公布日：2023.03.07
申请日：2022.12.06
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/125(2019.01)I;C02F1/28(2023.01)I;B01J20/18(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1
/66(2023.01)N;C02F1/38(2023.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F5/02(2023.01)N;C02F103/18(2023.01)N
摘要
本发明涉及一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺，包括反应池生成石膏，吸附池去除重金属，脱钙池中沉池去除碳酸钙，超滤膜系统去除悬浮物，纳滤膜系统去除水中的有机物、色度，然后蒸发结晶得到结晶盐NaCl和KCl。该工艺以废治废，综合利用焚烧电厂的脱硫废水，将脱硫废水与飞灰水洗水按照一定比例混合后，利用脱硫废水中的高硫酸根，生成副产物石膏硫酸钙；采用煤基固废物采用水热法制备煤基固废沸石，可高温时投加到飞灰水洗水中，利用沸石分子筛的作用实现对重金属的吸附，吸附饱和后的煤基固废沸石再生循环利用，经过超滤膜系统和纳滤膜系统处理过的结晶产物，纯度和白度有进一步提升。
权利要求书
1.一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：步骤一：将飞灰水洗工艺得到的飞灰废水收集到均质池，采用均质池中的搅拌装置对飞灰废水进行水质均化，均化时间不少于8小时，均质池中的飞灰废水进入石膏反应釜中，向石膏反应釜中加入垃圾焚烧厂里烟气脱硫产生并经纳滤分盐浓缩处理后的脱硫废水，经反应生成石膏；步骤二：上述反应后的废液及脱硫废水的纳滤产水进入吸附池，吸附池中投加采用煤基固废制备而成的煤基固废沸石来吸附重金属，吸附后的煤基固废沸石经脱附后再生；步骤三：上述反应后的废液进入脱钙反应池，投加沉淀剂碳酸钠，去除未脱除干净的钙离子和重金属，生成碳酸钙沉淀，进入中沉池实现固液分离，污泥采用卧式叠螺机脱水处理，产生的脱钙污泥进入危废焚烧系统焚烧处理；步骤四，上述反应后的液体进入超滤膜系统去除悬浮物，超滤产水微量用于制备煤基固废沸石，大部分进入中和池，并自中和池的中下部通过管道加入盐酸，使之与废水中的碱中和反应，以及去除脱钙池中可能多余的碳酸根离子，确保后续系统运行的正常PH环境；步骤五，中和池中的液体经提升泵给入纳滤系统，进一步去除产水中的有机物、色度、硫酸盐，确保后续蒸发系统中盐分的纯度、白度，大部分产水进入蒸发系统蒸发结晶，经过离心，干燥后得到结晶盐，纳滤浓水回用于飞灰水洗工艺。
2.根据权利要求1所述的一种飞灰水零排放和资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤一中生成石膏的具体步骤如下：a、脱硫废水先进行纳滤分盐，得到浓缩硫酸盐和氯盐；b、浓缩硫酸盐与飞灰水洗水1：1混合，在石膏反应釜中反应，停留时间为2-12h，得到硫酸钙晶体；c、过滤后的产水前往吸附池反应去除重金属，分离得到的氯盐也通往吸附池。
3.根据权利要求1所述的一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺，其特征在于，所述步骤二中煤基固废沸石的制备方法如下：a、首先将煤矸石或粉煤灰用球磨机粉碎，过320目筛，再将筛分出来的粉体在600℃～800℃下煅烧2小时，使之转化为偏高岭石；b、然后用硫酸进行交换，脱掉铁等杂质，直至铁质量分数含量在0.3％～0.5％之间，洗涤、过滤备用；c、取上述预处理过备用的粉末和适量超滤系统的微量产水及碱液，充分研磨，得到混合均匀的固体状反应物；d、将混合均匀的固体状反应物置于不锈钢反应釜中，于70℃~100℃晶化48小时，取出，洗涤直至残液pH＝8～9，过滤，烘干，待用。
4.根据权利要求1所述的一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤四中，所述超滤膜系统采用CTUF超滤膜系统，过滤精度为5nm。
5.根据权利要求1所述的一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤四中，所述超滤膜系统的产水浊度小于1NTU。
