CN105110538B - 一种脱硫废水零排放工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脱硫废水零排放方法，它对脱硫废水用电渗析系统进行处理，浓水直接去喷炉焚烧或蒸发，淡水则用反渗透系统进行处理，反渗透系统产水直接回用，浓水则返回电渗析系统的处理。本发明创新采用“预处理＋膜集成技术”技术处理脱硫废水，将废水经济性的处理，解决目前火力发电厂普遍存在的脱硫废水污染大、难度高等特点，并可使大部分水资源得到回用，提高火力发电厂竞争力，降低环境污染。

Description

一种脱硫废水零排放工艺

技术领域

本发明涉及一种脱硫废水零排放的技术。

背景技术

近年来，随着国民经济的日益增长，对电力的需求增长加快，作为主要电源供应的燃煤发电机组逐年增加，全国有上千家火力发电厂，燃煤量也非常巨大，燃煤的区域性和全球性的环境问题越来越突出，因此各火力发电厂均投入烟气脱硫系统，通过烟气脱硫技术控制硫氧化物的排放。由于脱硫工艺采用的是湿法脱硫，产生出大量的废水，这些废水含有大量的盐分及重金属离子，直接外排会造成新的污染，因此必须对废水进行处理，以达到合格的排放标准。

锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程产生的废水来源于吸收塔排放水，为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。发电厂燃煤中除了一些主要元素C、H、N、O、S和次量元素Al、Ca、Na、K、Fe、Si等外，还含有多种痕量重金属元素，如Cr、Ni、Hg、As、Pb等，这些重金属元素最后分别以不同的形态随烟气、飞灰等排出锅炉。这其中，烟气中的重金属元素大多富集在亚微米级的颗粒上，另有少部分以气体形态存在于烟气中。实践经验表明，目前的除尘设备对一些痕量元素的收集效率并不高，因此尽管进入吸收塔的烟气已经经过除尘，但还是有相当多的重金属元素随烟气进入到了吸收塔中，从而在烟气与浆液的接触过程中溶解到浆液中。同时，石灰石中也存在重金属元素，如Hg和Cd等，这些元素在石灰石形成浆液的过程中也会溶解到浆液中，并进入到脱硫废水中。许多重金属离子都有相当大的毒性，并且重金属离子在自然界没有自净与生物降解能力，排入水体后通过生物链不断富集，对动植物的生命活动造成很大危害。因此，国内外均十分重视含有重金属的废水治理。

目前，国内一般采用简单混凝沉淀法处理后排放，随着国家的重视，处理工艺的升级已十分有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱硫废水零排放方法，能够对脱硫废水进行综合处理，实现零排放。为此，本发明采用以下技术方案：

一种脱硫废水零排放工艺，其特征在于它对脱硫废水进行步骤（1）的处理：用沉淀池、软化树脂及超滤系统对脱硫废水进行处理；脱硫废水先进入沉淀池进行沉淀，出水进入超滤系统，超滤系统产水进入软化树脂，再进入步骤（2）的处理，浓水则进入沉淀池沉淀，软化树脂的再生液也进入沉淀池沉淀；

（2）、用电渗析系统进行处理，其中，浓水直接去喷炉焚烧或蒸发，淡水则进行步骤（3）的处理；

（3）、用反渗透系统进行处理，反渗透系统产水直接回用，浓水则返回步骤（2）的处理。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

在步骤（1）中，超滤的回收率控制在95%以上，对悬浮固体总量的去除率达到98%以上。经过步骤（1）处理后的水质参数为：硫酸钠=5-20%（质量百分比），TSS<1mg/L；COD<100mg/L。

所述步骤（2）后，残留稀盐水浓度为0.2-2%（质量百分比），得到浓度为10-25%（质量百分比）的浓盐水，浓盐水直接去喷炉焚烧或蒸发，其中稀盐水通过步骤（3）浓缩后，返回至电渗析系统，得到淡水盐浓度<1g/L，可回用至工厂的用水点。

电渗析系统采用平板式结构，设备组成包括膜、隔板、锁紧装置、供配电装置；膜基材选者范围包括PVC、PEEK、PES、PS。

由于采用上述技术方案，本发明工艺具有以下技术效果：

（1）开发完整的预处理工艺，包括除硬度、去除悬浮物等；由于脱硫废水有其自身的特殊性，重金属含量高、成分复杂，悬浮物含量高，且晶核小，不易沉淀，因此，采用超滤+沉淀结合方式进行除硬度、除悬浮物；后面再采用软化树脂进行进一步除硬度，确保进膜要求；

（2）创新采用“预处理＋膜集成技术”技术处理脱硫废水，将废水经济性的处理，解决目前火力发电厂普遍存在的脱硫废水污染大、难度高等特点，并可使大部分水资源得到回用，提高火力发电厂竞争力，降低环境污染。

