CN113003762A - 脱硫废水软化及膜浓缩方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种脱硫废水软化及膜浓缩方法,其包括：将脱硫废水打入原水箱中进行存储和调节水量；对废水进行微滤；使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化；将所述加药罐中的底泥排出并对所述底泥进行真空压滤；将上清液泵入缓冲箱；对所述缓冲箱的出水进行过滤；向过滤后的管道中加入阻垢剂并混合；将混合液泵入纳滤膜中进行过滤，以获得纳滤膜的产水和浓水。本发明的脱硫废水软化及膜浓缩方法具有使钙离子络合沉淀，而对镁离子的去除率较低，镁离子在酸性条件下与废水中的氯离子和硫酸根离子不产生沉淀，不会造成膜的污堵，从而可以减少大量的加药成本的优点。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水软化及膜浓缩方法。
背景技术
石灰石─石膏湿法烟气脱硫技术是目前燃煤电厂技术成熟、指标稳定、应用最为广泛的脱硫技术，湿法烟气脱硫废水具有含盐量大、腐蚀性强、硬度高等特点。随着对脱硫废水排放要求日趋严格，对实现脱硫废水零排放的需求也越来越迫切。目前技术上遇到的主要问题有两个方面：一是产生的杂盐如何处理，二是水量过大时运行能耗过高。用纳滤膜既能起到废水浓缩的作用，又能使浓水蒸发结晶分盐回收，因此在许多项目上被广泛应用。
传统的膜浓缩采用双碱法，先加氢氧化钠或氢氧化钙一级软化除镁，再加碳酸钠二级软化除钙。在脱硫废水中通常钙镁离子较高，实现完全软化就会消耗大量的药剂，这样就增加了运行成本。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种脱硫废水软化及膜浓缩方法，以降低在采用纳滤膜进行废水浓缩除镁、除钙时，导致消耗大量的药剂，致使增加运行成本的技术问题。
为了解决上述技术问题，根据本发明提供一种脱硫废水软化及膜浓缩方法，包括：将脱硫废水打入原水箱中进行存储和调节水量；对废水进行微滤；使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化；将所述加药罐中的底泥排出并对所述底泥进行真空压滤；将上清液泵入缓冲箱；对所述缓冲箱的出水进行过滤；向过滤后的管道中加入阻垢剂并混合；将混合液泵入纳滤膜中进行过滤，以获得纳滤膜的产水和浓水。
进一步地，所述对废水进行微滤的步骤还包括：对所述废水通过叠片过滤器进行过滤。
进一步地，通过所述叠片过滤器能过滤20～200微米的大分子颗粒物。
进一步地，所述使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化步骤还包括：控制产水的PH值在6～8之间，加药量是废水中钙离子摩尔当量的1～4倍。
进一步地，所述使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化步骤还包括：
对有机药剂和产水进行搅拌，搅拌时间为0.5～1小时；搅拌停止后，静止沉淀，静止沉淀时间为4～10小时。
进一步地，所述纳滤膜的进水压为0.5MPa～1MPa，进水温度为10℃～30℃，PH值在6～8之间。
进一步地，储存所述脱硫废水的箱罐材质均为PE，管道材质为UPVC，泵的内衬为聚四氟乙烯。
进一步地，将所述叠片过滤器构造成由一组双面带不同方向微米级的沟槽的塑料盘片相叠加，相邻面上的所述沟槽的棱边形成多个交叉点，当所述叠片受压时，所述叠片之间的沟槽相交叉以构造出相应的过滤通道。
进一步地，使用的所述有机药剂为酒石酸、谷氨酸钠、草酸钠、草酸、氨基酸钠、聚丙烯酰胺以及聚合硫酸铁铝中的一种或一种以上的混合物。
