CN108529798A - 一种振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，包括：模组，其内设置圆形的平板膜片，膜片通过缠身往复振动，在膜面产生剪切力，防止膜面产生表面结晶，在高盐浓度下，结晶和未结晶的盐分被推到浓液口外排；以及设置在所述模组下方用以产生往复运动的振动机构，所述振动机构包括设置在底端的振动器，在振动器与模组之间设置有扭力杆，振动器通过扭力杆驱动模组件振动。本发明结合最新技术，提出一种低能耗、高回用率、较低投资、高自动化以及脱硫废水整体资源化利用的处理方法。

Description

一种振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统

技术领域

本发明涉及脱硫废水处理技术领域，尤其涉及一种振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统。

背景技术

石灰石-石膏湿法脱硫是目前国内、国际各热电厂主流的脱硫工艺，但工艺会产生含盐量很高的脱硫废水，其Cl-含量可达5000~20000mg/L。现有的脱硫废水处理工艺只是将水中的重金属离子和SS加以去除，但因为工艺原理的受限，对盐分的去除能力极弱（尤其对Cl-几乎没有去除能力），这就使得Cl-在水中不断富集。

随着“水十条”的颁布实施，越来越多的火电厂脱硫废水系统亟需进行废水零排的升级改造。但现阶段真正实现脱硫废水回用并达到零排放的电厂很少。

现在主要有两种脱硫废水零排技术：一种是烟道蒸发技术，烟道蒸发实现较为简单，但是存在较多的问题：如烟道结垢严重；氯离子并没有除去，实际上是喷洒在飞灰上，影响飞灰的售卖，让飞灰由可利用化资源变成了不可利用资源；增加除尘器负担，降低燃煤效率，会增大煤耗，与现行政策和技术方向不符；多系统时无法兼顾，管路系统复杂；废水处理需与电厂运行同步，不能单独运行；设计不当的情况下极易堵塞管道和喷嘴；废水完全蒸发，未回收利用，不符合国家政策等。

第二种是脱硫废水经前处理除去主要悬浮物后，经全膜法的软化和浓缩，利用MVR法对废水进行蒸发结晶。此方法实现了传统意义上的废水零排，但依然存在如下问题：设备能耗高，运行费用超过300元/吨水；MVR主体部件或全部采用进口，设备投资非常高；蒸发结晶量很大，再次推高了设备的投资和运行费用；

蒸发结晶产物混盐属于危险固废，极难处理，处理费用很高；

全膜法使用的纳滤（NF）或反渗透（RO）膜都为卷式膜结构，流道狭窄，必须对这两者的预处理进行严格的预处理软化工艺，以脱硫废水的硬度，单碳酸钠药剂的投加费用就可达到20~30元/吨水；经分盐工艺后产出的NaCl和硫酸钠,市场价值低，加之不被国家盐业部门认可，几乎不可能销售，很难再次处理。

目前沿海热电厂常采用远距离深海隧洞取水的方式为机组提供冷源。这种隧洞长度通常在2公里以上，直径在4米以上，其中海洋贝类生物的附着，会大大降低隧洞的通流面积，减少循环冷却水量，影响机组的安全。因此，通常采用电解海水制氯，并投加到隧洞中的循环冷却水中，来抑制海生物的生长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，用以克服现有的技术缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，包括：

模组，其内设置圆形的平板膜片，膜片通过缠身往复振动，在膜面产生剪切力，防止膜面产生表面结晶，在高盐浓度下，结晶和未结晶的盐分被推到浓液口外排；

以及设置在所述模组下方用以产生往复运动的振动机构，所述振动机构包括设置在底端的振动器，在振动器与模组之间设置有扭力杆，振动器通过扭力杆驱动模组件振动。

进一步地，所述膜片之间的间隙为3 mm。

进一步地，所述模组上设置进水管，用以向模组导入原液，还设置出水管，用以导出渗透液，还设置有浓水管，用以导出浓缩液。

进一步地，所述振动器与变频驱动电机连接，驱动振动器动作，在所述膜组件的底端还设置有连接法兰，扭力杆通过连接法兰与膜组件连接，所述扭力杆、振动器的四周还设置有振动机体，用以支撑振动机构。

进一步地，所述模组为NF 膜、RO 膜。

进一步地，所述系统采用化学加药法，脱硫废水在废水调节池收集后，通过泵送入三联箱中，在三联箱中通过氢氧化钙、TMT15和助凝剂完成混凝、聚合重金属离子的反应，生成的絮凝物在澄清池中重力沉降，最终通过压滤机压滤成泥饼外运。

