CN112429877A - 降低废水中氯离子浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种降低废水中氯离子浓度的方法，包括：步骤S1：检测调节池废水中CL离子浓度、硫酸根浓度和镁离子浓度；步骤S2：加入氢氧化钙溶液，投入量与硫酸根摩尔比为1.2:1；步骤S3：加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠投加量与步骤S2氢氧根的投加量之和与镁离子摩尔比为2：1；步骤S4：加入PAC和PAM，沉淀、净置，溢流进入反应箱；步骤S5：加入氢氧化钙与偏铝酸钠粉末，投入量摩尔比CL根：氢氧化钙：偏铝酸钠＝2:3:2；步骤S6：加入PAM和PAC，随后进入澄清器沉淀、净置；步骤S7：步骤S4与步骤S6的底泥，进入板框压滤机，滤液进入调节池；步骤S8：将步骤S6中的溢流回流至脱硫塔。通过上述设置方式，利用化学反应降低脱硫废水中CL离子浓度。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种降低废水中氯离子浓度的方法。
背景技术
我国主要能源来自于火电厂发电，石灰石-石膏法湿法烟气脱硫技术是目前世界上应用最广泛的烟气脱硫技术。
脱硫过程中，烟气中CL离子富集于脱硫浆液中，腐蚀脱硫循环泵等设备，需定时排放浆液。排放的浆液经过脱石膏形成脱硫废水。脱硫废水具有水量大、波动性强、含盐量高等特点，随意排放影响生态环境平衡。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种降低废水中氯离子浓度的方法，至少部分解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种降低废水中氯离子浓度的方法，包括：步骤S1：脱硫废水进入调节池，检测废水中CL离子浓度、硫酸根浓度和镁离子浓度；步骤S2：将浓度5％氢氧化钙溶液加入废水中，投入量与硫酸根摩尔比为1.2∶1，反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；步骤S3：将浓度30％氢氧化钠溶液加入步骤S2反应后的废水，ph调整至12，氢氧化钠投加量与步骤S2氢氧根的投加量之和与镁离子摩尔比为2∶1，反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；步骤S4：将浓度10％PAC与浓度0.2％PAM加入步骤S3反应后的废水，随后进入澄清器沉淀、净置4-8小时，溢流进入反应箱，底泥进入板框压滤机；步骤S5：将氢氧化钙与偏铝酸钠粉末均匀加入反应箱，投入量摩尔比CL根：氢氧化钙：偏铝酸钠＝2∶3∶2，反应温度为50-60℃，反应时间为0.5-1h；步骤S6：将浓度10％PAC与浓度0.2％浓度PAM加入步骤S5反应后的废水，随后进入澄清器沉淀、净置4-8小时；步骤S7：步骤S4与步骤S6的底泥，进入板框压滤机，滤液进入调节池；步骤S8：将步骤S6中的溢流回流至脱硫塔。
本方案中，利用氢氧化钠、氢氧化钙和偏铝酸钠去除脱硫废水中镁离子、硫酸根离子和CL离子。废水的总硬度下降，降低结垢风险；废水的CL离子下降，降低腐蚀风险。反应产物氢氧化镁、硫酸钙和弗里德尔盐均为无毒无害固体，不会造成二次污染。
在上述技术方案中，优选地，步骤S4与步骤S6中PAC加药量为10ppm，PAM加药量为1ppm。
在上述任一技术方案中，优选地，步骤S2氢氧化钙溶液通过螺杆泵加药。
在上述任一技术方案中，优选地，步骤S3氢氧化钠溶液通过计量泵加药。
在上述任一技术方案中，优选地，步骤S3与步骤S5中调节池与反应箱材质为碳钢衬玻璃鳞片，配置桨式搅拌器。
在上述任一技术方案中，优选地，步骤S4与步骤S7底泥通过螺杆泵输送至板框压滤机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是根据本发明的一个实施例的降低废水中氯离子浓度的方法的流程示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的降低废水中氯离子浓度的方法的工艺图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
下面参照图1和图2描述根据本发明的一些实施例。
