2024年3月17日发(作者：吴逸)
生 态 与 环 境 工 程
2023 NO.4（上）
中国新技术新产品
电厂脱硫废水的零排放技术
陈宝荣 陈新梅
（江苏阚山发电有限公司，江苏 徐州 221134）
摘 要：目前，膜基技术是脱硫废水的零排放系统废水回用的有效手段，因此该文重点介绍了膜浓缩-蒸发
结晶工艺在电厂运行的实际效果，并探讨该技术的局限性。采用某电厂膜浓缩-蒸发结晶工艺对电厂废水进
行处理，以期达到废水技术零排放和资源回收利用的效果。结果表明，工艺对脱硫废水的回收率高，蒸发结
晶后的工业盐指标稳定，同时该工艺处理后的煤泥排干后可作为燃料回用，凝结水也可回用，实现资源的有
效回收。同时，该系统前三段工艺减少了75%的废水量，后续结晶盐纯度为98%，约占废水总量的1.5%。
关键词：电厂；脱硫废水；零排放技术
中图分类号：X 773 文献标志码：A
0 引言
由于我国用电量急剧增加，燃烧煤炭释放的污染气体
也有所增加。为了减少这些污染气体的产生，脱硫技术快
速发展。常见的脱硫技术有以下4种：湿式洗涤器、喷雾
干式洗涤器、吸附剂注射和可再生工艺
[1]
。由于石灰石烟
气脱硫系统的脱硫废水含盐浓度高，腐蚀设备，因此脱盐
效率很低。需要定期对脱硫浆进行稀释，用水清洗设备的
同时排放脱硫废水
[1]
。
目前，电厂脱硫废水由于成分复杂，通常含有悬浮固
体、盐（氯、硫酸盐）和镉、铅和汞等重金属，其通常呈
酸性，会引起设备的腐蚀和结垢等问题
[2]
。表1为安徽省
某电厂脱硫废水中的主要离子浓度，其中含有不能充分
利用的镁离子和氯离子。随着脱硫废水循环，氯离子浓度
增加，使废水呈酸性。石灰石的溶解被抑制，导致腐蚀。
因此，不正确处理脱硫废水就会造成严重的环境问题
[1]
。
目前，低温浓缩-高温蒸发工艺、膜浓缩-蒸发结晶
工艺以及离子置换电渗析-蒸发工艺是目前电厂废水零排
放的主流工艺。其中，与其他两种工艺相比，膜浓缩-蒸
发结晶工艺效果更稳定、投资运行成本低以及具有一定经
济效益
[3]
。对此，该文以某电厂废水零排放技术的运行数
据为依托，详细分析了膜浓缩-蒸发结晶技术在该项目中
的应用情况，以期为电厂脱硫废水的零排放技术的发展提
供参考。
表1 某电厂脱硫废水中主要离子浓度
离子
（mg/L）
数值
钙
离子
1971.12
镁
离子
5440.53
钠
离子
1078
氯
离子
硫酸
根
镉
离子
0.17
化学需
氧量
3.87
SS
5477
排放。其设计的进水指标为pH7~9，COD 80mg/L~100mg/L，
氯离子11000mg/L~1500mg/L，BOD3.8mg/L~4.0mg/L。出水
指标符合我国回用水指标标准，末端产物的蒸发结晶达到
《工业盐》一级标准
[4]
。
2 运行情况
2.1 处理水质和工艺流程
由于膜浓缩-蒸发结晶工艺成本最低，因此该文主要
对其工艺的应用进行分析。某电厂烟气脱硫系统均采用湿
法脱硫工艺，废水量共计40 m
3
/h，水质情况见表2，符合
设计要求。由表2可知，该进水水质钙镁含量以及钠和氯
离子含量高，属于高硬度和高含盐废水。
表2 某电厂烟气脱硫废水设计水质
离子
（mg/L）
数值
pH
8
COD
＜30
氯离子
＜12000
硫酸根
＜4500
化学
需氧量
＜3.87
SS
＜65
17204.34683.4
某电厂脱硫废水先通过泵送至废水收集池进暂存和
均质。该项目的废水收集池为地上池，做了密闭防腐以及
配套除臭系统。由于该废水COD和化学需氧量较低，因此
可以存放一段时间，无须担心因为处于厌氧条件下进而酸
化。经过缓存和调节水质水量后，废水进入反应池去除钙
镁离子。随后泵送至管式膜系统和纳滤系统去除盐离子。
进膜系统处理后的废水进入SCRO和DTRO膜系统，对废
水进行减量。最后将浓缩液送至MVR蒸发器，对固体盐
进行提纯。同时反应池和管式膜的污泥分布进入污泥机和
