TWI786413B - 排煙脫硫廢水處理系統 - Google Patents

排煙脫硫廢水處理系統 Download PDF

Info

Publication number
TWI786413B
TWI786413B TW109121848A TW109121848A TWI786413B TW I786413 B TWI786413 B TW I786413B TW 109121848 A TW109121848 A TW 109121848A TW 109121848 A TW109121848 A TW 109121848A TW I786413 B TWI786413 B TW I786413B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
unit
water
flue gas
gas desulfurization
treatment
Prior art date
Application number
TW109121848A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202102297A (zh
Inventor
蔡竣艮
Original Assignee
水善研發有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 水善研發有限公司 filed Critical 水善研發有限公司
Publication of TW202102297A publication Critical patent/TW202102297A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI786413B publication Critical patent/TWI786413B/zh

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/048—Purification of waste water by evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/041—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation by means of vapour compression
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • C02F1/442—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis by nanofiltration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F2001/5218—Crystallization
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/18—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the purification of gaseous effluents

Abstract

本發明提出一種新穎的排煙脫硫廢水處理系統與方法，係以化學混凝系統操作、薄膜系統操作、以及熱力系統操作作為主要構成；以化學混凝系統對待處理的廢水進行混凝及深層過濾處理，以薄膜系統進行軟化與過濾處理，並以熱力系統進行濃縮與結晶處理，從而減少排煙脫硫煙氣處理的用水量、排煙脫硫廢水處理的加藥量與污泥產生量，並且增加處理副產物的產量，同時提升處理後之回收水水質，使能符合環保法規、達到零排放的目的。

Description

排煙脫硫廢水處理系統
本發明是關於一種廢水處理系統與方法，特別是關於一種排煙脫硫(Flue Gas Desulfurization，FGD)廢水處理系統與方法。
排煙脫硫(Flue Gas Desulfurization，FGD)是一種用於去除燃料燃燒或工業生產廢氣中之二氧化硫(SO2)的過程。目前的脫硫技術概分為乾式和濕式兩種方式；而依處理原理而言，則包括有二氧化硫吸收法、二氧化硫氧化冷凝法以及二氧化硫還原法等，其中最常使用的是二氧化硫吸收法，即使用石灰或石灰石之濕式吸收法。
