CN114735874A - 连续处理高盐脱硫废水的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了连续处理高盐脱硫废水的方法及装置，所述方法包括：S100、将脱硫废水连续送至真空皮带过滤装置进行过滤处理；S200、将过滤后脱硫废水连续送入化学反应池中进行软化处理；S300、将软化后脱硫废水连续送入絮凝沉淀池中进行絮凝沉淀处理；S400、将脱SS废水连续送至超滤膜单元进行超滤处理；S500、将超滤处理后废水连续送入电渗析单元中进行脱盐处理，得到高浓度盐溶液和低浓度盐溶液；S600、将低浓度盐溶液送至反渗透单元中进行脱盐处理，得到反渗透浓水和反渗透淡水；S700、将高浓度盐溶液送至蒸发单元进行结晶，得到固体盐。本发明的方法和装置可以有效降低高盐脱硫废水的硬度，能耗低。

Description

连续处理高盐脱硫废水的方法及装置
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及连续处理高盐脱硫废水的方法及装置。
背景技术
我国能源结构中，煤炭仍将长期作为主要能源，燃煤发电站在电力供应格局中占主导地位的状况短期内不会改变。我国九成以上的燃煤电厂都采用湿法脱硫的形式来脱除燃煤烟气中的SO2，石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术以其技术成熟、适用煤种广、脱硫效率高而成为火电厂用最广泛的脱硫技术。为了防止脱硫浆液中SS、TDS等杂质的富集，维持脱硫装置中物料的平衡，需要定时从烟气脱硫塔排除一定量的浆液，由此产生脱硫废水。因为脱硫废水中氨氮含量较高，硬度高，盐含量高，难以处理，是困扰许多企业的重要因素之一。烟气的脱硫废水能否稳定处理和达标排放，已经是制约企业发展的瓶颈。
脱硫废水作为电厂末端高盐废水，含有多种危害性物质，水质具有如下特点：1)脱硫废水溶解性固体含量高(50000mg/L～120000mg/L)；2)脱硫废水硬度高，一般在3000mg/L-50000mg/L；3)脱硫废水悬浮物含量高，包括石灰石浆液、石膏浆液等；4)脱硫废水中重金属含量超标，主要含有Mn、Pb、Hg、Ni、Zn、Cr、Cd等；5)脱硫废水中还有许多污染物，包括COD、氨氮、氟、硫酸根等。脱硫废水主要危害有以下几点：1)脱硫废水的Cl-对设备具有侵蚀性，对生产安全造成一定的危险；2)脱硫废水中硬度较高，易结垢，导致设备散热不均，以及设备堵塞等情况，对生产安全造成影响；3)脱硫废水重金属污染物聚集于石膏中，其中锌、铬、锰、镍等浓度相对较高，影响石膏品质，若进入其他水体，对环境、生物及人类健康都会造成巨大危害。
传统的脱硫废水处理工艺处理后排放的水质无法达标，对环境产生了极大的影响。早期传统的脱硫废水处理工艺是灰场喷洒，该工艺因其操作简便和价格低廉，被电厂脱硫工序广泛使用，但其本质并非对脱硫废水进行根本的处理。目前，三联箱工艺是国内外广泛采用的脱硫废水处理方法，但是该方法处理后的脱硫废水中Cl-浓度依然很高，不仅无法满足自然排放标准，还会腐蚀水系统管道。
化学混凝沉淀工艺的应用可使脱硫废水达到废水排放指标，但处理过程中需要添加很多药剂，不仅加大了成本投入，还因其不稳定特性使废水处理无法达到零排放要求。随着对脱硫废水的处理指标要求越来越高，传统的粗放式脱硫废水处理技术已经不再适用于当下，因此对电厂脱硫废水处理技术的研究是非常有必要的。
目前，多数燃煤电厂以“废水分级、梯级利用、高盐废水减量化”的原则进行全厂水资源综合利用优化。2016年王平山等人报道了利用电渗析脱除废水中Cl-的方法，该方法是将经过软化的废水引入电渗析系统进行脱氯处理，电渗析设备中交替排列着许多阳膜和阴膜，分隔成小水室。当原水进入这些小室时，在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向移动。阳膜只允许阳离子通过而把阴离子截留下来；阴膜只允许阴离子通过而把阳离子截留下来。电渗析浓水进入蒸发结晶系统生产工业盐，电渗析淡水循环利用。该方法实现废水净化回用，同时副产工业盐，有望实现脱硫废水的零排放，但该方法脱氨氮工艺还不太成熟，在技术有效性、工艺经济性上还存在问题。近年来烟气蒸发干燥技术利用烟气热量将末端废水进行汽化，固状形态物析出后随烟气进入除尘器被捕捉脱除。但该工艺投资较大，占地面积较大、影响锅炉热效率，未见长期稳定运行的案例。