进一步地，所述澄清池中的清液通过泵直接送入振动膜NF1，振动膜NF1的浓水因再一次浓缩会产生固体结晶物，经固液分离后进入振动膜NF2，振动膜NF2的浓水含有大量的固体结晶物，送入调节箱。

进一步地，所述振动膜NF1和NF2的产水混合后进入振动膜RO，振动膜RO的产水直接送入厂区回用，振动膜RO的浓水也送入调节箱与NF2的浓水混合后加入碳酸钠除硬，沉淀物通过压滤机压滤成泥饼外运。

进一步地，清液进入TMF，经TMF过滤后的产水送入电解制氯系统，通过电解制取可用于循环水杀菌的次氯酸钠溶液。

进一步地，所述三联箱的化学加药由氢氧化钠调整为氢氧化钙，氢氧化钙可以将脱硫废水中的F和硫酸根先一步去除。

与现有技术相比本发明的有益效果在于，本发明结合最新技术，提出一种低能耗、高回用率、较低投资、高自动化以及脱硫废水整体资源化利用的处理方法。

本发明对比常用全膜法工艺，虽然依然会用到软化药剂，但因为引入了不怕结垢的振动膜技术，将软化化学药剂加药由系统的前端（针对100%水量进行药剂投加）优化到系统的中后段，只针对浓缩后的废水进行投加（约35~40%原水水量）大大减少了软化药剂的投加，预计运行费用节省仅此一项就达到15~20元/吨水。进一步的，因为药剂投加的减少，系统产生的污泥量也大量减少。进一步的，TMF膜由前端优化到浓缩水段，处理量只有原来的35~40%，因此TMF膜系统的规模也相应减小，设备初期投资大大减少。

本发明采用的第二个核心电解制氯系统，不仅低能耗低投资（电解制氯设备投资只有MVR的1/5左右），而且将剩余水进行资源化利用，产生了较为可观的收益。

本发明的全膜法浓缩减量加电解制氯脱硫废水处理系统具备以下特点：

1、基本实现全膜法设计，可实现高自动化，大大减少人员的工作量；

2、投资成本相对烟道蒸发技术和蒸发结晶法很低，烟道蒸发法要高于蒸发结晶法，而本系统的电解制氯系统本身投资只有MVR系统的1/5~1/6；

3、投加药剂较少，降低了成本；

4、几乎所有设备都可实现模块化撬装设计，可根据实际情况进行减容、扩容；

5、相对烟道蒸发技术，独立于电厂其他系统，可单独运行，不影响电厂的检修、维护、调峰等；

6、最大程度实现废水的回收利用和资源化利用；

7、不产生难销售盐或危险固废混盐或高含氯废弃物飞灰，除少量污泥外，没有其他废弃物产生；

8、电解制氯可利用电厂原有电解制氯系统，进一步降低投资和运行成本。

附图说明

图1为本发明振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统的振动机械结构示意图；

图2为本发明振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统的膜组剖面结构示意图；

图3为本发明振动膜加电解制氯法脱硫废水深度处理系统的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术样品员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术样品而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1所示，其为本发明振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统的振动机械结构示意图，本系统包括模组1、以及设置在模组1下方用以产生往复运动的振动机构，在本实施例中，模组1内为圆形的平板膜片，膜片可按需求选用不同精度的膜材。膜片与膜片间隙比较大，在本实施例中为3 mm。在所述模组1上设置进水管21，用以向模组1导入原液；出水管22，用以导出渗透液，还设置有浓水管23，用以导出浓缩液。其中，进水管21的通道比较宽，不容易在进口位置产生结垢，进液受到压力从进口流到浓液口。在进料泵压力下，清液通过膜片，盐分被截留。本实施例的第一个核心工艺，在膜浓缩段考虑使用振动膜工艺。

继续参阅图1所示，本实施例的振动机构包括设置在底端的振动器5，在振动器5与模组1之间设置有扭力杆4，振动器通过扭力杆4驱动模组件1振动。振动器5与变频驱动电机52连接，驱动振动器5动作。在所述膜组件1的底端还设置有连接法兰3，扭力杆4通过连接法兰3与膜组件1连接。在本实施例中，扭力杆4、振动器5的四周还设置有振动机体51，用以支撑振动机构。

在本实施例中，振动器5采用马达和偏心轴承结构，产生约50 Hz 的频率传到整个膜组。膜面往复振动，在膜面产生强大剪切力，盐分难以停留在膜面，防止膜面产生表面结晶，在高盐浓度下，结晶和未结晶的盐分被推到浓液口外排。