参照图1和图2，本发明的实施例提供了一种降低废水中氯离子浓度的方法，包括：步骤S1：脱硫废水进入调节池，检测废水中CL离子浓度、硫酸根浓度和镁离子浓度；步骤S2：将浓度5％氢氧化钙溶液加入废水中，投入量与硫酸根摩尔比为1.2∶1，反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；步骤S3：将浓度30％氢氧化钠溶液加入步骤S2反应后的废水，ph调整至12，氢氧化钠投加量与步骤S2氢氧根的投加量之和与镁离子摩尔比为2∶1，反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；步骤S4：将浓度10％PAC与浓度0.2％PAM加入步骤S3反应后的废水，随后进入澄清器沉淀、净置4-8小时，溢流进入反应箱，底泥进入板框压滤机；步骤S5：将氢氧化钙与偏铝酸钠粉末均匀加入反应箱，投入量摩尔比CL根∶氢氧化钙∶偏铝酸钠＝2∶3∶2，反应温度为50-60℃，反应时间为0.5-1h；步骤S6：将浓度10％PAC与浓度0.2％浓度PAM加入步骤S5反应后的废水，随后进入澄清器沉淀、净置4-8小时；步骤S7：步骤S4与步骤S6的底泥，进入板框压滤机，滤液进入调节池；步骤S8：将步骤S6中的溢流回流至脱硫塔。
具体来说：
步骤S1：化验废水中CL离子浓度、硫酸根浓度和镁离子浓度；
电厂的脱硫废水含盐量高，水质复杂，利用离子色谱仪检测各个离子浓度。
步骤S2：去除硫酸根离子：
95％纯度的氢氧化钙粉末溶于水，配置浓度5％氢氧化钙溶液，配液罐搅拌器连续工作，防止溶液底部沉淀。在螺杆泵的作用下，向调节池中加入与硫酸根摩尔比为1.2∶1的氢氧化钙溶液，反应生成硫酸钙沉淀。反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；
步骤S3：调节废水ph，去除废水中镁离子：
浓度30％氢氧化钠碱液储存加药箱中，利用机械隔膜计量泵将碱液打入调节池中，随着搅拌器扰动，废水ph调节到12。与步骤S2中加入的氢氧根，与镁离子反应，生成氢氧化镁沉淀，降低废水废水中镁离子浓度。反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；
步骤S4：加入絮凝剂与助凝剂：
浓度10％PAC溶液存放于配药箱中，在机械隔膜计量泵作用下，投入到调节箱中，加药后，废水中PAC浓度为10ppm。浓度0.2％PAM溶液存放于配药箱中，在机械隔膜计量泵作用下，加入连接澄清的管道中，加药后废水PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器后，净置4-8小时。随着液面升高，澄清器开始溢流，溢流堰连接反应箱。澄清器底部为氢氧化镁与硫酸钙的混合沉淀，在污泥螺杆泵作用下，进入板框压滤机；
步骤S5：降低废水中CL离子浓度：
氢氧化钙粉末储存于粉仓中，底部连接螺旋给料机，将氢氧化钙输送至反应箱。偏铝酸钠粉末同样储存于粉仓中，依靠螺旋给料机输送至反应箱。加药摩尔比为CL跟∶氢氧化钙∶偏铝酸钠＝2∶3∶2，反应箱依靠搅拌器与扰动泵作用加速反应，反应温度为50-60℃，反应时间为0.5-1h。
步骤S6：加入絮凝剂与助凝剂：
与步骤S4相同，浓度10％PAC溶液存放于配药箱中，在机械隔膜计量泵作用下，投入到反应箱中，加药后，废水中PAC浓度为10ppm。浓度0.2％PAM溶液存放于配药箱中，在机械隔膜计量泵作用下，加入连接澄清的管道中，加药后废水PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器后，净置4-8小时。随着液面升高，澄清器开始溢流，溢流堰连接清水收集箱。澄清器底部为含氯元素的弗里德尔盐沉淀，在污泥螺杆泵作用下，进入板框压滤机；
步骤S7：制泥饼：
步骤S4与步骤S6的沉淀进入板框压滤机，污泥经过压缩过滤处理后，含水率从90％下降至40％，散落在压滤机下部的运输车内，因为污泥的主要成为为硫酸钙，是工业石膏的主要原料，将其运至石膏库掺混。压滤机产生的滤液进入调节池，循环处理。
步骤S8：检测处理后废水中CL离子浓度：
步骤S6溢流收集与清水箱中，利用硝酸银滴定法检测废水中CL离子浓度，如下降为起始浓度的1/2，可作为工艺补水、管除冲洗水、制浆水等返回脱硫塔，实现废水零排放与水资源循环再利用。
通过上述实施方式，利用氢氧化钠、氢氧化钙和偏铝酸钠去除脱硫废水中镁离子、硫酸根离子和CL离子。废水的总硬度下降，降低结垢风险；废水的CL离子下降，降低腐蚀风险。反应产物氢氧化镁、硫酸钙和弗里德尔盐均为无毒无害固体，不会造成二次污染。