因此，仍需提供高效、低成本的脱硫废水处理技术，切实减少脱硫废水中有害物质的排放，充分实现水的回用。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是针对现有技术中的上述问题，提出了连续处理高盐脱硫废水的方法及装置，本发明的方法和装置可以有效降低高盐脱硫废水的硬度，能耗低。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明中，术语“SS”是指固体悬浮物；术语“TDS”是指溶解性总固体，又可称为溶解性固体总量。
第一方面，本发明提出了连续处理高盐脱硫废水的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
S100、将脱硫废水连续送至真空皮带过滤装置进行过滤处理，得到过滤后脱硫废水；
S200、将过滤后脱硫废水连续送入化学反应池中进行软化处理，得到软化后脱硫废水；
S300、将软化后脱硫废水连续送入絮凝沉淀池中进行絮凝沉淀处理，得到脱SS废水；
S400、将脱SS废水连续送至超滤膜单元进行超滤处理，得到超滤处理后废水；
S500、将超滤处理后废水连续送入电渗析单元中进行脱盐处理，得到高浓度盐溶液和低浓度盐溶液；
S600、将所述低浓度盐溶液送至反渗透单元中进行脱盐处理，得到反渗透浓水和反渗透淡水；
S700、将所述高浓度盐溶液送至蒸发单元进行结晶，得到固体盐。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S100中，采用真空皮带过滤装置可以除去脱硫废水中固体悬浮物、胶体等杂质颗粒。步骤S200和S300中，通过软化处理和脱固处理(絮凝沉淀处理)除去脱硫废水中的Mg2+、Ca2+和/或Al3+离子以及Pb、Hg、Cr等重金属离子。步骤S400中，进一步经超滤处理后，可以有效降低脱硫废水的硬度和SS含量，以保证步骤S500中脱盐处理操作中电渗析单元的正常运行。超滤处理后的废水先经步骤S500中脱盐处理，得到高浓度盐溶液和低浓度盐溶液，可以进一步提高送至蒸发单元的废水的浓度，高浓度盐溶液接近饱和，降低步骤S600蒸发单元的能耗，同时降低步骤S700反渗透单元的操作压力，进一步降低了总体能耗。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S100中所述脱硫废水中TDS为10000mg/L-120000mg/L；和/或氨氮含量为1000mg/L-20000mg/L；和/或硬度为0mg/L-60000mg/L；和/或Cl-含量为6000mg/L-80000mg/L；和/或SO4 2-含量为0mg/L-3500mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S100中所述脱硫废水的处理量为20t/h以下，优选为10t/h-15t/h。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S100中过滤后脱硫废水的SS含量低于2000mg/L，例如，500mg/L-1000mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S100中还可以得到污泥，污泥含有碳酸镁、碳酸钙、氢氧化镁等，可以送至石膏系统进行处理。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S200中通过加入沉淀剂进行软化处理。适合用于本发明的沉淀剂的实例包括但不限于：碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾。
在一些实施方案中，所述沉淀剂为碳酸钠。采用碳酸钠作为沉淀剂，可以得到MgCO3、CaCO3、Al(OH)3等沉淀作为副产品。
根据本发明提供的方法，所述沉淀剂的用量根据所述脱硫废水的硬度确定。具体地，本申请发明人发现，在脱硫废水的处理工艺中，超滤膜单元会出现堵塞，导致脱硫废水处理工艺频繁中断，通过控制沉淀剂的用量，可以有效防止超滤膜单元的堵塞情况，实现脱硫废水处理长周期连续稳定运行。
在一些实施方案中，步骤S200中通过下式确定沉淀剂的加入量：