进一步地，所述纳滤膜的表面孔径为1～5纳米，所述纳滤膜的材质是芳香类和聚酸氢类的复合物。
由上述技术方案可知，本发明提供的脱硫废水软化及膜浓缩方法，与现有技术相比，具有如下优点：
本发明的方法采用软化膜浓缩的方法处理脱硫废水，针对传统的膜浓缩采用双碱法的加药方式进行了药剂的改良，传统的加药方式需要消耗大量的氢氧化钠和碳酸钠，造成运行成本过高，而通过软化的膜浓缩系统并投加一种有机的组合药剂，可以使钙离子络合沉淀，而对镁离子的去除率较低，镁离子在酸性条件下与废水中的氯离子和硫酸根离子不产生沉淀，不会造成膜的污堵，因此，可以减少大量的加药成本；通过纳滤膜对废水中的高价离子盐溶液有较好的去除效果，而对单价的离子盐溶液截留率较低，从而实现单价盐的分离；通过纳滤膜后的产水可作为工艺水回用，浓水可作为湿法脱硫系统的烟气喷淋用水，实现了水资源的阶梯利用和废水的综合治理。该本发明的方法具有工艺方法简单、减少了运行成本且易于实现工业化应用的优点。
附图说明
下面将结合附图来对本发明的优选实施例进行详细地描述。在图中：
图1为本发明实施例的脱硫废水软化及膜浓缩方法的步骤流程示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，在本申请的实施例中，该脱硫废水软化及膜浓缩方法包括：
步骤S1，将脱硫废水打入原水箱中进行存储和调节水量。
步骤S2，对废水进行微滤。
步骤S3，使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化。
步骤S4，将所述加药罐中的底泥排出并对所述底泥进行真空压滤。
步骤S5，将上清液泵入缓冲箱。
步骤S6，对所述缓冲箱的出水进行过滤。
步骤S7，向过滤后的管道中加入阻垢剂并混合。
步骤S8，将混合液泵入纳滤膜中进行过滤，以获得纳滤膜的产水和浓水。具体地，本发明的方法采用软化膜浓缩的方法处理脱硫废水，针对传统的膜浓缩采用双碱法的加药方式进行了药剂的改良，传统的加药方式需要消耗大量的氢氧化钠和碳酸钠，造成运行成本过高，而通过软化的膜浓缩系统并投加一种有机的组合药剂，可以使钙离子络合沉淀，而对镁离子的去除率较低，镁离子在酸性条件下与废水中的氯离子和硫酸根离子不产生沉淀，不会造成膜的污堵，因此，可以减少大量的加药成本；通过纳滤膜对废水中的高价离子盐溶液有较好的去除效果，而对单价的离子盐溶液截留率较低，从而实现单价盐的分离；通过纳滤膜后的产水可作为工艺水回用，浓水可作为湿法脱硫系统的烟气喷淋用水，实现了水资源的阶梯利用和废水的综合治理。该本发明的方法具有工艺方法简单、减少了运行成本且易于实现工业化应用的优点。
脱硫废水在停留为6～10小时之后，将上清液打入到原水箱中进行存储，主要是起到均质、均量的作用，保证后端用水的连续性。
在本申请的一个优选的实施例中，对废水进行微滤的步骤还包括：
对废水通过叠片过滤器进行过滤。需要说明的是，该叠片过滤器的结构和工作原理为本领域技术人员所熟知的，为节约篇幅起见，此次不做详述。
在本申请的一个优选的实施例中，通过该叠片过滤器能过滤20～200微米的大分子颗粒物。
在本申请的一个优选的实施例中，该使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向该加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对该加药沉淀罐中的该产水进行水质软化步骤还包括：控制产水的PH值在6～8之间，加药量是废水中钙离子摩尔当量的1～4倍。
在本申请的一个优选的实施例中，所述使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化步骤还包括：
对有机药剂和产水进行搅拌，搅拌时间为0.5～1小时。
