汽经过除雾器去除携带的杂质，经压缩机加压后在加热器的换热管外冷凝成蒸馏水，同时，释放潜热加热管内的卤水。蒸馏水可作为高品质用水工艺的补给水，晶体产物可回收利用，比如制成食盐、硫酸氨等。
6.发展
脱硫废水经初步处理后，虽然能满足达标排放的要求，但仍处于高氯根、高含盐的状态，其回用局限性很大。要想真正实现电厂脱硫废水零排放，就必须采取深度处理。传统RO膜浓缩法并不适用于脱硫废水的特殊水质，更好的办法是采用DTRO+深度处理工艺，根据不同的废水水质情况选择最佳组合工艺。
第三篇：废水零排放实施方案
废水零排放实施方案
关键词：废水
零排放
工业废水处理
生活污水处理
回收利用
我厂坐落于常年干旱少雨的陕北黄土高原，缺水严重，而且电厂是用水大户，每天产生的废水量非常大，实现废水的零排放，不仅有较好的环境效益和社会效益，同时还具有较好的经济效益。因此，实现废水的零排放势在必行。
要实现废水的零排放，应主要从两个方面着手。一是废污水的处理和回收利用；二是从废水的来源尽量减少和合理排放。
我厂废水能够排至厂外的主要有灰水回用水池溢流、清水调节池溢流、生活污水调节池溢流、工业废水调节池溢流、煤废水调节池溢流、煤废水回用水池溢流。
各个专业在值长的调度下密切配合，加强联系才能在满足各用户的前提下确保不溢流，达到零排放。
一、灰水回用水池的来水为：辅机冷却水池排污，脱硫废水，化学中和水池排水，机组排水槽排水经化学废水处理装置处理后的回收水。用户有脱硫工艺水箱，灰库喷淋，灰场用水。因为用户较多且均存在间断性补水，所以对灰水灰用水泵的运行方式要求较为严格，且灰水回用水池的液位变化没有规律。因此需要各专业密切配合，才能满足各用户的需要和确保零排放。
1、化学值班人员加强调整灰水回用水池水位。首先保证灰库用水，如果脱硫工艺水箱少量补水（脱硫工艺水箱补水手动门开3—4档）和灰库同时用水，只需运行一台灰水回用水泵运行即可。若灰库、脱硫工艺水箱、灰场同时用水，运行两台灰水回用水泵。向灰库、灰场供水总门全开，调整灰水回用系统压力在0.4MPa左右。若压力高时，调整灰水回用水池再循环门开度，确保正常压力在0.4MPa左右。
2、灰水回用水池水位低时，可以启动机组排水贮存槽排水泵和最终排水泵将机组排水贮存槽内存水打至灰水回用水池。也启动#2或＃3清水泵，开启灰水回用水泵和清水泵出水联络门，向灰水回用水系统打水。清水池、灰水回用水池水位低时，联系脱硫停止向灰场和脱硫工艺水箱补水，并联系脱硫将废水排至灰水回用水池。如灰水回用水池液位高时，及时联系脱硫向灰场和脱硫工艺水箱打水，若灰场蓄水池液位高时，灰场国信值班人员应用潜水泵打至灰场或用潜水泵打至洒水车对灰场进行喷洒。当灰场喷洒设备故障不能正常运行时灰场管理员应及时告知脱硫值班人员，脱硫值班员应立即通知化学停止向灰场供水。
3、脱硫值班员应根据用水需要和用水量灵活调整运行方式。灰库不卸灰时应开大工艺水箱补水门，将工艺水箱补至高水位。当灰水回用水泵出口母管压力低又无法提高时，如果灰库灰位高，可适当关小工艺水箱补水门，以保证灰库卸灰的压力。
4、中午（11时至12时）、晚上（17时至18时）卸灰人员吃饭期间或由于灰量少暂停卸灰时，卸灰人员应通知除灰值班员由脱硫值班人员及时通知化学运行人员调整灰水回用水泵流量、压力，防治设备损坏。
5、水处理中和水泵将自动解除，投入手动，根据灰水回用水池水位高低启停中和水泵，确保灰水回用水池不溢流。