附图说明

图1为本发明一种脱硫废水零排放工艺的流程图。

具体实施方式

参照附图，对进入本发明工艺的脱硫废水先进行步骤（1）的处理：用沉淀池、软化树脂及超滤系统对脱硫废水进行处理；脱硫废水先进入沉淀池进行沉淀，出水进入超滤系统，超滤系统产水进入软化树脂，再进入步骤（2）的处理，浓水则进入沉淀池沉淀，软化树脂的再生液也进入沉淀池沉淀，经过步骤（1）后，水质达到如下指标：硫酸钠=5-20%（质量百分比），TSS<1mg/L；COD<100mg/L；。

（2）、用电渗析系统进行处理，电渗析系统分为淡水、浓水、极水。电渗析运行方式采用循环或连续方式均可，其中，浓水浓度达到10-25%（质量百分比）后直接去喷炉焚烧或蒸发，淡水浓度为2-20g/L进行步骤（3）的处理；

由于废水中含有COD，且盐分含量较高，因此，采用抗污染特殊一二价选择性分离膜进行处理；该膜不同于普通电渗析膜，能将一价二价离子在流道内分离，使得Ca、Mg不容易在膜面上沉积，达到抗污染的目的，膜基材选者范围包括PVC、PEEK、PES、PS；也间接降低了反渗透的污染，利于系统长期稳定运行。

（3）、用反渗透系统进行处理，反渗透系统产水硫酸钠浓度<1g/L直接回用，浓水则返回步骤（2）的处理；

以下对上述的处理系统做进一步的描述：

1、超滤（UF）系统

本发明工艺中前处理废水采用了超滤（UF）工艺，该超滤（UF）系统的运行方式采用错流过滤方式，浓水进行回流，并辅以频繁气、水反洗技术，以保证膜系统稳定的产水量，并提高系统的水利用率，也使系统运行更稳定。

超滤系统包括预过滤装置、超滤装置、反洗氧化剂加药装置和反洗泵等设备。超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程度高等特点。本系统采用材质为高分子材料的中空纤维，其表面活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，故耐压、抗污染、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力，保证反渗透（RO）系统和电渗析系统的正常运行。

超滤装置设计采用模块化设计，运行采用错流过滤、水反洗的全自动连续运行方式。超滤装置设置在线化学清洗系统。

2、反渗透（RO）系统

是一种以压力为驱动力，克服渗透压，使纯溶剂从高浓度溶液一侧向低浓度溶液流动的过程。反渗透膜分离技术具有无相变、浓缩效率高、可在常温下进行、无化学变化、节能、设备简单、卫生程度高、操作方便和自动化程度高等优点。反渗透膜用于废水处理主要用于水资源回用、重金属回收、无机盐及有机物浓缩回收等。

反渗透用于脱硫废水主要是将电渗析产生的淡水进行浓缩，浓缩倍数可为2-5倍，浓水返回电渗析，提高电渗析运行的效率。

3、电渗析（ED）系统

电渗析是一种利用膜的选择透过性对水中的带电电解质和不带电物质进行分离而达到脱盐、浓缩等预期目的的一种膜分离设备。电渗析器的主要部件为阴、阳离子交换膜、隔板与电极三部分。隔板构成的隔室为液体流经过的通道。物料经过的隔室为脱盐室，浓水经过的隔室为浓缩室。在直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，阳离子透过阳膜，阴离子透过阴膜，脱盐室的离子向浓缩室迁移，浓缩室的离子由于膜的选择透过性而无法向脱盐室迁移。这样淡室的盐分浓度逐渐降低，相邻浓缩室的盐分浓度相应逐渐升高。即把废水中的的无机盐分进行脱盐或浓缩。

Claims (3)

1.一种脱硫废水零排放工艺，其特征在于它对脱硫废水进行步骤(1)的处理：用沉淀池、软化树脂及超滤系统对脱硫废水进行处理；脱硫废水先进入沉淀池进行沉淀，出水进入超滤系统，超滤系统产水进入软化树脂，再进入步骤(2)的处理，浓水则进入沉淀池沉淀，软化树脂的再生液也进入沉淀池沉淀；超滤的回收控制率控制在95％以上，对悬浮固体总量的去除率达到98％以上；经过步骤(1)处理后的水质参数为：硫酸钠＝5-20％(质量百分比)，TSS<1mg/L；COD<100mg/L；

(2)、用电渗析系统进行处理，其中，浓水直接去喷炉焚烧或蒸发，淡水则进行步骤(3)的处理，电渗析系统采用抗污染特殊一二价选择性分离膜进行处理，将一价二价离子在流道内分离，使得Ca、Mg不容易在膜面上沉积；

(3)、用反渗透系统进行处理，反渗透系统产水直接回用，浓水则返回步骤(2)的处理。

2.如权利要求1所述的脱硫废水零排放工艺，其特征在于所述步骤(2)后，残留稀盐水浓度为0.2-2％(质量百分比)，得到浓度为10-25％(质量百分比)的浓盐水，浓盐水直接去喷炉焚烧或蒸发，其中稀盐水通过步骤(3)浓缩后，返回至电渗析系统，得到淡水盐浓度<1g/L，可回用至工厂的用水点。

3.如权利要求1所述的脱硫废水零排放工艺，其特征在于电渗析系统采用平板式结构，设备组成包括膜、隔板、锁紧装置、供配电装置；膜基材料选择范围包括PVC、PEEK、PES、PS。