CN109516627A - 一种高镁电厂废水资源化利用方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高镁电厂废水资源化利用方法及装置，属于水处理技术领域。所述高镁电厂废水资源化利用方法包括：软化除钙步骤、成分调整步骤、纳滤分盐步骤和浓缩结晶步骤。所述高镁电厂废水资源化利用装置沿废水流经方向包括：依次连通的软化预处理系统、成分调节系统、纳滤分盐系统、反渗透浓缩系统和蒸发结晶系统。本发明高镁电厂废水资源化利用方法可以有效的去除水中的钙离子，充分利用镁离子，且预处理加药成本大大降低，利用本发明方法和装置得到的氯化钠产品和硫酸镁产品纯度高且回收率高。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种高镁电厂废水资源化利用方法及装置。
背景技术
随着国家《水污染防治计划》的发布，对火电厂的用水和排水均提出了更高的要求，火电厂废水零排放系统建设已成为电厂废水治理的发展趋势。电厂排放的各种废水，以离子交换再生系统产生的高盐废水和脱硫废水最难处理，该类废水硬度高，悬浮物高，含盐量高同时腐蚀性较强且水质水量波动性较大。
目前，电厂废水零排放的主流工艺有：预处理+膜浓缩+蒸发结晶技术、预处理+烟道蒸发技术、机械雾化蒸发技术等。其中，预处理+膜浓缩+蒸发结晶技术，可以回收工业盐及90%以上的淡水，是废水零排放中具有发展前景的技术之一。高镁废水中Mg2+浓度可达4000-20000mg/L，在常规的废水软化预处理过程中，碳酸钠-氢氧化钠法被常用来沉淀分离溶液中的Ca2+和Mg2+，然而对于高镁的废水，该方法存在沉淀生成量大、软化剂的消耗量和成本过大的问题。同时，废水中的镁离子是一种宝贵的资源，硫酸镁是一种重要的化工原料广泛应用于各行各业，通过软化处理转化为污泥，一方面增加了废水处理的加药成本，另一方面浪费了水中的镁资源。因此，亟须一种低成本、工艺简单且资源化利用镁离子的电厂废水处理方法及装置。
发明内容
针对现有高镁废水预处理加药成本高、镁资源无法利用的不足，本发明的目的在于提供一种高镁电厂废水资源化利用方法及装置，以降低软化镁离子的加药成本且使得镁离子得到充分的资源化利用。
为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种高镁电厂废水资源化利用方法，包括：
软化除钙步骤：向高镁电厂废水中加入除钙剂，经过滤后得到除钙废水；
成分调整步骤：向所述除钙废水中加入硫酸盐使得镁离子与硫酸根离子的摩尔比为0.9-1.1，得到成分调整后的废水；
纳滤分盐步骤：将所述成分调整后的废水进行纳滤分盐得到以氯化物为主的溶液a和以硫酸镁为主的溶液b；
浓缩结晶步骤：将所述溶液a和溶液b分别进行浓缩、蒸发结晶，得到氯化物和硫酸镁。
在上述高镁电厂废水资源化利用方法中，优选地，在所述软化除钙步骤中，所述高镁电厂废水是经过初步混凝沉淀处理后的废水。
在上述高镁电厂废水资源化利用方法中，优选地，在所述软化除钙步骤中，所述高镁电厂废水中钙离子的浓度为500-1500mg/L，镁离子的浓度为4000-20000mg/L；优选地，所述过滤是通过管式膜或者多介质过滤器完成的，更优选地，所述过滤是通过管式膜完成的，以使得过滤效率及过滤精度更高；所述管式膜优选为管式超滤膜，更优选地，所述超滤膜的孔径为0.02-0.05μm；优选地，所述除钙剂为草酸或草酸钠；更优选地，所述草酸或草酸钠的加入量控制为使所述高镁电厂废水中的草酸根离子与废水中钙离子的摩尔比为1:1-2:1，其中草酸为过量时可以提高钙的去除率。