6、辅机冷却水池排污时，集控值班员应联系化学值班员询问灰水回用水池液位，是否允许大流量排水，如果灰水回用水池液位高时，应该等化学值班员将水位调整好灰水回用水池液位后再排污。
7、机组排水贮存槽在机组正常运行的情况下可以保持中高水位，灰水回用水池液位低时，启动提升泵与最终排水泵，保证灰水回用水池用水，脱硫不使用工业水。
二、工业废水调节池来水有：锅炉捞渣机水封溢流水、脱硫除灰专业冲洗水、化学专业双介质过滤器反洗水、工业消防蓄水池溢流水、生活污水处理设备出水。工业废水经工业废水处理设备处理后进入清水调节池，由清水提升泵供辅机冷却水池补水。
1、化学值班人员应监督好工业废水调节池液位，保持液位在1.5—3.0米，液位高时，可以启动两套工业废水处理装置，也可以调整工业废水处理装置的出力，禁止工业废水调节池溢流外排。若发现有大量工业废水排入，应及时汇报值长，明确废水来源，加强调节措施。
2、集控值班员要调整好捞渣机水封的液位，尽量减少溢流水量。锅炉打焦需要大量用水时，及时通知化学人员，做好应对措施，杜绝工业废水调节池溢流。
3、脱硫专业冲洗水排地沟时应通知化学值班员，在工业废水调节池液位允许的情况下才可以操作。
4、化学人员监督好工业消防蓄水池液位，杜绝溢流。反洗双介质过滤器时，应调整好工业废水调节池液位，防止流量太大，工业废水调节池溢流确保废水零排放。
5、清水池水位保持5.0米以下。清水池水质合格后联系集控向辅机冷却水池补水；如清水池水位较高，而辅机冷却水池不需补水时，应通过联络门将清水打至灰水回用水系统，杜绝清水池溢流。
6、机组排水槽废水应排入化学机组排水贮存槽，经化学废水处理装置处理后，由最终排水泵排入灰水回用水池，禁止排入工业废水下水道。
三、生活污水调节池来水有：厂区生活污水下水道、厂前区公寓楼、办公楼排水、餐厅排水、洗衣房排水。生活污水处理设备出水进入工业废水调节池，经工业废水处理后进入清水调节池，供辅机冷却水池补水。
1、生活污水调节池保持1.5—3.0米液位运行，液位高时，启动两台生活污水提升泵运行。若发现有大量废水排入，应马上汇报值长，查明废水来源，做好应对措施，及时调整。禁止生活污水调节池溢流。
2、如遇特殊情况，可以通知后勤服务中心，洗衣房需停止排水。
四、含煤废水调节池废水主要是输煤栈桥冲洗水，煤场冲洗水。含煤废水经混凝过滤处理后，继续用来冲洗输煤栈桥，煤场喷淋。
1、含煤废水调节池保持1.0米左右的液位，回用水池保持高液位，防止含煤废水调节池溢流，同时保证满足输煤冲洗水需要。
2、严禁输煤栈桥或煤场用工业水冲洗，或用工业水补充冲洗水。
3、当含煤废水调节池与回用水池液位都低时，可联系值长，用辅机冷却水给回用水池补水，以保证输煤冲洗用水。严防含煤废水调节池和回用水池溢流。
各专业要在值长调度下，密切配合，加强联系，才能做到确保我厂的废水零排放，提高环保效益、社会效益和经济效益。
第四篇：废水零排放技术RCC
废水零排放技术RCC
一、零排放的定义
所谓零排放，是指无限地减少污染物和能源排放直至到零的活动。零排放，就其内容而言，一是要控制生产过程中不得已产生的能源和资源排放，将其减少到零；另一含义是将那些不得已排放出的能源、资源充分利用，最终消灭不可再生资源和能源的存在。
废水“零排放”是指工业水经过重复使用后，将这部分含盐量和污染物高浓缩成废水全部（99%以上）回收再利用，无任何废液排出工厂。水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出厂送垃圾处理厂填埋或将其回收作为有用的化工原料。
