CN104478141B - 一种电厂烟气脱硫废水处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废水处理工艺，特别是一种电厂烟气脱硫废水处理工艺。本发明的工艺过程包含有三个过程：一、电厂脱硫后的废水进行板框过滤，用微孔过滤得到无悬浮物的澄清滤液；二、将澄清滤液用带pH值调节功能的电渗析膜组器进行浓缩，浓缩后的淡水回用；三、将浓室中的混合物进行微孔过滤，滤渣回收，滤液进入硫酸钙晶种结晶装置进行结晶，析出硫酸钙晶体。本发明的优点是工艺简单、能有效回收重金属并实现了脱硫废水真正零排放的目的。

Description

一种电厂烟气脱硫废水处理工艺

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及到一种电厂烟气脱硫废水处理工艺。

背景技术

我国是公认的世界资源大国，煤炭产量居世界前列，煤炭的比重在各大能源中能占据80％以上，而调查显示大气中的硫化物排放有90％产生于煤炭的不充分燃烧。环境污染越来越严重，人们更加深刻的认识到：要想实现环境的改善首先要做的就是减少煤炭的燃烧，而减少煤炭的燃烧又具有诸多的不可行性，可以对煤炭燃烧产生的硫化废水进行二次处理，实现其循环使用。目前在火电厂发电时常常产生大量的烟气，往往通过湿法脱硫技术进行烟气的脱硫，但是不可避免的是在经过了湿法脱硫后，产生的大量的含硫废水，如何进行废水的脱硫处理成为当今火电厂关注的焦点。

1国际上的几种硫化废水处理方法

1.1平衡酸碱度进行硫化物质的去除

利用化学上酸碱中和的原理，在进行硫化废水的处理时可以利用酸碱平衡的理论进行中和作用，去除废水中所含有的硫化物质。先在硫化废水中加入石灰，也可以是其他含碱性比较强的物质，直到废水中的PH值达到6-7度左右，停止加入。然后依次加入石灰乳与絮凝剂，会发现PH值正在慢慢的升高，在絮凝剂的作用下，重金属中的氢氧化物与硫化物质形成沉淀，从废水中逐渐分离出来。

1.2采用传统的沉淀与分离方式进行重金属的有效去除

除了上述提到的酸碱平衡来实现硫化物的去除，还可以考虑直接过滤沉淀与分离的方式进行硫化物质的有效去除。可以在充满着硫化物质的废水中加入一部分的溶解性的氢氧化物，氢氧化物与含有硫化物的废水会产生氢氧化物，这些物质的产生就是为了分离重金属离子的。在普通的脱硫废水中，酸碱性一般控制在8.6-9.0之间范围，金属中含有的铁、铜等物质会形成氢氧化物的沉淀。这样就实现了硫化物质与重金属物质中硫化物质的沉淀、分离。

2目前比较先进的火电厂硫化废水的处理技术分析：石灰石-石膏湿法脱硫后产生废水的处理分析

采用石灰石-石膏湿法脱硫是发电厂中常用的一种脱硫方法，在进行脱硫工序之后往往产生一定呈弱酸性的含硫废水。弱酸性的废水其PH值一般在5.7以下，废水中含有较多的悬浮物及部分小颗粒。石灰石-石膏湿法脱硫主要是去除废水中含有的硫化物与轻微性的粉尘。产生的呈弱酸性的废水中含有的可溶性物质除了硫化物还有氯化物、硝酸盐等等，也存在部分重金属的离子。

第一步是前期的脱硫，是废水处理的前期准备。将空气鼓吹入废水中，原有的亚硫酸盐经过氧化之后变为硫酸盐，石灰石-石膏湿法脱硫采用的是强制氧化工序，保证氧化的彻底性，有时氧化的过程可以忽略。如何确定废水中所需要的氧气量，我们可以基于这样的标准：当废水中含有的亚硫酸盐的浓度在100毫克以上，需要保证氧气鼓入的充足，时间稍微延长保证所有的亚硫酸得到氧化，在进行该部分废水的处理时，我们也可以通过加入盐酸与次氯酸钠进行废水中有机物质的分解，并实现废水中亚硫酸盐的彻底性氧化。此时，硫化物质基本被去除。

