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虽然多效蒸发把前效产生的二次蒸汽作为后效的加热蒸汽，但第一 效仍然需要不断补充大量新鲜蒸汽。多效蒸发过程需要消耗大量的蒸汽， 蒸发处理 1t 水大约需要消耗 0.5~1.5 t 蒸汽

蒸汽机械再压缩蒸发（MVR）系统在高盐废水的浓缩处理中有较多的应用。常用的降膜式蒸汽机械再压缩蒸发结晶系统，由蒸发器和结晶器两单元组成。废水首先送到机械蒸汽再压缩蒸发器（BC）中进行浓缩，经蒸发器浓缩之后，浓盐水再送到 MVR 强制循环结晶器系统进行进一步浓缩结晶，将水中高含量的盐分结晶成固体。其工作原理是物料经分配装置均匀分配于蒸发器各加热管内，物料在重力和真空诱导及气流作用下，成膜状自上而下流动，运动过程中与加热管外壁加热蒸汽 发生热交换而蒸发。降膜蒸发器是液膜传热 ，其传热系数高于其他形 式的蒸发器。

低温常压蒸发结晶技术（NED）是蒸发结晶一体化系统，是将废水加热到 40 ～ 80℃后，利用大流量循环风将水蒸发，然后在冷凝室将水汽凝结，废水在蒸发室不断浓缩直至结晶。经蒸发后的废水浓度不断升高，并达到饱和，达到饱和溶解度的盐从溶液中析出形成固体颗粒， 并通过固液分离器实现固体与溶液的最终分离。系统中采用热泵压缩机组在制备冷凝系统所需冷水的同时，将水中的热量转移用来加热原废水， 从而实现了系统内部能量的循环利用。低温常压蒸发结晶的设备不需要 将水加热至沸腾，在低温、常压的环境下运行。

3.3 膜系统与热法浓缩系统小结

如何选择浓缩系统成为零排放处理的关键，热法由于其静态投资较多而使其应用受到了限制，膜法作为废水的浓缩环节是目前水处理零排放的主要技术路线，经预处理、膜法深度浓缩处理后的浓缩废液含盐量 达 150000 mg/L 后进入后续蒸发结晶系统。但是，不可回避的问题是， 膜法（尤其是反渗透膜）由于其对进水的要求苛刻，不仅需去除结垢性 物质如钙、镁、硅等，还需去除有机物、悬浮物等，因而所需要的预处 理流程长，且加药量较大，会导致运行费用增加，且会增加污泥排放量； 另外，膜系统由于其特有的结构，正常使用寿命约为 5 年左右，处理高含盐废水的膜运行寿命可能会更短，使用 3 年左右可能会出现膜元件的无法恢复而更换，那么，在寿命期膜的更换费用也会相当可观。热法浓 缩根据现已有废水零排放的运行成果来看（神华榆林能源化工废水零排 放），浓缩可以达将近 30 倍，在进水含盐量约为 20000mg/L 左右的情况下， 浓缩废液含盐量可高 150000mg/L，目前运行效果较好；据有关资料介绍， 热法浓缩进水含盐量在高于 50000mg/L 时，可直接进蒸发系统，无须进 行预浓缩，蒸发浓缩倍率 10 倍以上效果较好，而结晶系统的浓缩倍率 不宜太大，宜为 2-3 倍。

4 脱硫废水处理经济性分析

4.1 预处理及预浓缩系统经济性分析

通过前述对脱硫废水处理技术的分析，预处理的主要目地是为去除结垢性离子，以满足后续系统的稳定运行，目前火电厂脱硫废水的预处理因石灰 - 碳酸钠软化 - 沉淀池 - 过滤器处理工艺较为成熟，应用较多； 预浓缩系统采用反渗透工艺较多，为防止反渗透膜有机物污染因素和结垢因素，在反渗透前设置纳滤膜或投加大量的阻垢剂及消除有机物药剂， 以去除和高倍率浓缩 COD 及其他有机污染物及易于形成结垢的二价阴离子和阳离子，由于投机药剂阻垢及消除有机物的影响需要精确的运行控制，对系统的稳定运行影响较大，故以纳滤 + 反渗透工艺作为预浓缩系统应用较多，本文以石灰 - 碳酸钠软化 - 沉淀池 - 过滤器（预处理） + 纳滤 + 反渗透工艺（工艺）为例进行经济性分析。