二、国内现有实现废水“零排放”的手段
目前国内广泛使用的工业废水处理技术主要包括RO（反渗透膜双膜法）和EDR技术他们的主要材料是纳米级的反渗透膜，而这种技术的作用对象是离子（重金属离子）和分子量在几百以上的有机物。其工作原理是在一定压力条件下，H2o可以通过RO渗透膜，而溶解在水中的无机物，重金属离子，大分子有机物，胶体，细菌和病毒则无法通过渗透膜。从而可以将渗透的纯水与含有高浓度有害物质的废水分离开来。但是使用这种技术我们只能得到60%左右的纯水，而剩余的含高浓度有害物质的废水最终避免不了排放到环境的结局，而这些高浓度的重金属离子和无机物对我们的环境是极其有害的。
三、RCC技术
CC技术，能真正达到工业废水“零排放”，RCC的核心技术为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”及“晶种法技术”、“混合盐结晶技术”
（一）机械蒸汽再压缩循环蒸发技术
1、机械蒸汽再压缩循环蒸发技术的基本原理
所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需要吸收定量的热能。当物质再由气态转为液态时，会放出等量的热能。根据这种原理，用这种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管，通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。
蒸发器单机废水处理量由27吨/天起至3800吨/天。如果需要处理的废水量大于单机最大处理量，可以按装多台蒸发器处理。蒸发器在用晶种法技术运行时，也称为卤水浓缩器(Brine Concentrator)。
2、卤水浓缩器构造及工艺流程
（1）待处理卤水进入贮存箱，在箱里把卤水的PH值调整到5.5-6.0之间，为除气和除碳作准备。卤水进入换热器把温度升至沸点。
（2）加热后的卤水经过除气器，清除水里的不溶所体，如氧所和二氧化碳。（3）新进卤水进入深缩器底槽，与在浓缩器内部循环的卤水混合，然后被泵到换热器管束顶部水箱。（4）卤水通过装置，在换热管顶部的卤水分布件流入管内，均匀地分布在管子的内壁上，呈薄膜状，受地引力下降至底槽。部分卤水沿管壁下降时，吸收管外蒸汽所释放的热能而蒸发了，蒸汽和未蒸发的卤水一起下降至底槽。（5）底槽内的蒸汽经过除雾器进入压缩机，压缩蒸汽进入浓缩器。
（6）压缩蒸汽的潜热传过换热管壁，对沿着管内壁下降的温度较低的卤水膜加热，使部分卤水蒸发，压缩蒸汽释放潜热时，在换热管外壁上冷凝成蒸馏水。（7）蒸馏水沿管壁下降，在浓缩器底部积聚后，被泵经换热器，进储存罐待用。蒸馏水流经换热器时，对新流入的卤水加热。
（8）底槽内部分卤水被排放，以控制浓缩器内卤水的浓度。
晶种法技术：可以解决蒸发器换热管的结垢问题，经处理后排放的浓缩废水，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。上述循环过程，周而复始，继续不断地进行。
（二）晶种法技术
如废水里含有大量盐分或 TDS，废水在蒸发器内蒸发时，水里的 TDS很容易附着在换热管的表面结垢，轻则影响换热器的效率，严量时则会把换热管堵塞。解决蒸发器内换热管的结垢问题，是蒸发器能否用作处理工业废水的关键。RCC成功开发了独家护有的“晶种法”技术，解决了蒸发器换热管的结垢问题，使他们设计和生产的蒸发器，能成功地应用于含盐工业废水的处理，并被广泛采用。应用“晶种法“技术的蒸发器，也称作“卤水浓缩器”(Brine Concentrator)。经卤水浓缩器处理后排放的浓缩废水，TDS含量可高达300,000 pp，通常被送往结晶器或干燥器，结晶或干燥成固体，运送堆填区埋放。