在上述高镁电厂废水资源化利用方法中，优选地，在所述软化除钙步骤中，加入所述除钙剂后调节废水pH值为7-9，保持废水pH值为7-9可以进一步加强废水中钙离子的去除效果。
在上述高镁电厂废水资源化利用方法中，优选地，在所述成分调整步骤中，所述硫酸盐为硫酸钠，采用硫酸钠作为调整成分的硫酸盐，不仅可以降低成本而且也不会引入新的杂质。
在上述高镁电厂废水资源化利用方法中，优选地，在所述纳滤分盐步骤中，操作压力为0.5-1.0MPa，所述溶液a和溶液b的体积比为1:1；优选地，硫酸根离子的截留率90%-95%，镁离子的截留率90-95%，氯离子的截留率为5-10%，钠离子的截留率5-10%。
在上述高镁电厂废水资源化利用方法中，优选地，在所述浓缩结晶步骤中，所述溶液a通过高压卷式反渗透膜单元进行浓缩，优选地，所述高压卷式反渗透膜单元的运行压力为8-12MPa，运行温度为5-25℃；优选地，所述溶液b通过碟管式反渗透膜单元进行浓缩，更优选地，所述碟管式反渗透膜单元的运行压力为8-10Mpa,运行温度5-25℃；优选地，所述氯化物为氯化钠，更优选地，浓缩后所述氯化钠浓度为80-120g/L；优选地，浓缩后所述硫酸镁的浓度为70-100g/L；在上述操作参数下进行浓缩可以提高浓缩效率、增加氯化钠和硫酸镁的回收效率。
在上述高镁电厂废水资源化利用方法中，优选地，在所述浓缩结晶步骤中，所述溶液a在浓缩后采用多效蒸发结晶器或MVR蒸发结晶器进行所述蒸发结晶。
一种高镁电厂废水资源化利用装置，沿废水流经方向包括：
依次连通的软化预处理系统、成分调节系统、纳滤分盐系统、反渗透浓缩系统和蒸发结晶系统；
所述软化预处理系统包括反应水池，所述反应水池上方设有自动加药单元；
所述成分调节系统包括成分调节池，所述成分调节池的上方设有成分调节加药单元；所述成分调节池一侧与所述反应水池相连通，另一侧与所述纳滤分盐系统相连通。
在上述高镁电厂废水资源化利用装置中，优选地，在所述软化预处理系统与成分调节系统之间还设有过滤系统，所述过滤系统优选为管式膜超滤系统；更优选地，所述管式膜超滤系统沿废水流经方向包括管式膜单元和与所述管式膜单元相连通的管式膜产水池；更优选地，所述管式膜产水池上设有溢流口；优选地，所述管式膜产水池的溢流口侧设置所述成分调节池，即废水经所述管式膜单元上的管式膜后进入所述管式膜产水池，管式膜产水池的水经其溢流口进入所述成分调节池。
在上述高镁电厂废水资源化利用装置中，优选地，所述软化预处理系统还包括第一缓冲水池，所述第一缓冲水池的一侧与所述反应水池相连，另一侧与所述管式膜单元相连；优选地，所述反应水池内设有第一搅拌器；优选地，所述反应水池上部设有溢流口；所述反应水池中的废水经反应水池上部的溢流口进入第一缓冲水池，第一缓冲水池的水通过泵进入所述管式膜超滤系统；更优选地，所述自动加药单元包括除钙剂加入器和pH调节剂加入器，用于将除钙剂和pH调节剂加入所述反应水池中。
在上述高镁电厂废水资源化利用装置中，优选地，所述成分调节系统还包括与所述成分调节池连通的第二缓冲水池，设置于所述成分调节池的出水侧，即所述成分调节池的水经其上的溢流口进入所述第二缓冲水池；优选地，所述第二缓冲水池通过第一增压泵与所述纳滤分盐系统连接，即所述第二缓冲水池的水通过增压泵进入所述纳滤分盐系统；优选地，所述成分调节加药单元包括硫酸钠加入器，用于将硫酸钠加入所述成分调节池；优选地，所述成分调节池内设有第二搅拌器。
