CN106007144A - 一种湿法脱硫废水零排放处理方法 - Google Patents

一种湿法脱硫废水零排放处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种湿法脱硫废水零排放处理方法,具体应用于湿法脱硫废水零排放工艺,其主要流程是通过膜分离工艺将原脱硫废水中占最主要成分的氯化物分离出系统,而硫酸盐等回脱硫工序变为硫酸钙等排出系统,减少了大量药剂的加入,零排放的同时减少总盐排放,减少大量软化加药费用,在零排放工艺中具有较高的经济和环境优势。

Description

一种湿法脱硫废水零排放处理方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种湿法脱硫废水零排放处理方法,具体应用于电厂湿法脱硫废水零 排放工艺。
背景技术
[0002] 随着工农业的发展和人口的增加,水污染问题已成为一个全球性的问题,世界各 国都面临着水资源短缺和水环境污染的严峻挑战。而我国作为一个发展中大国,水污染问 题显得尤为严重,已成为制约社会和经济发展的重要因素。如何在水源普遍受到污染的情 况下为广大城镇居民提供安全、卫生的优质饮用水,并研发新型高效的饮用水处理技术来 尽量减少对地表水源的影响,已成为水处理工作者亟待解决的重要问题。
[0003] 湿法烟气脱硫所产生的脱硫废水,一般呈弱酸性,水量不会很大,但含有多种污染 物例如有机物、悬浮固体、氟化物、微量重金属,同时具有极高硬度和极低碱度的特征,水质 如表1所述:
Figure CN106007144AD00031
表1 脱硫废水目前大多采用物化法(化学混凝+沉淀池)进行处理,即业内的三联箱工艺: 在第一箱内加入碱性药剂例如石灰乳将PH调至约9.0,使得大多数重金属离子形成相 应的碱性沉淀物,有机物通过添加一些氧化剂(例如漂水)进行去除; 在第二箱内添加硫化钠或有机硫药剂(重金属捕捉剂)以强化重金属去除效果; 在第三箱内加入混凝剂如氯化铁或硫酸铁以促进共沉淀反应发生; 然后添加聚丙烯酰胺(PAM),再送入沉淀池进行固液分离。沉淀池上清液可能进行排 放,也可能进一步用砂滤池再减少悬浮固体含量。
[0004] 经过常规的三联箱处理之后,可去除大部分悬浮固体,部分的钙镁硬度以及重金 属,不过含盐量依旧很高,一般在2-3%。主要阳离子成分是钠、钙、镁,主要阴离子是氯离子、 硫酸根、碳酸根等,同时含有一定量的悬浮固体、COD和氨氮。因此脱硫废水达标处理后的深 度处理非常困难,尤其是其中极高浓度的钙镁成分对于无论是特种RO分离还是蒸发器处 理,都会带来极大的麻烦。
[0005] 目前使用的零排放工艺中,主要采用的是蒸发结晶工艺,将脱硫废水全部进行蒸 发处理,或采用加药软化及预过滤后,进行预浓缩+蒸发的工艺,需要加入大量的药剂软化, 以保证膜内不会结垢造成不可逆损失,吨水药剂费用占比通常在30%以上。
发明内容
[0006] 为解决现有技术存在的缺陷,本发明提供一种湿法脱硫废水零排放处理方法,通 过本发明的技术方案,有效解决了目前脱硫废水零排放工艺中,蒸发高能耗及浓缩过程结 垢污染的问题,利用不加药膜技术进行预浓缩,具有很好技术和经济优势。
[0007] 为达到上述技术效果,本发明所采用的技术方案是:一种湿法脱硫废水零排放处 理方法,其方法主要包括如下步骤: (1) 将经三联箱工艺处理后的湿法脱硫废水进行预处理; (2) 将预处理后的废水进一级纳滤膜初步分离; (3 )将初步分离后的浓缩液加水进二级纳滤进行二次分离,纳滤浓液回脱硫系统脱 硫; (4)将前面二级纳滤产生的膜渗透液进高压膜浓缩,浓缩液去蒸发结晶; 优选的,预处理为:砂滤器、微滤膜、超滤膜的一种或组合,去除浊度,SS等,达到SDI〈5 的纳滤进膜要求。
[0008] 优选的,纳滤膜对氯离子的脱除率在20~50%之间,对硫酸根的脱除率在90~99%之 间,对钙离子的脱除率在40~70%之间。
[0009] 优选的,一级纳滤膜设置表面冲洗系统,间隔4~12小时冲洗一次,冲洗时间5~10分 钟,冲洗液为5~10%氯化铵、氯化钠、硫酸铵、硫代硫酸钠溶液的一种。
[0010] 优选的,一级纳滤膜过膜渗透液量控制在进液量的10~70%之间,优选40~60%。
[0011] 优选的,一级纳滤浓缩液加水量控制在进水量的30~80%, 优选的,高压膜运行压力4 · 0~8 · OMpa。
[0012] 优选的,高压膜浓缩渗透液,做为一级纳滤浓缩液加水水源,多余部分回用。
[0013] 本发明的有益效果:本方法与现行工艺相比,采用纳滤分盐技术,将硫酸盐富集后 回脱硫系统,而氯化物透过纳滤膜后再去反渗透浓缩去蒸发系统蒸发结晶,在纳滤分离过 程浓缩硫酸盐过程中,部分钙会透过膜系统,在加入阻垢剂的并保证不高的回收率条件时, 其不会出现硫酸钙污染结垢问题。而高压浓缩部分因已分离除出了绝大部分的硫酸根离 子,故浓缩过程同样存在硫酸钙结垢倾向。
