CN110550780A - 一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法 - Google Patents

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Abstract

一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，它涉及一种火电厂脱硫废水的处理方法，它是要解决现有的脱硫废水处理方法工艺流程长、药剂投加量多、运行成本高的技术问题。本方法：一、向脱硫废水中边搅拌边加入氢氧化钙悬浊液使pH达到10～12，过滤；二、向滤液中边加入预处理剂边曝气将滤液的pH值保持在10～12处理；然后仅曝气使滤液的pH值降到8.0～9.0，静置，得到上清液；三、超滤；四、反渗透。出水中TDS去除率达99.90％，硫酸根、氨氮、钙离子和镁离子去除率达100％，氟离子去除率达98.67％，钠离子去除率达99.71％，氯离子去除率达99.90％。本方法可用于火电厂脱硫废水处理。

Description

一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法
技术领域
本发明涉及一种火电厂脱硫废水的处理方法，属于工业废水处理领域。
背景技术
火电厂脱硫废水主要是锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程中吸收塔的排放水。火电厂脱硫废水由于具有高浊度、高硬度，高含盐量、污染物种类多、高腐蚀性、且不同火电厂水质、工况波动大等特点，因此火电厂脱硫废水成为火电厂中成分最为复杂、处理难度最大的工业废水，其危害主要体现在以下方面：1)脱硫废水中的高浓度悬浮物严重影响水的浊度，并且在设备及管道中易产生结垢现象，影响脱硫装置的运行。2)脱硫废水呈弱酸性，重金属污染物在其中都有较好的溶解性，虽然它们的含量较少，但直接排放对水生生物具有一定毒害作用。3)脱硫废水中氯离子浓度很高，会引起设备及管道的孔腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀。4)脱硫废水中高浓度的硫酸盐直接排放到环境水体中会扩散到沉积层，硫酸盐还原菌将SO4 2-转化为S2-，S2-会与水中的金属元素发生反应，导致水中甲基汞的生成，造成水生植物必要的微量金属元素缺失，改变水体原有的生态功能。
现有的脱硫废水处理方法应用最多的是“三联箱技术”，该技术依次经过中和、沉淀、絮凝、再沉淀和再中和等处理单元。脱硫废水通过加入氢氧化钠或氢氧化钙等碱性物质进行中和后，再加入有机硫、硫酸氯化铁等絮凝剂以及助凝剂等药品将脱硫废水中的悬浮物及重金属沉淀去除，处理后的出水要经过pH调节后才能进行排放。但该技术存在工艺流程长，设备故障率高，运行稳定性差的缺点，同时在处理过程中至少需投加氢氧化钠或氢氧化钙、有机硫、硫酸氯化铁、盐酸等药剂，投加量大且品种多，提高了运行成本。因此开发工艺流程短，药剂投加量少、运行成本低的新工艺迫在眉睫。
发明内容
本发明是要解决现有的脱硫废水处理方法工艺流程长、药剂投加量多、运行成本高的技术问题，而提供一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法。
本发明的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，按以下步骤进行：
一、预处理一：向火电厂脱硫废水中边搅拌边加入质量百分浓度为30％～40％的氢氧化钙悬浊液，直至脱硫废水的pH达到10～12，有沉淀产生，过滤，去除沉淀，得到滤液；
二、预处理二：首先向步骤一得到的滤液中边加入预处理剂边通过曝气泵曝气，将滤液的pH值在10～12的条件下保持1.5～3小时；然后停止加入预处理剂，仅曝气，使滤液的pH值降到8.0～9.0；最后停止曝气，静置，将下层的沉淀去除，得到上清液；其中预处理剂是按氢氧化钙的质量百分浓度为30％～40％、碳酸钠的质量百分浓度为30％～40％，将氢氧化钙和碳酸钠加入到水中混合而成的悬浊液；
三、超滤：对步骤二得到的上清液用超滤膜进行超滤处理；