在上述高镁电厂废水资源化利用装置中，优选地，所述纳滤分盐系统包括纳滤膜单元、与所述纳滤膜单元的淡水出口连通的第一纳滤水池、与所述纳滤膜单元的浓水出口连通的第二纳滤水池；优选地，所述第二缓冲水池通过所述第一增压泵与所述纳滤膜单元连接，即所述第二缓冲水池的水流经所述纳滤膜单元后得到淡水和浓水，所述淡水进入第一纳滤水池，所述浓水进入第二纳滤水池；优选地，所述第一纳滤水池用于接收以氯化钠为主的溶液，第二纳滤水池用于接收以硫酸镁为主的溶液。
在上述高镁电厂废水资源化利用装置中，优选地，所述反渗透浓缩系统，包括：以氯化钠为主的溶液的反渗透浓缩组件和以硫酸镁为主的溶液的反渗透浓缩组件；优选地，以氯化钠为主的溶液的反渗透浓缩组件包括：高压卷式反渗透膜单元、与所述高压卷式反渗透膜单元出水口连通的第一反渗透产水池、与所述高压卷式反渗透膜单元浓缩液出口连通的第一浓缩液池；以硫酸镁为主的溶液的反渗透浓缩组件包括：碟管式反渗透膜单元、与所述碟管式反渗透膜单元出水口连通的第二反渗透产水池、与所述碟片式反渗透膜单元浓缩液出口连通的第二浓缩液池，所述第一纳滤水池通过第二增压泵与所述高压卷式反渗透膜单元连接，所述第二纳滤水池通过第三增压泵与所述碟管式反渗透膜单元连接。即所述第一纳滤水池的水经第二增压泵输送至高压卷式反渗透膜单元，通过所述高压卷式反渗透膜单元形成的淡水进入第一反渗透产水池，浓水进入第一浓缩液池；所述第二纳滤水池的水经泵输送至碟管式反渗透膜单元，通过所述碟管式反渗透膜单元形成的淡水进入第二反渗透产水池，浓水进入第二浓缩液池。
所述蒸发结晶系统包括第一蒸发结晶单元和第二蒸发结晶单元；所述蒸发结晶单元包括多效蒸发结晶器或MVR蒸发结晶器。其中，所述第一蒸发结晶单元的入口与所述第一浓缩液池的出口连通，所述第二蒸发结晶单元的入口与所述第二浓缩液池的出口连通。第一浓缩液池和第二浓缩液池的溶液分别进入所述第一蒸发结晶单元和第二蒸发结晶单元进行蒸发结晶，分别得到氯化钠产品和硫酸镁产品。
本发明原理：废水中的钙离子与草酸根离子反应生成二水合草酸钙沉淀：
Ca2+ + C2O4 2- + 2H2O → CaC2O4∙2H2O↓
其中草酸钙的Ksp=2.59×10-9，而草酸镁的溶解度较大，添加草酸根离子可使废水中钙离子沉淀，镁离子留在溶液，实现钙镁离子的有效分离。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
（1）电厂废水中加入草酸或草酸钠，可以有效的去除水中的钙离子，而保留镁离子，实现了废水中钙镁的高效分离；
（2）相较于采用碳酸钠-氢氧化钠法处理高镁电厂废水，本发明的处理方法使得预处理加药成本降低了50%；
（3）充分利用了废水中的镁资源，制备出了高附加值高纯度的硫酸镁产品；
（4）充分利用膜浓缩技术提高了氯化钠溶液和硫酸镁溶液的浓度，降低了后续蒸发结晶的能耗，本发明整体工艺简单，可进行工业化实施；
（5）本发明方法和装置得到的氯化钠产品和硫酸镁产品纯度高且回收率高。
附图说明
图1为本发明一种高镁电厂废水资源化利用的工艺流程图。
图2为本发明一种高镁电厂废水资源化利用装置的结构图。
附图标记说明：1-反应水池，2-第一缓冲水池，3-管式膜单元，4-管式膜产水池，5-成分调节池，6-第二缓冲水池，7-纳滤膜单元，8-第二纳滤水池，9-第一纳滤水池，10-碟管式反渗透单元，11-高压卷式反渗透膜单元，12-第二反渗透产水池，13-第二浓缩液池，14-第一反渗透产水池，15-第一浓缩液池，16-第一蒸发结晶单元，17-第二蒸发结晶单元。
具体实施方式
下面通过具体实施例结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明，但本发明的范围不仅限于下述实施例。