还需指出，相对于传统废水零排放工艺，蒸发、结晶需消耗较高的热量，本方案中无需蒸发废水，利用离子间的相互反应，消除废水中影响脱硫塔运行的镁离子、硫酸根离子及CL离子，处理后的废水，可作为脱硫塔制浆水、除雾器冲洗水等返塔利用。生成产物以二水硫酸钙为主的固形物，是工业石膏的主要原材料。该工艺方法简单、耗能低、运行稳定，易于实现工业化应用。
在上述实施例中，优选地，步骤S4与步骤S6中PAC加药量为10ppm，PAM加药量为1ppm。
在上述任一实施例中，优选地，步骤S2氢氧化钙溶液通过螺杆泵加药。
在上述任一实施例中，优选地，步骤S3氢氧化钠溶液通过计量泵加药。
在上述任一实施例中，优选地，步骤S3与步骤S5中调节池与反应箱材质为碳钢衬玻璃鳞片，配置桨式搅拌器。
在上述任一实施例中，优选地，步骤S4与步骤S7底泥通过螺杆泵输送至板框压滤机。
下面分三个具体实施例对本发明的降低废水中CL离子浓度的方法作进一步详细的描述。
具体实施例1
脱硫废水1000kg进入调节池，检测废水中离子浓度，CL离子18000mg/L，镁离子7500mg/L，硫酸根离子6800mg/L。
向反应池中加入5％浓度的氢氧化钙溶液126kg，反应生成硫酸钙沉淀，去除废水中的硫酸根离子。氢氧化钙溶液中氢氧根，与镁离子结合，生成氢氧化镁沉淀。
向调节池中加入30％浓度的氢氧化钠溶液66kg，将废水ph调整到12，消除所有镁离子。
向废水中加入10％浓度的PAC溶液0.2kg，加药后废水中PAC浓度为10ppm，向废水中加入0.2％浓度的PAM溶液0.6kg，加药后废水中PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器，在絮凝剂与助凝剂作用下，加速悬浮物沉淀，静置4-8h后，溢流1076kg上清液进入反应箱，底流含水率90％的污泥116kg进入板框压滤机。
向反应箱投入氢氧化钙粉末60kg和偏铝酸钠粉末45kg，反应生成3CaO·Al203·CaCl2·10H2O沉淀，降低废水中CL离子浓度。
向废水中加入10％浓度的PAC溶液0.2kg，加药后废水中PAC浓度为10ppm，向废水中加入0.2％浓度的PAM溶液0.6kg，加药后废水中PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器，在絮凝剂与助凝剂作用下，加速悬浮物沉淀，静置4-8h后，溢流液进入清水箱，底流为含水率80％的弗里德尔盐500kg进入板框压滤机。
板框压滤机污泥进入总量为516kg，经过挤压处理后，产生含水率40％泥饼280kg。产生滤液236kg，返回调节池。进入清水箱的溢流液670kg，经检测CL离子浓度为8050mg/L，满足废水返脱硫塔利用标准。此工艺CL离子托除率为55％，废水回收率为67％。
具体实施例2
脱硫废水1000kg进入调节池，检测废水中离子浓度，CL离子21000mg/L，镁离子8100mg/L，硫酸根离子7200mg/L。
向反应池中加入5％浓度的氢氧化钙溶液133kg，反应生成硫酸钙沉淀，去除废水中的硫酸根离子。氢氧化钙溶液中氢氧根，与镁离子结合，生成氢氧化镁沉淀。向调节池中加入30％浓度的氢氧化钠溶液72kg，将废水ph调整到12，消除所有镁离子。
向废水中加入10％浓度的PAC溶液0.2kg，加药后废水中PAC浓度为10ppm，向废水中加入0.2％浓度的PAM溶液0.8kg，加药后废水中PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器，在絮凝剂与助凝剂作用下，加速悬浮物沉淀，静置4-8h后，溢流1080kg上清液进入反应箱，底流含水率90％的污泥123kg进入板框压滤机。
向反应箱投入氢氧化钙粉末68kg和偏铝酸钠粉末50kg，反应生成3CaO·AL2O3·CaCl2·10H2O沉淀，降低废水中CL离子浓度。向废水中加入10％浓度的PAC溶液0.2kg，加药后废水中PAC浓度为10ppm，向废水中加入0.2％浓度的PAM溶液0.8kg，加药后废水中PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器，在絮凝剂与助凝剂作用下，加速悬浮物沉淀，静置4-8h后，溢流液进入清水箱，底流为含水率80％的弗里德尔盐570kg进入板框压滤机。
板框压滤机污泥进入总量为693kg，经过挤压处理后，产生含水率40％泥饼320kg。产生滤液373kg，返回调节池。进入清水箱的溢流液610kg，经检测CL离子浓度为10300mg/L，满足废水返脱硫塔利用标准。此工艺CL离子托除率为50％，废水回收率为60％。
