申请日2017.05.30
公开(公告)日2017.11.03
IPC分类号C02F9/10; C02F103/18
摘要
本发明涉及一种电厂脱硫废水的零排放处理工艺和装置，属于水处理技术领域。步骤：电厂烟气通过石灰浆法处理后得到脱硫废水送入旋流分离器中进行分离，浆料经过烘干后得到石膏;得到的废水进行蒸发浓缩处理;得到的废水中加入臭氧进行氧化处理;得到的废水中加入NaOH和Na2CO3，使脱硫废水中的钙、镁沉淀;废水送入管式陶瓷膜过滤器中进行过滤，去除沉淀，管式陶瓷膜过滤器的浓缩液送入板框过滤器中进行过滤，得到废盐，管式陶瓷膜过滤器的渗透液送入反渗透膜中进行浓缩，反渗透膜的产水作回用处理;反渗透膜的浓水用电渗析器做进一步浓缩之后，电渗析浓水送入第二蒸发器中进行蒸发、结晶，得到回收NaCl。
权利要求书
1.一种电厂脱硫废水的零排放处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第1步，电厂烟气通过石灰浆法处理后得到脱硫废水送入旋流分离器中进行分离，浆料经过烘干后得到石膏;
第2步，第1步得到的废水进行蒸发浓缩处理;
第3步，第2步得到的废水中加入臭氧进行氧化处理;
第4步，第3步得到的废水中加入NaOH和Na2CO3，使脱硫废水中的钙、镁沉淀;
第5步，第4步得到的废水送入管式陶瓷膜过滤器中进行过滤，去除沉淀，管式陶瓷膜过滤器的浓缩液送入板框过滤器中进行过滤，得到废盐，板框过滤器的滤液返回至管式陶瓷膜过滤器继续过滤;
第6步，管式陶瓷膜过滤器的渗透液送入反渗透膜中进行浓缩，反渗透膜的产水作回用处理;
第7步，反渗透膜的浓水用电渗析器做进一步浓缩之后，电渗析淡水返回至管式陶瓷膜过滤器继续过滤，电渗析浓水送入第二蒸发器中进行蒸发、结晶，得到回收NaCl。
2.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水的零排放处理工艺，其特征在于，所述的第2步中，蒸发浓缩使废水的体积缩小为30～50%。
3.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水的零排放处理工艺，其特征在于，所述的第3步中，废水中臭氧的加入量是200～600ppm，反应温度是20～40℃，反应时间是10～30min。
4.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水的零排放处理工艺，其特征在于，所述的第4步中，加入的NaOH、Na2CO3量分别比完全沉淀镁离子和钙离子所需要量都多出0.2g/L。
5.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水的零排放处理工艺，其特征在于，所述的第5步中，陶瓷超滤膜平均孔径是0.005μm～0.05μm，或者截留分子量是1000～200000Da;错流过滤时，膜面流速为1～6m/s，进料压力为0.1～0.5Mpa，进料温度是20～40℃;陶瓷超滤膜的构型为管式。
6.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水的零排放处理工艺，其特征在于，所述的第6步中，反渗透膜的进料压力是1.5～3.0MPa，进料温度是15～30℃;所述的第7步中，电渗析操作电压为100～200V，电流1～3A，进料压力为0.05～0.2MPa。
7.一种电厂脱硫废水的零排放处理装置，其特征在于，包括有：
旋流分离器(19)，用于对脱硫废水进行旋流固液分离;
第一蒸发器(20)，连接于旋流分离器(19)的废水出口，用于对旋流分离器(19得到的废水进行浓缩;
臭氧反应器(21)，连接于第一蒸发器(20)的出水口，用于对第一蒸发器(20的出水进行浓缩处理;在臭氧发生器(20)上还连接有臭氧发生器(22)，用于向臭氧反应器(21)中供入臭氧;
沉淀反应槽(23)，连接于臭氧反应器(21)的出水口，用于进行沉淀反应;在沉淀反应槽(23)上还连接有沉淀剂投加罐(24)，用于向沉淀反应槽(23)中加入NaOH和Na2CO3;
管式陶瓷膜过滤器(25)，连接于沉淀反应槽(23)，用于对生成的沉淀进行过滤;
板框过滤器(26)，连接于管式陶瓷膜过滤器(25)的浓缩液出口，用于对管式陶瓷膜过滤器(25)截留的沉淀进一步地浓缩，得到废盐;板框过滤器(26)的滤液出口连接于管式陶瓷膜过滤器(26)的进水口;