实施例1
某电厂高镁废水的成分如表1所示，其是经过初步混凝沉淀处理后的废水，混凝沉淀的工序为本领域常规工序，在此不再一一赘述。其中Ca2+浓度为580mg/L，Mg2+浓度为4650 mg/L，SO4 2-：Mg2+的摩尔比为0.73:1。
表1 某电厂高镁废水的水质特点
| 项目 | 数量 |
| Ca<sup>2+</sup> (mg/L) | 580 |
| Mg<sup>2+ </sup>(mg/L) | 4650 |
| Cl<sup>-</sup> (mg/L) | 6731 |
| SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> (mg/L) | 13580 |
如附图1所示，该高镁电厂废水资源化利用的步骤为：
(1)软化除钙：向废水中投加草酸，草酸的加入量为1.56kg/m3，使得草酸根离子与钙离子的摩尔比为1.2：1，再用氢氧化钠溶液调整废水的pH至为7-8，经管式超滤膜进行分离，得到管式膜产水，其中，钙离子的去除率93%，镁离子的去除率2.1%；
(2)成分调整：向步骤（1）的管式膜产水中加入硫酸钠，硫酸钠的加入量为7.43 kg/m3，使得废水中镁离子与硫酸根离子的摩尔比为0.98；
(3)纳滤分盐：经步骤（2）处理后的废水进入纳滤系统，在0.5Mpa操作压力下进行分盐得到以氯化钠为主的淡水a，和以硫酸镁为主的浓水b，a:b的体积比为1：1，经过纳滤分盐后，硫酸根离子的截留率为90%，镁离子的截留率90%，氯离子的截留率为10%，钠离子的截留率10%；
(4)反渗透浓缩：步骤（3）中以氯化钠为主的淡水a，进入高压卷式膜反渗透系统在8Mpa，10℃下进行浓缩，浓缩后氯化钠的浓度达到80g/L；步骤（2）中以硫酸镁为主的浓水b，进入碟片式反渗透膜系统在8Mpa，10℃下进行浓缩，浓缩后硫酸镁的浓度达到70g/L；
(5)蒸发结晶：步骤（4）的氯化钠溶液和硫酸镁溶液分别进入蒸发结晶系统，经蒸发结晶得到工业氯化钠产品和硫酸镁产品。
对该废水采用常规的碳酸钠-氢氧化钠法软化预处理（参照：佘晓利，燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放技术进展，《应用化工》，2018年第1期，第 160-164页），其中，采用碳酸钠-氢氧化钠法软化预处理时，碳酸钠的加入量为1.69 kg/m3，氢氧化钠的加入量为15.5kg/m3；而采用本发明提供的预处理方法草酸的加入量为1.56kg/m3，调整pH值所用氢氧化钠的加入量为1.38kg/m3，调整成分所用硫酸钠的加入量为7.43 kg/m3。
按照碳酸钠的价格1600元/吨，氢氧化钠的价格3000元/吨，草酸价格4000元/吨，硫酸钠价格400元/吨计算，碳酸钠-氢氧化钠法的加药成本为49.21元/ m3，而本发明的预处理方法加药成本为13.35元/ m3，与碳酸钠-氢氧化钠法相比，本发明提供的方法将加药成本降低了72.87%。
采用本方法制备的氯化钠的纯度大于97.5%，硫酸镁的纯度为99.5% ，废水中Mg的回收率为97.9%。
对比例1
某电厂高镁废水的成分同实施例1中表1所示，其中Ca2+浓度为580mg/L，Mg2+浓度为4650 mg/L。