搅拌停止后，静止沉淀，静止沉淀时间为4～10小时。需要说明的是，在静置沉淀的过程中，有助于大分子有机物形成絮凝沉淀，降低溶液浊度，对钙镁离子有较好的去除效果，静置陈化时间4～10小时。
静止沉淀后会形成底泥，对排出的底泥进行真空压滤，真空皮带脱水机对该污泥具有较高的固液分离效率，它能够连续、自动完成过滤、洗涤、卸渣等工艺流程，压滤后底泥的含水率为40％～60％。
搅拌机的浆片材质采用聚四氟乙烯，防止液体酸蚀和氯蚀，搅拌混合时间0.5～1小时，搅动频率30～100转/分钟。
如图1所示，在本申请的一个优选的实施例中，该纳滤膜的进水压为0.5MPa～1MPa，进水温度为10℃～30℃，PH值在6～8之间。
上清液泵入缓冲箱中，缓冲箱的材质为PE(聚乙烯)，起到中间水箱的作用，达到均质、均量的目的。
缓冲箱的出水通过精密过滤器进行过滤，过滤器采用PP熔喷滤芯，主要用于过滤直径大于1～10微米的颗粒物，防止大分子颗粒物对后端的纳滤膜产生污堵。
向过滤后的管道中加入的阻垢剂的配制浓度在5ppm～10ppm之间，根据前端管道的流量调节药剂溶液的流量，阻垢剂具有螯合增溶的作用，使得易结垢的钙镁离子与阻垢剂产生作用并生成稳定的螯合物，从而减少与易结垢的阴离子的接触。
在本申请的实施例中，产水中的含盐量显著降低，电导率可达到1000～6000μSs/cm，可用作部分工艺路段的回用，比如制浆、设备冲洗等。
浓水可作为湿法脱硫系统的烟气喷淋用水，即，浓水可作为石灰石制浆用水在吸收塔中进行烟气喷淋，由此可以大量减少前段的工艺用水量。
在本申请的一个优选的实施例中，储存所述脱硫废水的箱罐材质均为PE，管道材质为UPVC，泵的内衬为聚四氟乙烯。
在本申请的一个优选的实施例中，将所述叠片过滤器构造成由一组双面带不同方向微米级的沟槽的塑料盘片相叠加，相邻面上的所述沟槽的棱边形成多个交叉点，当所述叠片受压时，所述叠片之间的沟槽相交叉以构造出相应的过滤通道。需要说明的是，该过滤通道可以用于拦截水中的20～200微米以上的大分子颗粒物，防止有机颗粒物对膜造成污堵。
在本申请的一个优选的实施例中，使用的所述有机药剂为酒石酸、谷氨酸钠、草酸钠、草酸、氨基酸钠、聚丙烯酰胺以及聚合硫酸铁铝中的一种或一种以上的混合物。加药量是废水中钙离子摩尔当量的1～4倍，混合后的PH值调节在6～8之间，缓慢分散地投入到加药沉淀罐中。
在本申请的一个优选的实施例中，该纳滤膜的表面孔径为1～5纳米，所述纳滤膜的材质是芳香类和聚酸氢类的复合物。
第1示例：
吸收塔的石膏浆液通过石膏旋流器后上清液进入三联箱，经过简单的预处理后泵入澄清器，在澄清器中停留时间为6小时，将上清液打入到原水箱中进行存储，然后通过叠片过滤器进行微滤，微滤的目的是可以拦截水中的大分子颗粒物，防止有机颗粒物对膜造成污堵。在加药沉淀罐中加入组合的有机药剂进行软化水质，加药量是废水中钙离子摩尔当量的1倍，混合后的PH值调节为8，缓慢分散地投入到加药沉淀罐中。通过搅拌来加快药剂的充分混合，搅拌机的浆片材质采用聚四氟乙烯，防止液体酸蚀和氯蚀，搅拌混合时间0.5小时，搅动频率30转/分钟。搅拌停止后静置沉淀，静置陈化时间4小时。对排出的底泥进行真空压滤，压滤后底泥的含水率为60％。上清液泵入缓冲箱中，缓冲箱的材质为PE，起到中间水箱的作用，达到均质均量的目的。缓冲箱的出水通过精密过滤器过滤，过滤器采用PP熔喷滤芯，主要用于过滤大于1微米的颗粒物，防止大分子颗粒物对后端的纳滤膜产生污堵。过滤后的管道中加入阻垢剂混合，阻垢剂的配制浓度为5ppm，根据前端管道流量调节药剂溶液的阀门。混合液用高压泵打入纳滤膜组件系统进行过滤，纳滤膜表面孔径为1纳米，材质是芳香类和聚酸氢类的复合物，混合液用高压泵打入纳滤膜组件系统进行过滤，纳滤膜的进口水压为0.5MPa，进水温度在10℃，PH值为8。产水可作为工艺水回用，产水中的含盐量显著降低，电导率可达到6000μSs/cm，可用作部分工艺路段的回用，比如制浆、设备冲洗等。浓水可作为石灰石制浆用水，在吸收塔中进行烟气喷淋，可以大量减少前段的工艺用水量。