前述濕式排煙脫硫是一種氣液反應，具有反應速度快、脫硫效率高等優點。然而，傳統濕式排煙脫硫設備具有嚴重的腐蝕問題，且洗滌後的煙氣需要再行加熱，能量消耗量高；又其生成物組成複雜且呈液體(廢水)或淤渣等型態，後續處理較為困難。此外，傳統濕式排煙脫硫系統的構成複雜、設備龐大，煙氣洗滌耗水量高，所生成的大量排放廢水需經進一步處理以符合法規所定排放標準。是以，傳統濕式排煙脫硫系統的所需佔地面積龐大，投資和運行成本皆相當高昂。
習知排煙脫硫廢水處理系統係以連續兩次化學混凝處理進行FGD廢水軟化處理，去除FGD廢水中所含的重金屬後，利用蒸發濃縮處理進行廢水減量，最後以蒸發結晶處理來盡可能實現廢水零排放的目標。視情況，在FGD廢水經軟化處理之後、進行蒸發濃縮處理之前，可選擇以離子交換樹脂來徹底去除廢水中的二價離子（例如鈣離子、鎂離子、碳酸根離子、硫酸根離子）及二氧化矽。惟於此習知處理系統中，兩次化學混凝處理需要龐大的加藥量，同時也產生大量污泥亟待處理。
基此，需要一種能有效處理FGD煙氣洗滌排放廢水的處理系統，藉以減少煙氣處理的用水量、FGD廢水處理的加藥量與污泥產生量，增加處理副產物的產量，同時提升處理後之回收水水質，使能符合環保法規、實現零排放之目的。
鑑於前述情形，本發明之構想在於提出一種排煙脫硫廢水處理系統，用於處理及回收煙氣洗滌所產生之排放廢水，其解決先前技術中傳統濕式排煙脫硫系統之前述缺失。
基於前述構想，本發明之排煙脫硫廢水處理系統以化學混凝系統、薄膜系統、以及熱力系統作為主要構成；以化學混凝系統對待處理的廢水進行混凝及深層過濾處理，以薄膜系統進行軟化與過濾處理，並以熱力系統進行濃縮與結晶處理，從而減少FGD煙氣處理的用水量、FGD廢水處理的加藥量與污泥產生量，並且增加處理副產物的產量，同時提升處理後之回收水水質，使能符合環保法規、達到零排放的目的。
基於前述構想，本發明之排煙脫硫廢水處理系統結合有化學混凝、奈濾（Nanofilter，NF）薄膜、逆滲透（Reverse Osmosis，RO）薄膜、機械蒸氣再壓縮（Mechanical Vapor Recompression，MVR）、結晶器系統等處理，可有效處理排氣廢水中之高鹽度（例如Cl、SO4 ）、重金屬（例如As、Se、Cd、Hg、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni）、高硬度（例如Ca、Mg、SO4 ）、以及基質複雜（例如F、B、NO3 、NH3 ）等問題，從而實現零排放之目標。
基於前述構想，本發明提出一種排煙脫硫廢水處理系統，其包括：一前處理單元，其自一排煙脫硫吸收塔接收一排煙脫硫廢水，並去除該排煙脫硫廢水中之重金屬而產生及輸出一第一級處理水與一第一污泥；一薄膜軟化單元，其接收該第一級處理水，並且分離該第一級處理水中之二價離子而產生及輸出一第二級處理水與含有所述二價離子之一第一濃縮液，其中該第一濃縮液係輸出至該排煙脫硫吸收塔；一脫氣膜單元，其接收該第二級處理水，並且去除該第二級處理水中之氨氮而產生及輸出一第三級處理水；一蒸發濃縮單元，其接收及濃縮該第三級處理水而產生一第一回收水與一第二濃縮液；以及一結晶單元，其接收及冷凝該第二濃縮液而產生及輸出一第二回收水與一結晶鹽。
在一較佳構想中，所述前處理單元包括至少一化學混凝單元，係於pH值小於9.5的條件下去除該排煙脫硫廢水中之重金屬。
在一較佳構想中，所述前處理單元包括彼此串聯的一第一化學混凝單元與一第二化學混凝單元，其中該第一化學混凝單元係於pH值小於9.5的條件下去除該排煙脫硫廢水中之重金屬，並產生及輸出一初級處理水與一初級污泥；該第二化學混凝單元自該第一化學混凝單元接收該初級處理水，並於pH值高於或等於10的條件下去除該初級處理水中的鎂而產生該第一級處理水與該第一污泥。
在一較佳構想中，所述薄膜軟化單元包括一奈濾（Nanofiltration，NF）薄膜系統。
在一較佳構想中，所述二價離子包括鈣離子（Ca2+ ）、碳酸根離子（CO3 2- ）、硫酸根離子（SO4 2- ）、及/或前述二價離子之組合。
在一較佳構想中，所述脫氣膜單元係於pH值高於或等於10的情況下去除該第二級處理水中之氨氮。
