CN105923820A

CN105923820A - 一种烟气脱硫废水近零排放处理工艺

Info

Publication number: CN105923820A
Application number: CN201610311981.0A
Authority: CN
Inventors: 李颖茹; 李晓飞; 贺靖皓; 赵芬; 李沛; 徐海奔; 牟岩
Original assignee: Dongfang Electric Corp
Current assignee: Dongfang Electric Corp
Priority date: 2016-05-12
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2016-09-07

Abstract

本发明公开一种烟气脱硫废水近零排放处理工艺，该工艺先采用一级、二级预处理，截留废水中微小的悬浮物、小颗粒、纤维和细菌等大于膜孔径的杂质，大大降低产水浊度和淤塞指数，提高反渗透膜的使用寿命；然后，结合微滤膜处理、反渗透膜处理的双膜法技术，进行脱硫废水的回收处理，可以有效提高整个脱硫废水处理系统的出水水质，实现系统的稳定运行；本发明可以有效解决脱硫废水出水水质不稳定，提高溶解性无机盐(F^‑、SO₄ ^2‑、Cl^‑)的去除率和废水的回用率，且本发明可实现全自动运行，操作运行简单方便，特别适用于处理燃煤火力发电厂中脱硫废水产生的悬浮物、胶体、重金属离子、溶解性的无机盐，可以实现废水资源化利用。

Description

一种烟气脱硫废水近零排放处理工艺

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种烟气脱硫废水近零排放处理工艺。

背景技术

在湿式石灰石洗涤烟气脱硫工艺中，不可避免地要产生一定量的废水。脱硫废水主要特点是：水质不稳定、易沉淀；悬浮物浓度很高；含有过饱和的亚硫酸盐(CaSO₃)、硫酸盐(CaSO₄)、重金属离子(Hg²⁺、Cr⁶⁺、Cd²⁺、Pb²⁺等)、含大量的溶解性无机盐(F^-、SO₄ ^2-、Cl^-)。水量和水质与脱硫工艺系统、烟气成份、灰分及吸收剂等多种因素有关，其中，重金属离子和大量的溶解性无机盐污染突出，处理难度大。

目前，常用的脱硫废水处理工艺是中和—沉降—絮凝—澄清法。在三联箱中，通过投加石灰乳、絮凝剂、有机硫，完成pH值调节、饱和硫酸钙结晶析出、沉淀、絮凝等物理化学反应后，在澄清器中进行固液分离。澄清器的出水进入清水池，加入盐酸调节pH值至6-9后达标排放。澄清器底部排出的污泥，通过压滤脱水后进行填埋处理。该工艺的缺点是出水水质不稳定，无法有效去除溶解性无机盐(F^-、SO₄ ^2-、Cl^-)实现回收利用，一般采取与其他工业废水混合的方法排出电厂外。

发明内容

本发明的目的是为了解决脱硫废水出水水质不稳定，提高溶解性无机盐(F^-、SO₄ ^2-、Cl^-)的去除率和废水的回用率，提供了一种烟气脱硫废水近零排放处理工艺，特别适用于处理燃煤火力发电厂中脱硫废水产生的悬浮物、胶体、重金属离子、溶解性的无机盐，可以实现废水资源化利用。

为了实现上述目标，本发明的技术方案如下：

一种烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于依次包括如下步骤：

（1）将烟气脱硫废水经过一级预处理，所述一级预处理包括曝气、pH值调节、中和、沉淀、絮凝、澄清；

（2）将步骤（1）澄清后获得的上清液通过二级预处理，所述二级预处理包括中和、沉淀、絮凝、澄清；

（3）将步骤（2）澄清后获得的上清液进行微滤膜处理；

（4）将步骤（3）经过微滤膜处理后的产水，采用反渗透膜处理进行脱盐和浓缩；

（5）将步骤（4）脱盐和浓缩后收集得到的浓盐水用于煤场或灰场喷洒，反渗透膜处理的产水作为湿式石灰石洗涤烟气脱硫工艺的补充水。

所述烟气脱硫废水大部分来自石膏脱硫废水和清洗系统，少部分来自水力旋流器的溢流水或是皮带压滤机的滤液。

经过一级预处理前的烟气脱硫废水呈酸性，pH值范围为4.0~5.5；含有大量的悬浮物和重金属离子；溶解性无机盐的含量高（尤其是Cl^-的质量浓度，一般范围在6000~30000mg/L）；化学耗氧量高。

所述一级预处理用于：去除烟气脱硫废水中的悬浮物和胶体，降低COD，分离出废水中的Mg²⁺、重金属离子、部分的硫酸根、非碳酸盐硬度、F^-，澄清器上清液满足二级预处理系统进水要求。经过一级预处理后的烟气脱硫废水含有大量的Ca²⁺、Cl^-、SO₄ ^2-、SO₃ ^2-和少量的Mg²⁺离子等。

所述二级预处理用于将烟气脱硫废水中的钙镁离子转变为难溶的化合物，并采用絮凝方法将沉淀物析出，实现废水的深度软化。

所述二级预处理的澄清得到的上清液的出水硬度在0.5~0.8mmol/L，满足后续设备进水要求。

所述微滤膜处理指的是采用死端过滤的陶瓷膜，通过筛分去除直径为0.05~15um的微粒、亚微粒和细粒物质，基本消除针对反渗透膜处理的无机致垢成分，使产水SDI<5，浊度<1NTU，满足反渗透膜处理的进水要求。

所述微滤膜处理的产水侧Cl^-含量<250mg/L、硬度≈0，浓水侧Cl^-含量>30000mg/L。

所述反渗透膜处理采用保安型弱酸阳离子交换器和反渗透膜组件实现。

所述保安型弱酸阳离子交换器采用大孔径交换树脂，进一步软化微滤膜的产水，防止一些可溶或不可溶的有机物和无机物质淤积在反渗透膜的表面，使表面结垢，膜组件压差增加，产水量下降，除盐率降低，危害反渗透膜的使用寿命。

