CN217578557U - 电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统。本实用新型的浓缩分盐资源化系统包括依次串联的三联箱单元、澄清池、砂滤器单元、超滤单元、选择性电渗析单元、纳滤单元和反渗透单元；其中，所述选择性电渗析单元和纳滤单元分别设有浓水出口，所述反渗透单元设有浓水出口和产水口，所述反渗透单元的浓水出口与三联箱单元的进水端相连；所述选择性电渗析单元设有由一价阴离子选择透过性膜与阳离子膜交替排列的若干模块串联或并联组成的电渗析膜堆。本实用新型首次采用阴离子选择透过性膜与普通阳膜交替排列组成的电渗析膜堆，对脱硫废水处理，在电渗析浓缩的同时进行分盐过程，减少了后续膜系统的运行压力。

Description

电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统

技术领域

本实用新型涉及一种电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统，属于环保水处理技术领域。

背景技术

脱硫废水水质复杂，盐分高处理难度较高，现有处理工艺一般为“预处理+ 膜浓缩+固化处理”实现零排放目标，但运行不稳定，药剂投加量较大，成本较高。市场已有电渗析工艺作为新工艺在脱硫废水中应用，但一般作为浓缩功能应用或阳离子分离降低结垢问题应用，总体上都是基于现有工艺的改进，并没有对现有工艺包进行较大改变。脱硫废水资源化处理工艺及方法已有专利申请“一种燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统及方法”(CN201911381482.9)，采用纳滤系统对脱硫废水中的一二价离子进行分离，整体工艺链长。此工艺包中利用电渗析工艺制酸碱进行资源化利用。此外，还有相关专利申请“基于电渗析技术的电厂脱硫废水零排放处理工艺与系统”(CN202111127310.6)，电厂脱硫废水零排放处理采用工艺：三联箱处理→—纳滤→一价阳离子选择性电渗析→反渗透浓缩→冷冻结晶，工艺中使用纳滤分盐后再经过电渗析分离阳离子，降低结垢风险。采用反渗透浓缩后冷冻结晶固化，得到硫酸镁盐外售，氯化钠结晶母液进入烟道蒸发。该专利工艺链长，容易造成运行不稳定。水质盐分高，膜系统压力较大，运行成本较大需改进。

以上两个专利均以纳滤分盐处理为前提，在脱硫废水水质较差、盐分较高的条件下，膜系统的进水压力较大，运行易造成不稳定。专利二中的电渗析工艺以降低反渗透膜系统的结垢问题为出发点，其作用较为基础，整体系统基于现有工艺，没有较大突破。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有的脱硫废水处理系统工艺链长及工艺包运行不稳定等缺点，提供一种电厂脱硫废水的选择性电渗析资源化处理系统。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统，包括依次串联的三联箱单元1、澄清池2、砂滤器单元 3、超滤单元4、选择性电渗析单元5、纳滤单元6和反渗透单元7；其中，所述选择性电渗析单元5和纳滤单元6分别设有浓水出口，所述反渗透单元7分别设有浓水出口和产水口，所述反渗透单元7的浓水出口与三联箱单元1的进水端相连；所述选择性电渗析单元5设有由一价阴离子选择透过性膜与阳离子膜交替排列的若干模块串联或并联组成的电渗析膜堆。

优选地，还包括与所述三联箱单元1和澄清池2的底部均相连接的板框压滤机8，所述板框压滤机8设有滤液出口与污泥出口，所述滤液出口与三联箱单元 1的进水端连接。

优选地，还包括分别与所述的三联箱单元1相连接的药剂投加系统一9、与所述的澄清池1相连接的药剂投加系统二10。

优选地，还包括与所述的超滤单元4相连接的反冲洗管道11，所述反冲洗管道的出水端与三联箱单元1的进水端连接。

采用本实用新型的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统对脱硫废水进行资源化处理的方法，包括以下步骤：

步骤1：脱硫废水原水进入三联箱单元1进行处理，经药剂投加系统投加石灰乳(Ca(OH)₂，氢氧化钙)，使部分重金属以氢氧化物的形式完全沉淀出来，再加入有机硫化物，使镉、汞等重金属结合成难溶于水的硫化物，然后加入絮凝剂，使大部分的悬浮物沉淀，并吸附重金属氢氧化物沉淀；三联箱单元1产水进入澄清池2，再加入氢氧化钠、碳酸钠进一步去除残留Ca²⁺和COD，加入絮凝剂沉淀，之后加入盐酸调节pH；