在一較佳構想中，本發明之排煙脫硫廢水處理系統進一步包括一化學軟化單元，其自該薄膜軟化單元接收該第二級處理水的一第一部分，並於pH值高於或等於10的條件下去除該第二級處理水的該第一部分的鎂，而產生一中間處理水與一中間污泥；其中該中間處理水係輸出至該前處理單元，且該第一濃縮液係經由該化學軟化單元輸出至該排煙脫硫吸收塔。
在一較佳構想中，本發明之排煙脫硫廢水處理系統進一步包括一離子交換樹脂單元，其自該薄膜軟化單元接收該第二級處理水，並且進一步去除及分離該第二級處理水中的二價離子，產生及輸出一次級處理水至該脫氣膜單元進行脫氨氮處理。
在一較佳構想中，本發明之排煙脫硫廢水處理系統進一步包括一預濃縮單元，其自該脫氣膜單元接收及濃縮該第三級處理水，產生一初級回收水供回收以及一預濃縮液供排出至該蒸發濃縮單元。更佳為，該預濃縮單元包括一逆滲透（Reverse Osmosis，RO）薄膜系統、一電透析（Electrodialysis，ED）薄膜系統、及/或一倒極式電透析（Electrodialysis Reversal，EDR）薄膜系統。
在一較佳構想中，所述蒸發濃縮單元包括一機械蒸氣再壓縮（Mechanical Vapor Recompression，MVR）裝置、一熱力蒸氣壓縮（Thermal Vapor Compression，TVC）裝置、及/或一多效蒸發（Multiple Effect Evaporation）裝置。
在一較佳構想中，所述結晶單元包括一MVR裝置、一TVC裝置、及/或一單效蒸發（Single Effect Evaporation，SEE）裝置。
前述發明說明並非本發明的延伸性概論，其目的僅以單純的格式來呈現本文中所揭露之概念以作為呈現於後文更詳細敘述的序論。
下文係參照圖式、並且以例示實施例說明本揭露之概念，在圖式或說明中，相似或相同的部分係使用相同的元件符號；再者，圖式係為利於理解而繪製，除具體指明的情況以外，圖式中各元件或裝置的大小和形狀皆非實際尺寸或成比例關係。需特別注意的是，圖式中未繪示、或說明書中未描述之元件係可為熟習本揭露所屬領域技藝之人士所知之形式。
本發明之目的、技術配置以及效果將參照例示性實施例及附圖進行更詳細地描述。本發明之技術內容將透過詳細說明之實施例及圖式而變得更加明顯。如本文中所使用的，術語「及/或」包含任何及所有一或多相關所列物件的組合。
除非另外定義，所有使用於本文的術語（包含科技及科學術語）具有與本發明所屬該領域的技術人士一般所理解相同的意思。將更可理解的是，例如於一般所使用的字典所定義的那些術語應被理解為具有與相關領域的內容一致的意思，且除非明顯地定義於本文，將不以過度理想化或過度正式的意思理解。
以下將配合圖式詳細敘述例示實施例。然而，這些實施例可以包含於不同的形式中，且不應被解釋為用以限制本發明之申請專利範圍。並且，這些實施例施係提供以做為範例來傳達發明所屬技術領域者發明概念。因此，已知的製程、元件及技術並不敘述於某些實施例中。
此外，在本文中，除非內容另外表示，單數形式之「一」及「該」係包含複數個指涉物。
請參閱第1圖，其係示意說明根據本發明一第一實施例之排煙脫硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）廢水處理系統100的配置方塊圖。根據本發明第一實施例之FGD廢水處理系統100包括彼此串聯且流體連通的前處理單元110、薄膜軟化單元120、脫氣膜單元130、蒸發濃縮單元140、以及結晶單元150，以處理來自一FGD吸收塔（圖中未示）的FGD廢水；FGD廢水在經本發明之FGD廢水處理系統100妥善處理後即供回收。
在本發明中，前處理單元110可為一化學混凝處理單元，其自FGD吸收塔（未示）接收一FGD廢水10，作用在於去除FGD廢水中的無機成分與重金屬。詳言之，前處理單元110中加有化學藥劑（例如重金屬去除劑），使得FGD廢水10中的重金屬得與化學藥劑在適當的pH值條件下產生化學混凝作用後產生及輸出第一級處理水110A與第一污泥110B；其中第一級處理水110A係輸出至下一個單元進行進一步的處理。在一較佳實例中，前處理單元110係於pH值小於9.5的條件下進行化學混凝處理。在一較佳實例中，所述無機成分與重金屬包括、但不限於：氯（Cl）、砷（As）、硒（Se）、鎘（Cd）、汞（Hg）、鉻（Cr）、鉛（Pb）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鎳（Ni）等。