表 1 为一典型脱硫废水水质，以该水质为例分析预处理及与浓缩的设备如下：

预处理加预浓缩系统主要设备为：三联箱、反应池搅拌器、澄清器、 污泥浓缩池、原水箱、原水泵、污泥浓缩池搅拌风机、清水泵、废水提升泵、污泥循环泵、污泥排放泵、污泥脱水机、变孔隙滤池、纳滤混合水箱、纳滤原水箱、NF 原水泵、NF 保安过滤器、NF 高压泵、NF 装置、 反渗透低压给水泵、反渗透保安过滤器、反渗透高压泵、反渗透装置、 加药装置及仪表等。

预处理系统吨水建安工程费：4.13 万元，预浓缩系统吨水建安工程 费：18 万元，合计：22.13 万元。

吨水土建工程费：10.8 万元。 吨水静态投资合计 32.93 万元。

吨水年折旧额（按 15 年直线法折旧，不考虑残值）：2.2 万元，年 利息（按 80% 贷款，年利率 4.9%）：862 元。

吨水运行成本：20.08 元。

吨水完全成本：22.7 元。

4.2 深度浓缩 + 结晶系统经济性分析

浓缩分别以热法及膜法为例分析系统运行费用及投资。

4.2.1 以膜法深度浓缩

以膜法深度浓缩的主要系统工艺组合有：DTRO+ 强制蒸发结晶系 统工艺、FO+ 强制蒸发结晶系统等，DTRO 是专门针对高浓度料液的 过滤分离而开发的工艺，而 FO 正渗透工艺由于浓缩液的分离影响运行 的稳定性，系统还不是很成熟，故本文以 DTRO+ 强制蒸发结晶系统工 艺进行经济性分析。

DTRO+ 强制蒸发结晶系统工艺主要设备为：DTRO 低压泵、安过滤器、DTRO 电加热器、膜柱、加药装置、各类水箱、蒸发系统、结晶 系统、辅助系统等。

系统吨水建安工程费：分盐 310 万元，不分盐 244 万元。

吨水土建工程费：17 万元。

吨水静态投资合计分盐 327 万元，不分盐 261 万元。

吨水年折旧额（按 15 年直线法折旧，不考虑残值）：分盐 21.8 万元， 不分盐 17.4 万元，年利息（按 80% 贷款，年利率 4.9%）：分盐 1.07 万元， 不分盐 0.86 万元。

吨水运行成本：膜更换费用（每 3 年更换一次膜）7.6 元，蒸汽耗 量 5 元，电费 15 元，清洗费用 0.2 元，维护费用 1.7 元，药品耗量 0.2 元， 合计 29.4 元。

吨水完全成本：分盐 55.5 元，不分盐 50.2 元。

4.2.2 以热法浓缩

2016 年 11 月实地考察了陕西某化工项目的实际运行情况，介绍如下：系统流程为热法浓缩 + 结晶系统，来水水源为高效反渗透浓水 + 两级钠离子交换器的再生废水；原水系统流程为：两级高密度澄清池（石 灰、碳酸钠双碱法）—变孔隙滤池—超率装置—两级钠离子软化—高效 反渗透—清水至循环水系统，反渗透浓水及钠离子交换器的再生废水进入蒸发结晶系统，其中反渗透浓水浓缩倍率约为 10 倍，进入蒸发系统的水质如下：