第二步主要是为了提升废水的酸碱值，并且降低石膏的饱和度，在进行排放的废水基本都是石膏的饱和溶液，为了避免其在下面的设备中出现结垢，要在金属物质清除之前进行石膏沉淀物的完全析出。一部分泥浆返回到中和箱，作为石膏结晶的晶种，另一方面可以帮助降低原有溶液的饱和度。

第三步是沉淀金属离子。在重金属沉淀阶段，加入氢氧化钙的目的是提高硫化废水的PH值，使铁离子、铜离子等重金属性离子生成氢氧化物的沉淀，在PH值达到9时，几乎所有的重金属离子都在氢氧化钙的作用下行成了沉淀物，因此将这些重金属离子的沉淀物分离出来。在絮凝反应阶段，在废水池的端口加入一定的阳离子高分子的聚合电解质物质作为反应的助推剂，帮助凝固。在助凝剂的作用下，氢氧化物与硫化物都行成了预期的沉淀，实现硫化物质的有效分离。

最后一步是澄清阶段。在澄清阶段，絮凝物沉积在废水池的底部经过浓缩处理形成污泥，上半部分为净水，底部的大部分污泥会被排放，剩下的小部分的污泥会返回反应池生成晶核。对于上半部分的净水我们一般将其进行澄清处理，在澄清之后将这些水引导到净水箱。最终实现了废水的重新利用。

以上的处理方法具有处理工序复杂、重金属不能回收会形成废固的缺点。我们在电厂脱硫废水的基本特征与具体成分的基础上，开发出具有工艺简单，又可以回收重金属，不形成重金属废固的电渗析浓缩+硫酸钙晶种结晶的组合工艺，达到脱硫废水真正零排放的目的。

发明内容

本发明提供一种技术简便、高效的电厂烟气脱硫废水处理工艺，解决传统废水处理方法中处理工序复杂、重金属不能回收会形成废固的缺点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案包括：

一种电厂烟气脱硫废水处理工艺，所述的工艺过程包括：

(1)将电厂脱硫后的废水进行板框过滤，然后用微孔过滤得到无悬浮物的澄清滤液；

(2)将澄清滤液用带pH值调节功能的电渗析膜组器进行浓缩，浓缩后的淡水回用，所述的电渗析膜组器中部分阴膜换成双极膜，双极膜与阴膜的比例为1：10-50，双极膜阳层朝向淡室，阴层朝向浓室；

(3)将浓室中的混合物进行微孔过滤，滤液进入硫酸钙晶种结晶装置进行结晶，析出硫酸钙晶体。

优选地，所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺中的微孔过滤采用烧结微孔滤棒过滤，烧结滤棒的材料为聚丙烯，过滤孔径为0.2-5微米。

优选地，所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺中的烧结微孔滤棒采用空气反吹清洗，空气反吹压力为0.1-0.3MPa。

优选地，所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺中采用带pH值调节功能的电渗析膜组器进行浓缩，浓缩倍数为10-50倍。浓缩之后的淡水可以回用，浓水进入硫酸钙晶种结晶装置。电渗析膜组器的pH值调节功能来自于双极膜，在电渗析膜组器中部分阴膜换成双极膜，更换比例为1/50-1/10，即一套JED-5000，200对均相膜组器，其中4-20张阴膜换成双极膜，双极膜阳层朝向淡室，阴层朝向浓室。结果淡室变酸性到pH＝2-5，浓室变碱性pH＝9-12。

优选地，所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺中的硫酸钙晶种结晶过程中，晶种的比例为每升水加1-5克直径为20-50微米的硫酸钙晶种。

优选地，所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺中的硫酸钙晶种结晶过程中，析出硫酸钙后的浓液回到电渗析浓室继续浓缩，至浓缩倍数达10-50倍。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：克服了传统污水处理方法具有的处理工序复杂、重金属不能回收会形成废固的缺点，在电厂脱硫废水的基本特征与具体成分的基础上，开发出具有工艺简单，又可以回收重金属，不形成重金属废固的电渗析浓缩+硫酸钙晶种结晶的组合工艺，达到脱硫废水真正零排放的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