本对比例将实施例1中的草酸替换为碳酸钠进行软化除钙，若碳酸钠加入量按CO3 2-/Ca2+摩尔比为1.2，碳酸钠的加入量为1.84 kg/m3，此时废水中钙的去除率为44%，镁的去除率8.5%；若碳酸钠加入量按CO3 2-/Ca2+摩尔比为1.5，碳酸钠的加入量为2.31kg/m3，此时废水中钙的去除率为56%，镁的去除率10.5%；若碳酸钠加入量按CO3 2-/Ca2+摩尔比为3.0，碳酸钠的加入量为4.61kg/m3，此时废水中钙的去除率为82%，镁的去除率25.7%；由此可见仅通过加碳酸钠的方式难以实现废水中钙镁离子的有效分离，原因为碳酸钠为强碱弱酸盐，在溶液中会发生水解反应生成大量的OH-，由于废水为高镁废水溶液，其中存在的大量Mg2+易与生成的OH-反应生成Mg(OH)2沉淀，从而促进碳酸钠的水解，更进一步地，溶液中残存的大量钙离子会对后续膜处理有极大的危害。
实施例2
某电厂高镁废水的成分如表2所示，其是经过初步混凝沉淀处理后的废水，混凝沉淀的工序为本领域常规工序，在此不再一一赘述。其中Ca2+浓度为880mg/L，Mg2+浓度为10980mg/L，SO4 2-：Mg2+的摩尔比为0.47:1。
表2 某电厂高镁废水的水质特点
| 项目 | 数量 |
| Ca<sup>2+</sup> (mg/L) | 880 |
| Mg<sup>2+</sup>(mg/L) | 10980 |
| Cl<sup>-</sup> (mg/L) | 18731 |
| SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> (mg/L) | 20580 |
如附图1所示，该高镁低钙电厂废水资源化利用的步骤为：
(1)软化除钙：向废水中投加草酸钠，草酸钠的加入量为4.23kg/m3，此时溶液的pH值为8-9，使得草酸根离子与钙离子的摩尔比为1.4：1，经管式超滤膜进行分离，得到管式膜产水，其中，钙离子的去除率97%，镁离子的去除率3.0%；
(2)成分调整：向步骤（1）的管式膜产水中加入硫酸钠，硫酸钠的加入量为31.07 kg/m3，使得废水中镁离子与硫酸根离子的摩尔比为1.02；
(3)纳滤分盐：经步骤（2）处理后的废水进入纳滤系统，进行分盐得到以氯化钠为主的淡水a和以硫酸镁为主的浓水b， a:b的体积比为1：1，经过纳滤分盐后，硫酸根离子的截留率为95%，镁离子的截留率95%，氯离子的截留率为5%，钠离子的截留率5%；
(4)反渗透浓缩：步骤（3）中以氯化钠为主的淡水a，进入高压卷式膜反渗透系统在10Mpa，25℃进行浓缩，浓缩后氯化钠的浓度达到110g/L；步骤（2）中以硫酸镁为主的浓水b，进入碟管式反渗透膜系统在10Mpa，25℃进行浓缩，浓缩后硫酸镁的浓度达到100g/L；
(5)蒸发结晶：步骤（4）的氯化钠溶液和硫酸镁溶液分别进入蒸发结晶系统，经蒸发结晶得到工业氯化钠产品和硫酸镁产品。
对该废水采用常规的碳酸钠-氢氧化钠法软化预处理（参照：佘晓利，2018，燃煤电厂湿法烟气脱硫废水零排放技术进展，《应用化工》，2018年第1期，第160-164页），其中，采用碳酸钠-氢氧化钠法软化预处理时，碳酸钠的加入量为2.80 kg/m3，氢氧化钠的加入量为36.60kg/m3；而采用本发明提供的预处理方法草酸钠的加入量为4.23kg/m3，调整成分所用硫酸钠的加入量为31.07kg/m3。
按照碳酸钠的价格1600元/吨，氢氧化钠的价格3000元/吨，草酸钠的价格6000元/吨，硫酸钠价格400元/吨计算，碳酸钠-氢氧化钠法的加药成本为114.28元/ m3，而本发明的预处理方法加药成本为37.81元/ m3，与碳酸钠-氢氧化钠法相比，本发明提供的方法将加药成本降低了66.91%。
采用本方法可以制备硫酸镁53.2kg/ m3，废水中Mg的回收率为97%，硫酸镁的纯度为98% 。
实施例3