蒸发系统采用的是垂直降膜蒸发器 +FC 强制循环结晶器，系统处理水量设计值为 40t/h，连续稳定运行 1 年多，运行中消耗的主要药剂为阻垢剂及消泡剂，运行费用 32.19 元 / 吨，完全成本：44.57 元（其中每吨水的消耗包括：电耗：25.54KWh, 蒸汽：89.17kg，药剂：7.87 元， 人工成本：2.64 元，设备折旧：12.38 元）。

系统静态投资折算为吨水为 245 万元。

吨水年折旧额（按 15 年直线法折旧，不考虑残值）：16.3 万元， 年利息（按 80% 贷款，年利率 4.9%）：0.8 万元。

吨水运行成本：32.19 元。 吨水完全成本：51.7 元。

5 关于固废

因水污染的日趋严重及水资源的匮乏，目前国家各部门均对废水的 处理及水源的合理利用均非常重视，就如同十几年前对废气的重视一样， 截至到目前，废气的处理已经比较成熟且得到了有效的治理，而水的处理（零排放）现在刚处于起步阶段，对固废的处理还没引起各级部门的重视，但是可以预见的是，随着废水零排放的大面积实施与应用，固废的产生量也会成为又一环境污染源，如何处理固废会成为又一环保课题。 脱硫废水作为电厂废水的末端处理系统，其废水水质成分复杂，且常含有重金属，有些重金属是第一类污染物，经处理可以固化到固废中，因 而如何界定固废的属性及如何处理成为固废处理的关键，一般固废处理 成本较低，约 2000~3000 元 / 吨，危废的处理成本会非常高，约 4500 元 / 吨左右，根据危废的定义，含有第一类污染物离子的化合物属于危废， 那么脱硫废水产生的固废将很大程度上会被定义为危废，危废的处理进 而又引发一系列的问题，如预防地下水的污染、渗滤液的处理，填埋场的处置等等问题，会对发电成本产生较大的影响。

吨水污泥产生量：预处理 + 预浓缩系统的污泥产生量为：0.006t, 按危废界定，浓缩结晶系统污泥产生量为：0.01t, 按一般工业固废界定。

6 废水处理系统对发电成本的影响

通过上述分析，废水处理主要按 3 大块分析，即废水预处理 + 预 浓缩单元，废水深度浓缩单元，蒸发结晶单元，针对不同的电厂水质不同， 废水来源不同，系统选择会有差别，本文以火电厂典型的脱硫废水水质作为分析，预处理系统采用双碱软化 + 过滤，预浓缩系统采用纳滤 + 反渗透工艺，深度浓缩系统分别按热法及膜法工艺进行分析，最后是蒸发结晶系统。

（1）各系统单元吨水静态投资合计为：采用膜法浓缩系统：分盐 360 万元，不分盐 294 万元；采用热法浓缩 245 万元。（2）吨水运行费 用为：膜法浓缩分盐 49.48 元，热法 32.19 元；（3）吨水年折旧及利息额： 采用膜法浓缩系统：分盐 24.1 万元，不分盐 19.7 万元；采用热法浓缩 19.4 万元。（4）固体废物吨水处理费用：47 元（危废处理费按 4500 元 / 吨，一般工业固废处理费按 2000 元 / 吨）。（5）加上固废的处理费用， 吨水运行费用膜法 96 元，热法 79 元；（6）废水处理对发电成本的影响。

按处理量 10t 考虑 , 以 2 台 350MW 机组为例，机组年运行小时按 7000h, 年利用小时数按 5000h 计 , 膜法对发电成本的影响约为 2.6 元 / MWh；热法对发电成本的影响约为 2.13 元 /MWh。

参考文献

[1]《火电厂废物综合利用技术》编写组 . 火电厂废物综合利用技术 [D]. 北京 : 化学工业出版社 ,2015.

[2] 王文兵 . 火电厂废水零排放改造方案 [J]. 电力建 设 ,2000,21(12):41-44.

[3] 朱法华 . 我国火电厂废水排放与利用 [J]. 电力科技与环保 ,2001,17(4):19-21.

[4] 朱法华 . 我国火电厂废水排放与利用 [J]. 电力科技与环保 ,2001,17(4):19-21.