“晶种法”以硫酸钙为基础。废水里须有钙和硫化物的存在，浓缩器开始运作前，如果废水里自然存在的钙和硫化物离子含量不足，可以人工加以补充，在废水里加添硫酸钙种子，使废水里钙和硫化物离子含量达到适当的水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子含量达到适当水平。废水开始蒸发时，水里开始结晶的钙和硫酸钙离子就附着在这些种子上，并保持悬浮在水里，不会附着在换执管表面结垢。这种现象称为“选择性结晶”。卤水浓缩器通常能持续运作长达一年或以上，不才需定期清洗保养。在一般情况下，除了在浓缩器启动时有可能添加“晶种外”，正常运作时不需再添晶种。
（三）混全盐结晶技术
1、混全盐结晶技术的应用
卤水浓缩器可回收卤水里95%至98%的水份，剩余的浓缩卤水残液，含有大量的可溶固体。在有些地区，卤水残液被送往蒸发池自然蒸发，或作深井压注处理。但很多地区，如美国西南部的科罗拉多河流域，为了防止浓缩卤水排放蒸发池或作深井压注处理后渗出，对水源造成二次污染，沿岸的工矿企业产生的废水，必须作“零排入”处理。如残液的流量很小，则可用干燥器把残淮干燥成固体，收集后送堆场填埋；如残液量较大，用结晶器把残液里的可溶固体给晶后收集填埋，是更经济的处理方法。
一般生产性化工结晶程序，如氯化钠、硫酸钠等化工商品的生产，仅需要处理一种盐类的结晶，这类单盐卤水的结晶工艺，比较容易掌握，但工业污水里所含的的盐份，种类繁杂，甚至含有两种盐份组成的复盐。有多种盐类并存的卤水会在结晶器内产生泡沫和具有极强的腐蚀性，同时多种不同盐类的存在，会造成卤水不同的沸点升高。不同成度的结垢，对设备的换热系数产生不同程度的影响。通过数十年的研究和实践我们掌握了一套混合盐类结晶技术，累积了丰富的经验。验室对混通过实合盐卤的分析，准确检定卤水里各种盐类的成份和溶量，准确判断各种盐类对设备的影响，采用不同的设计参数，并在这基础上进行系统设计，为用户提供适合的，经济和可靠的设计，制定可行的操作和维修方案。
2、混全盐结晶技术的设备与工艺流程
用作混合盐结晶的结晶器，可用蒸汽驱动，也可用电动蒸汽压缩机驱动，后者是能效较高的系统。
强制循压缩蒸汽结晶器：强制循环压缩蒸汽结晶器是热效率最高的结晶系统，系统所需的热能，由一台电动蒸汽压缩机提供。它的主要工作程序如下：
（1）待处理浓卤水被泵进结晶器。
（2）和正在循环中的卤水混合，然后进入壳管式换热器。因换热器管子注满水，卤水在加压状态下不会沸腾并抑止管内结垢。
（3）循环中的卤水以特定角度进入蒸汽体，产生涡旋，小部卤水被蒸发。（4）水分被蒸发时，卤水内产生晶体。
（5）大部卤水被循环至加热器，小股水流被抽送至离心机或过滤器，把晶体分离。
（6）蒸汽经过除雾器，把附有的颗粒清除。
（7）蒸器经压缩机加压，压缩蒸汽在加热器的换热管外壳上冷凝成蒸馏水，同时释放潜热把管内的卤水加热。
（8）蒸馏水收集后，供厂内需要高质蒸馏水的工艺流程使用，在某些条件下，结晶器产生的晶体，是很高商业价值的化工产品。这种高效结晶器的主要优点有： a 设备体积小，占地面积也小。b设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16KW/H。回收率高达98%，而且回收的是优质蒸馏水，所含TDS小于10PPM，稍做处理即可作高压锅炉补给水，用钛合金制造,合作寿命长达30年。