一种高镁电厂废水资源化利用装置，包括依次连通的软化预处理系统、管式膜超滤系统、成分调节系统、纳滤分盐系统、反渗透浓缩系统和蒸发结晶系统。
如图2所示，软化预处理系统包括反应水池1和第一缓冲水池2，其中反应水池1上方设有自动加药单元，自动加药单元包括除钙剂加入器和Ph调节剂加入器，用于将除钙剂和pH调节剂加入反应水池1中。反应水池1内设有第一搅拌器，反应水池1的水其经溢流口进入第一缓冲水池2，第一缓冲水池2的水通过泵进入管式膜超滤系统。
管式膜超滤系统包括依次连通的管式膜单元3、管式膜产水池4，其中管式膜产水池4的水经其溢流口进入成分调节池5，成分调节池5的上方设有成分调节加药单元，成分调节加药单元包括硫酸钠加入器。
成分调节系统包括沿着废水流经方向连通的成分调节池5和第二缓冲水池6，成分调节池5内设有第二搅拌器，成分调节池5的水经其溢流口进入第二缓冲水池6，第二缓冲水池6的水通过第一增压泵进入纳滤分盐系统。
纳滤分盐系统包括纳滤膜单元7、第一纳滤水池9、第二纳滤水池8；第二缓冲水池6的水经纳滤膜单元7形成淡水和浓水，淡水进入第一纳滤水池9，浓水进入第二纳滤水池8；反渗透浓缩系统包括高压卷式反渗透膜单元11、碟片式反渗透单元10、第一反渗透产水池14、第二反渗透产水池12、第一浓缩液池15、第二浓缩液池13；第一纳滤水池9的水经第二增压泵输送至高压卷式反渗透膜单元11，所形成的淡水进入第一反渗透产水池14，浓水进入第一浓缩液池15；第二纳滤水池8的水经第三增压泵输送至碟片式反渗透单元10，所形成的淡水进入第二反渗透产水池12，浓水进入第二浓缩液池13；第一浓缩液池15和第二浓缩液池13的溶液分别进入第一蒸发结晶单元16和第二蒸发结晶单元17，经蒸发结晶分别得到氯化钠产品和硫酸镁产品。
上述高镁电厂废水资源化利用装置的使用及应用过程如下：
首先，高镁电厂废水流入反应水池1、反应水池1上方设置的自动加药单元中的除钙剂加入器向高镁电厂废水中加入草酸或者草酸钠，进行沉淀钙处理，随着，自动加药单元中的Ph调节剂加入器向废水中加入Ph调节剂调节废水Ph为7-9，之后废水经第二缓冲水池6流入管式膜单元3，经管式膜单元3上的管式膜进行分离，得到钙离子基本被去除的废水，之后，废水流入管式膜产水池4且通过管式膜产水池4上的溢流口进入成分调节池5。成分调节池5上设置的成分调节加药单元向成分调节池5中加入硫酸钠以调节废水中镁离子与硫酸根离子的摩尔比为0.9-1.1，成分调节池内5设置的搅拌器对其内的溶液进行搅拌；随后，成分调节池5的水经其溢流口进入第二缓冲水池6，第二缓冲水池6的水通过增压泵进入纳滤膜单元7，经纳滤膜单元7过滤后，废水形成淡水（主要成分为氯化钠）和浓水（主要成分为硫酸镁），所述淡水进入第一纳滤水池9，浓水进入第二纳滤水池8；第一纳滤水池9水经增压泵输送至高压卷式反渗透膜单元11，所形成的淡水进入第一反渗透产水池14，浓水进入第一浓缩液池15，第一浓缩液池15的溶液进入第一蒸发结晶单元16进行蒸发结晶得到氯化钠产品；第二纳滤水池8的水经泵输送至碟片式反渗透单元10，所形成的淡水进入第二反渗透产水池12，浓水进入第二浓缩液池13，第二浓缩液池13的溶液进入第二蒸发结晶单元17进行蒸发结晶得到硫酸镁产品。
Claims (10)
1.一种高镁电厂废水资源化利用方法，其特征在于，包括：
软化除钙步骤：向高镁电厂废水中加入除钙剂，经过滤后得到除钙废水；
成分调整步骤：向所述除钙废水中加入硫酸盐使得镁离子与硫酸根离子的摩尔比为0.9-1.1，得到成分调整后的废水；
纳滤分盐步骤：将所述成分调整后的废水进行纳滤分盐得到以氯化物为主的溶液a和以硫酸镁为主的溶液b；