在本發明中，薄膜軟化單元120可為一奈濾（Nanofiltration）薄膜系統，其接收來自前處理單元110、已經去除重金屬的第一級處理水110A，對第一級處理水110A中所含之鈣離子（Ca2+ ）、鎂離子（Mg2+ ）、碳酸根離子（CO3 2- ）、硫酸根離子（SO4 2- ）等二價離子進行分離處理以軟化水質、避免後續結垢，並產生及輸出經軟化處理的第二級處理水120A、以及含有前述二價離子之第一濃縮液120B。第二級處理水120A係繼續輸出至下一個處理單元進行進一步的處理，第一濃縮液120B則返送至排煙脫硫吸收塔以於其中繼續反應而生成硫酸鈣（CaSO4 ）或硫酸鎂（MgSO4 ）等石灰或石膏副產物。
根據本發明之FGD廢水處理系統100中設有脫氣膜單元130，其接收經薄膜軟化單元120處理後排出的第二級處理水120A，在一適當的pH值條件下對第二級處理水120A進行脫氨氮處理以去除第二級處理水120A中之氨氮，並且產生及輸出一第三級處理水130A。在一較佳實例中，脫氣膜單元130係於pH值高於或等於10的條件下操作；更具體者，脫氣膜單元130係於pH值介於10至12的條件下操作。
在本發明中，蒸發濃縮單元140可依實際應用條件所需而為機械蒸氣再壓縮（Mechanical Vapor Recompression，MVR）裝置、熱力蒸氣壓縮（Thermal Vapor Compression，TVC）裝置、及/或多效蒸發（Multiple Effect Evaporation）裝置。蒸發濃縮單元140接收第三級處理水130A，利用蒸發作用來回收第三級處理水130A中的水分作為第一回收水140A，並產生一第二濃縮液140B；其中第二濃縮液140B係進一步輸出至下一個處理單元（結晶單元150）進行處理。
在本發明中，結晶單元150可依實際應用條件所需而為MVR裝置、TVC裝置、及/或單效蒸發（Single Effect Evaporation，SEE）裝置，其接收來自蒸發濃縮單元140的第二濃縮液140B，對第二濃縮液140B進行蒸發結晶處理以產生及輸出第二回收水150A與結晶鹽150B。在此實施例中，結晶單元係以蒸發結晶方式而自第二濃縮液140B生成結晶鹽150B，惟本發明構想及範圍當不限於此，本領域中已知的其他結晶方式亦屬可行，例如、但不限於冷凝結晶處理。
如前述說明，在本發明實施例之FGD廢水處理系統100中，首先係進行化學混凝處理以去除FGD廢水中的重金屬、氟等無機成分，接著以NF薄膜系統進行水質軟化處理、去除水中的鈣、鎂、碳酸根、硫酸根等二價離子，再以脫氣膜去除水中的氨氮後，以MVR進行蒸氣再壓縮，最後利用結晶器進行結晶濃化處理而得到濃鹽（結晶鹽）以實現零排放。
可選擇地，本發明之FGD廢水處理系統100係視情況而進一步設有離子交換樹脂單元125作為進行水質軟化的輔助單元，其接收­自薄膜軟化單元120排出的第二級處理水120A，並且進一步去除及分離第二級處理水120中的殘餘二價離子，產生及輸出一次級處理水125A至脫氣膜單元130以進行脫氨氮處理。
可選擇地，本發明之FGD廢水處理系統100亦可視情況而進一步設有一預濃縮單元135，其接收及濃化自脫氣膜單元130排出的第三級處理水130A，產生一初級回收水135A及一預濃縮液135B；其中初級回收水135A係供回收，而預濃縮液135B即排出至後續的蒸發濃縮單元140進行蒸發濃縮處理。在一較佳實例中，預濃縮單元135係包括逆滲透（Reverse Osmosis，RO）薄膜系統、電透析（Electrodialysis，ED）薄膜系統、及/或倒極式電透析（Electrodialysis Reversal，EDR）薄膜系統中其一或多者。
在本發明實施例中，係以例如NF薄膜系統對FGD廢水進行薄膜軟化處理；相較於習知FGD廢水處理系統中單純採用化學軟化處理者，本發明之FGD廢水處理系統可大幅減少化學加藥量。此外，將薄膜軟化處理後得到的濃縮液（第一濃縮液120B）返送至FGD吸收塔，可有效減少FGD吸收塔所需的用水量、所產生的污泥量，同時增加石膏或硫酸鎂等副產物的產量。