本实施例使脱硫废水可以在不除硬的前提下进行浓缩。按现时的经验，振动膜浓液TDS 可达90 000 μg/g，甚至出现物理性结晶。浓缩比可以达到60%~65%，即可减少脱硫废水量达60%~65%。本实施例的产水效果与选膜有关，选NF 膜可把90% 双价盐去除，单价盐去除率较低，只有10%；选RO 膜可把99% 双价盐去除，95% 单价盐去除。在脱盐率上，振动膜与一般的卷式膜无太大区别，只是在高通量、高浓缩比和防结垢及污堵上，振动膜有优势。

参阅图3所示，其为本发明振动膜加电解制氯法脱硫废水深度处理系统的工艺流程示意图，本实施例中，膜组件1的浓液通过电解制氯的方式资源化利用后达标排放，电解出电厂大量使用的次氯酸钠溶液，资源化利用。

本实施例采用化学加药法，脱硫废水在废水调节池收集后，通过泵送入三联箱中，在三联箱中通过氢氧化钙、TMT15和助凝剂完成混凝、聚合重金属离子的反应，生成的絮凝物在澄清池中重力沉降，最终通过压滤机压滤成泥饼外运。同时，澄清池中的清液通过泵直接送入振动膜NF1，振动膜NF1的浓水因再一次浓缩会产生固体结晶物，经固液分离后进入振动膜NF2。NF2的浓水含有大量的固体结晶物，送入调节箱。NF1和NF2的产水混合后进入振动膜RO，振动膜RO的产水直接送入厂区回用，振动膜RO的浓水也送入调节箱与NF2的浓水混合后加入碳酸钠除硬，沉淀物通过压滤机压滤成泥饼外运。清液进入TMF，经TMF过滤后的产水送入电解制氯系统。通过电解制取可用于循环水杀菌的次氯酸钠溶液。

在本实施例中，振动膜NF1、NF2、RO和TMF需根据实际情况计算通量数据，当运行过程中通量不满足或压力升高时，由化学清洗装置对上述膜系统进行彻底的化学清洗。

上述设备除原水缓冲调节池外，其他结构均为模块化撬装设备，可进行有机组合、增容等合理化操作。

上述所有膜系统的化学清洗装置均与对应膜装置集成到单组撬装结构，通过管路连接到主设备。

上述化学清洗装置全部实现全自动化运行，在设备的各处连接点由电动或气动阀进行控制。

三联箱的化学加药由氢氧化钠调整为氢氧化钙，氢氧化钙可以讲脱硫废水中的F和硫酸根先一步去除。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术样品容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术样品可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，包括：

模组，其内设置圆形的平板膜片，膜片通过缠身往复振动，在膜面产生剪切力，防止膜面产生表面结晶，在高盐浓度下，结晶和未结晶的盐分被推到浓液口外排；

以及设置在所述模组下方用以产生往复运动的振动机构，所述振动机构包括设置在底端的振动器，在振动器与模组之间设置有扭力杆，振动器通过扭力杆驱动模组件振动。

2.根据权利要求1所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述膜片之间的间隙为3 mm。

3.根据权利要求1所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述模组上设置进水管，用以向模组导入原液，还设置出水管，用以导出渗透液，还设置有浓水管，用以导出浓缩液。

4.根据权利要求1所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述振动器与变频驱动电机连接，驱动振动器动作，在所述膜组件的底端还设置有连接法兰，扭力杆通过连接法兰与膜组件连接，所述扭力杆、振动器的四周还设置有振动机体，用以支撑振动机构。

5.根据权利要求1所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述模组为NF 膜、RO 膜。

6.根据权利要求1所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述系统采用化学加药法，脱硫废水在废水调节池收集后，通过泵送入三联箱中，在三联箱中通过氢氧化钙、TMT15和助凝剂完成混凝、聚合重金属离子的反应，生成的絮凝物在澄清池中重力沉降，最终通过压滤机压滤成泥饼外运。

7.根据权利要求6所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述澄清池中的清液通过泵直接送入振动膜NF1，振动膜NF1的浓水因再一次浓缩会产生固体结晶物，经固液分离后进入振动膜NF2，振动膜NF2的浓水含有大量的固体结晶物，送入调节箱。

8.根据权利要求7所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述振动膜NF1和NF2的产水混合后进入振动膜RO，振动膜RO的产水直接送入厂区回用，振动膜RO的浓水也送入调节箱与NF2的浓水混合后加入碳酸钠除硬，沉淀物通过压滤机压滤成泥饼外运。

9.根据权利要求8所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，清液进入TMF，经TMF过滤后的产水送入电解制氯系统，通过电解制取可用于循环水杀菌的次氯酸钠溶液。

10.根据权利要求8所述的振动膜加电解制氯组合法脱硫废水深度处理系统，其特征在于，所述三联箱的化学加药由氢氧化钠调整为氢氧化钙，氢氧化钙可以将脱硫废水中的F和硫酸根先一步去除。