浓缩结晶步骤：将所述溶液a和溶液b分别进行浓缩、蒸发结晶，得到氯化物和硫酸镁。
2.根据权利要求1所述的高镁电厂废水资源化利用方法，其特征在于，在所述软化除钙步骤中，所述高镁电厂废水是经过初步混凝沉淀处理后的废水；优选地，所述镁离子的浓度为4000-20000mg/L；优选地，所述过滤是通过管式膜或者多介质过滤器完成的；更优选地，所述管式膜为管式超滤膜，更优选地，所述超滤膜的孔径为0.02-0.05μm。
3.根据权利要求1所述的高镁电厂废水资源化利用方法，其特征在于，所述除钙剂为草酸或草酸钠；优选地，所述草酸或草酸钠的加入量控制为使所述高镁电厂废水中的草酸根离子与废水中钙离子的摩尔比为1:1-2:1；优选地，加入所述除钙剂后与在所述过滤之前，调节废水pH值为7-9；
优选地，在所述成分调整步骤中，所述硫酸盐为硫酸钠。
4.根据权利要求1所述的高镁电厂废水资源化利用方法，其特征在于，在所述纳滤分盐步骤中，操作压力为0.5-1.0MPa；优选地，所述溶液a和溶液b的体积比为1:1；优选地，硫酸根离子的截留率90%-95%，镁离子的截留率90-95%，氯离子的截留率为5-10%，钠离子的截留率5-10%。
5.根据权利要求1所述的高镁电厂废水资源化利用方法，其特征在于，在所述浓缩结晶步骤中，所述溶液a通过高压卷式反渗透膜单元进行浓缩，优选地，所述高压卷式反渗透膜单元的运行压力为8-12MPa，运行温度为5-25℃；优选地，所述溶液b通过碟管式反渗透膜单元进行浓缩，更优选地，所述碟管式反渗透膜单元的运行压力为8-10Mpa，运行温度5-25℃；优选地，所述氯化物为氯化钠，更优选地，浓缩后所述氯化钠浓度为80-120g/L；优选地，浓缩后所述硫酸镁的浓度为70-100g/L；优选地，所述溶液a在浓缩后采用多效蒸发结晶器或MVR蒸发结晶器进行所述蒸发结晶。
6.一种高镁电厂废水资源化利用装置，其特征在于，沿废水流经方向包括：
依次连通的软化预处理系统、成分调节系统、纳滤分盐系统、反渗透浓缩系统和蒸发结晶系统；
所述软化预处理系统包括反应水池，所述反应水池上方设有自动加药单元；
所述成分调节系统包括成分调节池，所述成分调节池的上方设有成分调节加药单元；所述成分调节池一侧与所述反应水池相连通，另一侧与所述纳滤分盐系统相连通。
7.根据权利要求6所述的高镁电厂废水资源化利用装置，其特征在于，在所述软化预处理系统与成分调节系统之间还设有过滤系统，优选地，所述过滤系统为管式膜超滤系统；更优选地，所述管式膜超滤系统沿废水流经方向包括管式膜单元和与所述管式膜单元相连通的管式膜产水池；更优选地，所述管式膜产水池上设有溢流口；更优选地，所述管式膜产水池的溢流口侧设置所述成分调节池。
8.根据权利要求7所述的高镁电厂废水资源化利用装置，其特征在于，所述软化预处理系统还包括第一缓冲水池，所述第一缓冲水池的一侧与所述反应水池相连，另一侧与所述管式膜单元相连；优选地，所述反应水池内设有第一搅拌器；优选地，所述反应水池上部设有溢流口；优选地，所述自动加药单元包括除钙剂加入器和pH调节剂加入器；优选地，所述成分调节系统还包括与所述成分调节池连通的第二缓冲水池，所述第二缓冲水池设置于所述成分调节池的出水侧；优选地，所述第二缓冲水池通过第一增压泵与所述纳滤分盐系统连接；优选地，所述成分调节加药单元包括硫酸钠加入器；更优选地，所述成分调节池内设有第二搅拌器。
9.根据权利要求8所述的高镁电厂废水资源化利用装置，其特征在于，所述纳滤分盐系统包括纳滤膜单元、与所述纳滤膜单元的淡水出口连通的第一纳滤水池、与所述纳滤膜单元的浓水出口连通的第二纳滤水池；优选地，所述第二缓冲水池通过所述第一增压泵与所述纳滤膜单元连接。