根據本發明，係利用脫氣膜（脫氣膜單元）去除水中的氨氮，有助於使殘留濃度維持於低達10 ppm以下，進而提升後續濃縮程序的回收水之水質。此外，在本發明以例如RO薄膜系統進行預濃縮處理的情況下，在預濃縮處理之前以脫氣膜單元去除氨氮，可有助於提升RO薄膜系統的除硼率。
除前述處理單元以外，依實際條件或處理規格所需，本發明之FGD廢水處理系統可進一步設有其他的處理單元。請參閱第2圖，其係示意說明根據本發明一第二實施例之排煙脫硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）廢水處理系統200的配置方塊圖。
根據本發明第二實施例之FGD廢水處理系統200係包括有與第一實施例之FGD廢水處理系統100中各處理單元相對應的處理單元，意即本實施例之FGD廢水處理系統200包括彼此串聯且流體連通的前處理單元210、薄膜軟化單元120、脫氣膜單元130、蒸發濃縮單元140以及結晶單元150，並且可視需要而選擇性地設有離子交換樹脂單元125與預濃縮單元135，以處理來自一FGD吸收塔（圖中未示）的FGD廢水；FGD廢水在經本發明之FGD廢水處理系統200妥善處理後即供回收。
在本實施例中，前述各處理單元的處理和作用係與第一實施例中各對應處理單元相同；惟於此實施例中，FGD廢水處理系統200的前處理單元210係由第一化學混凝單元212和第二化學混凝單元214所構成。第一化學混凝單元212係自一FGD吸收塔（未示）接收FGD廢水10，其於pH值小於9.5的條件下去除FGD廢水中之重金屬與無機成分，並產生及輸出一初級處理水212A與一初級污泥212B；第二化學混凝單元212接收第一化學混凝單元212所排出的初級處理水212A，並於pH值高於或等於10的條件下去除初級處理水212A中的鎂離子（Mg2+ ）而產生第一級處理水210A與第一污泥210B，其中第一級處理水210A係輸出至薄膜軟化單元120以進行如前述說明之水質軟化處理，並接續於各處理單元中進行相應的處理。
在此實施例中，利用第二化學混凝單元214，可依實際應用需求而對FGD廢水中的鈣離子和鎂離子進行分鹽處理。換言之，在本實施例中，係先於第二化學混凝單元214中適當的pH值及加藥條件下去除鎂離子，對水質進行部分軟化，再於薄膜軟化單元120中以NF薄膜系統進一步分離鈣離子、碳酸根離子和硫酸根離子等二價離子。在本實施例中，進行分鹽處理除可有效減少後續處理單元中的結垢現象外，亦能夠增加副產物（石膏）之產量並且同時避免影響副產物之純度。
請參閱第3圖，其係示意說明根據本發明一第三實施例之排煙脫硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）廢水處理系統300的配置方塊圖。
根據本發明第三實施例之FGD廢水處理系統300係包括有與第一實施例之FGD廢水處理系統100中各處理單元相對應的處理單元，意即本實施例之FGD廢水處理系統300包括彼此串聯且流體連通的前處理單元110、薄膜軟化單元120、脫氣膜單元130、蒸發濃縮單元140以及結晶單元150，並且可視需要而選擇性地設有離子交換樹脂單元125與預濃縮單元135，以處理來自一FGD吸收塔（圖中未示）的FGD廢水；FGD廢水在經本發明之FGD廢水處理系統300妥善處理後即供回收。
在本實施例中，前述各處理單元的處理和作用係與第一實施例中各對應處理單元相同；惟於此實施例中，FGD廢水處理系統300進一步包括一化學軟化單元310，其自薄膜軟化單元120接收第一濃縮液120B，並於pH值高於或等於10的條件下去除其中的鎂離子，而產生一中間處理水（310a、310b）與一中間污泥310B。更具體者，化學軟化單元310係於pH值介於10至12.5的條件下操作。在本實施例中，中間處理水310的一部分310a係回流至前處理單元110，另一部分310b則輸出至FGD吸收塔。
在此實施例中，FGD廢水在經由薄膜軟化單元120進行軟化後，所得濃縮液120B可再進一步於化學軟化單元310中進行部分軟化，降低鈉離子（Na+ ）、氯離子（Cl- ）等一價離子的影響，同時提高中間污泥310B中鈣離子（Ca2+ ）和鎂離子（Mg2+ ）等二價離子反應物的濃度。此外，經化學軟化處理後產生的中間處理水的pH值較高（pH值高於或等於10），故使中間處理水的一部分310a回流至前處理單元110，係可有效利用其中過量的氫氧根離子（OH- ），可減少前處理單元110進行化學混凝處理所需之加藥量。
