申请日2016.01.20
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F9/10
摘要
本实用新型公开了一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，所述零排放处理系统包括：预处理系统，用于对电厂脱硫废水进行预处理;纳滤系统，用于对预处理后的废水进行膜分离处理;膜浓缩系统，用于对纳滤系统的透析液进行浓缩处理;以及蒸发结晶系统，用于对膜浓缩系统的浓缩液进行蒸发结晶处理;所述预处理后的废水进入纳滤系统进行膜分离处理，所述纳滤系统的透析液进入膜浓缩系统进行浓缩处理，所述膜浓缩系统的浓缩液进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶处理，所述膜浓缩系统的透析液作为产水回用。本实用新型所提供的零排放处理系统占地面积小、自动化水平高、人工运行成本低、资源利用率高、环境友好，具有推广价值。
权利要求书
1.一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述零排放处理系统用于对电厂脱硫废水进行处理，所述零排放处理系统包括：
-预处理系统，所述预处理系统用于对电厂脱硫废水进行预处理;
-纳滤系统，所述纳滤系统用于对预处理后的废水进行膜分离处理;
-膜浓缩系统，所述膜浓缩系统用于对纳滤系统的透析液进行浓缩处理;以及
-蒸发结晶系统，所述蒸发结晶系统用于对膜浓缩系统的浓缩液进行蒸发结晶处理;
所述预处理系统、纳滤系统、膜浓缩系统和蒸发结晶系统顺次设置，所述预处理后的废水进入纳滤系统进行膜分离处理，所述纳滤系统的透析液进入膜浓缩系统进行浓缩处理，所述膜浓缩系统的浓缩液进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶处理，所述膜浓缩系统的透析液作为产水回用;
所述膜浓缩系统包括：
-海水淡化反渗透系统，所述海水淡化反渗透系统用于对来自纳滤系统的透析液进行浓缩处理;
-碟管式反渗透系统，所述碟管式反渗透系统用于对来自海水淡化反渗透系统的浓缩液进行浓缩处理;以及
-苦咸水淡化反渗透系统，所述苦咸水淡化反渗透系统用于对来自碟管式反渗透系统和海水淡化反渗透系统的透析液进行浓缩处理。
2.根据权利要求1所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述纳滤系统的浓缩液回用至预处理系统继续处理。
3.根据权利要求1所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括：
-预沉池，所述预沉池用于去除脱硫废水中的大粒径杂质;
-反应池，所述反应池用于投入石灰乳浆液与脱硫废水进行反应;
-沉淀池，所述沉淀池用于沉淀来自反应池的脱硫废水;以及
-TMF软化装置，所述TMF软化装置用于软化处理来自沉淀池的脱硫废水;
所述预沉池、反应池、沉淀池和TMF软化装置顺次设置。
4.根据权利要求3所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述沉淀池和TMF软化装置之间的连接管道上设置NaOH和Na2CO3调节入口。
5.根据权利要求1所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述纳滤系统用于分离经TMF软化装置软化处理后脱硫废水中的一价离子和二价离子，所述纳滤系统的浓缩液中主要含有二价离子，所述纳滤系统主要含有一价离子，所述纳滤系统的浓缩液回 用至预处理系统的反应池中。
6.根据权利要求5所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述纳滤系统和TMF软化装置之间的连接管道上设置盐酸调节入口。
7.根据权利要求1所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述苦咸水淡化反渗透系统的浓缩液回用至海水淡化反渗透系统的入口。
8.根据权利要求1所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述碟管式反渗透系统的浓缩液输送至蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