对于某电厂脱硫废水，其硫酸钙含量为2000mg/L，重金属含量为20mg/L，pH为5.3。

脱硫废水经板框过滤后，烧结微孔滤棒过滤得到无悬浮物的澄清滤液。其中烧结微孔滤棒用空气反吹清洗，过滤孔径为0.45微米，空气反吹压力为0.2MPa。

澄清液用带pH值调节功能的电渗析膜组器，进行浓缩，浓缩倍数为40倍，淡水回用，浓水进入硫酸钙晶种结晶装置。电渗析膜组器的pH值调节功能来自于双极膜，在电渗析膜组器中部分阴膜换成双极膜，用2套JED-5000，200对均相膜组器进行浓缩，其中每个膜组器的10张阴膜换成双极膜，双极膜阳层朝向淡室，阴层朝向浓室。结果淡室变酸性到pH＝4，浓室变碱性pH＝9。

变碱性的浓室中的重金属生成了不溶于水氢氧化物，可微孔过滤回收。过饱和的硫酸钙浓液进入硫酸钙晶种结晶装置析出硫酸钙晶体副产物。晶种比例为每升水加1.8克直径为30微米的硫酸钙晶种。析出硫酸钙后的浓液回到电渗析浓室继续浓缩，至浓缩倍数达40倍。

通过以上处理工艺，淡水回用于湿法脱过程，脱硫废水的重金属回收，硫酸钙晶体的硫酸钙含量为99％以上的纯净副产物，实现真正零排放的目标。

实施例2：

对于某电厂脱硫废水，其硫酸钙含量为2200mg/L，重金属含量为30mg/L，pH为6.5。

脱硫废水经板框过滤后，烧结微孔滤棒过滤得到无悬浮物的澄清滤液。其中烧结微孔滤棒用空气反吹清洗，过滤孔径为1.0微米，空气反吹压力为0.3MPa。

澄清液用带pH值调节功能的电渗析膜组器，进行浓缩，浓缩倍数为40倍，淡水回用，浓水进入硫酸钙晶种结晶装置。电渗析膜组器的pH值调节功能来自于双极膜，在电渗析膜组器中部分阴膜换成双极膜，用1套JED-5000，200对均相膜组器进行浓缩，其中每个膜组器的8张阴膜换成双极膜，双极膜阳层朝向淡室，阴层朝向浓室。结果淡室变酸性到pH＝4.5，浓室变碱性pH＝9。

变碱性的浓室中的重金属生成了不溶于水氢氧化物，可微孔过滤回收。过饱和的硫酸钙浓液进入硫酸钙晶种结晶装置析出硫酸钙晶体副产物。晶种比例为每升水加2.3克直径为20微米的硫酸钙晶种。析出硫酸钙后的浓液回到电渗析浓室继续浓缩，至浓缩倍数达40倍。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电厂烟气脱硫废水处理工艺，其特征在于所述的工艺过程包括：

（1）将电厂脱硫后的废水进行板框过滤，然后用微孔过滤得到无悬浮物的澄清滤液；所述的微孔过滤采用烧结微孔滤棒过滤，烧结微孔滤棒的材料为聚丙烯，过滤孔径为0.2-5微米；

（2）将澄清滤液用带pH值调节功能的电渗析膜组器进行浓缩，浓缩后的淡水回用；所述的电渗析膜组器中部分阴膜换成双极膜，双极膜与阴膜的数量比例为1：10—50，双极膜阳层朝向淡室，阴层朝向浓室；浓缩倍数为10-50倍；

（3）将浓室中的混合物进行微孔过滤，滤渣回收，滤液进入硫酸钙晶种结晶装置进行结晶，析出硫酸钙晶体。

2.根据权利要求1所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺，其特征在于所述的烧结微孔滤棒采用空气反吹清洗，空气反吹压力为0.1-0.3MPa。

3.根据权利要求1所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺，其特征在于硫酸钙晶种结晶过程中，硫酸钙晶种的比例为每升水加1-5克、直径为20-50微米的硫酸钙晶种。

4.根据权利要求1或3所述的电厂烟气脱硫废水处理工艺，其特征在于硫酸钙晶种结晶过程中，析出硫酸钙后的浓液回到电渗析浓室继续浓缩，至浓缩倍数达10-50倍。