1、蒸發結晶工藝概述

蒸發結晶工藝是化學生產中常見的單元操作，其主要用于化肥生產、火力發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，而不飽和溶液在溶劑揮發的過程中則會逐漸轉變為飽和溶液，之后再變為過飽和溶液，在這一階段，溶質就會從過飽和溶液中析出。蒸發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，從而實現廢水的有效處理，降低廢水的危害。蒸發結晶工藝一般可分為多效蒸發技術與機械熱壓縮技術兩種，其中多效蒸發技術是將多個蒸發器串聯起來運行，使其在進行蒸發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結晶工藝主要以多效蒸發技術為主。

2、火電廠脫硫廢水的水質與危害

對于火力發電所產生的脫硫廢水來說，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現，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，甚至是造成區域內生物種群消失，破壞區域生態平衡。

3、火電廠脫硫廢水零排放對蒸發結晶工藝的應用方案

3.1 酸堿度調節

脫硫廢水的酸堿度大多處于失衡狀態，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，為后續處理工藝環節創造良好的技術條件。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，直接排放對于環境危害巨大，而蒸發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）