四、反渗透：对步骤三得到的滤液用滤膜进行反渗透处理，完成火电厂脱硫废水的处理。
本发明的首先投加氢氧化钙，使火电厂脱硫废水中的硫酸根、氟离子与钙离子反应而去除，使脱硫废水中的镁及其他金属离子与氢氧根反应而沉淀去除；然后投加碳酸钠和氢氧化钙，并曝气，将废水中的氨氮吹脱，同时提供空气，利用空气中的二氧化碳来降低pH值，此后废水中的主要离子为氯离子和钠离子；再经超滤和反渗透处理，达到火电厂脱硫废水的处理的目的。工艺流程短，投加药剂种类少，仅需搅拌、曝气等低能耗操作，水力停留时间短，附属设备少，占地面积小，是一种成本低、投资小的处理方法。
本发明的方法处理后出水中的TDS可降到43mg/L、硫酸根可降到0mg/L、氨氮可降到0mg/L、钙离子可降到0mg/L、镁离子可降到0mg/L、氟离子可降到0.8mg/L、钠离子可降到3.2mg/L、氯离子降到了5.4mg/L；TDS去除率达99.90％、硫酸根去除率达100％、氨氮去除率达100％、钙离子去除率达100％、镁离子去除率达100％、氟离子去除率达98.67％、钠离子去除率达99.71％、氯离子去除率达99.90％。处理后的废水可以循环利用，有利于推广应用。
附图说明
图1是试验1中火电厂脱硫废水的总溶解固体(TDS)的去除效果图；
图2是试验1中火电厂脱硫废水的硫酸根的去除效果图；
图3是试验1中火电厂脱硫废水的氨氮的去除效果图；
图4是试验1中火电厂脱硫废水的钙离子的去除效果图；
图5是试验1中火电厂脱硫废水的镁离子的去除效果图；
图6是试验1中火电厂脱硫废水的氟离子的去除效果图；
图7是试验1中火电厂脱硫废水的钠离子的去除效果图；
图8是试验1中火电厂脱硫废水的氯离子的去除效果图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，按以下步骤进行：
一、预处理1：向火电厂脱硫废水中边搅拌边加入质量百分浓度为30％～40％的氢氧化钙悬浊液，直至脱硫废水的pH达到10～12，有沉淀产生，过滤，去除沉淀，得到滤液；
二、预处理2：首先向步骤一得到的滤液中边加入预处理剂边通过曝气泵曝气，将滤液的pH值在10～12的条件下保持1.5～3小时；然后停止加入预处理剂，仅曝气，使滤液的pH值降到8.0～9.0；最后停止曝气，静置，将下层的沉淀去除，得到上清液；其中预处理剂是按氢氧化钙的质量百分浓度为30％～40％、碳酸钠的质量百分浓度为30％～40％，将氢氧化钙和碳酸钠加入到水中混合而成的悬浊液；
三、超滤：对步骤二得到的上清液用超滤膜进行超滤处理；
四、反渗透：对步骤三得到的滤液用滤膜进行反渗透处理，完成火电厂脱硫废水的处理。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中的预处理剂的加入量是按每升滤液加入5～10mL预处理剂的比例加入的。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤三中超滤膜的孔径10～50nm。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤四中反渗透滤膜的为孔径0.1～0.3nm。其它与具体实施方式一至三之一相同。
用下面的实施例验证本发明的有益效果：
实施例1：本实施例的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，按以下步骤进行：
一、预处理1：向火电厂脱硫废水中边搅拌边加入质量百分浓度为40％的氢氧化钙悬浊液，直至脱硫废水的pH达到11，在搅拌过程中有沉淀产生，过滤，去除沉淀，得到滤液；
二、预处理2：首先向步骤一得到的滤液中边按10mL/L的浓度加入预处理剂边通过曝气泵曝气，将滤液的pH值在11的条件下保持2小时；然后停止加入预处理剂，仅曝气，使滤液的pH值降到8.5；最后停止曝气，静置，将下层的沉淀去除，得到上清液；其中预处理剂是按氢氧化钙的质量百分浓度为40％、碳酸钠的质量百分浓度为30％，将氢氧化钙和碳酸钠加入到水中混合而成的悬浊液；
三、超滤：对步骤二得到的上清液用孔径30nm的超滤膜进行超滤处理；
四、反渗透：对步骤三得到的滤液用孔径0.1nm的滤膜进行反渗透处理，完成火电厂脱硫废水的处理。