Figure BDA0003586616400000041
在一些具体实施方案中，步骤S200中所述沉淀剂的加入量为1.0kg/t-100.0kg/t，优选为5.0kg/t-100.0kg/t。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S200中得到的软化后脱硫废水的pH为7.5-8.5，和/或硬度低于100mg/L，优选为10mg/L-50mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S200中所述化学反应池的容积为200m3-400m3。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S300中通过加入絮凝剂进行絮凝沉淀处理。本发明中，在絮凝沉淀池中加入絮凝剂，加速固体杂质等的凝聚沉淀。具体地，所述絮凝剂用于脱硫废水的二次沉淀处理，包括凝聚和絮凝两种作用过程，凝聚过程可以将脱硫废水中胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体，絮凝过程将所形成的细小的凝聚体在絮凝剂的桥连下生成大体积的絮凝物。
本发明中，所述絮凝剂可以为有机高分子絮凝剂。适合用于本发明的絮凝剂的实例包括但不限于：聚丙烯酰胺絮凝剂、聚丙烯酸钠絮凝剂。
根据本发明提供的方法，其中，所述絮凝剂的加入量为10mg/L-100mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S300中所述絮凝沉淀池的容积为100m3-200m3，停留时间为0.5h-1h。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S300还包括将所述脱SS废水的pH值调整为中性，例如7.0±0.2。由此，废水中的氨氮的形式为NH4 +，浓度范围为1000mg/L-20000mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，所述脱SS废水的SS含量低于500mg/L，例如，100mg/L-400mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S400中超滤膜单元的超滤膜的前后压差为1×105Pa-6×105Pa，膜孔径1nm-100nm，处理后废水的SS含量低于1mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，通过设置特定的电渗析单元和/或操作参数，可以保证高浓度盐溶液接近饱和，降低蒸发单元能耗，同时降低步骤S700反渗透单元的操作压力。
在一些实施方案中，所述电渗析单元包括电渗析室、浓水池和淡水池，所述电渗析室内设置有相对布置的电极板，在所述电极板之间设置有若干交替布置的阴离子膜和阳离子膜，所述阴离子膜和所述阳离子膜将所述电渗析室分割成交替布置的浓室和淡室，所述浓室的出口与所述浓水池的入口连通，所述淡室的出口与所述淡水池的入口连接，所述超滤膜单元经由管线和三通阀与所述浓室的入口和所述淡室的入口连通，步骤S500中将超滤处理后废水送至所述浓室的入口和所述淡室的入口。
本发明中，所述超滤处理后废水送至所述浓室的入口和所述淡室的入口的比例可以根据超滤处理后废水、淡室水和浓室水的TDS含量确定。
在一些优选实施方案中，所述超滤处理后废水送至所述浓室的入口的比例为(w-f)/(t-f)，送至所述淡室的入口的比例为1-(w-f)/(t-f)，其中，w％表示超滤处理后废水的TDS含量，f％表示淡室水TDS目标含量，t％表示浓室水的TDS目标含量。
在另一些实施方案中，步骤S500中电渗析单元运行初期，如果淡水池中水的TDS含量大于f％，或浓水池的水TDS含量小于t％，可将淡水池的水引入电渗析淡室入口，同时将浓水池的水引入电渗析浓室入口，直至达到淡室水要求f％和浓室水要求t％。
根据本发明提供的方法，其中，所述电渗析单元的电压为100V-200V，和/或所述高浓度盐溶液的TDS含量(浓室水TDS目标含量)为150000mg/L-200000mg/L，和/或所述低浓度盐溶液的TDS含量(淡室水TDS目标含量)为1000mg/L-10000mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S600中所述反渗透单元的反渗透压力为1×106Pa-2×106Pa。