四、GE RCC Thermal Products “零排放”处理设备的特点
1、同其他废水处理设备比，GE RCC Thermal Products的设备体积较小，占地面积也较小。
2、设备能耗低，盐卤浓缩器处理一吨废水耗电最低仅16 KWh；根据热动力学计算，卤水浓缩器的热效率是单效(Single Effect)闪蒸系统的 27倍，或四效闪蒸系统的7倍。
3、GE RCC Thermal Products的零排放系统能真正做到“零排放”，回收高达98%以上废水中水分含量，而且回收的是优质蒸馏水，所含 TDS小于10ppm, 稍作处理，即可作高压锅炉补给水。
4、GE RCC Thermal Products零排放的关键设备，用高质量的钛合金制造，设备使用寿命长达30年或以上。
5、“晶种法”技术的应用，解决了设备结垢问题，RCC设备能持续运作一年或以上，不用经常清理保养，不影响厂、矿的正常生产。
6、GE RCC Thermal Products设备自动化程度高，容易操作。
7、设备易于保养，所有需要保养清洗的部位，工作人员都能进入。
8、GE RCC Thermal Products的设备，依据用户的客观条件, 单独设计和制造，满足用户的需要。
工业废水的排放，不仅给生态环境造成了严重的危害，而且也为企业带来了沉重的压力，工业废水的零排放始终是工业化生产的环保目标，因为只有这样才能真正实现人类社会的可持续发展。我的专业是化学工程与工艺，主要包括三个学科：煤化工，高分子和精细化工。我选修这门课程是因为对这门课程的喜好还有对当今社会所存在的问题的感概，并希望通过这门课了解跟多关于环保的知识。结合有关知识我就觉得化工与环境是两个十分紧密的学科化工的研究成果最终可以应用于环保方面的处理工作。
结合以上的Ro工业废水处理技术，其主要材料是纳米高分子膜,而我们知道很多物质是有吸附作用的，并且物质的比表面积越大吸附作用就会越强尤其是分子直径达到纳米级的材料它的选择透过性和吸附作用是非常明显的，同时由于这种工序所需的能源和投入不是很大，因此在现在的废水处理市场咱有比较大的份额。处理后的水有纯水和浓缩废水之分，浓缩废水很难利用，如果排放到环境中对环境的影响势必很大。
RCC废水处理技术的主要技术是压缩循环蒸汽技术，“晶种法技术”、“混合盐结晶技术”尽管RCC技术能达到所谓的“零排放”但并不是真正意义上的零排放它只是达到了废水对环境的零排放而由卤水结晶残留下来的晶体则被掩埋，我们不知道过程是怎样的，但是被掩埋的固体物质不可能是不溶解的一旦溶解之后其所含的有毒重金属离子就会污染我们的地下水系统。同时我们也能看出其设备的条件有些许苛刻，采用高质量的金属钛合金，钛是一种稀少的贵重金属，价格堪比黄金，所以这种技术只是在经济层次的“零排放”技术。
结合我的专业的学科——化学，我想谈谈零排放技术对煤开发和利用的影响。我们知道煤是多种物质的混合体，有机物，无机盐等等煤的开采过程中洗煤是废水的主要来源过程，废水中主要含有一些能溶解的有机物，比如说苯的衍生物还有就是能溶解的无机盐其中包括一些重金属离子的盐类（Hg，Pb，As等）处理有机物我们可以采用湿式氧化法将有害的有机物氧化成对环境无害的CO2和H2O；处理有毒的重金属盐我只能采用沉淀的方法将其收集根据不同的物质有不同的可用性采用不同的沉淀剂最终将沉淀重复利用，从而减少对环境的污染。
