公布日：2023.06.23
申请日：2023.02.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/20(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种尿素水解废水资源化处理系统及方法，包括依次连通的吹脱塔、化学预处理机构、过滤机构、纳滤机构、反渗透机构和双极膜电渗析机构，其中，所述吹脱塔的吹脱气出口与烟气脱硝系统连通，所述化学预处理机构的污泥排放口与污泥处理装置连通，所述反渗透机构的淡水出口与尿素水解系统连通，所述双极膜电渗析机构的原水池出口与尿素水解系统连通。因此，本发明的尿素水解废水资源化处理系统可实现氨气、尿素、酸碱和淡水等多种资源的回收利用，推进电厂废水的近零排放，并且能够额外产生磷酸镁铵肥料，最大程度地实现了对废水中可利用物质的资源化回收利用，大幅降低了电厂的生产成本。
权利要求书
1.一种尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，包括依次连通的吹脱塔(1)、化学预处理机构、过滤机构(2)、纳滤机构(3)、反渗透机构(4)和双极膜电渗析机构(5)，其中，所述吹脱塔(1)的吹脱气出口与烟气脱硝系统(6)连通，所述化学预处理机构的污泥排放口与污泥处理装置(7)连通，所述反渗透机构(4)的淡水出口与尿素水解系统(8)连通，所述双极膜电渗析机构(5)的原水池出口与尿素水解系统(8)连通；使用所述尿素水解废水资源化处理系统处理尿素水解废水的方法，包括以下步骤：S1、废水经降温处理后于吹脱塔(1)中进行吹脱处理，吹脱气经管道输送至烟气脱硝系统(6)中；S2、废水经吹脱处理后依次进入反应池(9)和絮凝池(10)中，分别通过投加镁盐和絮凝剂对废水进行预处理；S3、将预处理后的废水排放至过滤机构(2)，以去除废水中的悬浮物；S4、将过滤机构(2)出水调pH至6.5-7.5后排放至纳滤机构(3)，分别得到含高价盐废水和含一价盐废水；S5、将含一价盐的废水排放至反渗透机构(4)对废水进行浓缩处理；S6、将浓缩处理后的废水排放至双极膜电渗析机构(5)，分别得到纯化后尿素溶液、酸液和碱液；其中，所述镁盐包括氯化镁、硫酸镁和氧化镁中的任意一种或多种；所述絮凝剂包括聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝和聚合硫酸铝中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，所述化学预处理机构包括依次连通的反应池(9)和絮凝池(10)，所述吹脱塔(1)的出水口与所述反应池(9)连通，所述絮凝池(10)的出水口与所述过滤机构(2)连通；所述反应池(9)和所述絮凝池(10)上均设置有投药部件，所述反应池(9)和所述絮凝池(10)的底部均呈锥形结构，且所述反应池(9)和所述絮凝池(10)的底部均与污泥处理装置(7)连通。
3.根据权利要求2所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，所述过滤机构(2)、所述纳滤机构(3)和所述反渗透机构(4)中均设置有清洗单元(11)，所有所述清洗单元(11)的废水排出口均与所述反应池(9)连通。
4.根据权利要求1所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，所述过滤机构(2)的过滤单元为超滤膜或多层过滤介质。
5.根据权利要求1所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，所述过滤机构(2)和所述纳滤机构(3)之间还设置有调节池(12)。
6.根据权利要求1所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，步骤S1中，所述吹脱塔(1)内气水比为3500-5500m3/m3，水力负荷为2.5-5m3/m2·h，反应时间为40-120min，温度为40-50℃。
7.根据权利要求1所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，步骤S4中，所述纳滤机构(3)中纳滤膜组件的耐受压力为0.5-4.0MPa。