9.根据权利要求1所述的一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，其特征在于，所述海水淡化反渗透系统和纳滤系统之间的连接管道上设置阻垢剂调节入口。
说明书
一种电厂脱硫废水的零排放处理系统
技术领域
本实用新型属于脱硫废水处理领域，尤其是涉及一种电厂脱硫废水的零排放处理系统。
背景技术
目前，在发电厂各种脱硫方式中，烟气湿法脱硫因其脱硫效率高而占有越来越大的比例，但该工艺的缺点是要产生废水，废水的pH值为5～6，同时含有大量的悬浮物(石膏颗粒、SO2、Al和铁的氢氧化物)、氟化物和As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、Zn等重金属元素，国内电厂脱硫多采用湿式石灰石膏法处理工艺。烟气中含有少量从原煤中带来的F-和Cl-及各种杂质，进入脱硫吸收塔后被洗涤下来并进入浆液，F-与浆液中的铝联合作用对脱硫吸收剂石灰石的溶解产生屏蔽影响，致使石灰石溶解性减弱，脱硫效率降低;同时，Cl-浓度过高对吸收塔系统和结构有腐蚀作用。因此，石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程通常需要排出一部分滤液水(吸收塔浆液经脱水后产生)作为脱硫废水，以达到控制Cl-、F-离子浓度并维持吸收塔物质平衡的目的。因为水质特殊，污染性强，所以脱硫废水必须经过单独处理才能排放，否则会给环境造成很大的污染。另外，为了提高水资源的综合利用率，电厂一般会将反渗透浓水，循环系统排污水等各类排水作为湿法烟气脱硫系统工艺的水源。脱硫废水成为燃煤电厂系统末端水质最恶劣的废水。因此，对脱硫废水进行深度处理，实现脱硫废水“零排放”已成为燃煤电厂规划设计、环保升级改造工作面临的新挑战。
管式微滤膜是一种基于错流过滤机理的微孔膜，进料为含大量悬浮固体的混合液，以循环泵送往0.5英寸的膜管，在内部高速流动，产水透过膜层和支撑层到达膜管与膜壳内的空间，然后从产水管引出送往后续设备，浓缩液则回流到前端的浓缩槽内。由于产水不断送出，悬浮固体逐渐在槽内浓度，为维持一定的固含量范围，需要间歇或连续的排出一定量的浓缩液到污泥脱水设备(例如板框压滤机)，脱离水则可回送到浓缩槽内。
碟管式反渗透膜是实现淡水和杂质分离的核心元件，由高分子材料制成，而芳香族聚酰胺具有优异的化学性能被选为碟片式膜片的材质。废水在进水泵增压获得初步压力并经过保安过滤器过滤后即进入高压泵提供压力，而循环泵提供较大流量以满足碟管式反渗透膜面的流速要求，液体在碟片式流道正/反“S”向流通，液体中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液。碟管式反渗透膜组件构造与传统的卷式膜着截然不同，该组件构造与传统的卷式膜着截然不同，原液流道：碟管式膜组件具有专利的流道设计形式，采用开放式流道。料液通过入口进入压力容器中，从导流盘与外壳之间的通道流到组件的另一端，在另一端法兰处，料液通过8个通道进入导流盘中，被处理的液体以最短的距离快速流经过滤膜，然后180º逆转到另一膜面，再从导流盘中心的槽口流入到下一个导流盘，从而在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线，浓缩液最后从进料端法兰处流出。碟管式反渗透组件两导流盘之间的距离为3mm，导流盘表面有一定方式排列的凸点。这种特殊的水力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇凸点碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效地避免了膜堵塞和浓度极化现象，成功地延长了膜片的使用寿命;清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于恶劣的进水条件。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对以上存在的不足，提供一种电厂脱硫废水的零排放处理系统。
为此，本实用新型提供以下解决方案：
一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，所述零排放处理系统用于对电厂脱硫废水进行处理，所述零排放处理系统包括：
