CN105502790A - 一种脱硫废水处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脱硫废水处理系统，所述脱硫废水处理系统用于处理来自脱硫系统的脱硫废水，所述脱硫废水处理系统包括预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统，所述预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统依次布置；所述预处理系统用于对脱硫废水预处理，所述膜处理系统用于对预处理后的脱硫废水深度处理，所述蒸发结晶系统用于对膜处理系统浓缩液蒸发结晶并得到结晶盐。本发明所提供的脱硫废水处理系统通过纳滤处理系统处理预处理后的脱硫废水，将脱硫废水中的一二价离子分离，从而实现了脱硫废水的分质回用，提高了水的回用率；通过反渗透系统的产水来水洗纳滤处理系统，从而分别降低了软化澄清系统中软化药剂和纳滤处理系统中阻垢剂的投加量。

Description

一种脱硫废水处理系统
技术领域
本发明属于工业污水处理领域，尤其是涉及一种脱硫废水处理系统。
背景技术
燃煤电厂在我国电力供应企业中占主导地位，为避免大气污染，需对烟气进行脱硫处理。目前，国内外燃煤电厂烟气脱硫工程采用的方法以石灰石-石膏法为主，系统会产生一定量的脱硫废水。脱硫废水含有大量的悬浮物、硫酸盐、氯化物、硬度，含盐量较高，并且含有一定量的重金属离子，对环境危害巨大，必须进行严格处理。传统的“三联箱”工艺将脱硫废水经中和、絮凝和沉淀处理后，除去废水中的悬浮物及重金属等物质，不能保证处理效果，且处理水含量盐较高，无法回用其他系统。随着环境要求的不断提高，深度处理回用脱硫废水，实现废水零排放是脱硫废水处理的一种趋势。
蒸发技术是实现脱硫废水零排放的有效技术，但是直接蒸发水量较大，耗蒸汽量或耗电量极大，投资和运行费用高；采用烟道蒸发技术，增加烟气湿度，影响除尘系统，腐蚀、结垢风险增加，且无法回用水资源。采用膜分离方法，如纳滤、反渗透，存在浓度不宜太高、效率较低、运行压力高、膜污染严重等缺点，且浓缩液体积较大。单纯采用电渗析不仅投资大、运用费用高，且存在回用水无法满足最新国家排放标准。正渗透在脱硫废水应用属于新技术，但是工艺复杂、膜和汲取液选择性少、技术成熟度较低且能耗较高。
利用膜组合工艺联合蒸发技术可以实现废水零排放。专利201310555063.9采用海水膜和耐高压膜组合，将高压膜出来的含盐量的浓盐水与灰场的粉煤灰反应结晶，该工艺的膜运行压力非常高、预处理要求高、药剂和能耗较大，且浓盐水浪费，水回用率较低。专利申请201510275955.2公布一种脱硫废水零排放工艺，采用两级软化后用纳滤及反渗透分离，利用离子交换、冷冻结晶和蒸发工艺实现分盐，但该工艺同样存在运行压力高、加药量大、浓水体积较大能耗较高及工艺较为复杂的问题。专利申请201410240730.9公布了一种脱硫废水循环利用及零排放系统，废水经多级过滤预处理，采用两级纳滤分离，纳滤浓水回脱硫塔，淡水软化后经反渗透、电渗析等单元浓缩后蒸发结晶，但该工艺纳滤阶段结垢风险高、阻垢剂加药量大、运行压力较高且浓水水质难以保证，且后续同样需要软化处理，工艺线长且复杂。
如何利用不同膜处理系统和处理方法有效组合，实现脱硫废水分质回用、降低投加药剂量、降低系统操作压力、增加废水回用率、减少浓缩液体积、降低运行成本，是脱硫废水深度处理回用与零排放的关键。
发明内容
本发明的目的在于，针对以上存在的不足，提供一种脱硫废水处理系统。
为此，本发明提供如下技术方案：
一种脱硫废水处理系统，所述脱硫废水处理系统用于处理来自脱硫系统的脱硫废水，所述脱硫废水处理系统包括预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统，所述预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统依次布置；所述预处理系统用于对脱硫废水进行预处理，所述膜处理系统用于对预处理后的脱硫废水进行深度处理，所述蒸发结晶系统用于对膜处理系统浓缩液进行蒸发结晶并得到结晶盐；