第2示例：
吸收塔的石膏浆液通过石膏旋流器后上清液进入三联箱，经过简单的预处理后泵入澄清器，在澄清器中停留时间为8小时，将上清液打入到原水箱中进行存储，然后通过叠片过滤器进行微滤，以用于拦截水中的大分子颗粒物，防止有机颗粒物对膜造成污堵。在加药沉淀罐中加入组合的有机药剂进行软化水质，加药量是废水中钙离子摩尔当量的2.5倍，混合后的PH值调节为7，缓慢分散地投入到加药沉淀罐中。通过搅拌来加快药剂的充分混合，搅拌机的浆片材质采用聚四氟乙烯，防止液体酸蚀和氯蚀，搅拌混合时间0.75小时，搅动频率60转/分钟。搅拌停止后静置沉淀，静置陈化时间7小时。对排出的底泥进行真空压滤，压滤后底泥的含水率为50％。上清液泵入缓冲箱中，缓冲箱的材质为PE，起到中间水箱的作用，达到均质均量的目的。缓冲箱的出水通过精密过滤器过滤，过滤器采用PP熔喷滤芯，主要用于过滤大于1微米的颗粒物，防止大分子颗粒物对后端的纳滤膜产生污堵。向过滤后的管道中加入阻垢剂混合，阻垢剂的配制浓度为8ppm，根据前端管道流量调节药剂溶液的阀门，混合液用高压泵打入纳滤膜组件系统进行过滤，纳滤膜组件系统中的纳滤膜表面孔径为1纳米，材质是芳香类和聚酸氢类的复合物，混合液用高压泵打入纳滤膜组件系统进行过滤，纳滤膜的进口水压为0.75MPa，进水温度在20℃，PH值为7。产水可作为工艺水回用，产水中的含盐量显著降低，电导率可达到3000μSs/cm，可用作部分工艺路段的回用，比如制浆、设备冲洗等。浓水可作为石灰石制浆用水在吸收塔中进行烟气喷淋，以大量减少前段的工艺用水量。
第3示例：
吸收塔的石膏浆液通过石膏旋流器后上清液进入三联箱，经过简单的预处理后泵入澄清器，在澄清器中停留时间为10小时，将上清液打入到原水箱中进行存储，然后通过叠片过滤器进行微滤，用于拦截水中的大分子颗粒物，防止有机颗粒物对膜造成污堵。在加药沉淀罐中加入组合的有机药剂进行软化水质，加药量是废水中钙离子摩尔当量的4倍，混合后的PH值调节为6，缓慢分散地投入到加药沉淀罐中。通过搅拌来加快药剂的充分混合，搅拌机的浆片材质采用聚四氟乙烯，防止液体酸蚀和氯蚀，搅拌混合时间1小时，搅动频率100转/分钟。搅拌停止后静置沉淀，静置陈化时间10小时。对排出的底泥进行真空压滤，压滤后底泥的含水率为40％。上清液泵入缓冲箱中，缓冲箱的材质为PE，起到中间水箱的作用，达到均质均量的目的。缓冲箱的出水通过精密过滤器过滤，过滤器采用PP熔喷滤芯，主要用于过滤大于1微米的颗粒物，防止大分子颗粒物对后端的纳滤膜产生污堵。向过滤后的管道中加入阻垢剂混合，阻垢剂的配制浓度为10ppm，根据前端管道流量调节药剂溶液的阀门，混合液用高压泵打入纳滤膜组件系统进行过滤，纳滤膜表面孔径为1纳米，材质是芳香类和聚酸氢类的复合物，混合液用高压泵打入纳滤膜组件系统进行过滤，纳滤膜的进口水压为1MPa，进水温度在30℃，PH值为6。产水可作为工艺水回用，产水中的含盐量显著降低，电导率可达到1000μSs/cm，可用作部分工艺路段的回用，比如制浆、设备冲洗等。浓水可作为石灰石制浆用水在吸收塔中进行烟气喷淋，以大量减少前段的工艺用水量。