步骤2：澄清池2出水进入砂滤器单元3处理，进一步去除大颗粒沉淀物后，出水进入超滤单元4，进一步去除悬浮物以及降低COD；

步骤3：超滤单元4出水进入选择性电渗析单元5进行一二价阴离子浓缩分盐处理，从而得到含有硫酸盐和氯化钠的淡水及含有氯化钠的浓水；电渗析淡水主要为硫酸盐的水，其中含有部分氯化钠，电渗析浓水主要为氯化钠(NaCl)盐水，随后送至场内灰场消耗处理；

步骤4：选择性电渗析单元5淡水进入纳滤单元6处理，产生纳滤浓水和纳滤淡水，所述纳滤淡水进入反渗透单元7处理，产生反渗透产水和反渗透浓水，所述反渗透浓水回流至三联箱单元(1)进水，所述反渗透产水回用至循环排污水。其中，纳滤浓水含有较高浓度的硫酸根，结合电厂脱硫浆液系统工艺，可将其送至脱硫浆液配置系统反应消耗；纳滤淡水主要为低浓度的氯化钠(NaCl)盐水，此时的氯离子浓度在1500mg/L左右。

优选地，所述步骤1中经三联箱单元1和澄清池2处理产生的沉淀污泥进入板框压滤机8压滤，压滤出水回流到三联箱单元1的进水端与脱硫废水原水混合进入三联箱单元1，压滤出的泥饼装车外送处理。

优选地，所述步骤2中的超滤单元4定期进行反冲洗，反冲洗的反洗水返回三联箱单元1进水。

优选地，所述步骤3中超滤单元4出水(即选择性电渗析单元5进水)TDS (溶解性总固体)浓度为20000-45000mg/L，硬度为5000-10000mg/L。

优选地，所述选择性电渗析单元5的回收率为90～96％；所述纳滤单元6的回收率为75-85％；所述反渗透单元7的回收率为60-75％。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型的选择性电渗析单元首次采用阴离子选择透过性膜与普通阳膜交替排列组成的电渗析膜堆，对脱硫废水处理，在电渗析浓缩的同时进行分盐过程，减少了后续膜系统的运行压力；

(2)采用本实用新型的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统进行脱硫废水的资源化处理，工艺链短，能够在压力较小下运行纳滤单元，减少运行能耗10-35％。

附图说明

图1为本实用新型的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统的结构示意图；

图2为采用本实用新型的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统对脱硫废水进行资源化处理的工艺流程图；

附图标记：1.三联箱单元；2.澄清池；3.砂滤器单元；4.超滤单元；5.选择性电渗析单元；6.纳滤单元；7.反渗透单元；8.板框压滤机；9.药剂投加系统一；10. 药剂投加系统二；11.反冲洗管道。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

本实施例提供了一种电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统，如图1所示，包括三联箱单元1、澄清池2、砂滤器单元3、超滤单元4、选择性电渗析单元5、纳滤单元6、反渗透单元7、板框压滤机8、药剂投加系统一 9、药剂投加系统二10和反冲洗管道11；其中，三联箱单元1、澄清池2、砂滤器单元3、超滤单元4、选择性电渗析单元5、纳滤单元6和反渗透单元7依次串连；所述选择性电渗析单元5和纳滤单元6分别设有浓水出口，所述反渗透单元7设有浓水出口和产水口，所述反渗透单元7的浓水出口与三联箱单元1的进水端相连；所述选择性电渗析单元5设有一价阴离子选择透过性膜与阳离子膜交替排列的若干模块串联或并联组成的电渗析膜堆。

所述的三联箱单元1和澄清池2的底部均与板框压滤机8相连接，所述板框压滤机8设有滤液出口与污泥出口，所述滤液出口与三联箱单元1的进水端连接；

所述三联箱单元1的上部与药剂投加系统一9相连接，所述的澄清池2的上部与药剂投加系统二10相连接。

所述超滤单元4的底部与反冲洗管道11相连接，所述反冲洗管道11的出水端与三联箱单元1的进水端连接。

实施例2

本实施例提供了一种电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化方法，采用实施例1所述的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统进行处理，其工艺流程如图2所示，具体处理过程如下：