如前述說明，本發明之排煙脫硫廢水處理系統以化學混凝系統、薄膜系統、以及熱力系統作為主要構成；以化學混凝系統對待處理的廢水進行混凝及深層過濾處理，以薄膜系統進行軟化與過濾處理，並以熱力系統進行濃縮與結晶處理。
本領域技術人士當可理解，在本發明中，FGD廢水於化學混凝系統處理後，亦可視實際操作所需進行沉澱、微濾、超濾等基本處理；惟此等處理之目的、作用與操作方式係本領域技術人士所習知，故於本文中即不予贅述。
根據實際處理結果，上述FGD廢水經本發明之FGD廢水處理系統各處理單元處理後，可分別實現如下處理需求：
化學混凝系統（前處理單元、化學軟化單元）： 汙泥通過毒性特性溶出程序（TCLP）測試結果符合非溶出毒性事業廢棄物之規範。
薄膜系統（薄膜軟化單元）： 回收水量大於或等於化學混凝系統之處理水量的80%； 以感應耦合電漿原子發射光譜法進行分析（NIEA W311.53C），出流水水質之鈣離子濃度小於或等於10 mg/L； 以感應耦合電漿原子發射光譜法進行分析（NIEA W311.53C），出流水水質之鎂離子濃度小於或等於10 mg/L；以及 出流水水質之氨氮濃度小於或等於10 mg/L。
熱力系統（蒸發濃縮單元、結晶單元）： 結晶鹽之氯化鈉純度大於或等於80%（w/w）。
分析進流之FGD廢水各水質參數、以及經本發明FGD廢水處理系統處理之排放水各水質參數，可知本發明可實現如下功效：
欲處理的進流FGD廢水：
項目 實例1 實例2
Na 448 ppm 263 ppm
Mg 1,959 ppm 2,021 ppm
Ca 1,354 ppm 1,424 ppm
F 31 ppm 49 ppm
Cl 6,233 ppm 6,808 ppm
B 661 ppm 572 ppm
SO4 3,512 ppm 3,835 ppm
NO3 925 ppm 272 ppm
NH3 -N 15 ppm 63 ppm
SiO2 122 ppm 202 ppm
Alkalinity 313 ppm 176 ppm
TDS 25,200 ppm 26,400 ppm
SS 1,400 ppm 1,250 ppm
進水溫度 36℃ 27℃
循環升溫 40.1℃ 40.5℃
化學混凝系統（前處理單元、化學軟化單元）：
項目 規範值 實例1 實例2 說明
處理水量 ＞ 25 CMD 25.6 CMD 28.4 CMD 過濾水量
出流水SDI ＜ 3 1 1.67  
排泥濃度 ＞ 2 %(w/w) 2.2 % 3.1 % TSS
汙泥生成量 ＜ 7 kg/m3 1.6 kg/m3 2.2 kg/m3 Control pH 8.5
TCLP總銅 ＜ 15 ppm ND ＜ 0.1 ppm ＜ 0.031 ppm
TCLP總鎘 ＜ 1 ppm 0.433 ppm 0.712 ppm  
TCLP總鉛 ＜ 5 ppm ND ND ＜ 0.036 ppm
TCLP總鉻 ＜ 5 ppm 0.012 ppm 0.013 ppm  
TCLP總砷 ＜ 5 ppm ND ND ＜ 0.0003 ppm
TCLP總汞 ＜ 0.2 ppm ＜ 0.0010 ppm 0.0012 ppm  
TCLP總硒 ＜ 1 ppm ND ND ＜ 0.025
TCLP總鋇 ＜ 100 ppm 0.102 ppm ＜ 0.1  
TCLP六價鉻 ＜ 2.5 ppm ND ND ＜ 0.01
pH 2 ＜ x ＜ 12.5 8.77 8.83  
薄膜系統（薄膜軟化單元）：
項目 規範值 實例1* 實例2** 說明
回收率 ＞ 80 % 82.2 % 88.4 % NF+RO
Ca ＜ 10 ppm 6 ppm 5 ppm 出流水
Mg ＜ 10 ppm 8 ppm 6 ppm 出流水
SO4 ＜ 50 ppm 22 ppm 16 ppm 出流水
NH3-N ＜ 10 ppm N.D. 2 ppm 出流水
Na - 17,230 ppm 39,400 ppm 出流水
Cl - 24,510 ppm 30,600 ppm 出流水
TDS - 49,270 ppm 75,470 ppm 出流水