- 预处理系统，所述预处理系统用于对电厂脱硫废水进行预处理;
- 纳滤系统，所述纳滤系统用于对预处理后的废水进行膜分离处理;
- 膜浓缩系统，所述膜浓缩系统用于对纳滤系统的透析液进行浓缩处理;以及
- 蒸发结晶系统，所述蒸发结晶系统用于对膜浓缩系统的浓缩液进行蒸发结晶处理;
所述预处理系统、纳滤系统、膜浓缩系统和蒸发结晶系统顺次设置，所述预处理后的废水进入纳滤系统进行膜分离处理，所述纳滤系统的透析液进入膜浓缩系统进行浓缩处理，所述膜浓缩系统的浓缩液进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶处理，所述膜浓缩系统的透析液作为产水回用。
优选地，所述纳滤系统的浓缩液回用至预处理系统继续处理。
优选地，所述预处理系统包括：
- 预沉池，所述预沉池用于去除脱硫废水中的大粒径杂质;
- 反应池，所述反应池用于投入石灰乳浆液与脱硫废水进行反应;
- 沉淀池，所述沉淀池用于沉淀来自反应池的脱硫废水;以及
- TMF软化装置(管式微滤软化装置)，所述TMF软化装置用于软化处理来自沉淀池的脱硫废水;
所述预沉池、反应池、沉淀池和TMF软化装置顺次设置;在反应池中投加石灰乳浆液，控制反应池内pH为10，经过30min反应后，反应池内料液输送至沉淀池中，沉淀池停留时间为30min，去除大部分F-和Mg2+;沉淀池上清液进入TMF软化装置，在管式微滤膜过滤之前投加NaOH和Na2CO3，通过机械搅拌和曝气使药剂与Mg2+和Ca2+充分反应，再通过管式微滤膜过滤去除反应生成的Mg(OH)2和CaCO3，防止后续浓缩减量过程中的后沉淀现象产生。
优选地，所述沉淀池和TMF软化装置之间的连接管道上设置NaOH和Na2CO3调节入口。
优选地，所述纳滤系统用于分离经TMF软化装置软化处理后脱硫废水中的一价离子和二价离子，所述纳滤系统的浓缩液中主要含有二价离子SO42-，所述纳滤系统主要含有一价离子Cl-，所述纳滤系统的浓缩液回用至预处理系统的反应池中，所述纳滤系统的透析液进入膜浓缩系统;控制纳滤系统回收率为80%，纳滤操作压力控制在2.0 MPa。
优选地，所述纳滤系统和TMF软化装置之间的连接管道上设置盐酸调节入口，调节pH至8。
优选地，所述膜浓缩系统包括：
- 海水淡化反渗透系统，所述海水淡化反渗透系统用于对来自纳滤系统的透析液进行浓缩处理;
- 碟管式反渗透系统，所述碟管式反渗透系统用于对来自海水淡化反渗透系统的浓缩液进行浓缩处理;以及
- 苦咸水淡化反渗透系统，所述苦咸水淡化反渗透系统用于对来自碟管式反渗透系统和海水淡化反渗透系统的透析液进行浓缩处理;控制海水淡化反渗透系统回收率为60%，碟管式反渗透系统的回收率为60%，苦咸水淡化反渗透系统回收率为90%;海水淡化反渗透系统操作压力为5.0 MPa，碟管式反渗透系统操作压力为11.0 MPa，苦咸水淡化反渗透系统操作压力为1.0 MPa。
优选地，所述苦咸水淡化反渗透系统的浓缩液回用至海水淡化反渗透系统的入口。
优选地，所述碟管式反渗透系统的浓缩液输送至蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
优选地，所述海水淡化反渗透系统和纳滤系统之间的连接管道上设置阻垢剂调节入口。
本实用新型提供一种电厂脱硫废水的零排放处理系统，具有如下优点：
1) 本实用新型所提供的零排放处理系统通过在反应池中投加石灰乳沉淀处理，用于去除F-和Mg2+，降低后续浓缩过程膜系统的结垢风险;
2) 本实用新型所提供的零排放处理系统采用管式微滤膜软化装置，使得软化效率明显提高，处理时间相比传统工艺的加药静置沉淀处理明显缩短，占地面积也更小，自动化程度更高，人工成本更低;
3) 本实用新型所提供的零排放处理系统通过纳滤系统能够实现一二价离子的有效分离，从而降低后续反渗透系统的投资运行成本也提高二价离子的浓度，增强石灰乳去除二价离子的效果，同时还能够提高蒸发结晶系统所获得的盐产品的纯度;
4) 本实用新型所提供的零排放处理系统通过多级多段反渗透系统对脱硫废水进行浓缩减量处理，既能够回用80%的洁净水，又能够降低浓缩液蒸发结晶系统的投资运行成本;
5) 本实用新型所提供的零排放处理系统通过蒸发结晶系统对反渗透系统的浓缩液进行蒸发结晶处理，获得高纯度的结晶盐，从而充分实现了盐资源的回收;
6) 本实用新型所提供的零排放处理系统占地面积小、自动化水平高、人工运行成本低、资源利用率高、环境友好，具有推广价值。
