废水零排放

本技术针对基于膜法的火电厂废水处理的整体解决方案开展研究，研发了全膜法火电厂废水零排放技术路线和各工艺段的核心技术及装备，提出了“预处理+膜分盐浓缩+结晶”的全膜法工艺路线，突破了零排放系统受制于烟气或蒸汽、水回收率难以提高的技术瓶颈，填补了国内废水零排放完整工艺路线的空白，实现了废水零排放和资源化利用。形成了火电厂全膜法废水零排放、资源化回收技术，解决了现有的零排放系统占地面积大、水质适应性差、自动化程度不高、水回收率低、盐离子未资源化利用、运行费用高等问题。截至目前，该技术已成功应用于国内十多个废水零排放工程。促进了电力行业的科技进步，被人民网、中国能源报、国资委官网等称为“电厂废水零排放技术的引领者”。

燃煤电厂在生产过程中会产生大量含SO2的烟气，一般情况下采用湿法脱硫来处理，湿法脱硫需从烟气脱硫系统中外排部分废水以保证FGD(FlueGasDesulfurization)的安全性和可靠性。由于脱硫废水属于燃煤电厂的末端废水，具有高含盐量、高腐蚀性等特性，对其进行安全、稳定处理十分必要。

当前燃煤发电在整个发电行业内占比超过了70%，绝大多数的燃煤电厂采用“石灰石-石膏湿法脱硫工艺”对烟气进行脱硫。在环保政策驱使下，湿法脱硫废水成为治理重点。然而，目前脱硫废水零排放技术流派多，且均处于试点、技术验证阶段，解决结垢堵塞、能耗高、腐蚀、成本高等难题是当下行业研究焦点。 本项目适用于大型燃煤锅炉湿法脱硫工艺中脱硫废水零排放处置。本技术采用“低温烟气余热浓缩减量+消石灰调质+热风干燥固化”的工艺流程，利用燃煤锅炉烟气余热将脱硫废水浓缩减量，并用情性流化床技术，耗用少量热风将废水蒸干，所形成的固体颗粒物直接由锅炉烟气除尘单元捕集，从而实现废水零排放。

本项目旨在探索和开发出成本低、可靠性高、实用性强的脱硫废水零排放技术方案为燃煤电厂零排放系统选择和设计提供技术指导，推动废水零排放行业的技术进步。本项目结合理论分析、系统模型建立、试验与工程应用，历时近4年的研究探索，提出了多项零排放处理新工艺，并研发了系列处理装置。本项目提出了脱硫废水主烟道喷雾蒸发处理工艺，建立了完整的废水烟道喷雾蒸发模型，提出了利用低温烟气余热蒸发脱硫废水的新工艺，研制了以浓缩塔为核心的低温旁路烟气余热蒸发成套装置，提出脱硫废水间冷塔自然蒸发处理新工艺，提出了酸性脱硫废水-碱性炉渣废热中和蒸发处理技术，对脱硫废水零排放不同工艺方案加以集成和组合，可为不同条件下的工程应用提世指导。本项目研发成果可对电力行业清洁生产、水利用效率提高、污染物排放控制、环境风险降低等发挥积极促进作用，社会效益和环境效益显著。另一方面研发成果不仅可大幅降低零排放设备投资和运行成本，还可同步实现节约占地面积、降低土建工程量、方便运行检修的目的，可满足电厂“建得起、用得起、还好用”的愿望，实现脱硫废水的“低成本零排放”，经济效益明显。

5月16日，华电湖北发电有限公司黄石热电分公司“以空气为载体基于余热蒸发浓缩高盐废水及零排放技术”项目通过中国电力企业联合会科技成果鉴定。专家组一致认为，该成果整体达到国际领先水平，具有巨大的推广价值。

由湖北能源集团投资78亿元的湖北襄阳（宜城）火电项目拟新建2台100万千瓦超超临界燃煤发电机组，同步建设烟气脱硫、除尘、脱硝装置，可实现二氧化硫、氮氧化物、烟气等污染物超净排放和废水零排放。项目建成后年发电量约90亿千瓦时，年实现产值约29亿元，年实现税收约1.8亿元，计划于2023年底投产。

本科研项目主要解决火力发电厂循环水排污水深度处理过程中反渗透浓水、树脂再生废水和脱硫废水的混合废水，废水水质特点：（1）硬度高；2）含盐量高；为实现高盐废水的资源化利用进行研究并推广应用。资源化目标：产品水水质：优于《GB∕T 50050-2017 工业循环冷却水处理设计规范》6.1.3 再生水用于间冷开式循环冷却水系统补充水的水质指标 ；产品工业盐氯化钠品质达到《工业盐》GB/T5462-2015精制工业盐一级标准。 本项目采用一级三段+段间增压方式的纳滤分盐装置，回收率达85%；多段式反渗透采用35mil宽流道节能型超高压反渗透装置，回收率达85%；电力行业首次采用160bar碟管式反渗透技术浓缩高盐废水，减少后续工艺段的废水量。采用强制循环结晶工艺，得到高纯度99.46%氯化钠；产品NaCl盐采用高浓度次氯酸钠电解装置产出高浓度（8~10%）次氯酸钠产品，拓展了结晶盐的应用途径。通过试验研究确定了最优的药剂选型及加药量，选用孔径为0.05微米管式微滤装置，高效截留高盐废水中悬浮物和沉淀无机盐。 本项目的实施可以实现国家环境保护总局对火电机组新建工程进行竣工环境保护验收时，要求“各类废水经处理后全部回收利用”的目标。同时积极完成政府要求废水排放至黄河支流的各企业确保废水零排放工作要求，对于企业的可持续发展，及至彰显“华电品牌”具有积极的推动作用。 国家对于高盐废水零排放处理应该有积极的鼓励政策，对于火力发电厂，鼓励有“零排放电价”，与对待烟气超低排放的政策类似。这样，企业的积极性大大提高，很大程度上保护整体生态环境有良好的效应。

本项目成果主要创新点包括研究确定了最优的药剂选型及加药量，选用孔径为0.05微米管式微滤装置，高效截留高盐废水中悬浮物和沉淀无机盐。学科分类：应用化学。支撑专利号：ZL201410046353.5；ZL201620826302.9。提出了一级三段+段间增压方式的纳滤分盐装置，回收率达85%；开发了多段式反渗透采用35mil宽流道节能型超高压反渗透装置，回收率达85%；电力行业首次采用160bar碟管式反渗透技术浓缩高盐废水，减少后续工艺段的废水量。学科分类：应用化学。支撑专利号：ZL201510763559.4；ZL201620829910.5。研发了强制循环结晶工艺得到高纯度99.46%氯化钠；利用Nacl盐通过次氯酸钠电解装置产出高浓度（8~10%）次氯酸钠产品，拓展了结晶盐的应用途径。学科分类：应用化学。支撑专利号：ZL201620685167.0；ZL201510275955.2；本项目对缺水地区水环境改善具有积极意义。

本课题针对内陆电厂烟气-粉煤灰排放体系特点、海滨电厂海水循环冷却系统杀生 需求，首创性地提出旁路烟气蒸发、电解制氯资源化利用两种总体技术路线，并围绕关键装备开发、整体系统设计、设备运行控制等多项关键技术开展研究，开发了预处理-膜浓缩-旁路烟气蒸发系统设计方法、烟-水耦合自动运行控制方案和系统运行控制技术：开发了末端高盐废水膜脱氨耦合电解制氯、无软化纳滤分离耦合电解制氯技术，建成了示范工程，形成了经工程验证的成熟技术体系，可满足内陆、海滨各类电厂末端废水零排放改造的追切需求。