电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化工艺及系统对进水的要求：进水可以且不限于燃煤电厂的脱硫废水，其含盐量范围40000-60000mg/L, 氯离子浓度范围5000-25000mg/L，硫酸根浓度范围4500-10000mg/L，钙镁硬度范围5000-20000mg/L，pH为4-9范围内，浊度小于5NTU，悬浮物范围 500-1000mg/L，温度为5-35℃。

脱硫废水原水进入三联箱单元1进行工艺处理，经药剂投加系统一9投加石灰乳(Ca(OH)₂，氢氧化钙)，使部分重金属以氢氧化物的形式完全沉淀出来，再加入有机硫化物，使镉、汞等重金属结合成难溶于水的硫化物，然后加入絮凝剂，使大部分的悬浮物沉淀，并吸附重金属氢氧化物沉淀。三联箱单元内产水进入澄清池2，再经药剂投加系统二10加入氢氧化钠、碳酸钠进一步去除残留Ca²⁺和COD，加入絮凝剂沉淀，之后加入盐酸调节pH。

三联箱单元1和澄清池2的工艺处理中产生沉淀污泥，随后沉淀污泥进入板框压滤机8压滤，压滤出水回流到三联箱单元1的前端与脱硫废水原水混合进入三联箱单元1，压滤出的泥饼装车外送处理。

之后，三联箱单元1出水进入砂滤器单元3，进一步去除大颗粒沉淀物后，出水进入超滤单元4，进一步去除悬浮物以及降低COD。超滤单元4定期通过反洗水通道11进行反冲洗，反洗水返回三联箱单元1进水。

超滤单元4出水进入选择性电渗析单元5进行一二价阴离子浓缩分盐过程。此时，选择性电渗析单元5的回收率选用93％，产生电渗析淡水和电渗析浓水。

电渗析淡水主要为硫酸盐的水，其中含有部分氯化钠，随后电渗析淡水进入纳滤单元6。

电渗析浓水主要为氯化钠(NaCl)盐水，随后送至场内灰场消耗处理。

纳滤浓水含有较高浓度的硫酸根，结合电厂脱硫浆液系统工艺，可将其送至脱硫浆液配置系统反应消耗。

纳滤单元6淡水主要为低浓度的氯化钠(NaCl)盐水，此时的氯离子浓度在1500mg/L左右，随后纳滤淡水进入反渗透单元7。反渗透单元7按75％的回收率处理，产生反渗透产水和反渗透浓水两种液体。

反渗透产水回用至循环排污水。

经反渗透单元7浓缩后得到的较高浓度反渗透浓水，主要为氯化钠(NaCl) 和硫酸盐的混合溶液，回流到三联箱单元1进水。

Claims (4)

1.一种电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统，其特征在于，包括依次串联的三联箱单元(1)、澄清池(2)、砂滤器单元(3)、超滤单元(4)、选择性电渗析单元(5)、纳滤单元(6)和反渗透单元(7)；其中，所述选择性电渗析单元(5)和纳滤单元(6)分别设有浓水出口，所述反渗透单元(7)设有浓水出口和产水口，所述反渗透单元(7)的浓水出口与三联箱单元(1)的进水端相连；所述选择性电渗析单元(5)设有一价阴离子选择透过性膜与阳离子膜交替排列的若干模块串联或并联组成的电渗析膜堆。

2.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统，其特征在于，还包括与所述的三联箱单元(1)和澄清池(2)均相连接的板框压滤机(8)，所述板框压滤机(8)设有滤液出口与污泥出口，所述滤液出口与三联箱单元(1)的进水端连接。

3.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统，其特征在于，还包括分别与所述的三联箱单元(1)相连接的药剂投加系统一(9)、与所述的澄清池(2)相连接的药剂投加系统二(10)。

4.根据权利要求1所述的电厂脱硫废水处理的选择性电渗析浓缩分盐资源化系统，其特征在于，还包括与所述的超滤单元(4)相连接的反冲洗管道(11)，所述反冲洗管道的出水端与三联箱单元(1)的进水端连接。

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