申请日2017.06.13
公开(公告)日2017.12.01
IPC分类号C02F9/10; C02F103/18
摘要
本发明涉及脱硫技术领域，特别是一种利用电驱动膜分离脱硫a href="http://www.dowater.com/" style="text-decoration:none">废水 的方法。方法如下步骤A)前端预处理;步骤B)电驱动膜分离浓缩;步骤C)多效蒸发结晶，采用本发明的方法产水率可达95%以上，若在系统水质波动，SO42‑含量较高时，则只需采用倒极仍可避免组器的过度结垢，即对于无机盐结垢，系统有良好的自身清洗效果;相比于双膜法，电驱动分离膜耐余氯能力大大增强，故可添加少量杀菌剂，保证系统不受细菌污染。同时，由于电驱动分离膜运行时推动力为直流电，对微生物也有杀灭作用。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：方法如下步骤A)前端预处理;步骤B)电驱动膜分离浓缩;步骤C)多效蒸发结晶。
2.按权利要求1所述利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：具体方法采用如下步骤：
步骤A)前端预处理：先将脱硫废水收集到收集池中，进行初步沉淀;然后进入到三联箱;得到的上清液中加入碳酸钠或PBTCA·Na4对溶液进行软化防止膜结垢堵塞;
步骤B)电驱动膜分离浓缩：将步骤A)得到的溶液送入电驱动膜分离器，采用220V工作电压，进行交直转换后，40V的直流电直接接入电极板，进行盐浓缩;得到淡水和浓盐液;
步骤C)多效蒸发结晶：将步骤B)中的浓盐液送入多效蒸发器，得结晶盐，步骤B)中的淡水回收。
3.按权利要求1所述利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：所述三联箱为中和箱、沉降箱和絮凝箱;所述脱硫废水经初步沉淀后进入中和箱，中和箱加入石灰乳溶液生成沉淀，反应后的脱硫废水进入沉降箱，沉降箱中加入有机硫化物再次生成沉淀，反应后将上清液送入絮凝箱，絮凝箱中加入絮凝剂FeClSO4，再次生成沉淀，絮凝后将上清液送入澄清池中，底部污泥经泵输送进入脱水机，中层的混浊液送入中和箱。
4.按权利要求1所述利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：所述中和箱加入2%-10%的石灰乳溶液;所述有机硫化物为硫化钠。
5.按权利要求1所述利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：所述沉降箱中可加入三价铁盐。
6.按权利要求1所述利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：所述电驱动膜分离器是由多层隔室组成，从阳极往阴极，阳膜和阴膜隔出N个水室，淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去，使盐浓缩。
7.按权利要求1所述利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：所述阳膜和阴膜隔出N个水室，其中N为20～200个。
8.按权利要求1所述利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，其特征在于：所述电驱动膜分离器采用频繁倒极的电驱动膜分离系统。
说明书
一种利用电驱动膜分离脱硫废水的方法
技术领域
本发明涉及脱硫技术领域，特别是一种利用电驱动膜分离脱硫废水的方法。
背景技术
目前石灰石-石膏湿法脱硫是火电厂烟气脱硫工程中使用最广泛的一种方法。FGD(Flue Gas Desulfu-rization)的原理是：石灰浆液在吸收塔内喷淋，与烟气中的SO2反应生成CaSO3、CaSO1，从而去除烟气中SO2。
该方法有较大的废水处理问题。为了控制脱硫吸收塔石灰石循环浆液的Cl-、F-等有害元素的浓度和细小的灰尘颗粒浓度富集度，减少浆液对设备的腐蚀和堵塞，同时将烟气中被洗涤下来的飞灰排出，必须从系统中排出一定量的废水，从而保证FGD系统运行的安全可靠性。湿法脱硫废水的杂质主要来自烟气和脱硫剂，其中前者杂质来源于煤的燃烧，后者杂质来源于石灰石的溶解和反应。
脱硫废水特点：含盐量高。脱硫废水中的含盐量很高，变化范围大，一般在30000～60000mg/L。
悬浮物含量高。脱硫废水中的悬浮物大多在10000mg/L以上，并且由于受煤种的变化和脱硫运行工况的影响，在某些极端情况下，悬浮物质量浓度甚至可高达60000mg/L。
