申请日2015.09.28
公开(公告)日2015.12.09
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明是脱硫废水资源化处理装置及其方法，是针对脱硫废水的特点，即为高盐酸性无机废水，采用膜处理与蒸发结晶处理技术进行高效组合设计，包括预处理系统、膜浓缩处理系统、蒸发结晶处理系统。即首先利用石灰、纯碱、弱酸床软化，错流管式微滤膜过滤，除去钙镁离子与重金属污染物;然后将预处理出水再利用反渗透与电渗析进行浓缩减量，反渗透产水回用;最后将膜浓缩处理系统的浓缩液进行蒸发结晶，分别产出硫酸钠与氯化钠回收，冷凝水回用，从而达到脱硫废水的资源化处理的目的。具体优点有：①石灰、纯碱、弱酸床软化彻底，②反渗透、电渗析浓缩高效，反渗透产水回用，③蒸发结晶分别回收硫酸钠与氯化钠，④实现脱硫废水的资源化处理。
摘要附图
权利要求书
1.脱硫废水资源化处理装置，其特征是包括预处理系统(1)、膜浓缩处理系统(2)、蒸发结晶系统(3);其中预处理系统(1)的进水口接脱硫废水管，预处理系统(1)的回水进口接膜浓缩处理系统(2)的电渗析产水管，预处理系统(1)的出水管接膜浓缩处理系统(2)的进水口，预处理系统(1)有一个预处理系统产生的外运泥饼的接泥口，膜浓缩处理系统(2)的浓水管接蒸发结晶系统(3)的进液口，膜浓缩处理系统(2)接膜浓缩处理系统(2)的反渗透产水管，蒸发结晶系统(3)接蒸发结晶系统(3)的冷凝水管，蒸发结晶系统(3)有一个送出蒸发结晶系统(3)产生的回收盐的出盐口。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水资源化处理装置，其特征是所述的预处理系统(1)，其结构是脱硫废水管连接脱硫废水调节池的进水口，曝气搅拌风机的出风口连接脱硫废水调节池的进风口，脱硫废水调节池的出水口连接1#反应池的进水口，石灰/有机硫/絮凝剂/助凝剂投加装置的出药口连接1#反应池的进药口，1#反应池的出水口连接澄清池的进水口，澄清池的排泥口连接污泥脱水装置的进泥口，澄清池的出水口连接中间水池的进水口，搅拌风机的出风口连接中间水池的进风口，中间水池的出水口连接2#反应池的进水口，纯碱/有机硫/絮凝剂投加装置的出药口连接2#反应池的进药口，2#反应池的出水口连接浓缩池的进水口，浓缩池的排泥口也连接污泥脱水装置的进泥口，浓缩池的出水口连接管式滤膜装置的进水口，管式滤膜装置的回水口连接浓缩池的回水进口，酸洗加药装置的出药口连接管式滤膜装置的进药口，管式滤膜装置的出水口连接弱酸床的进水口，盐酸投加装置的出药口也连接弱酸床的进水口，树脂再生的盐酸/烧碱投加装置的出药口连接弱酸床的进药口，弱酸床的排水口连接脱硫废水调节池的1#回水进口，弱酸床的出水口连接清水池的进水口，膜浓缩处理系统的电渗析产水管EDPW连接清水池的回水进口，清水池的出水口连接预处理系统出水管，污泥脱水装置的滤液出口连接脱硫废水调节池的2#回水进口，污泥脱水装置的出泥口连接预处理系统产生的外送泥饼的接泥口。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水资源化处理装置，其特征是所述的膜浓缩处理系统2，其结构是反渗透装置的进水口连接预处理系统出水管，反渗透清洗装置的出液口连接反渗透装置的进液口，反渗透装置的产水口连接反渗透产水箱的进水口，反渗透产水箱的出水口连接膜浓缩处理系统的反渗透产水管，反渗透装置的浓水口连接反渗透浓水箱的进水口，反渗透浓水箱的出水口连接电渗析装置的进水口，电渗析清洗装置的出液口连接电渗析装置的进液口，电渗析装置的产水口连接膜浓缩处理系统的电渗析产水管，电渗析装置的浓水口连接电渗析浓水箱的进水口，电渗析浓水箱的出水口连接膜浓缩处理系统浓水管。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水资源化处理装置，其特征是所述的蒸发结晶系统(3)，其结构是蒸发结晶装置的进液口接膜浓缩处理系统浓水管，蒸发结晶装置的蒸汽进口接蒸汽减压装置的蒸汽出口，蒸发结晶装置的出盐口连接蒸发结晶系统产生的盐，蒸发结晶装置的冷凝液出口连接蒸发结晶冷凝水箱的进水口，冷凝水箱的出水口连接蒸发结晶系统的冷凝水管。