污泥池，随后一起外运至碳酸钙浆液取脱硫塔。纳滤系统
产生的浓缩液和污泥脱水机产生的废水，又重新泵送至废
水收集池暂存
[5]
。工艺流程如图1所示。
1 项目概述
2.2 运行效果简析
某电厂始建于2005年，主要用于供给电网用电和工
针对某电厂烟气脱硫废水的硬度高和总含盐量高的
业园区供热，共配备2台装机容量为60万kW的发电机，
特点，在预处理阶段，设置石灰、氢氧化钠和碳酸钠药剂
年发电量约为50亿度。由于建设久远，因此其产生的脱
的加药装置，用来去除镁、钙离子。同时设置管式超滤
硫废水水质波动大、钙镁离子含量高。由于国家对电力能
膜用来去除重金属离子。同时，增加分盐设备，进一步进
源行业的改革，该电厂开始进行电厂脱硫废水的无害化和
行分盐处理，并对高品质工业盐、高品质石灰石浆液进行
零排放处理。
回收，减少固体废物的排放量。膜浓缩单元采用双模系统
对该某电厂采用膜浓缩-蒸发结晶工艺进行脱硫废水
（SCRO＋DTRO），主要对废水进行浓缩减量，使后续的
处理。其主要原理是脱硫废水经过预处理，然后通过膜法浓
产废水量降低了75%。在最后的蒸发结晶阶段，该电厂设
缩。最后，对废水进行蒸发和结晶，以实现脱硫废水的零
置纳滤分盐系统，保证后续产盐和减量稳定
[5]
。
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- 133 -
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2023 NO.4（上）
生 态 与 环 境 工 程
脱硫废水
废水收集池反应池管式膜纳滤
脱水机污泥机
污泥池
浓水
固体盐外运
MVR蒸发器
DTRO膜
淡水
硫酸钙浆液去
脱硫塔
回用水池
浓水
淡水
SCRO
冷凝水
图1 零排放工艺流程图
进入零排放工艺的水量为40 m
3
/h，进入蒸发结晶的水
量约为10 m
3
/h，经蒸发结晶后，系统后端出水为0。经过
预处理和管式超滤膜过滤后的产水水质稳定，满足DTRO
进水要求，系统产水量为40 m
/h。
该零排放工艺共设置2套 DTRO和SCRO装置，总处
理量均为8 m
3
/h，浓水进入蒸发结晶处理单元进行蒸发结
晶处理。进入DTRO处理单元的废水经初步浓缩减量，回
收率为45%。
经双膜系统后的浓盐水含盐量为120 000 mg/L，减水
电厂废水经预处理加药软化和提纯处理后，
量约为8 m
/h。
进入后续单元主要为高盐废水。高盐分废水进入蒸发浓缩
单元后，结晶盐析出经干燥、打包后外售，进而实现废水
零排放。同时，产盐达到《工业盐》一级标准。
整体来说，该工艺对脱硫废水的回收率高，废水中的
煤泥排干后可作为燃料回用，凝结水也可回用。然而，该
工艺也受到污泥产率高、反渗透系统操作压力高、进口膜
成本高等因素的限制
[6]
。
3
3
提高进水中 SO
4
2-
浓度，促进反应式1的反应平衡，进而
减少Ca
2+
。同时，未截留的Na
+
和Cl
-
进入后续浓缩单位，
进而获取高品质的结晶盐提取。
表3 预处理+管式膜进水、产水水质
项目
COD
Ca
2+
Mg
2+
SO
4
2-
Cl
-
项目
TDS
Na
+
SO
4
2-
Cl
-
进水（mg/L）
27.41
860
3300
3500
1000
产水（mg/L）
25.11
2.78
16.47
31600
980
去除率（%）
8.61
98.7
98.9
8.92
7.45
产水（mg/L）
11700
3300
60
5000
表4 管式超滤膜的出水水质
进水（mg/L）
54000
19000
36000
2600
CaSO
4
Ca
2
+SO
4
2-
（1）
3.3 双膜系统装置效果分析
SCRO是双模系统中专门用于高盐进水的新型膜，可
以用于高盐废水的初步浓缩减量，具有一定抗污染特性、
耐压等级高等优点。该研究中，经预处理、管式膜和纳
