1、蒸發(fā)結晶工藝概述
蒸發(fā)結晶工藝是化學生產(chǎn)中常見的單元操作，其主要用于化肥生產(chǎn)、火力發(fā)電等方面的廢水處理，從原理上來看，隨著溫度的升高，不飽和溶液中的溶劑會不斷揮發(fā)，而不飽和溶液在溶劑揮發(fā)的過程中則會逐漸轉變?yōu)轱柡腿芤�，之后再變�(yōu)檫^飽和溶液，在這一階段，溶質就會從過飽和溶液中析出。蒸發(fā)結晶工藝正是利用這一原理，將廢水中含有的有害溶質析出，從而實現(xiàn)廢水的有效處理，降低廢水的危害。蒸發(fā)結晶工藝一般可分為多效蒸發(fā)技術與機械熱壓縮技術兩種，其中多效蒸發(fā)技術是將多個蒸發(fā)器串聯(lián)起來運行，使其在進行蒸發(fā)操作時能夠利用更多的蒸汽熱能，進而提高水溶液的處理效果，具有著操作簡單、分離效果好、殘留濃縮液少、溶質容易處理、使用靈活等多種特點。而機械熱壓縮技術則是通過壓縮機對蒸發(fā)器中的二次蒸汽進行壓縮處理，使壓力、溫度得到進一步提高，之后再將二次蒸汽作為加熱蒸汽進行利用，以保證料液能夠始終保持在沸騰狀態(tài)下，同樣能夠起到提高熱效率與蒸汽利用率的效果。此外，這一技術還具有著能耗低、污染少、占地面積小、穩(wěn)定性高等特點。從目前來看，應用于火電廠脫硫廢水處理的蒸發(fā)結晶工藝主要以多效蒸發(fā)技術為主。
2、火電廠脫硫廢水的水質與危害
對于火力發(fā)電所產(chǎn)生的脫硫廢水來說，脫硫裝置、煤炭種類、脫硫裝置運行條件等因素都會對其水質造成不同的影響，因而不同火電廠的脫硫廢水水質往往存在著一定的差異。但從總體上來看，火電廠脫硫廢水中一般會含有鉀、鈉、鈣、鉛、汞、鋅、銅、鐵、非活性硅、氯化物、氟化物等污染物，這里以某電廠脫硫廢水的水質分析結果為例。對該電廠的脫硫廢水進行水質分析后發(fā)現(xiàn)，脫硫廢水中懸浮物≤70mg/L、化學需氧量≤100mg/L、氨氮在15~30mg/L左右、硫化物≤1.0mg/L、氟化物≤15mg/L、氯根離子約15000mg/L、硫酸根離子在1000~2000mg/L、鈣離子與鈉離子均大于1000mg/L，而銅、鐵、鋅、鉛、鋁、鎂、汞等金屬元素的含量則相對較少，大多在0.1~2.0mg/L。在這些污染物的影響下，脫硫廢水的危害也是非常之大的，一旦未能對其進行有效的處理，那么在排放后就會對環(huán)境造成極大的危害，例如脫硫廢水中的溶解性鹽會使地表水的含鹽量增高，從而造成土地鹽堿化，并導致水生生物大量死亡，甚至是造成區(qū)域內生物種群消失，破壞區(qū)域生態(tài)平衡。
3、火電廠脫硫廢水零排放對蒸發(fā)結晶工藝的應用方案
3.1 酸堿度調節(jié)
脫硫廢水的酸堿度大多處于失衡狀態(tài)，而這也是其危害的主要原因之一，因此，在零排放處理中，對于酸堿度的調解是非常重要的。一般來說，處理時首先要在廢水中加入石灰乳等化學試劑，將pH值調至6~7，為后續(xù)處理工藝環(huán)節(jié)創(chuàng)造良好的技術條件。火電廠處理脫硫廢水的反應池大多由3個隔槽組成，每個隔槽充滿后自流進入下個隔槽，化學試劑需要在脫硫廢水進入第1隔槽時加入，并通過不斷攪拌，以使化學試劑能夠與脫硫廢水實現(xiàn)充分融合，從而達到更好的中和效果。
3.2 重金屬沉淀
脫硫廢水中的重金屬排除通常會使用沉淀分離法，在脫硫廢水中，除活潑金屬外，大多數(shù)金屬的氫氧化物的溶解度較小，因此脫硫廢水一般采用加入可溶性氫氧化物，如氫氧化鈉等，而產(chǎn)生的氫氧化物沉淀則會將重金屬離子與廢水分離開來。但需要注意的是，由于不同pH值下金屬氫氧化物的溶度積相差較大，因而在反應時愛需要對廢水的pH值進行嚴格控制。
3.3 懸浮物與膠體物質處理
在經(jīng)過化學沉淀反應后，廢水中還含有許多細小而分散的顆粒和膠體物質，因此在處理過程中還需要加入一定比例的絮凝劑FeClSO4，使它們凝聚成大顆粒而沉積下來，在廢水反應池的出口加入陽離子高分子聚合電解質作為助凝劑，來降低顆粒的表面張力，強化顆粒的長大過程，進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀，使細小的絮凝物慢慢變成更大、更容易沉積的絮狀物，同時脫硫廢水中的懸浮物也沉降下來。
3.4 濃縮與澄清
經(jīng)過絮凝反應后，廢水還需要進行鹽水濃縮，絮凝物沉積在底部并通過中立濃縮成污泥，這樣一來，廢水的上部則為凈水。而絮凝物趁機而成的大污泥則會被排除，這是就需要在廢水池中設置在線監(jiān)測儀表來對廢水的pH值和懸浮物進行檢測，如果pH值和懸浮物達到排水設計標準則通過凈水泵外排，否則將其送回廢水反應池繼續(xù)處理，直到合格為止，而在這一過程中，廢水的TDS含量也會隨之降低。
4、結束語
綜上所述，脫硫廢水中含有大量污染物，直接排放對于環(huán)境危害巨大，而蒸發(fā)結晶工藝能夠對脫硫廢水的零排放起到關鍵作用，因此在未來將蒸發(fā)結晶工藝重視起來，并對其應用方法進行準確把握，是脫硫廢水實現(xiàn)零排放的一個重要方向。（來源：華電電力科學研究院有限公司）