5.如权利要求1的脱硫废水资源化处理方法，其特征是包括如下步骤：
1)脱硫废水在预处理系统，通过投加石灰、纯碱、有机硫、絮凝剂、助凝剂，配制的浓度分别为：5～10%、5～10%、0.5～2%、5～15%、0.1～2%，去除硬度、重金属污染物，分离出外排泥饼;
2)通过膜浓缩处理系统，利用反渗透、电渗析进行浓缩减量，TDS浓缩至12～18%，反渗透产水达到循环水标准TDS≤1000mg/L回用;
3)蒸发结晶系统，分别蒸发结晶出硫酸钠与氯化钠，回收利用，蒸发结晶的冷凝液回用，达到脱硫废水资源化处理的目的。
6.如权利要求5的脱硫废水资源化处理方法，其特征是所述的步骤1)脱硫废水在预处理系统，具体是脱硫废水依次通过接脱硫废水调节池、1#反应池、澄清池进入中间水池，其中在脱硫废水调节池，通过曝气搅拌风机的曝气搅拌，进行水质水量调节，在1#反应池投加石灰、有机硫、絮凝剂、助凝剂，在澄清池通过沉淀去除硬度、重金属污染物，污泥排至污泥脱水装置，中间水池也接有搅拌风机防止沉淀;中间水池的出水依次通过2#反应池、浓缩池、管式滤膜装置、弱酸床进入清水池，其中在2#反应池投加纯碱、有机硫、絮凝剂，在浓缩池通过管式滤膜装置进行分离浓缩，进一步去除硬度、重金属污染物，浓缩池的沉淀污泥也排至污泥脱水装置，管式滤膜装置接有酸洗加药装置定时进行膜清洗，初步软化出水通过盐酸投加装置调整pH至7～8.5，弱酸床去除残余硬度，弱酸床接有树脂再生的盐酸/烧碱投加装置，对弱酸床进行再生，再生排水返回脱硫废水调节池重新处理;污泥脱水装置压滤出的脱水泥饼外运，污泥脱水装置压滤出的滤液返回脱硫废水调节池重新处理;清水池的出水送至膜浓缩处理系统，膜浓缩处理系统的电渗析产水返回到清水池重新处理，脱硫废水的pH：4～6、SS悬浮物：5000～12000mg/L、Ca2+：1000～2000mg/L、Mg2+：3000～7000mg/L、Cl-：7000～17000mg/L、SO42-：4000～8000mg/L、SiO2：5～50mg/L、TDS溶解总固体：16000～36000mg/L。
7.如权利要求5的脱硫废水资源化处理方法，其特征是所述的步骤2)通过膜浓缩处理系统，具体是预处理系统的出水进入反渗透装置进行脱盐处理，反渗透装置的产水达到循环水的用水标准TDS≤1000mg/L，经过反渗透产水箱回用，反渗透装置接有反渗透清洗装置定时进行化学清洗;反渗透装置的浓水经过反渗透浓水箱、进入电渗析装置进行进一步浓缩减量TDS浓缩至12～18%，电渗析装置接有电渗析清洗装置对电渗析进行定期清洗，电渗析装置的产水返回预处理系统，电渗析装置的浓水经过电渗析浓水箱送至蒸发结晶系统。
8.如权利要求5的脱硫废水资源化处理方法，其特征是所述的步骤3)蒸发结晶系统，具体是通过膜浓缩处理系统的浓水进入蒸发结晶装置，蒸发结晶装置采用机械蒸汽再压缩技术，分别产出工业品质纯度≥98%的硫酸钠与氯化钠，蒸发结晶装置接有蒸汽减压装置利用外接蒸汽启动蒸发结晶系统并补充少量蒸汽，蒸发结晶装置产生的冷凝液经过蒸发结晶冷凝水箱回用。
说明书
脱硫废水资源化处理装置及其方法
技术领域
本发明涉及的是脱硫废水资源化处理装置及其方法，属于工业废水处理的技术领域。
背景技术