在一些实施方案中，所述反渗透淡水的TDS含量低于500mg/L，优选低于100mg/L，和/或硬度低于50mg/L，和/或氨氮含量为10mg/L-50mg/L。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S600中得到的反渗透淡水可以送至脱硫系统回用，所述反渗透浓水送至电渗析单元中进行脱盐处理。
根据本发明提供的方法，其中，步骤S700中所述高浓度盐溶液在蒸发单元进行结晶处理，分离出混盐分和凝结水。凝结水可以送至脱硫系统回用。
根据本发明提供的方法，其中，以上各步操作可以在20℃-40℃的温度下进行。
第二方面，本发明还提供了连续处理高盐脱硫废水的装置，所述装置包括预处理单元、脱盐单元和蒸发单元；其中，
所述预处理单元包括真空皮带过滤装置、化学反应池和絮凝沉淀池；所述真空皮带过滤装置用于对脱硫废水进行过滤处理，所述化学反应池用于将来自所述真空皮带过滤装置的过滤后脱硫废水进行软化处理，所述絮凝沉淀池用于将来自所述化学反应池的软化后脱硫废水进行絮凝沉淀处理；
所述脱盐单元包括超滤膜单元、电渗析单元和反渗透单元，所述超滤膜单元用于将来自所述絮凝沉淀池的脱SS废水进行超滤处理，所述电渗析单元用于将来自所述超滤膜单元的超滤处理后废水进行脱盐处理，所述反渗透单元用于将来自所述电渗析单元的低浓度盐溶液进行脱盐处理；
所述蒸发单元用于来自所述电渗析单元的高浓度盐溶液进行结晶。
本发明中，通过设置预处理单元，可以降低脱硫废水的硬度和SS含量，进而保证其在后续的处理工艺中不会影响脱盐单元的正常运行；在超滤单元与反渗透单元和蒸发单元之间设置电渗析单元，一方面使得进入蒸发单元的高浓度含盐水接近饱和，降低蒸发单元的能耗；另一方面降低反渗透单元的操作压力，进一步降低了总体能耗。
根据本发明提供的装置，其中，所述化学反应池的容积为200m3-400m3和/或所述絮凝沉淀池的容积为100m3-200m3。
根据本发明提供的装置，其中，所述化学反应池中设置有搅拌装置。由此可以使废水与药剂充分混合。
根据本发明提供的装置，其中，本发明对超滤膜单元中的超滤膜没有特殊要求，可以采用本领域中常见的中空纤维结构超滤膜。适合用于本发明的超滤膜的实例包括但不限于：聚酰胺类超滤膜、醋酸纤维素类超滤膜、聚乙烯类超滤膜、聚砜类超滤膜。在一些实施方案中，所述超滤膜为聚酰胺类超滤膜。
根据本发明提供的装置，其中，所述电渗析单元与所述反渗透单元之间设置有管线和返回泵，用于以将来自反渗透单元的反渗透浓水送至所述电渗析单元中进行脱盐处理。
根据本发明提供的装置，其中，所述电渗析单元包括电渗析室、浓水池和淡水池，所述电渗析室内设置有相对布置的电极板，在所述电极板之间设置有若干交替布置的阴离子膜和阳离子膜，所述阴离子膜和所述阳离子膜将所述电渗析室分割成交替布置的浓室和淡室，所述浓室的出口与所述浓水池的入口连通，所述淡室的出口与所述淡水池的入口连接。
在电极板施加外电压(直流电场)，废水中阴阳离子进行定向移动，利用阴离子膜(A)、阳离子膜(C)对溶液中阴、阳离子的选择透过性，产生一定区域的高浓度盐溶液和低浓度盐溶液；高浓度盐溶液送至浓水池，低浓度盐溶液送至淡水池，用于后续操作。
在一些实施方案中，所述超滤膜单元经由管线和三通阀与所述浓室的入口和所述淡室的入口连通。
在另一些实施方案中，所述浓水池经由管线和浓水返回阀与所述浓室的入口连通；和/或所述淡水池经由管线和淡水返回阀与所述淡室的入口连通。
根据本发明提供的装置，其中，所述电渗析单元可以为一级、二级或三级电渗析结构，具体可以根据脱硫废水的水质选择。
根据本发明提供的装置，其中，所述装置还包括用于将脱硫废水送至所述真空皮带过滤装置的原水泵、用于将来自所述絮凝沉淀池的脱SS废水送至所述超滤膜单元的提升泵、用于将来自所述电渗析单元的低浓度盐溶液送至所述反渗透单元的反渗透泵和用于将来自所述电渗析单元的高浓度盐溶液送至蒸发单元的蒸发泵。
若无特别限定，本发明中所使用的各种药剂、装置均可自制，也可商购获得，本发明对此不作特别限定。
本发明的方法和装置具有以下优点：可实现脱硫废水的零排放和循环使用以及盐资源的回收，降低了脱硫废水中盐含量、硬度、氨氮含量(例如，Cl-降至100mg/L以内，氨氮含量降至50mg/L以内，硬度降至50mg/L以内)，同时副产碳酸镁、碳酸钙以及混盐，有效提高燃煤电厂的用水效率，缓解烟气脱硫系统的腐蚀问题并改善脱硫系统的运行效果。