所述膜处理系统包括纳滤处理系统、海水反渗透系统、电驱动膜分离系统和苦咸水反渗透系统，所述纳滤处理系统、海水反渗透系统、电驱动膜分离系统和苦咸水反渗透系统依次布置，所述纳滤处理系统用于纳滤处理经预处理系统所预处理的废水，所述纳滤处理系统的产水进入海水反渗透系统进行反渗透处理，所述海水反渗透系统的浓缩液和苦咸水反渗透系统的浓缩液混合后分成两股，一股进入电驱动膜分离系统的浓缩室，另一股进入电驱动膜分离系统的淡化室，所述电驱动膜分离系统的淡化液进入苦咸水反渗透系统进行反渗透处理，所述电驱动膜分离系统的浓缩液进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
进一步地，所述纳滤处理系统为一级纳滤装置或多级纳滤装置的组合。
进一步地，所述纳滤处理系统中不投加阻垢剂或投加量低于常规投加量。
进一步地，所述纳滤处理系统的产水中硫酸根的含量小于1.0%，氯离子的含量接近进水中氯离子的含量。
进一步地，所述纳滤处理系统的浓水中氯离子的含量小于5000ppm，所述纳滤处理系统的浓水回用至脱硫系统的脱硫塔中。
进一步地，所述海水反渗透系统的产水和所述苦咸水反渗透系统的产水均回用至纳滤处理系统的反渗透系统产水入口。
进一步地，所述纳滤处理系统的反渗透系统产水入口和对应于预处理系统的纳滤处理系统的入口为不同的入口。
进一步地，所述海水反渗透系统和苦咸水反渗透系统的产水总量与所述进入纳滤处理系统的废水总量的比为1:1-1:10。
进一步地，所述纳滤处理系统的纳滤膜为硫酸根离子纳滤分离膜。
进一步地，所述电驱动膜分离系统采用异相膜或均相膜或半均相膜。
进一步地，所述电驱动膜分离系统的浓缩液中的总溶解性固体含量大于10%。
进一步地，所述预处理系统包括软化澄清系统和过滤系统，所述软化澄清系统和过滤系统依次布置，所述软化澄清系统用于对来自脱硫系统的脱硫废水进行软化处理，所述过滤系统用于对软化澄清系统软化处理后的废水进行过滤分离。
进一步地，所述过滤系统为机械过滤系统、管式微滤系统和超滤系统中的一种或多种的组合。
进一步地，所述软化澄清系统中的加药量低于传统软化系统或不投加软化药剂。
进一步地，所述软化澄清系统中加入的药剂为氢氧化钠、纯碱、絮凝剂中的一种或多种的组合。
进一步地，所述蒸发结晶系统为MVR蒸发结晶系统或多效蒸发系统或膜蒸馏系统，所述蒸发结晶系统的冷凝水进行回用，所述蒸发结晶系统的结晶盐可用于工业盐。
本发明提供一种脱硫废水处理系统，与现有技术相比，本发明所提供的脱硫废水处理系统具有如下优点：
（1）本发明所提供的脱硫废水处理系统耦合了物化处理和膜处理技术，提高了系统运行的稳定性；
（2）本发明所提供的脱硫废水处理系统采用纳滤处理系统来纳滤处理预处理后的脱硫废水，对脱硫废水中的一二价离子进行分离，从而实现了脱硫废水的分质回用，提高了水的回用率；
（3）本发明所提供的脱硫废水处理系统通过海水反渗透系统的产水和苦咸水反渗透系统的产水来水洗纳滤处理系统，降低了预处理系统的处理要求和向预处理系统中投加的软化药剂的量，同时也降低了纳滤处理系统的操作压力，更进一步地降低了向纳滤处理系统中投加的阻垢剂的量；
（4）本发明所提供的脱硫废水处理系统采用反渗透和电驱动膜相结合的方法，克服了纳滤处理系统的产水直接进入电驱动膜分离系统来进行浓缩的不经济问题和仅采用反渗透系统进行浓缩而不采用电驱动膜分离系统进行浓缩而产生的浓缩倍数较低的问题；
（5）本发明所提供的脱硫废水处理系统中纳滤处理系统的浓水回用至脱硫系统的脱硫塔中，蒸发结晶系统的冷凝水回用，蒸发结晶系统产生的结晶盐可以作为工业盐，从而实现了废水的零排放效果，具有较好的社会价值和环保价值。
附图说明
图1为本发明所提供的脱硫废水处理系统的示意图；
图中：101-软化澄清系统；102-过滤系统；201-纳滤处理系统；202-海水反渗透系统；203-电驱动膜分离系统；204-苦咸水反渗透系统；301-MVR蒸发结晶系统。
具体实施方式
参照附图和具体实施实例对本发明作进一步地详细说明。