滤膜的处理，进SCRO系统主要是含有浓度约为1.5%的
NaCl溶液。经SCRO 的截留技术，实现对NaCl高效的拦
3 技术分析
3.1 预处理+管式膜的去除效果分析
由表3可知，预处理对进水COD、SO
4
以及Cl的
去除效率较低，分别为8.61%、8.92%和7.45%。对水质
分别达到98.7%和98.9%。这
Ca
和Mg的去除率较高，
可能是因为预处理中添加碱性物质，与Ca
和Mg形成
沉淀。同时，管式膜通过截留分离亚纳米级以及更大的悬
药管式
浮物颗粒，在预处理阶段去除Ca
2+
和Mg
2+
。同时，
2+2+
2+2+
2-
-
截效果。同时，更高浓度的浓盐水经进入DTRO膜，进
一步浓缩减量。DTRO后续的产废水量降低75%，经过
SCRO和DTRO双膜系统的初步浓缩后，产水回收率可达
120
截留率
截
留
率
及
回
收
率
/
%
80
回收率
40
膜对水中的阴离子缺少拦截阻流的作用，因此对SO
4
2-
以
及Cl
的去除效果较低。该工艺与传统的“石灰+碳酸钠
软化+沉淀池+过滤器处理”相比，大幅缩短工艺路线并
减少占地面积并且产水水质稳定，便于维护和管理。
-
3.2 纳滤膜的去除效果分析
预处理+管式膜SO
4
2-
以及Cl
-
的去除效率较低，需要
补充纳滤系统对其进行去除。纳滤主要是截留二价离子，
使一价离子通过。通过运行数据分析，纳滤系统对SO
4
2-
的
去除率为93.4%。随后纳滤产生的浓缩液回流至预处理段，
0
2040
试验时间/min
6080100
图2 双模系统截留率和回收率
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到 80％以上。
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3.4 MVR蒸发工艺分析
电厂脱硫废水经过上述预处理和初步浓缩后进入
MVR蒸发结晶段。基于纳滤系统的分盐效果以及双模系统
的初步浓缩，进入蒸发系统的水中含盐量极高（见上文）。
一般来说，蒸发阶段中98%以上为氯化钠。蒸发结晶工艺
通过不断升高温度，达到溶液的蒸发温度后，不饱和溶液
中的水份进而挥发。由于大量的能量输入，因此该过程运
行成本较高。经过该过程后，不饱和溶液逐渐转变为饱和
溶液，然后再变为过饱和溶液。此后，溶质即氯化钠会从
过饱和溶液中析出。该研究中采用工艺较为成熟、能耗低
和运行稳定的MVR蒸发结晶系统，对高浓度的出水进行蒸
发结晶。该项目的MVR蒸发结晶器为闪蒸罐和结晶器高度
集成的一体化设计，闪蒸罐与结晶器短程互连设计，通过
协调优化结晶器出口与闪蒸罐入口的对应位置，设计最佳
的管程方向和最短的管程距离，避免了高浓度盐溶液在管
程中出现结晶堵塞管道的情况，同时，最大程度地减少高
浓度盐溶液在管程流动中热量的损失。蒸发结晶后可获得
NaCl结晶，纯度高于98.0%的NaCl。
维护和管理，因此属于固定的电厂额外开销
[7]
。考虑到该设
计的设计余量较大且废水收集池的设计负荷取值较高，因
此在运行稳定后，当该电厂在发电量处于平均和低峰时段
时，将周围的电厂的脱硫废水进行低价处理，用来平衡开
支。4）该工艺以膜系统为基础，因此会存在膜系统时常更
换或者维护等问题。同时，纳滤系统产生的浓缩液虽进行了
回用处理，但仍未做到全量化。对此，有研究发现，MVR
法可用于膜系统浓缩液体的全量化处理系统。该模式也早
已应用于垃圾渗滤液的处理工艺中。但考虑到MVR系统用
于蒸发结晶后的盐须用于后续出售，因此未将其与膜系统
浓缩液进行协同处理。为避免膜系统频繁更换，使系统运
行稳定，电厂依托厂内酸碱药剂对其进行反冲洗，以保证
其效率。
4 结语
随着对国内环保意识和节能要求的不断提高，人们越来
越重视电厂脱硫废水零液排放。将低温浓缩-高温蒸发工
艺、膜浓缩-蒸发结晶工艺以及离子置换电渗析-蒸发工艺