附图说明
图1是根据本发明的连续处理高盐脱硫废水的方法和装置的一种实施方案的示意图；
图2是用于本发明的连续处理高盐脱硫废水的方法和装置的电渗析单元的一种实施方案的结构示意图；
其中，1、原水泵；2、真空皮带过滤装置；3、化学反应池；4、絮凝沉淀池；5、提升泵；6、超滤膜单元；7、电渗析单元；8、反渗透泵；9、反渗透单元；10、蒸发泵；11、回用泵；12、返回泵；13、蒸发单元；14、淡水池；15、浓水池；16、阴离子膜；17、阳离子膜；18、电极板；19、淡水返回阀；20、浓水返回阀；21、三通阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但并不构成对本发明的任何限制。
本发明提供了连续处理高盐脱硫废水的装置，所述装置包括预处理单元、脱盐单元和蒸发单元；其中，
所述预处理单元包括真空皮带过滤装置、化学反应池和絮凝沉淀池；所述真空皮带过滤装置用于对脱硫废水进行过滤处理，所述化学反应池用于将来自所述真空皮带过滤装置的过滤后脱硫废水进行软化处理，所述絮凝沉淀池用于将来自所述化学反应池的软化后脱硫废水进行絮凝沉淀处理；
所述脱盐单元包括超滤膜单元、电渗析单元和反渗透单元，所述超滤膜用于将来自所述絮凝沉淀池的脱SS废水进行超滤处理，所述电渗析单元用于将来自所述超滤膜单元的超滤处理后废水进行脱盐处理，所述反渗透单元用于将来自所述电渗析单元的低浓度盐溶液进行脱盐处理；
所述蒸发单元用于来自所述电渗析单元的高浓度盐溶液进行结晶。
图1显示了本发明的连续处理高盐脱硫废水的装置和方法的一种实施方案，图2显示了电渗析单元的一种实施方案。参照图1和2，本发明的装置包括预处理单元、脱盐单元和蒸发单元。
预处理单元包括原水泵1、真空皮带过滤装置2、化学反应池3和絮凝沉淀池4。原水泵1用于将脱硫废水泵送至真空皮带过滤装置2。真空皮带过滤装置2用于对脱硫废水进行过滤处理。化学反应池3用于将来自真空皮带过滤装置2的过滤后脱硫废水进行软化处理，化学反应池3内设置有搅拌装置(未显示)。絮凝沉淀池4用于将来自化学反应池3的软化后脱硫废水进行絮凝沉淀处理。
脱盐单元包括提升泵5、超滤膜单元6、电渗析单元7和反渗透单元8。提升泵5用于将来自絮凝沉淀池4的脱SS废水泵送至超滤膜单元6中进行超滤处理。超滤膜单元6可以采用具有中空纤维结构的聚酰胺类超滤膜。
电渗析单元7用于将来自超滤膜单元6的超滤处理后废水进行脱盐处理。参照图2，电渗析单元7包括电渗析室、浓水池15和淡水池14。电渗析室内设置有相对布置的电极板18，在电极板18之间设置有若干交替布置的阴离子膜16和阳离子膜17，阴离子膜16和阳离子膜17将电渗析室分割成交替布置的浓室和淡室，浓室的出口与浓水池15的入口连通，淡室的出口与淡水池14的入口连接。浓水池15经由管线和浓水返回阀20与浓室的入口连接，淡水池14经由管线和淡水返回阀19与淡室的入口连接。超滤膜单元6经由管线和三通阀21与浓室的入口和淡室的入口连接。
反渗透单元9与电渗析单元7之间设置有反渗透泵8，用于将来自电渗析单元7的低浓度盐溶液泵送至反渗透单元9进行处理。电渗析单元7与反渗透单元9之间还设置有管线和返回泵12，用于以将来自反渗透单元9的反渗透浓水送至电渗析单元7中淡室的入口以进行脱盐处理。另外，来自反渗透单元9的反渗透淡水可以经由回用泵11泵送至脱硫系统回用。
蒸发单元13与电渗析单元7之间设置有蒸发泵10，用于将来自电渗析单元7的高浓度盐溶液泵送至蒸发单元13进行结晶。
同时，本发明提出了采用以上装置来连续处理高盐脱硫废水的方法。本发明的方法包括以下步骤：
S100、脱硫废水经由原水泵1连续泵送至真空皮带过滤装置2进行过滤处理，得到过滤后脱硫废水。
S200、过滤后脱硫废水自流至化学反应池3中并加入沉淀剂进行软化处理，得到软化后脱硫废水。
S300、软化后脱硫废水自流至絮凝沉淀池4中并加入絮凝剂进行絮凝沉淀处理，得到脱SS废水。
S400、脱SS废水经提升泵5泵入超滤膜单元进行超滤处理，得到超滤处理后的废水。