最后，零排放技术只是在人能力范围内的理想状态，并且在某一行业或领域的孤立的零排放是不可能的，它涉及到许多学科和领域，只有不同的领域间相互合作共同努力我们才能去实现“零排放”最终造福人类
第五篇：煤化工废水零排放案例分析
【环保】中煤图克煤化工废水零排放案例分析
工艺技术
2015年5月22日
文| 韩洪军 贾胜勇 李琨 徐春艳 哈尔滨工业大学 前言
EBA工艺是由哈尔滨工业大学研发的专门处理鲁奇炉、BGL炉以及低温裂解炉等产生的高浓度酚氨废水的组合处理技术。高浓度酚氨废水虽经酚氨回收工艺处理，但进入生化处理系统的废水成分依然复杂且有毒有害，其中酚化合物浓度可达200~1000mg/L、氨氮浓度可达100~300mg/L。EBA工艺通过提高废水可生化性、降低废水毒性、提高污泥活性等方面的技术使高浓度酚氨废水处理出水满足回用水的标准，为煤化工废水处理的安全稳定、节能低耗、连续和长周期运转提供有力保障。技术介绍
EBA工艺具有有机负荷高，组合性强，水力停留时间短，占地面积小，基建投资少，能耗及运行成本低等优点。该生物组合技术包括：EC外循环厌氧技术(external circulation anaerobic process)、BE生物增浓技术(biological enhanced process)、多级A/O(anoxic/oxic)脱氮技术为主体的系列生化处理技术，以及后续辅以高密度沉淀技术、高级氧化技术以及BAF(biological aerated filter)技术进行深度处理。
预处理环节采用氮气气浮除油技术（国家专利技术），氮气气浮可以避免因空气预氧化导致的废水色度加深、泡沫增加以及预氧化中间产物苯醌类物质难以生化降解的难题，为后续生化处理创造良好的条件。
EC外循环厌氧技术（国家专利技术）可以完成厌氧共代谢过程，在改善高浓度酚氨废水水质的同时，实现部分有机物的羧化和苯酰化的转变，避免多元酚向苯醌类物质的转化，降低后续好氧生物处理难度同时减轻运行负担。
BE生物增浓技术（国家专利技术）通过控制特定的水力条件、高生物添加剂、高污泥浓度、高污泥龄等参数，在低溶解氧状态下，使酚类物质的毒性得到有效降低，实现有机物去除、氨氮短程硝化反硝化和脱氮过程相结合的工艺。
多级A/O脱氮技术的回流比可以根据需要进行调整，针对BE生物增浓处理出水中剩余有机物和氨氮的C：N比不足的问题，对氨氮硝化和反硝化脱氮进行强化处理，多级A/O脱氮技术的缺氧与好氧交替的运行条件可以改善难降解污染物的性质，强化降解废水中剩余的有机污染物。高密度沉淀技术主要是通过活性硅藻土的物理化学吸附功能，进一步吸附去除多级A/O出水中难降解的COD，同时使活性硅藻土和污水中的悬浮物等一同沉淀。部分在沉淀污泥中的活性硅藻土以絮体的形式一起回流到吸附段的首段继续反应，部分活性硅藻土随沉淀污泥排至污泥脱水间。
高级氧化技术采用非均相臭氧氧化技术，非均相臭氧氧化技术是以产生·OH自由基等强活性自由基为目的的高级氧化过程，它遵循羟基自由基反应机理，具有更广阔的应用前景和使用范围。
BAF技术采用亲水性滤料，拥有吸附、截滤和生物降解的功能，对废水中剩余有机物和氨氮等进行进一步处理。典型案例