10.根据权利要求9所述的高镁电厂废水资源化利用装置，其特征在于，所述反渗透浓缩系统，包括：以氯化钠为主的溶液的反渗透浓缩组件和以硫酸镁为主的溶液的反渗透浓缩组件；
优选地，以氯化钠为主的溶液的反渗透浓缩组件包括：高压卷式反渗透膜单元、与所述高压卷式反渗膜单元出水口连通的第一反渗透产水池、与所述高压卷式反渗膜单元浓缩液出口连通的第一浓缩液池；优选地，以硫酸镁为主的溶液的反渗透浓缩组件包括：碟管式反渗透膜单元、与所述碟片式反渗透膜单元出水口连通的第二反渗透产水池、与所述碟管式反渗透膜单元浓缩液出口连通的第二浓缩液池；优选地，所述第一纳滤水池通过第二增压泵与所述高压卷式反渗透膜单元连接，所述第二纳滤水池通过第三增压泵与所述碟管式反渗透膜单元连接；
优选地，所述蒸发结晶系统包括第一蒸发结晶单元和第二蒸发结晶单元；优选地，所述蒸发结晶单元包括多效蒸发结晶器或MVR蒸发结晶器；优选地，所述第一蒸发结晶单元的入口与所述第一浓缩液池的出口连通，所述第二蒸发结晶单元的入口与所述第二浓缩液池的出口连通。
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| CN201811557487.8A Pending CN109516627A (zh) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | 一种高镁电厂废水资源化利用方法及装置 |
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| CN (1) | CN109516627A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111807471A (zh) * | 2019-04-10 | 2020-10-23 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种含盐水的处理方法和处理系统 |
| CN111847742A (zh) * | 2019-04-24 | 2020-10-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 工业废水处理系统及其应用 |
| CN112830600A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-05-25 | 北京朗新明环保科技有限公司 | 一种煤电一体化废水资源化处理装置及方法 |
| CN112979028A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-06-18 | 北京朗新明环保科技有限公司 | 一种煤电一体化废水资源化智能处理系统及方法 |
| CN113003762A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-22 | 北京清新环境技术股份有限公司 | 脱硫废水软化及膜浓缩方法 |
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-
2018
- 2018-12-19 CN CN201811557487.8A patent/CN109516627A/zh active Pending
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