[0014] 三联箱出水不能达到直接进纳滤膜的要求,必须进行预处理,本发明的预处理方 法采用砂滤器过滤、微滤膜过滤、超滤膜过滤的一种或组合,优选砂滤+超滤,更优选微滤膜 过滤。微滤膜选用陶瓷管式膜,也可以选有机管式膜,超滤膜选用有机中空纤维膜。经过预 处理后的出水SDI值<5,即可进入一级纳滤膜分离。一级纳滤膜的运行压力控制在1.2~ 2. OMPa,渗透液量控制在总进水量的10~70%之间,根据纳滤浓夜中硫酸根和钙离子的离子 积来控制渗透液的量,控制浓夜硫酸根和钙离子的离子积<2倍硫酸钙Ksp,同时定时对纳滤 膜进行表面冲洗,间隔4~12小时冲洗一次,冲洗时间5~10分钟,冲洗液为5~10%氯化铵、氯化 钠、硫酸铵、硫代硫酸钠溶液的一种。一级纳滤的浓夜按一定比例加入水稀释,稀释液再用 二级纳滤膜进行分离,加入的水量为总进液的30~80%,纳滤膜的浓夜回用去脱硫。一级、二 级纳滤膜的产水混合后用高压反渗透膜进行浓缩,浓水去蒸发,淡水回用到纳滤加水,剩余 部分作为回用水。
[0015] 本发明选用的纳滤膜对氯离子的脱除率在20~50%之间,对硫酸根的脱除率在90~ 99%之间,对钙离子的脱除率在40~70%之间,优选对氯离子的脱除率在20~30%之间,对硫酸 根的脱除率在94~96%之间,对钙离子的脱除率在40~50%之间,本发明选用的纳滤膜的流道 宽度34~54mil。本发明选用的高压反渗透对氯离子的脱除率多99%、最高使用压力多 8.2MPa〇
[0016] 采用本发明工艺,得到的纳滤浓液回脱硫,水质如下表所示。
Figure CN106007144AD00051
附图说明
[0017] 图1为本发明的一种湿法脱硫废水零排放处理方法的流程框图。
[0018]
具体实施方式: 下面结合附图对本发明作进一步说明; 一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其方法主要包括如下步骤: (1) 将经三联箱工艺处理后的湿法脱硫废水进行预处理; (2) 将预处理后的废水进一级纳滤膜初步分离; (3 )将初步分离后的浓缩液加水进二级纳滤进行二次分离,纳滤浓液回脱硫系统脱 硫; (4)将前面二级纳滤产生的膜渗透液进高压膜浓缩,浓缩液去蒸发结晶; 优选的,预处理为:砂滤器、微滤膜、超滤膜的一种或组合,去除浊度,SS等,达到SDI〈5 的纳滤进膜要求。
[0019] 优选的,纳滤膜对氯离子的脱除率在20~50%之间,对硫酸根的脱除率在90~99%之 间,对钙离子的脱除率在40~70%之间。
[0020] 优选的,一级纳滤膜设置表面冲洗系统,间隔4~12小时冲洗一次,冲洗时间5~10分 钟,冲洗液为5~10%氯化铵、氯化钠、硫酸铵、硫代硫酸钠溶液的一种。
[0021] 优选的,一级纳滤膜过膜渗透液量控制在进液量的10~70%之间,优选40~60%。
[0022]优选的,一级纳滤浓缩液加水量控制在进水量的30~80%, 优选的,高压膜运行压力4 · 0~8 · OMpa。
[0023]优选的,高压膜浓缩渗透液,做为一级纳滤浓缩液加水水源,多余部分回用。
[0024] 将经进三联箱处理后的湿法脱硫废水,进预处理系统过滤,预处理系统采用砂滤、 微滤、超滤中一种或组合方式,保证预处理产水SDI〈5,达到进膜要求。将预处理后产水进一 级纳滤分离氯化物和硫酸盐,根据硫酸钙溶度积控制产水回收率,正常控制在10%_70%之 间,对一级浓缩液进行加水稀释加水比(加水量:总进水量)在30%-80%之间,加水后再通过 二级纳滤膜渗透出氯化物,二级浓缩液回脱硫系统脱除硫酸盐,一二级渗透液,通过高压反 渗透浓缩,浓缩压力在4.0-8. OMpa,浓缩至TDS在6-8%后进后续蒸发结晶脱除氯化物。
[0025]选用的纳滤膜对氯离子的脱除率在20~50%之间,对硫酸根的脱除率在90~99%之 间,对钙离子的脱除率在40~70%之间,优选对氯离子的脱除率在20~30%之间,对硫酸根的脱 除率在94~96%之间,对钙离子的脱除率在40~50%之间,本发明选用的纳滤膜的流道宽度34~ 54mil。本发明选用的高压反渗透对氯离子的脱除率彡99%、最高使用压力彡8.2MPa。
[0026] 实施例: 试验脱硫废水指标如下表所示:
Figure CN106007144AD00061
1#纳滤膜氯离子截留率50-55%,硫酸根截留率98-99%,钙离子截留率60-70% 2#纳滤膜氯离子截留率25-30%,硫酸根截留率95-96%,钙离子截留率45-50% 3#纳滤膜氯离子截留率20-25%,硫酸根截留率90-92%,钙离子截留率40-45% 处理流量lt/h
Figure CN106007144AD00071
Figure CN106007144AD00081
Figure CN106007144AD00091