本实施例的火电厂脱硫废水原水的总溶解固体(TDS)为41130mg/L、硫酸根为22350mg/L、氨氮为11694mg/L、氟为60mg/L、钙为836mg/L、镁为4925mg/L、钠为1020mg/L、氟为4936mg/L。
本实施例的火电厂脱硫废水的脱硫废水总溶解固体的去除效果图如图1所示，从图1可以看出，总溶解固体的去除率达99.90％。本实施例的脱硫废水的硫酸根的去除效果如图2所示，从图2可以看出，硫酸根的去除率达100％。本实施例的脱硫废水的氨氮的去除效果如图3所示，从图3可以看出，氨氮的去除率达100％。本实施例的脱硫废水的钙离子的去除效果如图4所示，从图4可以看出，钙离子的去除达100％。本实施例的脱硫废水的镁离子的去除效果如图5所示，从图5可以看出，镁离子的去除达100％。本实施例的脱硫废水的氟离子的去除效果如图6所示，从图6可以看出，氟离子的去除达98.67％。本实施例的脱硫废水的钠离子的去除效果如图7所示，从图7可以看出，钠离子的去除达99.71％。本实施例的脱硫废水的氯离子的去除效果如图8所示，从图8可以看出，氯离子的去除达99.90％。本实施例的方法实现了TDS、硫酸根、氨氮、钙离子、镁离子、氟离子、钠离子、氯离子等的同步去除。
实施例2：本实施例的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，按以下步骤进行：
一、预处理1：向火电厂脱硫废水中边搅拌边加入质量百分浓度为30％的氢氧化钙悬浊液，直至脱硫废水的pH达到12，在搅拌过程中有沉淀产生，过滤，去除沉淀，得到滤液；
二、预处理2：首先向步骤一得到的滤液中边按8mL/L的浓度加入预处理剂边通过曝气泵曝气，将滤液的pH值在12的条件下保持2小时；然后停止加入预处理剂，仅曝气，使滤液的pH值降到9；最后停止曝气，静置，将下层的沉淀去除，得到上清液；其中预处理剂是按氢氧化钙的质量百分浓度为30％、碳酸钠的质量百分浓度为35％，将氢氧化钙和碳酸钠加入到水中混合而成的悬浊液；
三、超滤：对步骤二得到的上清液用孔径50nm的超滤膜进行超滤处理；
四、反渗透：对步骤三得到的滤液用孔径0.1nm的滤膜进行反渗透处理，完成火电厂脱硫废水的处理。
本实施例的火电厂脱硫废水原水与实施例1相同。
本实施例的脱硫废水总溶解固体的去除率达99.90％，硫酸根的去除率达100％，氨氮的去除率达100％，钙离子的去除达100％，镁离子的去除达100％，氟离子的去除达98.42％，钠离子的去除达99.85％，氯离子的去除达99.83％。本实施例的方法实现了TDS、硫酸根、氨氮、钙离子、镁离子、氟离子、钠离子、氯离子等的同步去除。

Claims (4)

1.一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、预处理1：向火电厂脱硫废水中边搅拌边加入质量百分浓度为30％～40％的氢氧化钙悬浊液，直至脱硫废水的pH达到10～12，有沉淀产生，过滤，去除沉淀，得到滤液；
二、预处理2：首先向步骤一得到的滤液中边加入预处理剂边通过曝气泵曝气，将滤液的pH值在10～12的条件下保持1.5～3小时；然后停止加入预处理剂，仅曝气，使滤液的pH值降到8.0～9.0；最后停止曝气，静置，将下层的沉淀去除，得到上清液；其中预处理剂是按氢氧化钙的质量百分浓度为30％～40％、碳酸钠的质量百分浓度为30％～40％，将氢氧化钙和碳酸钠加入到水中混合而成的悬浊液；
三、超滤：对步骤二得到的上清液用超滤膜进行超滤处理；
四、反渗透：对步骤三得到的滤液用滤膜进行反渗透处理，完成火电厂脱硫废水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于步骤二中的预处理剂的加入量是按每升滤液加入5～10mL预处理剂的比例加入的。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于步骤三中超滤膜的孔径10～50nm。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于步骤四中反渗透滤膜的为孔径0.1～0.3nm。
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