综上所述，本发明的方法采用软化膜浓缩的方法处理脱硫废水，针对传统的膜浓缩采用双碱法的加药方式进行了药剂的改良，传统的加药方式需要消耗大量的氢氧化钠和碳酸钠，造成运行成本过高，而通过软化的膜浓缩系统并投加一种有机的组合药剂，可以使钙离子络合沉淀，而对镁离子的去除率较低，镁离子在酸性条件下与废水中的氯离子和硫酸根离子不产生沉淀，不会造成膜的污堵，因此，可以减少大量的加药成本；通过纳滤膜对废水中的高价离子盐溶液有较好的去除效果，而对单价的离子盐溶液截留率较低，从而实现单价盐的分离；通过纳滤膜后的产水可作为工艺水回用，浓水可作为湿法脱硫系统的烟气喷淋用水，实现了水资源的阶梯利用和废水的综合治理。该本发明的方法具有工艺方法简单、减少了运行成本且易于实现工业化应用的优点。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化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书的保护范围为准。只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，包括：
将脱硫废水打入原水箱中进行存储和调节水量；
对废水进行微滤；
使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化；
将所述加药罐中的底泥排出并对所述底泥进行真空压滤；
将上清液泵入缓冲箱；
对所述缓冲箱的出水进行过滤；
向过滤后的管道中加入阻垢剂并混合；
将混合液泵入纳滤膜中进行过滤，以获得纳滤膜的产水和浓水。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，所述对废水进行微滤的步骤还包括：
对所述废水通过叠片过滤器进行过滤。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，通过所述叠片过滤器能过滤20～200微米的大分子颗粒物。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，所述使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化步骤还包括：控制产水的PH值在6～8之间，加药量是废水中钙离子摩尔当量的1～4倍。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，所述使过滤后的产水流入加药沉淀罐中，向所述加药沉淀罐中加入组合的有机药剂以对所述加药沉淀罐中的所述产水进行水质软化步骤还包括：
对有机药剂和产水进行搅拌，搅拌时间为0.5～1小时；
搅拌停止后，静止沉淀，静止沉淀时间为4～10小时。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，所述纳滤膜的进水压为0.5MPa～1MPa，进水温度为10℃～30℃，PH值在6～8之间。
7.根据权利要求1所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，储存所述脱硫废水的箱罐材质均为PE，管道材质为UPVC，泵的内衬为聚四氟乙烯。
8.根据权利要求3所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，将所述叠片过滤器构造成由一组双面带不同方向微米级的沟槽的塑料盘片相叠加，相邻面上的所述沟槽的棱边形成多个交叉点，当所述叠片受压时，所述叠片之间的沟槽相交叉以构造出相应的过滤通道。
9.根据权利要求1所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，使用的所述有机药剂为酒石酸、谷氨酸钠、草酸钠、草酸、氨基酸钠、聚丙烯酰胺以及聚合硫酸铁铝中的一种或一种以上的混合物。
10.根据权利要求1所述的脱硫废水软化及膜浓缩方法，其特征在于，所述纳滤膜的表面孔径为1～5纳米，所述纳滤膜的材质是芳香类和聚酸氢类的复合物。
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