硬度高导致易结垢。脱硫废水中的Ca2+、SO42-、Mg2+含量高，其中SO12-在4000mg/L以上，Ca2+在1500～5000mg/L，Mg2+在3000～6000mg/L，并且CaSO1处于过饱和状态，在加热浓缩过程中容易结垢。
腐蚀性强。脱硫废水中的盐分高，尤其是Cl-含量高，且呈酸性(pH为4～6.5)，腐蚀性非常强，对设备、管道材质防腐蚀要求高。
水质随时间和工况不同而变化。废水中主要含有Ca2+、Mg2+、Cl-、Na+、K+等各种重金属离子，并且组分变化大。
目前，火力发电厂依然担负着中国70%以上的电力供应，燃煤机组的SO2排放量很大，国家要求电厂进行强制脱硫主要是为了降低酸雨对环境的破坏。石灰石-石膏湿法脱硫的废水含有大量固体悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物以及微量重金属，其中很多物质为国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。
根据DL/T 5196-2004火力发电厂烟气脱硫设计技术规程的规定，在有脱硫废水产生的电厂，应单独设置脱硫废水处理系统，脱硫废水必须经过处理才能进行排放。即使经过了传统处理，脱硫废水依然具有高含盐量、高腐蚀性等特征;无论直接排放还是并入市政污水厂都会对环境造成不利的影响，另外受国家环保政策的影响，近年来国内对脱硫废水的处理越来越重视。采用适合的废水零排放方法来实现脱硫废水的零排放十分必要。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种利用电驱动膜分离脱硫废水的方法。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一种利用电驱动膜分离脱硫废水的方法，方法如下步骤A)前端预处理;步骤B)电驱动膜分离浓缩;步骤C)多效蒸发结晶。
具体方法采用如下步骤：
步骤A)前端预处理：先将脱硫废水收集到收集池中，进行初步沉淀;然后进入到三联箱;得到的上清液中加入碳酸钠或PBTCA·Na4对溶液进行软化防止膜结垢堵塞;
步骤B)电驱动膜分离浓缩：将步骤A)得到的溶液送入电驱动膜分离器，采用220V工作电压，进行交直转换后，40V的直流电直接接入电极板，进行盐浓缩;得到淡水和浓盐液;
步骤C)多效蒸发结晶：将步骤B)中的浓盐液送入多效蒸发器，得结晶盐，步骤B)中的淡水回收。
所述三联箱为中和箱、沉降箱和絮凝箱;所述脱硫废水经初步沉淀后进入中和箱，中和箱加入石灰乳溶液生成沉淀，反应后的脱硫废水进入沉降箱，沉降箱中加入有机硫化物再次生成沉淀，反应后将上清液送入絮凝箱，絮凝箱中加入絮凝剂FeClSO1，再次生成沉淀，絮凝后将上清液送入澄清池中，底部污泥经泵输送进入脱水机，中层的混浊液送入中和箱。
所述中和箱加入2%-10%的石灰乳溶液;所述有机硫化物为硫化钠。
所述沉降箱中可加入三价铁盐。
所述电驱动膜分离器是由多层隔室组成，从阳极往阴极，阳膜和阴膜隔出N个水室，淡室中阴阳离子迁移到相邻的浓室中去，使盐浓缩。
所述阳膜和阴膜隔出N个水室，其中N为20～200个。
所述电驱动膜分离器采用频繁倒极的电驱动膜分离系统。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、电驱动分离膜的产水率可达95%以上，若在系统水质波动，SO42-含量较高时，则只需采用倒极仍可避免组器的过度结垢，即对于无机盐结垢，系统有良好的自身清洗效果;
(2)在原水离子浓度(电导率)在一定范围波动时，仍可以调节运行参数(如电压、电流、流量、压力等)，仍可保证产水量及出水水质，电驱动分离膜系统可以任意通过调节电压电流来实现对废水不同的脱盐率，非常方便地实现高盐水脱盐及废水浓缩，满足回用水质水量要求;
(3)相比于双膜法，电驱动分离膜耐余氯能力大大增强，故可添加少量杀菌剂，保证系统不受细菌污染。同时，由于电驱动分离膜运行时推动力为直流电，对微生物也有杀灭作用。总之，对于微生物和粘泥类污染，系统具有良好的自身清洗效果;
(4)相比于RO法，电驱动分离膜出水为中性，后续无需再调整pH来满足回用要求;
(5)整个系统自动控制，基本无需人工干预;
(6)采用模块化的离子交换膜堆，可模块化更换，不影响生产，如某一台产生问题，可快速更换膜堆，有利于保证系统稳定运行;
(7)跟一般脱硫废水处理技术相比，可以避免或减少向废水中加酸等药品，是一种新颖的环境友好型水处理技术。
(8)在进入电驱动膜分离器前的废水，加入PBTCA·Na4与聚环氧琥珀酸钠复配成的阻垢剂，阻垢剂能适应高碱度和高硬度的水质条件，对石膏晶体具有明显致畸作用，可以有效防止电渗析处理脱硫废水过程中离子交换膜的结垢现象。