6.根据权利要求1所述的一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺，其特征在于：所述步骤五中得到的结晶盐为氯化钠和氯化钾。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺。
本发明提供了一种飞灰废水零排放和资源化处理工艺，包括以下工艺步骤，步骤一：将飞灰水洗工艺得到的飞灰废水收集到均质池，采用均质池中的搅拌装置对飞灰废水进行水质均化，均化时间不少于8小时，均质池中的飞灰废水进入石膏反应釜中，向石膏反应釜中加入垃圾焚烧厂里烟气脱硫产生并经纳滤分盐浓缩处理后的脱硫废水，经反应生成石膏；步骤二：上述反应后的废液及脱硫废水的纳滤产水进入吸附池，吸附池中投加采用煤基固废制备而成的煤基固废沸石来吸附重金属，吸附后的煤基固废沸石经脱附后再生；步骤三：上述反应后的废液进入脱钙反应池，投加沉淀剂碳酸钠，去除未脱除干净的钙离子和重金属，生成碳酸钙沉淀，进入中沉池实现固液分离，污泥采用卧式叠螺机脱水处理，产生的脱钙污泥进入危废焚烧系统焚烧处理；步骤四，上述反应后的液体进入超滤膜系统去除悬浮物，超滤产水微量回用于制备煤基固废沸石，大部分产水进入中和池，并自中和池的中下部通过管道加入盐酸，使之与废水中的碱中和反应，以及去除脱钙池中可能多余的碳酸根离子，确保后续系统运行的正常PH环境；步骤五，中和池中的液体经提升泵给入纳滤系统，进一步去除产水中的有机物、色度、硫酸盐，确保后续蒸发系统中盐分的纯度、白度，大部分产水进入蒸发系统蒸发结晶，经过离心，干燥后得到结晶盐，微量产水用于制作煤基固废沸石，纳滤浓水回用于飞灰水洗工艺。
进一步地，所述步骤一中生成石膏的具体步骤如下：a、脱硫废水先进行纳滤分盐，得到浓缩硫酸盐和氯盐；b、浓缩硫酸盐与飞灰水洗水1：1混合，在石膏反应釜中反应，停留时间为2-12h，得到硫酸钙晶体；c、过滤后的产水前往吸附池反应去除重金属，分离得到的氯盐也通往吸附池。
进一步地，所述步骤二中煤基固废沸石的制备方法如下：a、首先将煤矸石或粉煤灰用球磨机粉碎，过320目筛，再将筛分后的粉体在600℃～800℃下煅烧2小时，使之转化为偏高岭石；b、然后用硫酸进行交换，脱掉铁等杂质，直至铁质量分数含量在0.3％～0.5％之间，洗涤、过滤备用；c、取上述预处理过备用的粉末和适量超滤系统的微量产水、碱液，充分研磨，得到混合均匀的固体状反应物；d、将混合均匀的固体状反应物置于不锈钢反应釜中，于70℃~100℃晶化48小时，取出，洗涤直至残液pH＝8～9，过滤，烘干，待用。
进一步地，所述超滤膜系统采用CTUF超滤膜系统，过滤精度为5nm。
进一步地，所述超滤膜系统的产水浊度小于1NTU。
进一步地，所述步骤五中得到的结晶盐为氯化钠和氯化钾。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：（1）以废治废，综合利用焚烧电厂的脱硫废水，将纳滤分盐浓缩后的脱硫废水与飞灰水洗水按照一定比例混合后，利用脱硫废水中的高硫酸根，生成副产物石膏硫酸钙；（2）以废治废，采用煤基固废物采用水热法制备煤基固废沸石，投加到飞灰水洗水中，利用沸石分子筛的作用实现对重金属的吸附，吸附饱和后的煤基固废沸石再生循环利用，飞灰水洗水本身具有一定的温度，而沸石在高温下吸附性能较好，采用添加沸石进行重金属吸附效果更好。
（3）在脱钙池，本技术投加碳酸钠药剂，生成沉淀物碳酸钙和重金属沉淀，用于去除钙和未处理干净的重金属，药剂投加环节碳酸根可通过在中和池中由盐酸予以去除。
（4）在膜分离系统中，采用“CTUF+SRNF”组合系统，其中CTUF超滤膜系统采用5nm过滤精度超滤膜，只进行一次软化过滤，即可将上清液中不易沉淀、未沉淀的细小悬浮物截留，采用物理过滤去除中沉池出水中的悬浮物，工艺简单、投资低；CTUF超滤系统的超滤膜是采用有机陶瓷制备而成的膜片，具有耐污染，耐腐蚀、耐高温性能，能够适应飞灰洗水温度高，高盐的处理环境，其中CTUF超滤膜系统过滤精度为5nm，产水浊度可小于1NTU，为后续工艺做保障；高温清洗性能好；SRNF膜系统主要功能是进一步去除水中的有机物、色度，确保后续蒸发系统中盐分的纯度、白度。
（5）整个处理工艺中，不需要投加PAC或PAM等药剂，有利于后段反渗透膜运行。
（发明人：王立江;方丽娜;沈斌;周丹飞）