S500、超滤处理后废水经三通阀21分别送入电渗析单元中的浓室和淡室进行处理，得到高浓度盐溶液和低浓度盐溶液，高浓度盐溶液送入浓水池15，低浓度盐溶液送入淡水池14。其中，超滤处理后废水送至浓室的入口的比例为(w-f)/(t-f)，送至淡室的入口的比例为1-(w-f)/(t-f)，w％表示超滤处理后废水的TDS含量，f％表示淡室水TDS目标含量，t％表示浓室水的TDS目标含量。
在运行初期，淡水池14中的低浓度盐溶液通过淡水返回阀19返至淡室，浓水池15中的高浓度盐溶液通过浓水返回阀20返至浓室。
S600、低浓度盐溶液经反渗透泵8送至反渗透单元9中进行处理，得到反渗透浓水和反渗透淡水。反渗透浓水经由返回泵12送至电渗析单元7中的淡室以进行脱盐处理，反渗透淡水经由回用泵11泵送至脱硫系统回用。
S700、高浓度盐溶液经蒸发泵10送至蒸发单元13进行结晶，得到固体盐(混盐分)和凝结水。
实施例1
采用以上描述的装置和方法来处理某热电厂烟气脱硫废水，该脱硫废水的pH值在4～6之间，需要处理的废水量为10t/h，废水中TDS含量120000mg/L，含有Ca2+、Mg2+等离子，硬度为26500mg/L，废水中的阴离子主要为Cl-、SO4 2-等，其中Cl-含量30000～50000mg/L，具体水质情况见表1。
表1实施例1中脱硫废水的水质
Figure BDA0003586616400000101
Figure BDA0003586616400000111
根据表2中设定脱硫废水处理的操作参数，对该废水进行处理，并且各步骤的相关参数如下：
化学反应池的容积为200m3，根据废水的硬度可计算出步骤S200中沉淀剂碳酸钠的加入量为34.45kg碳酸钠/t废水，合计加入碳酸钠344.5kg/h，pH调节为8.5。经过分析化学反应池出水(软化后脱硫废水)硬度降至38.7mg/L。步骤S300中絮凝沉淀池的容积为200m3，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，加入量为100g/h，停留时间为1h，废水pH值为中性7.0。步骤S400中，超滤膜的膜孔径60nm，控制超滤膜前后压差为1×105Pa。步骤S500中，控制电渗析电压为200V。
表2实施例1中脱硫废水处理的关键操作参数
Figure BDA0003586616400000112
在脱硫废水处理系统达到平衡并且稳定时，分析脱硫废水过程控制指标及末端控制指标，结果见表3。
表3实施例1中废水处理的指标控制
Figure BDA0003586616400000113
Figure BDA0003586616400000121
实施例2
采用以上描述的装置和方法来处理某FCC烟气脱硫废水，该脱硫废水的pH值在4～6之间，需要处理的废水量为20t/h，废水中TDS含量32000mg/L，具体水质情况见表4。
表4实施例2中脱硫废水水质
Figure BDA0003586616400000122
根据表5中设定脱硫废水处理的关键操作参数，对该FCC烟气脱硫废水进行处理，并且各步骤的相关参数如下：
化学反应池的容积为200m3，根据废水的硬度可计算出步骤S200中沉淀剂碳酸钠的加入量为29kg碳酸钠/t废水，合计加入碳酸钠580kg/h，pH调节为8.0。经过分析化学反应池出水(软化后脱硫废水)硬度降至85.8mg/L。步骤S300中絮凝沉淀池的容积为200m3，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，加入量为2000g/h，停留时间为0.5h，废水pH为中性7.0。步骤S400中，超滤膜的膜孔径60nm，控制超滤膜前后压差为6×105Pa，步骤S500中，控制电渗析电压150V。
表5实施例2中脱硫废水处理的关键操作参数
Figure BDA0003586616400000123
Figure BDA0003586616400000131
在脱硫废水处理系统达到平衡并且稳定时，分析脱硫废水过程控制指标及末端控制指标，结果见表6。
表6实施例2中废水处理的指标控制
Figure BDA0003586616400000132
实施例3
采用以上描述的装置和方法来处理某燃气厂烟气脱硫废水，该脱硫废水的pH值在4～6之间，需要处理的废水量为20t/h，废水中TDS含量68000mg/L，具体水质情况见表7。
表7实施例3中脱硫废水水质
Figure BDA0003586616400000133