电厂烟气采用石灰石--石膏湿法进行脱硫，在脱硫过程中经过循环浓缩产生高浓度脱硫废水，该脱硫废水具有悬浮物浓度高、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-离子浓度高，并含有部分重金属、氟化物、SiO2等，是目前较难处理的废水之一。
传统的脱硫废水处理是采用“三联箱(中和、沉淀、絮凝)--澄清池”工艺，通过投加石灰、有机硫、絮凝剂与助凝剂，除去重金属、氟化物，使得重金属污染物达标排放，缺点是水中含盐量严重超标，影响周围水体。脱硫废水处理资源化或零排放的很少，目前已有广东河源电厂采用“石灰加纯碱两级软化及去除重金属--直接进行多效蒸发”工艺，达到零排放，但是其软化效果尚不佳，直接蒸发耗能又太高，用户经济上难以承受;另有浙江长兴电厂采用“软化及去除重金属—反渗透浓缩—正渗透再浓缩—蒸发结晶”工艺，达到资源化处理的效果，但正渗透投资较高，系统技术难以推广。随着环保法规的提高，废水排放时对总盐的要求逐步提高，需要新的工艺技术及设备对脱硫废水进行资源化处理，达到零排放的目的。
发明内容
本发明提出的是一种脱硫废水资源化处理装置及其方法，其目的就是针对目前脱硫铁废水处理存在的问题，旨在利用预处理系统、膜浓缩处理系统、蒸发结晶系统对脱硫废水进行资源化处理。处理前脱硫废水的pH：4～6、SS(悬浮物)：5000～12000mg/L、Ca2+(钙离子)：1000～2000mg/L、Mg2+(镁离子)：3000～7000mg/L、Cl-(氯离子)：7000～17000mg/L、SO42-(硫酸根离子)：4000～8000mg/L、SiO2(二氧化硅)：5～50mg/L、TDS(溶解总固体)：16000～36000mg/L，处理后的出水达到循环水的水质标准，而回用到循环水系统，蒸发结晶的Na2SO4(硫酸钠)与NaCl(氯化钠)回收，达到脱硫废水资源化处理的目的。
本发明的技术解决方案：脱硫废水资源化处理装置，其特征是包括预处理系统(1)、膜浓缩处理系统(2)、蒸发结晶系统(3);其中预处理系统(1)的进水口接脱硫废水管，预处理系统(1)的回水进口接膜浓缩处理系统(2)的电渗析产水管，预处理系统(1)的出水管接膜浓缩处理系统(2)的进水口，预处理系统(1)有一个预处理系统产生的外运泥饼的接泥口，膜浓缩处理系统(2)的浓水管接蒸发结晶系统(3)的进液口，膜浓缩处理系统(2)接膜浓缩处理系统(2)的反渗透产水管，蒸发结晶系统(3)接蒸发结晶系统(3)的冷凝水管，蒸发结晶系统(3)有一个送出蒸发结晶系统(3)产生的回收盐的出盐口。
脱硫废水资源化处理方法，包括如下步骤：
1)脱硫废水在预处理系统，通过投加石灰、纯碱、有机硫、絮凝剂、助凝剂(配制浓度分别为：5～10%、5～10%、0.5～2%、5～15%、0.1～2%)，去除硬度、重金属污染物，分离出外排泥饼;
2)通过膜浓缩处理系统，利用反渗透、电渗析进行浓缩减量(TDS浓缩至12～18%)，反渗透产水(达到循环水标准,TDS≤1000mg/L)回用;
3)蒸发结晶系统，分别蒸发结晶出硫酸钠与氯化钠(纯度≥98%)，回收利用，蒸发结晶的冷凝液回用，达到脱硫废水资源化处理的目的。
本发明的优点：本发明是针对脱硫废水的特点，即为高盐酸性无机废水，采用先进的膜处理与蒸发结晶处理技术进行高效组合设计，包括预处理系统、膜浓缩处理系统、蒸发结晶处理系统。即首先利用石灰、纯碱、弱酸床(WAC)软化，错流管式微滤膜(DF)过滤，除去钙镁离子与重金属污染物;然后将预处理出水再利用反渗透(RO)与电渗析(EDR)进行浓缩减量，反渗透产水回用;最后将膜浓缩处理系统的浓缩液进行蒸发结晶，分别产出硫酸钠(Na2SO4)与氯化钠(NaCl)回收，冷凝水回用，从而达到脱硫废水的资源化处理的目的。具体优点有：①石灰、纯碱、弱酸床软化彻底，②反渗透、电渗析浓缩高效，反渗透产水回用，③蒸发结晶分别回收硫酸钠与氯化钠，④实现脱硫废水的资源化处理。