具体实施例3
脱硫废水1000kg进入调节池，检测废水中离子浓度，CL离子25000mg/L，镁离子10200mg/L，硫酸根离子7300mg/L。
向反应池中加入5％浓度的氢氧化钙溶液135kg，反应生成硫酸钙沉淀，去除废水中的硫酸根离子。氢氧化钙溶液中氢氧根，与镁离子结合，生成氢氧化镁沉淀。向调节池中加入30％浓度的氢氧化钠溶液95kg，将废水ph调整到12，消除所有镁离子。
向废水中加入10％浓度的PAC溶液0.2kg，加药后废水中PAC浓度为10ppm，向废水中加入0.2％浓度的PAM溶液0.8kg，加药后废水中PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器，在絮凝剂与助凝剂作用下，加速悬浮物沉淀，静置4-8h后，溢流1100kg上清液进入反应箱，底流含水率90％的污泥125kg进入板框压滤机。
向反应箱投入氢氧化钙粉末80kg和偏铝酸钠粉末60kg，反应生成3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O沉淀，降低废水中CL离子浓度。向废水中加入10％浓度的PAC溶液0.2kg，加药后废水中PAC浓度为10ppm，向废水中加入0.2％浓度的PAM溶液0.8kg，加药后废水中PAM浓度为1ppm。废水进入澄清器，在絮凝剂与助凝剂作用下，加速悬浮物沉淀，静置4-8h后，溢流液进入清水箱，底流为含水率80％的弗里德尔盐630kg进入板框压滤机。
板框压滤机污泥进入总量为765kg，经过挤压处理后，产生含水率40％泥饼380kg。产生滤液385kg，返回调节池。进入清水箱的溢流液610kg，经检测CL离子浓度为12000mg/L，满足废水返脱硫塔利用标准。此工艺CL离子托除率为50％，废水回收率为60％。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、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。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种降低废水中氯离子浓度的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：脱硫废水进入调节池，检测废水中CL离子浓度、硫酸根浓度和镁离子浓度；
步骤S2：将浓度5％氢氧化钙溶液加入废水中，投入量与硫酸根摩尔比为1.2∶1，反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；
步骤S3：将浓度30％氢氧化钠溶液加入步骤S2反应后的废水，ph调整至12，氢氧化钠投加量与步骤S2氢氧根的投加量之和与镁离子摩尔比为2∶1，反应温度为30℃～50℃，反应时间为0.5小时～1小时；
步骤S4：将浓度10％PAC与浓度0.2％PAM加入步骤S3反应后的废水，随后进入澄清器沉淀、净置4-8小时，溢流进入反应箱，底泥进入板框压滤机；
步骤S5：将氢氧化钙与偏铝酸钠粉末均匀加入所述反应箱，投入量摩尔比CL根∶氢氧化钙∶偏铝酸钠＝2∶3∶2，反应温度为50-60℃，反应时间为0.5-1h；
步骤S6：将浓度10％PAC与浓度0.2％浓度PAM加入步骤S5反应后的废水，随后进入澄清器沉淀、净置4-8小时；
步骤S7：步骤S4与步骤S6的底泥，进入板框压滤机，滤液进入调节池；
步骤S8：将步骤S6中的溢流回流至脱硫塔。
2.根据权利要求1所述的降低废水中氯离子浓度的方法，其特征在于，
步骤S4与步骤S6中PAC加药量为10ppm，PAM加药量为1ppm。
3.根据权利要求1所述的降低废水中氯离子浓度的方法，其特征在于，
步骤S2氢氧化钙溶液通过螺杆泵加药。
4.根据权利要求1所述的降低废水中氯离子浓度的方法，其特征在于，
步骤S3氢氧化钠溶液通过计量泵加药。
5.根据权利要求1所述的降低废水中氯离子浓度的方法，其特征在于，步骤S3与步骤S5中调节池与反应箱材质为碳钢衬玻璃鳞片，配置桨式搅拌器。
6.根据权利要求1所述的降低废水中氯离子浓度的方法，其特征在于，
步骤S4与步骤S7底泥通过螺杆泵输送至板框压滤机。
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