根据表8中设定脱硫废水处理的关键操作参数，对该废水进行处理，并且各步骤的相关参数如下：
化学反应池的容积为200m3，根据废水的硬度可计算出步骤S200中沉淀剂碳酸钠的加入量为3.4kg碳酸钠/t废水，合计加入碳酸钠68kg/h，pH调节为7.5。经过分析化学反应池出水(软化后脱硫废水)硬度降至10mg/L。步骤S300中絮凝沉淀池的容积为200m3，采用聚丙烯酰胺絮凝剂，加入量为1000g/h，停留时间为1h，废水pH为中性7.0。步骤S400中，超滤膜的膜孔径60nm，控制超滤膜前后压差为3.5×105Pa，步骤S500中，控制电渗析电压100V。
表8实施例3中脱硫废水处理的关键操作参数设定
Figure BDA0003586616400000141
在脱硫废水处理系统达到平衡并且稳定时，分析脱硫废水过程控制指标及末端控制指标，结果见表9。
表9实施例3废水处理的指标控制
Figure BDA0003586616400000142
由实施例1-3可知，本发明的装置和方法可以实现脱硫废水的零排放和循环使用以及盐资源的回收，降低了脱硫废水中盐含量、硬度、氨氮含量(例如，Cl-降至100mg/L以内，氨氮含量降至50mg/L以内，硬度降至50mg/L以内)，同时可以副产碳酸镁、碳酸钙以及混盐，有效提高燃煤电厂的用水效率，缓解烟气脱硫系统的腐蚀问题并改善脱硫系统的运行效果。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.连续处理高盐脱硫废水的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
S100、将脱硫废水连续送至真空皮带过滤装置进行过滤处理，得到过滤后脱硫废水；
S200、将过滤后脱硫废水连续送入化学反应池中进行软化处理，得到软化后脱硫废水；
S300、将软化后脱硫废水连续送入絮凝沉淀池中进行絮凝沉淀处理，得到脱SS废水；
S400、将脱SS废水连续送至超滤膜单元进行超滤处理，得到超滤处理后废水；
S500、将超滤处理后废水连续送入电渗析单元中进行脱盐处理，得到高浓度盐溶液和低浓度盐溶液；
S600、将所述低浓度盐溶液送至反渗透单元中进行脱盐处理，得到反渗透浓水和反渗透淡水；
S700、将所述高浓度盐溶液送至蒸发单元进行结晶，得到固体盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S100中所述脱硫废水中TDS为10000mg/L-120000mg/L；和/或氨氮含量为1000mg/L-20000mg/L；和/或硬度为0mg/L-60000mg/L；和/或Cl-含量为6000mg/L-80000mg/L；和/或SO4 2-含量为0mg/L-3500mg/L；
和/或，步骤S100中所述脱硫废水的处理量为10t/h-15t/h；
和/或，步骤S100中过滤后脱硫废水的SS含量低于2000mg/L，例如，500mg/L-1000mg/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S200中通过加入沉淀剂进行软化处理；
优选地，所述沉淀剂选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠中的一种或多种，优选为碳酸钠；
优选地，步骤S200中通过下式确定沉淀剂的加入量：
Figure FDA0003586616390000011
更优选地，步骤S200中所述沉淀剂的加入量为1.0kg/t-100.0kg/t，优选为5.0kg/t-100.0kg/t。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤S200中得到的软化后脱硫废水的pH为7.5-8.5，和/或硬度低于100mg/L，优选为10mg/L-50mg/L；
和/或，步骤S200中所述化学反应池的容积为200m3-400m3。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤S300中通过加入絮凝剂进行絮凝沉淀处理；优选地，所述絮凝剂选自有机高分子絮凝剂中的一种或多种，优选为聚丙烯酰胺絮凝剂和聚丙烯酸钠中的至少一种；和/或，所述絮凝剂的加入量为10mg/L-100mg/L；
和/或，步骤S300中所述絮凝沉淀池的容积为100m3-200m3，停留时间为0.5h-1h；