在不同电厂的应用效果进行对比，虽然3种工艺均能在一定
程度上使电厂脱硫废水实现零排放，但是仍然存在如膜系统
更换频繁或者占地面积大等缺点。同时对膜浓缩-蒸发结晶
工艺进一步分析发现，其降水量稳定、产盐质量高，可作为
目前的主流工艺。
对运行情况进行进一步分析发现，结合现有电厂运行
情况，虽然该工艺效果可靠，但是运行成本是目前该工艺的
主要问题。同时后续的膜系统的维护和保养也是难以解决的
一个痛点。基于现有运行数据和技术进行分析， 电厂废水零
排放技术的未来发展方向主要集中在研究和制备具有稳定
性能、易于维护且经济实用的膜技术，并优化各项技术的参
数，以达到更高的能源效率和处理效果，从而实现电厂脱硫
废水零排放的目标。
3.5 项目运行分析
该零排放技术理论可行，调试阶段和试运行阶段均较
为顺利。但是，后续运行后，仍然出现一些问题。对此，该
研究结合该工艺在某电厂的实际运行数据，并结合工程经
验以及理论数据，对一些运行和技术问题进行总结。
具体分析如下：1）该项目预处理系统，即废水收集池
+反应池+管式膜+纳滤系统运行稳定。通过检测数据可
知，进水水质和质量在用电高峰期存在一些波动，然而并未
对整个系统的运行造成影响。在进行废水收集池设计的过
程中考虑了负荷系数，没有为节约土建费用而进行缩减调
整。同时，反应池的加药系统稳定，且进行一备一用，提
参考文献
高处理效率。同时，随着膜工艺的成熟，积累了有关工程
[1]张净瑞.管式微滤膜在电厂脱硫废水处理的应用研究[J].
经验，预处理与膜浓缩单元的设计与运行效果较好，为后
环境科学导刊， 2022，41（6）：44-48.
期纳滤分盐及膜电解工艺完善改造创造了有利条件。2）该
[2]杨若雪.电厂废水分类处理及回用技术研究与应用[J].中
工艺在初步设计阶段未考虑对MVR蒸发结晶后的结晶盐
国设备工程，2022（21）：231-233.
进行回收利用。该系统的MVR仅用于杂盐提纯，但前期运
[3]王铮，赵航，晋银佳，等.燃煤电厂高盐废水零排放处理
行的过程中出现了因主机叶轮结垢及高COD母液富集等导
技术及应用研究进展[J].电气技术与经济，2022（5）：69-71.
致蒸发过程须频繁停机、清洗的典型问题。同时，杂盐的
Zhao J， Lu J， et -liquid discharge technologies for
后续处置较为复杂。因为其结晶效率慢，纯度达不到要求，
[4]An W，
A review[J].Journal of Environmental
进而考虑将MVR进行升级改造，用于结晶盐回收。对此，
desulfurization wastewater：
Management，2022（321）：115953.
该工艺在原有的设计上增设了水质软化处理装置，同时在
[5]Yaqub M， Lee -liquid discharge（ZLD）technology for
MVR系统后增设三效蒸发器与母液干燥机，用以解决结构
resource recovery from wastewater： A review[J].Science of the total
和母液富集问题。3）确定该工艺前做过有关成本测算。该
environment， 2019（681）：551-563.
工艺的投资建设成本包括各设备购置费、废水池、反应池
[6]马双忱，于伟静，贾绍广，等.燃煤电厂脱硫废水处理技
和回用水池的土建费，运行成本主要来自水电消耗、药剂
术研究与应用进展[J]. 化工进展，2016，35（1）：255-262.
消耗以及人工成本。同时，增设水质软化处理装置和三效
蒸发器与母液干燥机后，工艺盐可以抵扣一部分运行费用，
[7]牛耀岚，胡伟，朱辉，等.燃煤电厂脱硫废水处理方法及
零排放技术进展[J]. 长江大学学报 （自然科学版），2019，16
同时回用水可以0.3元/t的费用进行抵扣。整体而言，该工
：72-78.