反渗透膜(27)，连接于管式陶瓷膜过滤器(25)的渗透侧，用于对管式陶瓷膜过滤器(25)的渗透液进行浓缩;
电渗析器(28)，连接于反渗透膜(27)的浓缩液侧，用于对反渗透膜(27)的浓缩液进行浓缩;电渗析器(28)的淡水侧连接于管式陶瓷膜过滤器(26)的进水口;
第二蒸发器(29)，用于对电渗析器(28)的浓液进一步地浓缩、结晶，得到回收NaCl。
8.根据权利要求7所述的电厂脱硫废水的零排放处理装置，其特征在于，管式陶瓷膜过滤器包括有壳体(1)、在壳体(1)的两端设置有分别封头(3)，管式陶瓷膜(2)置于壳体(1)中，在两个封头(3)上分别设置原料进口(8)和原料出口(9)，管式陶瓷膜(2)的过滤通道与原料进口(8)和原料出口(9)连通;壳体(1)内部的两端分别设有花盘(4)，管式陶瓷膜(2)的两端的外侧分别套接于花盘(4)中，在封头(3)的内部设置有压板(5)，压板(5)压于花盘(4)上，花盘(4)与管式陶瓷膜(2)之间通过密封圈(10)进行密封;在原料出口(9)所处的封头内，还设置有固定板(11)，固定板(11)朝向管式陶瓷膜(2)的一侧设置有第一弹簧(12)，第一弹簧(12)的另一端固定有外部隔板(13)，外部隔板(13)朝向管式陶瓷膜(2)的一侧设置有突出杆(14)，突出杆(14)伸入管式陶瓷膜(2)的过滤通道，在外部隔板(13)的中间开有开孔，开孔中设置有内部隔板(16)，外部隔板(13)朝向原料出口(9)的一侧设置连接杆(18)，内部隔板(16)朝向原料出口(9)的一侧通过第二弹簧(17)相连接，第一弹簧(12)的弹性模量大于第二弹簧的弹性模量。
9.根据权利要求8所述的电厂脱硫废水的零排放处理装置，其特征在于，在突出杆(14)上还设置刷毛(15)。
说明书
一种电厂脱硫废水的零排放处理工艺和装置
技术领域
本发明涉及一种电厂脱硫废水的零排放处理工艺和装置，属于水处理技术领域。
背景技术
随着国家对于大气环境保护和水环境保护的高度重视，燃煤电厂等大型工业烟气二氧化硫排放标准要求的变得愈加严格，烟气湿法脱硫技术在燃煤工业领域广泛应用后，其系统产生的脱硫废水由于盐分含量较高，已经成为废水处理的难题。近年来随着国家对于工业水排放要求的逐渐提高，脱硫废水的零排放技术已经得到相关技术领域的重视，尤其是应用在燃煤电厂脱硫废水零排放技术的可靠性得到更多的关注。
因为燃煤电厂耗水量大，且有大量的余热可供利用，是废水“零排放”的主要应用领域。燃煤电厂湿法脱硫废水与电厂其它系统所产生的废水差异较大，是燃煤电厂水系统内水质最复杂、污染最严重的水体。脱硫废水含有高浓度的悬浮物、高氯根、高含盐量、高浓度重金属，对环境污染性极强，因此脱硫废水零排放势在必行。
目前燃煤电厂的循环水排污水、反渗透浓水、化水等电厂生产环节废水都汇集到脱硫塔，因此脱硫废水是电厂的终端废水，水质最为恶劣。最简单的处理方法是将高含盐废水用于灰库搅拌和煤场喷淋，但这会影响灰渣的回用质量和煤场及输煤系统的喷淋运行。也有采用“预处理+蒸发系统+结晶系统”废水零排放技术，蒸干系统的凝结水用作电厂工业用水，可节约淡水资源。
CN105174580A公开一种脱硫废水零排放处理系统，包括依次连接的中和调节池、混凝沉淀池以及絮凝沉淀池，该絮凝沉淀池内，经特制计量水道形成的上清液流入上清液处理装置内，下浓液流入下浓液处理装置。上清液处理装置包括依次连接的全自动软化过滤器、超滤器、一级和二级RO反渗透，该二级反渗透的出口分别连接浓水箱和净水箱，净水箱内的净水可回用，浓水箱内的浓水进入结晶蒸发器产生盐;下浓液处理装置排出固废;污泥浓缩箱分离出来的废水通过管路排入中和调节池，进行循环再次处理。CN105330081A公开了一种适用于电厂脱硫废水零排放的方法及系统。适用于电厂脱硫废水零排放的方法包括步骤：对脱硫废水进行药剂软化，得到第一脱硫废水;对第一脱硫废水进行树脂软化，得到第二脱硫废水;对第二脱硫废水进行反渗透处理过滤，得到第三脱硫废水;对第三脱硫废水进行蒸发结晶，得到结晶盐。适用于电厂脱硫废水零排放的系统包括：依次连通的药剂软化处理装置、树脂软化装置、反渗透处理装置和蒸发结晶装置。
但是上述工艺存在的问题是，由于脱硫废水中的钙镁离子进行沉淀反应时，需要达到一定浓度，否则出现无法完全沉淀的问题，会导致后续的反渗透膜容易出现结垢，影响到装置的运行稳定性。