所述反渗透膜组件是利用抗污染复合膜两侧的压差，进行脱盐处理，使水透过而截留小分子和Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-、SO₄ ^2-等离子，从而实现浓水和淡水的分离。该过程无相变，一般不需要加热，工艺简单，不污染环境。

从节能的角度出发，所述反渗透膜工艺采用能量回收装置对浓水侧的余压能进行回收利用，降低系统整体能耗。

所述反渗透膜处理的产水，即微滤膜处理产水经反渗透膜处理后获得Cl^-含量<250mg/L的淡水，满足《石灰石—石膏湿法脱硫工艺设计规范》关于脱硫系统工艺水的要求，作为脱硫系统的工艺补充水。

所述反渗透膜处理的浓盐水，即微滤膜处理产水经反渗透膜处理后浓缩收集的Cl^-含量>30000mg/L的浓盐水，利用管道引接至煤场或灰场，通过喷洒降低煤场的扬尘量或增加灰场的湿度。

本发明的优点在于：

1、本发明采用两级预处理结合双膜法技术，进行脱硫废水的回收处理，可以有效提高整个脱硫废水处理系统的出水水质，实现系统的稳定运行；

2、通过微滤膜工艺处理经两级预处理后的脱硫废水，截留废水中微小的悬浮物、小颗粒、纤维和细菌等大于膜孔径的杂质，大大降低产水浊度和淤塞指数，提高反渗透膜的使用寿命；

3、采用反渗透膜工艺处理废水中的溶解性无机盐，实现脱硫废水的脱盐和浓缩，回收率可达60%以上，产水作为工艺水补充到脱硫系统，浓水适用于煤场或灰场的喷洒，实现烟气脱硫废水的资源化利用；

4、率先采用能量回收装置，对浓水侧余压能进行回收，能量回收效率可达90%以上，从而降低整个系统的运行能耗；

5、本发明可实现全自动运行，操作运行简单方便。

附图说明

图1为烟气脱硫废水近零排放处理工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其工艺流程如下：

烟气脱硫废水收集进入废水调节池，进行水量调节和水质均化，减少系统波动，保证后续设备的正常运行；经提升泵从废水调节池送至一级预处理系统，通过投加生石灰，将弱酸性脱硫废水pH值调整至9.0~9.5，再经过沉淀、絮凝、澄清等工艺后，废水中含有的大部分Mg²⁺、重金属离子、F^-、悬浮物和胶体等被去除；一级出水送至二级预处理系统，根据水中的钙、镁离子浓度，按照摩尔比1:1的关系，适量投加纯碱，采用化学软化的方法去除Ca²⁺、Mg²⁺和部分剩余的重金属离子。一、二级预处理澄清器定期排泥，通过污泥螺杆泵送至污泥脱水系统进行处理。二级预处理澄清器出水投加HCl，调节脱硫废水至6~9。

经过一、二级预处理后的废水，进入微滤膜系统。微滤膜系统采用有机陶瓷膜，去除废水中的悬浮物、小微粒、纤维和细菌等大于膜孔径（0.01~10um）的杂质，基本消除针对反渗透膜系统的无机致垢成分。微滤膜系统采用死端过滤，膜的操作压力控制在0.3-0.5MPa，操作温度控制在25℃~40℃，膜处理处理出水水质为SDI<5，浊度<1NTU。

微滤膜系统的出水首先进入保安型弱酸阳离子交换器，进一步去除SO₄ ^2-、F^-等离子，减少反渗透膜系统的结垢倾向，随后出水进入反渗透膜系统。

反渗透膜系统采用抗污染复合膜，膜的操作压力控制在4.0~6.0Mpa，操作温度控制在 25℃~40℃，去除水中溶解性无机盐和大分子物质。反渗透膜系统的产水进入淡水箱，可以直接作为脱硫系统工艺的补充水。高含盐量的浓水进入浓水箱，用于煤场或灰场的喷洒。

Claims

1.一种烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于依次包括如下步骤：

（3）将步骤（2）澄清后获得的上清液进行微滤膜处理；

2.根据权利要求1所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：所述步骤（1）中，经过一级预处理前的烟气脱硫废水呈酸性，pH值范围为4.0~5.5，其中氯离子含量为6000~30000mg/L。

3.根据权利要求1所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：所述步骤（2）中，二级预处理澄清获得的上清液的出水硬度范围为0.5~0.8mmol/L。

4.根据权利要求1所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：所述步骤（3）中，微滤膜处理采用有机陶瓷膜，通过死端过滤进行筛分去除直径为0.05~15um的微粒、亚微粒和细粒物质。

5.根据权利要求4所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：所述微滤膜处理的产水SDI<5，浊度<1NTU，Cl^-含量<250mg/L、硬度≈0，浓水侧Cl^-含量>30000mg/L。

6.根据权利要求1所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：所述反渗透膜处理前还采用保安型弱酸阳离子交换器进行部分可溶或不可溶的有机物和无机物质的脱除工艺。

7.根据权利要求1或6所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：所述反渗透膜处理采用抗污染的复合膜进行处理。

8.根据权利要求7所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：所述反渗透膜处理的产水是Cl^-含量<250mg/L的淡水，满足《石灰石—石膏湿法脱硫工艺设计规范》关于脱硫系统工艺水的要求，作为脱硫系统的工艺补充水。

9.根据权利要求1所述的烟气脱硫废水近零排放处理工艺，其特征在于：步骤（5）中所述的浓盐水的Cl^-含量>30000mg/L。