艺实际运行后，发现运行费用较设计时基本持平，但整体
（10）
需要电厂持续投入水电和消耗药剂，且需要增设人员进行
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电厂脱硫废水的零排放技术
陈宝荣 陈新梅
（江苏阚山发电有限公司，江苏 徐州 221134）
摘 要：目前，膜基技术是脱硫废水的零排放系统废水回用的有效手段，因此该文重点介绍了膜浓缩-蒸发
结晶工艺在电厂运行的实际效果，并探讨该技术的局限性。采用某电厂膜浓缩-蒸发结晶工艺对电厂废水进
行处理，以期达到废水技术零排放和资源回收利用的效果。结果表明，工艺对脱硫废水的回收率高，蒸发结
晶后的工业盐指标稳定，同时该工艺处理后的煤泥排干后可作为燃料回用，凝结水也可回用，实现资源的有
效回收。同时，该系统前三段工艺减少了75%的废水量，后续结晶盐纯度为98%，约占废水总量的1.5%。
关键词：电厂；脱硫废水；零排放技术
中图分类号：X 773 文献标志码：A
0 引言
由于我国用电量急剧增加，燃烧煤炭释放的污染气体
也有所增加。为了减少这些污染气体的产生，脱硫技术快
速发展。常见的脱硫技术有以下4种：湿式洗涤器、喷雾
干式洗涤器、吸附剂注射和可再生工艺
[1]
。由于石灰石烟
气脱硫系统的脱硫废水含盐浓度高，腐蚀设备，因此脱盐
效率很低。需要定期对脱硫浆进行稀释，用水清洗设备的
同时排放脱硫废水
[1]
。
目前，电厂脱硫废水由于成分复杂，通常含有悬浮固
体、盐（氯、硫酸盐）和镉、铅和汞等重金属，其通常呈
酸性，会引起设备的腐蚀和结垢等问题
[2]
。表1为安徽省
某电厂脱硫废水中的主要离子浓度，其中含有不能充分
利用的镁离子和氯离子。随着脱硫废水循环，氯离子浓度
增加，使废水呈酸性。石灰石的溶解被抑制，导致腐蚀。
因此，不正确处理脱硫废水就会造成严重的环境问题
[1]
。
目前，低温浓缩-高温蒸发工艺、膜浓缩-蒸发结晶
工艺以及离子置换电渗析-蒸发工艺是目前电厂废水零排
放的主流工艺。其中，与其他两种工艺相比，膜浓缩-蒸
发结晶工艺效果更稳定、投资运行成本低以及具有一定经
济效益
[3]
。对此，该文以某电厂废水零排放技术的运行数
据为依托，详细分析了膜浓缩-蒸发结晶技术在该项目中
的应用情况，以期为电厂脱硫废水的零排放技术的发展提
供参考。
表1 某电厂脱硫废水中主要离子浓度
离子
（mg/L）
数值
钙
离子
1971.12
镁
离子
5440.53
钠
离子
1078
氯
离子
硫酸
根
镉
离子
0.17
化学需
氧量
3.87
SS
5477
排放。其设计的进水指标为pH7~9，COD 80mg/L~100mg/L，
氯离子11000mg/L~1500mg/L，BOD3.8mg/L~4.0mg/L。出水
指标符合我国回用水指标标准，末端产物的蒸发结晶达到
《工业盐》一级标准
[4]
。
2 运行情况
2.1 处理水质和工艺流程
由于膜浓缩-蒸发结晶工艺成本最低，因此该文主要
对其工艺的应用进行分析。某电厂烟气脱硫系统均采用湿
法脱硫工艺，废水量共计40 m
3
/h，水质情况见表2，符合
设计要求。由表2可知，该进水水质钙镁含量以及钠和氯
离子含量高，属于高硬度和高含盐废水。
表2 某电厂烟气脱硫废水设计水质
离子
（mg/L）
数值
pH
8
COD
＜30
氯离子
＜12000
硫酸根
＜4500
化学
需氧量
＜3.87
SS
＜65
17204.34683.4
某电厂脱硫废水先通过泵送至废水收集池进暂存和
均质。该项目的废水收集池为地上池，做了密闭防腐以及
配套除臭系统。由于该废水COD和化学需氧量较低，因此
可以存放一段时间，无须担心因为处于厌氧条件下进而酸
化。经过缓存和调节水质水量后，废水进入反应池去除钙
镁离子。随后泵送至管式膜系统和纳滤系统去除盐离子。
进膜系统处理后的废水进入SCRO和DTRO膜系统，对废
水进行减量。最后将浓缩液送至MVR蒸发器，对固体盐
