[发明专利]一种协同零排脱硫废水的燃煤电厂环保岛系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃煤电厂污染物综合治理领域，具体涉及一种协同零排脱硫废水的燃煤电厂环保岛系统及方法。

背景技术

随着《大气污染防治行动计划》(“大气十条”)和《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》的相继发布，到2020年，全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放，即在基准氧含量6％条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于5、35、50毫克/立方米，针对上述污染物的超低排放要求，燃煤电厂在炉后配置了环保岛系统，主要包括以SCR法脱硝(从安全生产的角度出发，还原剂的制备多采用尿素热解法)、湿法脱硫和电除尘设备为主的烟气净化系统。随后在2015年4月16日国务院印发的《水污染行动计划》(“水十条”)中明确提出，到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，“狠抓工业污染防止”成为重要任务。燃煤发电行业属于五大高用水行业之一，从经济运行和环境保护出发，节约发电用水，实现燃煤电厂废水“零排放”意义重大。

在现有的环保岛系统中，烟气脱硫最普遍采用的是石灰石-石膏湿法脱硫技术，其具有技术成熟、脱硫效率高、适用煤种广等优势，但该技术在运用过程中会产生一定量的脱硫废水。脱硫废水具有水质波动范围大、成分复杂、含盐量高(Cl^-、SO₄^2-等)、悬浮物含量高、腐蚀性强的特点，极大的增加了处理难度，因此实现脱硫废水的零排放已成为实现全厂废水零排放的关键。

目前国内应用最为广泛的脱硫废水处理工艺主要采用化学沉淀法，但是该法不能有效去除溶解的氯离子和氟离子，因此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；处于研发阶段的烟道喷雾法也存在亟待解决的难题：处理能力很低，未蒸发的脱硫废水会腐蚀烟道，蒸发的脱硫废水形成的垢很难清洗，容易造成烟道堵塞，若未对脱硫废水进行预处理，容易堵塞喷嘴。蒸发结晶法可以将废水中的盐进行分离，但是不能将不同价盐进行分离，且投资运行成本较高；膜浓缩法可将产生的淡水有效利用，但浓缩过程产生的浓水的无害化处置问题亟待解决。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种协同零排脱硫废水的燃煤电厂环保岛系统以及一种协同零排脱硫废水的方法。具体技术方案如下：

本发明在第一方面提供了一种协同零排脱硫废水的燃煤电厂环保岛系统，其包括烟气超净排放系统和脱硫废水零排系统，烟气超净排放系统至少包括脱硝反应器、电除尘器和湿法脱硫吸收塔，装置之间通过烟道相连；脱硫废水零排系统至少包括脱硫废水预处理及膜浓缩单元，浓水溶剂回用单元和浓水溶质回收单元。

在较优实施例中，上述烟气超净排放系统包括燃煤锅炉、脱硝反应器、空气预热器、烟气冷却器、电除尘器、引风机、湿法脱硫吸收塔、烟气再热器和烟囱，装置之间依次通过烟道相连。

在较优实施例中，上述脱硫废水零排系统的脱硫废水预处理及膜浓缩单元至少包括初沉池、中和-反应-絮凝三联箱、澄清池、污泥处置装置、超/微滤装置、高压反渗透装置、淡水工艺水箱、配套的废水输送泵、高压循环泵和清洗泵。

优选地，上述中和-反应-絮凝三联箱上设有药剂投加装置：中和除硬箱上设有NaOH和Na₂CO₃投加装置；反应箱上设有有机硫和絮凝剂投加装置；絮凝箱上设有絮凝剂和助凝剂投加装置。

优选地，上述高压反渗透装置由两段特种高压反渗透膜组件串联构成，第一段膜柱采用管网式高压反渗透膜组件-STRO，第二段膜柱采用碟管式高压反渗透膜组件-DTRO，均采用错流过滤形式。

优选地，上述高压反渗透装置的运行压力范围为70bar～80bar，脱盐率范围为96％～98％，回收率范围为60％～70％，淡水的TDS含量<2000mg/L，浓水的TDS含量范围为100000mg/L～130000mg/L。

优选地，上述淡水工艺水箱用于收集高压反渗透装置的淡水，并经淡水泵输送至厂区工艺水的消耗区域。

在较优实施例中，上述脱硫废水零排系统的浓水溶剂回用单元至少包括浓水工艺水箱、尿素溶解罐、尿素溶液储罐和尿素溶液高速循环模块。

优选地，上述浓水工艺水箱、尿素溶解罐、尿素溶液储罐和尿素溶液高速循环模块通过不锈钢管道相连，利用尿素溶液输送泵和尿素溶液循环泵实现尿素溶液的传输。

优选地，上述浓水工艺水箱用于收集高压反渗透装置的浓水，并经浓水泵输送至脱硝尿素区的尿素溶解罐，浓水的溶剂用于尿素颗粒的溶解。