Claims (8)

1. 一种湿法脱硫废水零排放处理方法,该方法包括如下过程: (1) 将经三联箱工艺处理后的湿法脱硫废水进行预处理; (2) 将预处理后的废水进一级纳滤膜初步分离; (3 )将初步分离后的浓缩液加水进二级纳滤进行二次分离,纳滤浓液回脱硫系统脱 硫; (4)将前面二级纳滤产生的膜渗透液进高压膜浓缩,浓缩液去蒸发结晶。
2. 如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其特征在于,所述的预处理 为:砂滤器、微滤膜、超滤膜的一种或组合,去除浊度,SS等,达到SDK5的纳滤进膜要求。
3. 如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其特征在于所述的纳滤膜 对氯离子的脱除率在20~50%之间,对硫酸根的脱除率在90~99%之间,对钙离子的脱除率在 40~70%之间。
4. 如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其特征在于所述的一级纳 滤膜设置表面冲洗系统,间隔4~12小时冲洗一次,冲洗时间5~10分钟,冲洗液为5~10%氯化 铵、氯化钠、硫酸铵、硫代硫酸钠溶液的一种。
5. 如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其特征在于一级纳滤膜过 膜渗透液量控制在进液量的10~70%之间,优选40~60%。
6. 如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其特征在于一级纳滤浓缩 液加水量控制在进水量的30~80%。
7. 如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其特征在于高压膜运行压 力4.0~8.0Mpa〇
8. 如权利要求1所述的一种湿法脱硫废水零排放处理方法,其特征在于高压膜浓缩渗 透液,做为一级纳滤浓缩液加水水源,多余部分回用。
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