进行提纯。同时反应池和管式膜的污泥分布进入污泥机和
污泥池，随后一起外运至碳酸钙浆液取脱硫塔。纳滤系统
产生的浓缩液和污泥脱水机产生的废水，又重新泵送至废
水收集池暂存
[5]
。工艺流程如图1所示。
1 项目概述
2.2 运行效果简析
某电厂始建于2005年，主要用于供给电网用电和工
针对某电厂烟气脱硫废水的硬度高和总含盐量高的
业园区供热，共配备2台装机容量为60万kW的发电机，
特点，在预处理阶段，设置石灰、氢氧化钠和碳酸钠药剂
年发电量约为50亿度。由于建设久远，因此其产生的脱
的加药装置，用来去除镁、钙离子。同时设置管式超滤
硫废水水质波动大、钙镁离子含量高。由于国家对电力能
膜用来去除重金属离子。同时，增加分盐设备，进一步进
源行业的改革，该电厂开始进行电厂脱硫废水的无害化和
行分盐处理，并对高品质工业盐、高品质石灰石浆液进行
零排放处理。
回收，减少固体废物的排放量。膜浓缩单元采用双模系统
对该某电厂采用膜浓缩-蒸发结晶工艺进行脱硫废水
（SCRO＋DTRO），主要对废水进行浓缩减量，使后续的
处理。其主要原理是脱硫废水经过预处理，然后通过膜法浓
产废水量降低了75%。在最后的蒸发结晶阶段，该电厂设
缩。最后，对废水进行蒸发和结晶，以实现脱硫废水的零
置纳滤分盐系统，保证后续产盐和减量稳定
[5]
。
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中国新技术新产品
2023 NO.4（上）
生 态 与 环 境 工 程
脱硫废水
废水收集池反应池管式膜纳滤
脱水机污泥机
污泥池
浓水
固体盐外运
MVR蒸发器
DTRO膜
淡水
硫酸钙浆液去
脱硫塔
回用水池
浓水
淡水
SCRO
冷凝水
图1 零排放工艺流程图
进入零排放工艺的水量为40 m
3
/h，进入蒸发结晶的水
量约为10 m
3
/h，经蒸发结晶后，系统后端出水为0。经过
预处理和管式超滤膜过滤后的产水水质稳定，满足DTRO
进水要求，系统产水量为40 m
/h。
该零排放工艺共设置2套 DTRO和SCRO装置，总处
理量均为8 m
3
/h，浓水进入蒸发结晶处理单元进行蒸发结
晶处理。进入DTRO处理单元的废水经初步浓缩减量，回
收率为45%。
经双膜系统后的浓盐水含盐量为120 000 mg/L，减水
电厂废水经预处理加药软化和提纯处理后，
量约为8 m
/h。
进入后续单元主要为高盐废水。高盐分废水进入蒸发浓缩
单元后，结晶盐析出经干燥、打包后外售，进而实现废水
零排放。同时，产盐达到《工业盐》一级标准。
整体来说，该工艺对脱硫废水的回收率高，废水中的
煤泥排干后可作为燃料回用，凝结水也可回用。然而，该
工艺也受到污泥产率高、反渗透系统操作压力高、进口膜
成本高等因素的限制
[6]
。
3
3
提高进水中 SO
4
2-
浓度，促进反应式1的反应平衡，进而
减少Ca
2+
。同时，未截留的Na
+
和Cl
-
进入后续浓缩单位，
进而获取高品质的结晶盐提取。
表3 预处理+管式膜进水、产水水质
项目
COD
Ca
2+
Mg
2+
SO
4
2-
Cl
-
项目
TDS
Na
+
SO
4
2-
Cl
-
进水（mg/L）
27.41
860
3300
3500
1000
产水（mg/L）
25.11
2.78
16.47
31600
980
去除率（%）
8.61
98.7
98.9
8.92
7.45
产水（mg/L）
11700
3300
60
5000
表4 管式超滤膜的出水水质
进水（mg/L）
54000
19000
36000
2600
CaSO
4
Ca
2
+SO
4
2-
（1）
3.3 双膜系统装置效果分析
SCRO是双模系统中专门用于高盐进水的新型膜，可
以用于高盐废水的初步浓缩减量，具有一定抗污染特性、
耐压等级高等优点。该研究中，经预处理、管式膜和纳
滤膜的处理，进SCRO系统主要是含有浓度约为1.5%的
NaCl溶液。经SCRO 的截留技术，实现对NaCl高效的拦
3 技术分析
