燃煤发电是我国主要的供电来源，2017年火电装机容量占电力总装机容量的比重为62.4%.我国90%以上的火电厂采用“石灰石-石膏湿法脱硫”工艺处置熄灭废气.此工艺将烟气中烟尘、SO2、氮氧化物、氯化氢以及汞、铜、铅、砷、镉等污染物转化到废水中，使废水具有COD高、浊度高、含盐量高、易结垢等特性，其他的还有大量的重金属离子.脱硫废水水量大、水质动摇大、成分复杂、水质恶劣，是最难处置的废水之一，近年来国内关于脱硫废水的处置越来越注重。

  国内脱硫废水普通采用化学沉淀法、流化床法、电絮凝法处置工艺，设备工作不稳定，Enoch等应用微滤法处置经传统工艺处置的出水，出水悬浮物和重金属含量均到达荷兰的规范，但其盐分并未能到达工艺水回用请求.康勇应用纳滤膜处置经微滤处置后的脱硫废水，实验标明，当操作压力到达1.5MPa，浓差极化严重，膜面处盐分浓度大，处置后的废水中依然存在大量的结垢性离子。

  本研讨采用“化学除硬+外置式有机管式超滤膜+OCRO管网式反浸透”组合膜工艺对江苏省某电厂脱硫废水停止中试实验研讨，将超滤膜作为反浸透的前处置工艺，保证后续反浸透膜系统的连续稳定运转.OCRO管网式反浸透具有特殊的流体动力学和开放式的流道构造，减少死水区域，因而具有比较强的抗污染才能，另外由于其经济性，因此被普遍应用于高浓度、高盐度废水回用项目。本实验为膜别离技术在电厂脱硫废水零排放处置中的应用提供了根底实验数据。

  水样取自江苏省某电厂2×6000MW超临界燃煤发电机组石灰石-石膏湿法脱硫所产生的脱硫废水，经过预处置后(在反响罐停止化学除硬反响，然后在超滤循环罐停止酸调)，原水质与预处置后的水质状况见表1。

  脱硫废水的水质特性主要为：(1)pH为4～6，呈弱酸性;(2)悬浮物含量高，主要为灰分、惰性物质、絮凝沉淀物等;(3)含有微量的汞、铅、铬等重金属离子和砷、F-等非金属污染物;(4)含有大量Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等，水质较为复杂.由于高含盐量、高硬度，使脱硫废水有腐蚀性强、易结垢等特征。

  高装填密度超滤膜组件，型号KMTB0803，膜面积为6.4m2.科氏管网式反渗透膜(OCRO)组件，膜面积为25m2。整套设备是采用PLC自动控制，实验装置如图1所示。

  pH采用酸度计(上海雷磁，pHS-3C)停止测定;电导率采用SuntexSC-110电导率仪测定;COD采用重铬酸钾法停止测定;TDS测定采用台式MI170测定仪;Cl-采用硝酸银规范溶液滴定;总硅采用UV-2450紫外分光光度法测定。

  化学沉淀法预处置：采用两级廓清软化NaOH+Na2CO3，pH为10～12时，大多数盐以碳酸盐、碱类或金属氢氧化物方式构成沉淀，经过沉降池停止别离，脱硫废水经预处置后出水水质指标稳定，预处置后上清液经过重力自流至超滤循环罐，在循环罐中用盐酸将原水调至pH为6～8左右。

  超滤系统：超滤进水泵保送超滤循环罐原液进入有机管式超滤膜循环环路，浓水回流至预处置缓冲罐，产水流至OCRO原水罐。实验过程中经过对超滤循环泵的流量和压力的调理，进而控制管式超滤膜的产水通量和超滤系统操作压力反浸透系统：原水罐中的原水经过增压泵进入OCRO膜安装，经过保安过滤器过滤后送至OCRO膜系统处置，产水侧出水流至产水罐，浓水回流至浓水罐，实验过程中经过对浓水流量的调理，进而控制高压泵的操作压力和系统回收率。

  控制料液温度为35℃，循环流量为58m3/h，泵出口压力为0.2MPa，察看膜的运转状态。每10d化学洗涤1次，总共停止了5次化学洗涤。化学洗涤办法为：碱洗30min，有效氯200mg/L，用NaOH调理pH至10～11;酸洗30min，加柠檬酸至pH为3，然后加盐酸调理pH为2。化学洗涤后再用纯水清洗至中性，清洗完毕。化学药剂清洗过程中的药剂通量状况见图2(a)，药洗前后均匀通量状况见图2(b)，膜运转的状况见图3。

