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摘要：国家对燃煤发电站开始要求“零排放”，燃煤发电脱硫废水硬度高，振动膜的宽进液通道和膜面大剪切力可防止表面结晶，省却加药除硬，大幅减少蒸发量和蒸发器投资，使“零排放”达到经济可行。
关键词：振动膜;脱硫废水浓缩;除硬;蒸发;零排放
1燃煤发电脱硫废水处置要求
现时国家对已建和新建的燃煤发电站有要求废水“零排放”。脱硫废水是燃煤发电站最恶劣的废水，废水从处理到循环回用，通常分为三段。首先沉淀、加药除硬。第二段过滤分离悬浮物。第三阶段是蒸发固化，通常采用多效蒸发或MVR加结晶器。图1为脱硫废水“零排放”主要阶段示意。
烟气脱硫一般采用石灰石-石膏湿法，效率高、可靠性高，被燃煤电厂普遍采用。一般脱硫废水pH为微酸性、悬浮物约30000mg.L-1、含微量重金属、固含量约30000~40000mg.L-1。蒸发结晶对进水硬度有严格要求，为保结晶顺利，硬度越低越好，通常要求低于200mg.L-1。因此会加入碳酸钠把硬度沉淀，以溶解度高的Na+离子交换溶解度低的Ca++离子，防止蒸发器结垢。
蒸发技术一般采用多效蒸发或机械式蒸汽再压缩技术(MVR)，对硬度要求同样高。MVR是现时效率最高的蒸发技术，但在投资和营运的费用仍高。如何能在第三阶段提高浓缩比减少蒸发量成为当务之急。
2蒸发的投资和运行成本
蒸发回收是整个零排放要求的最终环节。因氯离子含量高，一般钢材腐蚀严重，需使用钛金属或其它特殊合金，制造成本高昂。近期业界多采用MVR，具规模的MVR建造成本约100万元/h∙t-1。除了建造成本，运行成本也是重要考虑因素。MVR使用蒸汽再压缩技术，提高蒸汽使用率，极具效益的MVR每吨进液蒸发成本约60至80元/t。
3膜浓缩的困境
为降低蒸发量，有些厂家采用RO膜技术进行浓缩。脱硫废水硬度达到30000mg.L-1，对膜进口和膜面产生严重堵塞。因此必需投药除硬，以脱硫废水的硬度，投药费用达到20~30元.吨-1，还有产生更大量含重金属污泥，增加外置费用。
为何卷式RO膜不能再提高浓缩比?在细心分析中主要有两个原因，第一是卷式RO膜的进入通道窄，第二是膜面剪切力不足，而不是高渗透压。见膜进口结垢堵塞见图2。
3.1通道结构
卷式RO膜组的进口空隙是膜层间隔离层的厚度，距离约只有0.5mm。有些RO膜组采用较大厚度的隔离层，但在高硬度的应用上效果不是很明显。不同盐的溶解度各有不同，单价盐，如纳、钾、氯盐的溶解度很高，双价盐如钙、镁盐的溶解度却非常低。当钙、镁盐进入RO膜，加上胶状COD，很容易累积在进口，产生堵塞。解决方法较简单，把膜与膜之间的空隙扩大。市面上一般采用平板膜设计的都可解决通道结构问题。