3.1 预处理+管式膜的去除效果分析
由表3可知，预处理对进水COD、SO
4
以及Cl的
去除效率较低，分别为8.61%、8.92%和7.45%。对水质
分别达到98.7%和98.9%。这
Ca
和Mg的去除率较高，
可能是因为预处理中添加碱性物质，与Ca
和Mg形成
沉淀。同时，管式膜通过截留分离亚纳米级以及更大的悬
药管式
浮物颗粒，在预处理阶段去除Ca
2+
和Mg
2+
。同时，
2+2+
2+2+
2-
-
截效果。同时，更高浓度的浓盐水经进入DTRO膜，进
一步浓缩减量。DTRO后续的产废水量降低75%，经过
SCRO和DTRO双膜系统的初步浓缩后，产水回收率可达
120
截留率
截
留
率
及
回
收
率
/
%
80
回收率
40
膜对水中的阴离子缺少拦截阻流的作用，因此对SO
4
2-
以
及Cl
的去除效果较低。该工艺与传统的“石灰+碳酸钠
软化+沉淀池+过滤器处理”相比，大幅缩短工艺路线并
减少占地面积并且产水水质稳定，便于维护和管理。
-
3.2 纳滤膜的去除效果分析
预处理+管式膜SO
4
2-
以及Cl
-
的去除效率较低，需要
补充纳滤系统对其进行去除。纳滤主要是截留二价离子，
使一价离子通过。通过运行数据分析，纳滤系统对SO
4
2-
的
去除率为93.4%。随后纳滤产生的浓缩液回流至预处理段，
0
2040
试验时间/min
6080100
图2 双模系统截留率和回收率
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生 态 与 环 境 工 程
到 80％以上。
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3.4 MVR蒸发工艺分析
电厂脱硫废水经过上述预处理和初步浓缩后进入
MVR蒸发结晶段。基于纳滤系统的分盐效果以及双模系统
的初步浓缩，进入蒸发系统的水中含盐量极高（见上文）。
一般来说，蒸发阶段中98%以上为氯化钠。蒸发结晶工艺
通过不断升高温度，达到溶液的蒸发温度后，不饱和溶液
中的水份进而挥发。由于大量的能量输入，因此该过程运
行成本较高。经过该过程后，不饱和溶液逐渐转变为饱和
溶液，然后再变为过饱和溶液。此后，溶质即氯化钠会从
过饱和溶液中析出。该研究中采用工艺较为成熟、能耗低
和运行稳定的MVR蒸发结晶系统，对高浓度的出水进行蒸
发结晶。该项目的MVR蒸发结晶器为闪蒸罐和结晶器高度
集成的一体化设计，闪蒸罐与结晶器短程互连设计，通过
协调优化结晶器出口与闪蒸罐入口的对应位置，设计最佳
的管程方向和最短的管程距离，避免了高浓度盐溶液在管
程中出现结晶堵塞管道的情况，同时，最大程度地减少高
浓度盐溶液在管程流动中热量的损失。蒸发结晶后可获得
NaCl结晶，纯度高于98.0%的NaCl。
维护和管理，因此属于固定的电厂额外开销
[7]
。考虑到该设
计的设计余量较大且废水收集池的设计负荷取值较高，因
此在运行稳定后，当该电厂在发电量处于平均和低峰时段
时，将周围的电厂的脱硫废水进行低价处理，用来平衡开
支。4）该工艺以膜系统为基础，因此会存在膜系统时常更
换或者维护等问题。同时，纳滤系统产生的浓缩液虽进行了
回用处理，但仍未做到全量化。对此，有研究发现，MVR
法可用于膜系统浓缩液体的全量化处理系统。该模式也早
已应用于垃圾渗滤液的处理工艺中。但考虑到MVR系统用
于蒸发结晶后的盐须用于后续出售，因此未将其与膜系统
浓缩液进行协同处理。为避免膜系统频繁更换，使系统运
行稳定，电厂依托厂内酸碱药剂对其进行反冲洗，以保证
其效率。
4 结语
随着对国内环保意识和节能要求的不断提高，人们越来
越重视电厂脱硫废水零液排放。将低温浓缩-高温蒸发工
艺、膜浓缩-蒸发结晶工艺以及离子置换电渗析-蒸发工艺
在不同电厂的应用效果进行对比，虽然3种工艺均能在一定
程度上使电厂脱硫废水实现零排放，但是仍然存在如膜系统
更换频繁或者占地面积大等缺点。同时对膜浓缩-蒸发结晶