中煤鄂尔多斯能源化工有限公司废水处理工程处理对象为BGL气化炉废水，该废水特点包括：①废水中表面活性物质较多，好氧曝气时泡沫很大；②废水中的油类物质呈乳状态，采用隔油及加压气浮等工艺，去除效果较差；③废水中的主要污染物成分有单元酚、多元酚、氨氮、有机氮、脂肪酸及其它较少量的芳香烃、萘、蒽、噻吩、吡啶等难降解有机物，废水的可生化性较差（B/C小于0.3）；④废水中主要污染指标为：COD=3500-4000 mg/L，BOD=900-1120 mg/L、总酚=600-800 mg/L、氨氮=250-350 mg/L，废水水量=350 m3/h。中煤鄂尔多斯能源化工有限公司废水处理工程于2012年5月开始施工建设。2014年1月，哈尔滨工业大学技术团队指导该废水处理工程的调试，目前进水负荷已经达到设计能力，该企业的废水处理工程经过15个月的稳定运行，生化处理系统的出水100%回用至原水系统。每天有600-720吨的高浓水进入蒸发器系统，最终产生12-20吨盐，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司废水处理工程实现了真正意义上的零排放。
3.1 工艺简介
中煤鄂尔多斯能源化工有限公司高浓度酚氨废水处理工艺流程如图1所示。
高浓度酚氨废水和厂区生活污水分别进入酚氨废水调节池和生活污水调节池进行水质和水量的调节。经分质预处理后的生活污水和酚氨废水经厌氧配水井混合后进入EC外循环厌氧塔，该工艺可以降低酚氨废水的毒性，提高其可生化性同时降低COD和总酚的浓度。EC外循环厌氧塔的出水进入BE生物增浓系统之前需经厌氧循环池进行厌氧泥的循环，沉淀污泥排至厌氧配水池经厌氧提升泵重新进入EC外循环厌氧塔。BE生物增浓系统采用廊道设计，即酚氨废水先经环形的外廊道后进入折流式的内廊道。多级A/O系统与二沉池合建，A/O系统采用折流式廊道设计，末端设置沉淀池。多级A/O系统廊道底部均匀设置曝气装置，通过阀门控制其启闭，可以根据进水水质调整A池和O池的相对池容比例，使有机物的去除和脱氮达到最优效果。为提高臭氧高级氧化的效果，在二沉池出水进入臭氧接触氧化池之前先经高密度沉淀池去除悬浮物，以提高臭氧氧化的效率。经臭氧氧化的出水需经30min的缓冲停留，释放出水中未完全反应的臭氧，然后进入BAF滤池，进一步去除有机物和氨氮。
图2 中煤鄂尔多斯能源化工有限公司高浓度酚氨废水处理工程全景图
图3 各工艺出水色度变化
图4 浓盐水结晶堆场
图5 浓盐水结晶盐
3.2 运行指标
该废水处理工程主要用于COD、氨氮和酚的去除，经过15个月（2013.12-2015.03）的稳定运行，COD、氨氮、挥发酚和总酚的去除率分别达到98%，99%，100% 和98%，出水水质满足《中华人民共和国化工行业标准》HG/T3923-2007的《循环冷却水用再生水水质标准》要求。具体水质控制指标如下：
图6 清水池COD在线监测值
图7 清水池氨氮在线监测值 结论
哈尔滨工业大学韩洪军教授团队研发的EBA工艺成功应用于中煤鄂尔多斯能源化工有限公司废水处理“零排放”工程中，该工艺技术具备占地小、投资省、运行成本低、出水水质高、操作简单、运行稳定的特点。
自2014年1月起，中煤鄂尔多斯能源化工有限公司废水零排放工程运行17个月，全厂没有排放口，全部废水处理回用到原水系统统一调配。
EBA工艺的总投资为0.8万元/m3d（1000m3/h=1.9亿元），目前企业核算的运行费用2.85-3.15元/m3，该工艺与常规物化强氧化+生化等工艺相比，投资费用节省40-60%，运行费用节省50-80%，实现了真正意义上的废水处理零排放。
标签 废水零排放
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