发明内容
本发明的目的是：提供一种能够实现资源再回收利用的电厂脱硫废水零排放处理工艺及装置，能够提高钙镁杂质的去除率，同时可以有效地避免陶瓷膜过滤器被堵塞。
技术方案是：
一种电厂脱硫废水的零排放处理工艺，包括如下步骤：
第1步，电厂烟气通过石灰浆法处理后得到脱硫废水送入旋流分离器中进行分离，浆料经过烘干后得到石膏;
第2步，第1步得到的废水进行蒸发浓缩处理;
第3步，第2步得到的废水中加入臭氧进行氧化处理;
第4步，第3步得到的废水中加入NaOH和Na2CO3，使脱硫废水中的钙、镁沉淀;
第5步，第4步得到的废水送入管式陶瓷膜过滤器中进行过滤，去除沉淀，管式陶瓷膜过滤器的浓缩液送入板框过滤器中进行过滤，得到废盐，板框过滤器的滤液返回至管式陶瓷膜过滤器继续过滤;
第6步，管式陶瓷膜过滤器的渗透液送入反渗透膜中进行浓缩，反渗透膜的产水作回用处理;
第7步，反渗透膜的浓水用电渗析器做进一步浓缩之后，电渗析淡水返回至管式陶瓷膜过滤器继续过滤，电渗析浓水送入第二蒸发器中进行蒸发、结晶，得到回收NaCl。
所述的第2步中，蒸发浓缩使废水的体积缩小为30～50%。
所述的第3步中，废水中臭氧的加入量是200～600ppm，反应温度是20～40℃，反应时间是10～30min。
所述的第4步中，加入的NaOH、Na2CO3量分别比完全沉淀镁离子和钙离子所需要量都多出0.2g/L。
所述的第5步中，管式陶瓷膜过滤器中陶瓷超滤膜平均孔径是0.005μm～0.05μm，或者截留分子量是1000～200000Da;错流过滤时，膜面流速为1～6m/s，进料压力为0.1～0.5Mpa，进料温度是20～40℃;陶瓷超滤膜的构型为管式。
所述的第6步中，反渗透膜的进料压力是1.5～3.0MPa，进料温度是15～30℃。
所述的第7步中，电渗析操作电压为100～200V，电流1～3A，进料压力为0.05～0.2MPa。
一种电厂脱硫废水的零排放处理装置，包括有：
旋流分离器，用于对脱硫废水进行旋流固液分离;
第一蒸发器，连接于旋流分离器的废水出口，用于对旋流分离器得到的废水进行浓缩;
臭氧反应器，连接于第一蒸发器的出水口，用于对第一蒸发器的出水进行浓缩处理;在臭氧发生器上还连接有臭氧发生器，用于向臭氧反应器中供入臭氧;
沉淀反应槽，连接于臭氧反应器的出水口，用于进行沉淀反应;在沉淀反应槽 上还连接有沉淀剂投加罐，用于向沉淀反应槽中加入NaOH和Na2CO3;
管式陶瓷膜过滤器，连接于沉淀反应槽，用于对生成的沉淀进行过滤;
板框过滤器，连接于管式陶瓷膜过滤器的浓缩液出口，用于对管式陶瓷膜过滤器截留的沉淀进一步地浓缩，得到废盐;板框过滤器的滤液出口连接于管式陶瓷膜过滤器的进水口;
反渗透膜，连接于管式陶瓷膜过滤器25的渗透侧，用于对管式陶瓷膜过滤器的渗透液进行浓缩;
电渗析器，连接于反渗透膜的浓缩液侧，用于对反渗透膜的浓缩液进行浓缩;电渗析器的淡水侧连接于管式陶瓷膜过滤器的进水口;
第二蒸发器，用于对电渗析器的浓液进一步地浓缩、结晶，得到回收NaCl。
管式陶瓷膜过滤器，包括有壳体、在壳体的两端设置有分别封头，管式陶瓷膜置于壳体中，在两个封头上分别设置原料进口和原料出口，管式陶瓷膜的过滤通道与原料进口和原料出口连通;壳体内部的两端分别设有花盘，管式陶瓷膜的两端的外侧分别套接于花盘中，在封头的内部设置有压板，压板压于花盘上，花盘与管式陶瓷膜之间通过密封圈进行密封;在原料出口所处的封头内，还设置有固定板，固定板朝向管式陶瓷膜的一侧设置有第一弹簧，第一弹簧的另一端固定有外部隔板，外部隔板朝向管式陶瓷膜的一侧设置有突出杆，突出杆伸入管式陶瓷膜的过滤通道，在外部隔板的中间开有开孔，开孔中设置有内部隔板，外部隔板朝向原料出口的一侧设置连接杆，内部隔板朝向原料出口的一侧通过第二弹簧相连接，第一弹簧的弹性模量大于第二弹簧的弹性模量。
在突出杆上还设置刷毛。
有益效果
本发明提供的脱硫废水处理方法，改进点在于通过对废水进行预浓缩处理，使其中的钙镁离子浓度得到了提高，使在后续的沉淀反应过程中，与沉淀剂的反应更加完全，减少了钙镁离子进入反渗透膜的浓度，避免了反渗透膜的结垢;
同时，通过在脱硫废水中加入臭氧处理，降解了其中的有机物COD，避免了陶瓷膜和反渗透膜的污染，也提高了回收氯化钠的纯度。
采用的管式陶瓷膜过滤器具有不易被滤饼堵塞的优点。