一种脱硫废水处理系统，所述脱硫废水处理系统用于处理来自脱硫系统的脱硫废水，所述脱硫废水处理系统包括预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统，所述预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统依次布置；所述预处理系统用于对脱硫废水进行预处理，所述膜处理系统用于对预处理后的脱硫废水进行深度处理，所述蒸发结晶系统用于对膜处理系统浓缩液进行蒸发结晶并得到结晶盐；
所述膜处理系统包括纳滤处理系统201、海水反渗透系统202、电驱动膜分离系统203和苦咸水反渗透系统204，所述纳滤处理系统201、海水反渗透系统202、电驱动膜分离系统203和苦咸水反渗透系统204依次布置，所述纳滤处理系统201用于纳滤处理经预处理系统所预处理的废水，所述纳滤处理系统201的产水进入海水反渗透系统202进行反渗透处理，所述海水反渗透系统202的浓缩液和苦咸水反渗透系统204的浓缩液混合后分成两股，一股进入电驱动膜分离系统203的浓缩室，另一股进入电驱动膜分离系统203的淡化室，所述电驱动膜分离系统203的淡化液进入苦咸水反渗透系统204进行反渗透处理，所述电驱动膜分离系统203的浓缩液进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
所述纳滤处理系统201为一级纳滤装置或多级纳滤装置的组合。
所述纳滤处理系统201中不投加阻垢剂或投加量低于常规投加量。
所述纳滤处理系统201的产水中硫酸根的含量小于1.0%，氯离子的含量接近进水中氯离子的含量。
所述纳滤处理系统201的浓水中氯离子的含量小于5000ppm，所述纳滤处理系统201的浓水回用至脱硫系统的脱硫塔中。
所述海水反渗透系统202的产水和所述苦咸水反渗透系统204的产水均回用至纳滤处理系统201的反渗透系统产水入口。
所述纳滤处理系统201的反渗透系统产水入口和对应于预处理系统的纳滤处理系统的入口为不同的入口。
所述海水反渗透系统202和苦咸水反渗透系统204的产水总量与所述进入纳滤处理系统201的废水总量的比为1:1-1:10。
所述纳滤处理系统201的纳滤膜为硫酸根离子纳滤分离膜。
所述电驱动膜分离系统203采用异相膜或均相膜或半均相膜。
所述电驱动膜分离系统203的浓缩液中的总溶解性固体含量大于10%。
所述预处理系统包括软化澄清系统101和过滤系统102，所述软化澄清系统101和过滤系统102依次布置，所述软化澄清系统101用于对来自脱硫系统的脱硫废水进行软化处理，所述过滤系统102用于对软化澄清系统101软化处理后的废水进行过滤分离。
所述过滤系统102为机械过滤系统、管式微滤系统和超滤系统中的一种或多种的组合。
所述软化澄清系统101中加入的药剂为氢氧化钠、纯碱、絮凝剂中的一种或多种的组合。
所述蒸发结晶系统为MVR蒸发结晶系统301，所述蒸发结晶系统的冷凝水进行回用，所述蒸发结晶系统的结晶盐可用于工业盐。
具体地，可采用如下工艺：
某燃煤电厂脱硫废水含盐量2.7%，氯离子浓度为13500ppm，硫酸根浓度为2040ppm，钠离子浓度为1040ppm，镁离子浓度为1670ppm，钙离子浓度为4500ppm。
脱硫废水不进行软化，经澄清过滤后，浊度小于1NTU，进入纳滤处理系统进行纳滤处理，纳滤处理系统中不投加阻垢剂，用于水洗纳滤处理系统的反渗透系统的产水总量和进入纳滤处理系统的脱硫废水总量的比例为1:3，纳滤处理系统的运行压力0.6-0.7Mpa，纳滤处理系统的浓水中氯离子含量小于3000ppm，回用至脱硫系统的脱硫塔中；纳滤处理系统的产水中硫酸根含量小于20ppm，进入海水反渗透系统进行分离浓缩，海水反渗透系统的产水含盐量小于300ppm，回至纳滤处理系统用于对纳滤处理系统进行水洗；海水反渗透系统的浓缩液的含盐量为3-5%wt和苦咸水反渗透系统的浓缩液混合之后分成两股，一股进入电驱动膜分离系统的浓缩室，另一股进入电驱动膜分离系统的淡化室，电驱动膜分离系统的淡化液进入苦咸水反渗透系统进行反渗透处理，苦咸水反渗透系统的浓缩液和海水反渗透系统的浓缩液混合，苦咸水反渗透系统的产水回至纳滤处理系统用于对纳滤处理系统进行水洗；电驱动膜分离系统中产生的最终浓缩液盐含量为15%wt，该浓缩液送至MVR蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