和/或，步骤S300还包括将所述脱SS废水的pH值调整为中性，例如7.0±0.2；
和/或，步骤S300中所述脱SS废水的SS含量低于500mg/L，例如，100mg/L-400mg/L。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤S400中超滤膜单元的超滤膜的前后压差为1×105Pa-6×105Pa，超滤处理后废水的SS含量低于1mg/L。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，所述电渗析单元包括电渗析室、浓水池和淡水池，所述电渗析室内设置有相对布置的电极板，在所述电极板之间设置有若干交替布置的阴离子膜和阳离子膜，所述阴离子膜和所述阳离子膜将所述电渗析室分割成交替布置的浓室和淡室，所述浓室的出口与所述浓水池的入口连通，所述淡室的出口与所述淡水池的入口连接，所述超滤膜单元经由管线和三通阀与所述浓室的入口和所述淡室的入口连通，步骤S500中将超滤处理后废水送至所述浓室的入口和所述淡室的入口；
优选地，所述超滤处理后废水送至所述浓室的入口的比例为(w-f)/(t-f)，送至所述淡室的入口的比例为1-(w-f)/(t-f)，其中，w％表示超滤处理后废水的TDS含量，f％表示淡室水TDS目标含量，t％表示浓室水的TDS目标含量；
更优选地，步骤S500中所述电渗析单元的电压为100V-200V，和/或所述高浓度盐溶液的TDS含量为150000mg/L-200000mg/L，和/或所述低浓度盐溶液的TDS含量为1000mg/L-10000mg/L；
和/或，步骤S600中所述反渗透单元的反渗透压力为1×106Pa-2×106Pa，所述反渗透淡水的TDS含量低于500mg/L，优选低于100mg/L，和/或，所述反渗透淡水的硬度低于50mg/L，和/或氨氮含量为10-50mg/L。
8.连续处理高盐脱硫废水的装置，其中，所述装置包括预处理单元、脱盐单元和蒸发单元；其中，
所述预处理单元包括真空皮带过滤装置、化学反应池和絮凝沉淀池；所述真空皮带过滤装置用于对脱硫废水进行过滤处理，所述化学反应池用于将来自所述真空皮带过滤装置的过滤后脱硫废水进行软化处理，所述絮凝沉淀池用于将来自所述化学反应池的软化后脱硫废水进行絮凝沉淀处理；
所述脱盐单元包括超滤膜单元、电渗析单元和反渗透单元，所述超滤膜单元用于将来自所述絮凝沉淀池的脱SS废水进行超滤处理，所述电渗析单元用于将来自所述超滤膜单元的超滤处理后废水进行脱盐处理，所述反渗透单元用于将来自所述电渗析单元的低浓度盐溶液进行脱盐处理；
所述蒸发单元用于来自所述电渗析单元的高浓度盐溶液进行结晶。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述电渗析单元包括电渗析室、浓水池和淡水池，所述电渗析室内设置有相对布置的电极板，在所述电极板之间设置有若干交替布置的阴离子膜和阳离子膜，所述阴离子膜和所述阳离子膜将所述电渗析室分割成交替布置的浓室和淡室，所述浓室的出口与所述浓水池的入口连通，所述淡室的出口与所述淡水池的入口连接；
优选地，所述超滤膜单元经由管线和三通阀与所述浓室的入口和所述淡室的入口连通；
优选地，所述浓水池经由管线和浓水返回阀与所述浓室的入口连通；和/或所述淡水池经由管线和淡水返回阀与所述淡室的入口连通。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述电渗析单元与所述反渗透单元之间设置有管线和返回泵，用于以将来自反渗透单元的反渗透浓水送至所述电渗析单元中进行脱盐处理；
和/或，所述装置还包括用于将脱硫废水送至所述真空皮带过滤装置的原水泵、用于将来自所述絮凝沉淀池的脱SS废水送至所述超滤膜单元的提升泵、用于将来自所述电渗析单元的低浓度盐溶液送至所述反渗透单元的反渗透泵和用于将来自所述电渗析单元的高浓度盐溶液送至蒸发单元的蒸发泵。
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朱月海等编著: "《工业给水处理》", 30 September 2016, 同济大学出版社 *

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