  由图2(a)可看出，经过1h的化学洗涤后，化学药剂的均匀通量为290L/(m2・h)左右。依据图2(b)可知，药洗后的纯程度均通量能到达310L/(m2・h)，而药洗后废水的通量在240L/(m2・h)左右。清洗后通量未呈现明显衰减现象。由图3可知，运转48d后，膜通量平稳，未见明显衰减.阐明该膜在此运转条件下，耐受性良好，可稳定运转。

  中试实验运转48d，调查超滤膜对SS、COD的去除效果，实验结果见图4、图5。

  进水SS、COD均匀值为27、150mg/L，出水的SS、COD均匀值分别为1、110mg/L，SS的去除率在95%以上，COD去除率仅为23%。可见，超滤膜对SS的截留率较高，但对COD的去除效果并不是很高，阐明超滤可拦截废水中的大分子物质和胶体微粒等.水中一局部COD以悬浮性、胶体性、溶解性的方式表征，能够以为，超滤对系统中的悬浮物、胶体态的COD有一定的截留作用，因而不同的水质状况超滤对COD去除率差别较大。经过超滤的预处置，可进步反浸透膜的进水水质，减轻后续反浸透膜的污染负荷。

  实验中经调酸后的水质pH为6～8，由图6可知，超滤膜能截住大局部的硅化合物，截留率为90%左右，超滤出水硅的浓度为4～6mg/L。由于硅化合物的分子构造十分复杂，普通状况下，硅化合物以胶体态、颗粒态、离子态存在，且随着水质的变化而变化。pH值越低，离子态硅酸化合物越少，胶体硅增加.经调酸后的废水中的硅主要以胶体硅的形态存在，普通胶体硅的微粒尺寸为0.2μm，依据超滤膜的孔径散布状况，超滤膜能截住颗粒态和胶体态硅化合物，而离子态，如硅酸分子则完整能够透过超滤膜。当膜运转一段时间后，超滤外表被拦截的悬浮物或大分子聚合物会不时积聚构成污堵层，污堵层透水性较差，会使产水水质降落并使膜污染严重，因而有必要定期对膜停止化学清洗。

  分别调查操作压力为7.0、7.2、7.4、7.6、7.8MPa条件时，回收率为75%，膜系统对电导率的去除效果，结果见图7。

  电导率是反响水纯洁度的一个规范，能较快的表征水中的盐度。由图7可知，随着压力的升高，产水电导率增加，反浸透进水电导率为29400μS/cm左右，当压力超越7.6MPa时，产水电导率急剧升高.当压力为7.0～7.4MPa时，电导率为700～900μS/cm，当压力为7.8MPa时，电导率上升到2200μS/cm.通常状况下，压力升高，通量会增大，而盐量不变，故截留率应该不变，但是盐分在膜外表处的浓度普通高于主体浓度，即表现出浓差极化现象，随着操作压力升高变得愈加严重，招致盐分的截留率降落，从而表现出产水侧电导率上升。

  依据反浸透进出水水质状况，调查反浸透系统对COD、TDS、Cl-的截留效果以及运转稳定状况.设定进膜压力在7.0～7.2MPa，回收率为75%，实验过程中膜通量为10L/(m2・h)，实验结果见图8。

  如图8(a)所示，进水TDS在14143～14845mg/L之间，出水为325～367mg/L，去除率达97.4%.如图8(b)所示，进水COD在95～125mg/L之间，出水为30～50mg/L，去除率在63%～71%之间。如图8(c)所示，进水Cl-在13267～13790mg/L之间，出水浓度为160～225mg/L，去除率达98.3%～98.7%。反渗透因其致密的孔隙率和选择透过性等特征，有效的透过水分子而截留住其他小分子和离子等。

  从表2可以发现，经过超滤、反浸透处置后的脱硫废水能够很好的满足《城市污水再应用工业用水水质》(GBT19923―2005)中的锅炉补给水规范.依据图9的实验结果，OCRO的浓水中总硅、Cl-、COD的均匀质量浓度分别为18mg/L、34g/L、420mg/L，可满足MVR蒸发的请求。

  组合膜法深度处置脱硫废水可去除大多数结垢性离子和盐分，运转稳定.出水满足锅炉回用请求，有效处理了回用时管道结垢梗塞问题，完成电厂节约用水和减少排放量的目的，并且对完成火电厂脱硫废水零排放具备极其重大指导意义。