工艺进一步分析发现，其降水量稳定、产盐质量高，可作为
目前的主流工艺。
对运行情况进行进一步分析发现，结合现有电厂运行
情况，虽然该工艺效果可靠，但是运行成本是目前该工艺的
主要问题。同时后续的膜系统的维护和保养也是难以解决的
一个痛点。基于现有运行数据和技术进行分析， 电厂废水零
排放技术的未来发展方向主要集中在研究和制备具有稳定
性能、易于维护且经济实用的膜技术，并优化各项技术的参
数，以达到更高的能源效率和处理效果，从而实现电厂脱硫
废水零排放的目标。
3.5 项目运行分析
该零排放技术理论可行，调试阶段和试运行阶段均较
为顺利。但是，后续运行后，仍然出现一些问题。对此，该
研究结合该工艺在某电厂的实际运行数据，并结合工程经
验以及理论数据，对一些运行和技术问题进行总结。
具体分析如下：1）该项目预处理系统，即废水收集池
+反应池+管式膜+纳滤系统运行稳定。通过检测数据可
知，进水水质和质量在用电高峰期存在一些波动，然而并未
对整个系统的运行造成影响。在进行废水收集池设计的过
程中考虑了负荷系数，没有为节约土建费用而进行缩减调
整。同时，反应池的加药系统稳定，且进行一备一用，提
参考文献
高处理效率。同时，随着膜工艺的成熟，积累了有关工程
[1]张净瑞.管式微滤膜在电厂脱硫废水处理的应用研究[J].
经验，预处理与膜浓缩单元的设计与运行效果较好，为后
环境科学导刊， 2022，41（6）：44-48.
期纳滤分盐及膜电解工艺完善改造创造了有利条件。2）该
[2]杨若雪.电厂废水分类处理及回用技术研究与应用[J].中
工艺在初步设计阶段未考虑对MVR蒸发结晶后的结晶盐
国设备工程，2022（21）：231-233.
进行回收利用。该系统的MVR仅用于杂盐提纯，但前期运
[3]王铮，赵航，晋银佳，等.燃煤电厂高盐废水零排放处理
行的过程中出现了因主机叶轮结垢及高COD母液富集等导
技术及应用研究进展[J].电气技术与经济，2022（5）：69-71.
致蒸发过程须频繁停机、清洗的典型问题。同时，杂盐的
Zhao J， Lu J， et -liquid discharge technologies for
后续处置较为复杂。因为其结晶效率慢，纯度达不到要求，
[4]An W，
A review[J].Journal of Environmental
进而考虑将MVR进行升级改造，用于结晶盐回收。对此，
desulfurization wastewater：
Management，2022（321）：115953.
该工艺在原有的设计上增设了水质软化处理装置，同时在
[5]Yaqub M， Lee -liquid discharge（ZLD）technology for
MVR系统后增设三效蒸发器与母液干燥机，用以解决结构
resource recovery from wastewater： A review[J].Science of the total
和母液富集问题。3）确定该工艺前做过有关成本测算。该
environment， 2019（681）：551-563.
工艺的投资建设成本包括各设备购置费、废水池、反应池
[6]马双忱，于伟静，贾绍广，等.燃煤电厂脱硫废水处理技
和回用水池的土建费，运行成本主要来自水电消耗、药剂
术研究与应用进展[J]. 化工进展，2016，35（1）：255-262.
消耗以及人工成本。同时，增设水质软化处理装置和三效
蒸发器与母液干燥机后，工艺盐可以抵扣一部分运行费用，
[7]牛耀岚，胡伟，朱辉，等.燃煤电厂脱硫废水处理方法及
零排放技术进展[J]. 长江大学学报 （自然科学版），2019，16
同时回用水可以0.3元/t的费用进行抵扣。整体而言，该工
：72-78.
艺实际运行后，发现运行费用较设计时基本持平，但整体
（10）
需要电厂持续投入水电和消耗药剂，且需要增设人员进行
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