根据本发明的技术方案来处理燃煤电厂脱硫废水，由于纳滤处理系统采用反渗透系统的产水来水洗的技术，从而使得软化澄清系统中的加药量低于传统软化系统或不投加软化药剂，且纳滤处理系统中无需投加阻垢剂，并直接用于分离脱硫废水中的氯离子，降低药剂使用量。纳滤处理系统的产水通过反渗透和电渗析工艺进行浓缩，有效地降低了浓缩液的体积，最后通过蒸发结晶工艺，从而实现了脱硫废水的零排放。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例而已，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，所述脱硫废水处理系统用于处理来自脱硫系统的脱硫废水，所述脱硫废水处理系统包括预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统，所述预处理系统、膜处理系统和蒸发结晶系统依次布置；所述预处理系统用于对脱硫废水进行预处理，所述膜处理系统用于对预处理后的脱硫废水进行深度处理，所述蒸发结晶系统用于对膜处理系统浓缩液进行蒸发结晶并得到结晶盐；
所述膜处理系统包括纳滤处理系统、海水反渗透系统、电驱动膜分离系统和苦咸水反渗透系统，所述纳滤处理系统、海水反渗透系统、电驱动膜分离系统和苦咸水反渗透系统依次布置，所述纳滤处理系统用于纳滤处理经预处理系统所预处理的废水，所述纳滤处理系统的产水进入海水反渗透系统进行反渗透处理，所述海水反渗透系统的浓缩液和苦咸水反渗透系统的浓缩液混合后分成两股，一股进入电驱动膜分离系统的浓缩室，另一股进入电驱动膜分离系统的淡化室，所述电驱动膜分离系统的淡化液进入苦咸水反渗透系统进行反渗透处理，所述电驱动膜分离系统的浓缩液进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述海水反渗透系统的产水和所述苦咸水反渗透系统的产水均回用至纳滤处理系统的反渗透系统产水入口。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述纳滤处理系统的反渗透系统产水入口和对应于预处理系统的纳滤处理系统的入口为不同的入口。
4.根据权利要求2所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述海水反渗透系统和苦咸水反渗透系统的产水总量与所述进入纳滤处理系统的废水总量的比为1:1-1:10。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述纳滤处理系统的浓水回用至脱硫系统。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述纳滤处理系统的纳滤膜为硫酸根离子纳滤分离膜。
7.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述电驱动膜分离系统采用异相膜或均相膜或半均相膜。
8.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括软化澄清系统和过滤系统，所述软化澄清系统和过滤系统依次布置，所述软化澄清系统用于对来自脱硫系统的脱硫废水进行软化处理，所述过滤系统用于对软化澄清系统软化处理后的废水进行过滤分离。
9.根据权利要求8所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述过滤系统为机械过滤系统、管式微滤系统和超滤系统中的一种或多种的组合。
10.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶系统为MVR蒸发结晶系统或多效蒸发系统或膜蒸馏系统。
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