8.根据权利要求1所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，步骤S5中，所述反渗透机构(4)运行时，控制压力为1.5-6.0MPa。
9.根据权利要求1所述的尿素水解废水资源化处理系统，其特征在于，步骤S6中，所述双极膜电渗析机构(5)运行时，电流不大于80A，电压为不大于65V，系统内水循环流量为8-15t/h。
发明内容
本发明的目的在于提供一种尿素水解废水资源化处理系统及方法，该系统最大程度地实现了对尿素水解废水的资源化回收利用。
第一方面，本发明提供一种尿素水解废水资源化处理系统，包括依次连通的吹脱塔、化学预处理机构、过滤机构、纳滤机构、反渗透机构和双极膜电渗析机构，其中，所述吹脱塔的吹脱气出口与烟气脱硝系统连通，所述化学预处理机构的污泥排放口与污泥处理装置连通，所述反渗透机构的淡水出口与尿素水解系统连通，所述双极膜电渗析机构的原水池出口与尿素水解系统连通。
作为本技术方案优选地，所述化学预处理机构包括依次连通的反应池和絮凝池，所述吹脱塔的出水口与所述反应池连通，所述絮凝池的出水口与所述过滤机构连通；所述反应池和所述絮凝池上均设置有投药部件，所述反应池和所述絮凝池的底部均呈锥形结构，且所述反应池和所述絮凝池的底部均与污泥处理装置连通。
作为本技术方案优选地，所述过滤机构、所述纳滤机构和所述反渗透机构中均设置有清洗单元，所有所述清洗单元的废水排出口均与所述反应池连通。
作为本技术方案优选地，所述过滤机构的过滤单元为超滤膜或多层过滤介质。
作为本技术方案优选地，所述过滤机构和所述纳滤机构之间还设置有调节池。
第二方面，本发明还公开了使用上述尿素水解废水资源化处理系统处理尿素水解废水的方法，具体包括以下步骤：
S1、废水经降温处理后于吹脱塔中进行吹脱处理，吹脱气经管道输送至烟气脱硝系统中；
S2、废水经吹脱处理后依次进入反应池和絮凝池中，分别通过投加镁盐和絮凝剂对废水进行预处理；
S3、将化学预处理机构处理后的废水排放至过滤机构，以去除废水中的悬浮物；
S4、将过滤机构出水调pH至6.5-7.5后排放至纳滤机构，分别得到含高价盐废水和含一价盐废水；
S5、将含一价盐的废水排放至反渗透机构对废水进行浓缩处理；
S6、将浓缩处理后的废水排放至双极膜电渗析机构，分别得到纯化后尿素溶液、酸液和碱液；
其中，所述镁盐包括氯化镁、硫酸镁和氧化镁中的任意一种或多种；
所述絮凝剂包括聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝和聚合硫酸铝中的任意一种
作为本技术方案优选地，步骤S1中，所述吹脱塔内气水比为3500-5500m3/m3，水力负荷为2.5-5m3/m2·h，反应时间为40-120min，温度为40-50℃。
作为本技术方案优选地，步骤S4中，所述纳滤机构中纳滤膜组件的耐受压力为0.5-4.0MPa。
作为本技术方案优选地，步骤S5中，所述反渗透机构运行时，控制压力为1.5-6.0MPa。
作为本技术方案优选地，步骤S6中，所述双极膜电渗析机构运行时，电流不大于80A，电压为不大于65V，系统内水循环流量为8-15t/h。
本发明的尿素水解废水资源化处理系统，至少具有以下技术效果：
本发明的尿素水解废水资源化处理系统包括依次连通的吹脱塔、化学预处理机构、过滤机构、纳滤机构、反渗透机构和双极膜电渗析机构，其中，吹脱塔可以去除废水中的大部分氨，并实现氨气的回收利用；化学预处理机构通过投加镁盐，可以在去除磷酸盐和剩余氨氮的基础上，产出磷酸镁铵(鸟粪石)，进而实现资源化利用；经纳滤机构分盐处理后的废水在反渗透机构中进行分离浓缩，产出的淡水可进行回用；最后，反渗透机构产出的浓水进入双极膜电渗析机构，将废水中的盐转化为混酸和混碱，可用于本处理系统或电厂其他水处理系统，而经除盐后的废水中主要成分为尿素，可作为原料回用于尿素水解系统。因此，本发明的尿素水解废水资源化处理系统可实现氨气、尿素、酸碱和淡水等多种资源的回收利用，推进电厂废水的近零排放，并且能够额外产生磷酸镁铵肥料，最大程度地实现了对废水中可利用物质的资源化回收利用，大幅降低了电厂的生产成本。
（发明人：麻晓越;杨建慧;梁秀广;刘海洋;杨春龙;齐娇娜）