*：NF回收：13.85/25.6*100=54.1 %、RO回收：7.19/25.6*100=28.1 % **：NF回收：15.88/28.4*100=55.9 %、RO回收：9.24/28.4*100=32.5 %
熱力系統（蒸發濃縮單元、結晶單元）：
項目 規範值 測試1* 測試2**
NaCl純度 ＞ 80 % 84.72 % 92.75 %
*：(Na+Cl)/TDS=(17,230+24,510)/49,270=84.72 % **：(Na+Cl)/TDS=(39,400+30,600)/75,470=92.75 %
本發明之FGD廢水處理系統以化學混凝系統、薄膜系統、以及熱力系統作為主要構成；以化學混凝系統對待處理的廢水進行混凝及深層過濾處理，以薄膜系統進行軟化與過濾處理，並以熱力系統進行濃縮與結晶處理。由實際處理結果可知，本發明之FGD廢水處理系統可有效減少處理的用水量、FGD廢水處理的加藥量與污泥產生量，並且增加處理副產物的產量，同時提升處理後之回收水水質，使能符合環保法規。
綜上所述，本發明提出一種新穎的FGD廢水處理系統，其結合化學混凝單元、奈米薄膜單元、RO逆滲透單元、蒸氣再壓縮（MVR）濃縮單元以及結晶單元等之處理程序，可有效處理FGD廢水中之高鹽度（Cl- 、SO4 2- ）、重金屬（As、Se、Cd、Hg、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni）、高硬度（Ca2+ 、Mg2+ 、SO4 2- ）、以及基質複雜（含有F- 、B3+ 、NO3 - 、NH3 - ）等問題，且可提升處理後回收水的水質，實現零排放之目標。
需注意的是，本發明所提之前述實施例係僅用於例示說明本發明，而非用於限制本發明之範圍。熟習本發明所屬技術領域中具通常技藝之人對於本發明所進行之諸般修飾和變化皆不脫離本發明之精神與範疇。不同實施例中相同或相似的構件、或不同實施例中以相同元件符號表示的構件係具有相同的物理或化學特性。此外，在適當的情況下，本發明之上述實施例係可互相組合或替換，而非僅限於上文所描述的特定實施例。在一實施例中所描述的特定構件與其他構件的連接關係亦可應用於其他實施例中，其皆落於本發明如附申請專利範圍之範疇。
10:排煙脫硫（FGD）廢水 100:排煙脫硫（FGD）廢水處理系統 110:前處理單元 110A:第一級處理水 110B:第一污泥 120:薄膜軟化單元 120A:第二級處理水 120a:第二級處理水的一部分 120B:第一濃縮液 125:離子交換樹脂單元 125A:次級處理水 130:脫氣膜單元 130A:第三級處理水 135:預濃縮單元 140:蒸發濃縮單元 140A:第一回收水 140B:第二濃縮液 150:結晶單元 150A:第二回收水 150B:結晶鹽 200:排煙脫硫（FGD）廢水處理系統 210:前處理單元 210A:第一級處理水 210B:第一污泥 212:第一化學混凝單元 212A:初級處理水 212B:初級污泥 214:第二化學混凝單元 300:排煙脫硫（FGD）廢水處理系統 310:化學軟化單元 310a:中間處理水的第一部分 310b:中間處理水的第二部分 310B:中間污泥
為能更進一步瞭解本揭露之特徵與技術內容，請參閱下述有關本揭露實施例之詳細說明及如附圖式。惟所揭詳細特徵說明及如附圖式係謹提供參考與說明之用，並非用以對本發明加以限制；其中：
第1圖示意說明根據本發明一第一實施例之排煙脫硫（Flue Gas Desulfurization，FGD）廢水處理系統的配置方塊圖。
第2圖示意說明根據本發明一第二實施例之FGD廢水處理系統的配置方塊圖。
第3圖示意說明根據本發明一第三實施例之FGD廢水處理系統的配置方塊圖。
無
10:排煙脫硫(FGD)廢水
100:排煙脫硫(FGD)廢水處理系統
110:前處理單元
110A:第一級處理水
110B:第一污泥
120:薄膜軟化單元
120A:第二級處理水
120B:第一濃縮液
125:離子交換樹脂單元
125A:次級處理水
130:脫氣膜單元
130A:第三級處理水
135:預濃縮單元
140:蒸發濃縮單元
140A:第一回收水
140B:第二濃縮液
150:結晶單元
150A:第二回收水
150B:結晶鹽

Claims (14)

  1. 一種排煙脫硫廢水處理系統，其包括：一前處理單元，其自一排煙脫硫吸收塔接收一排煙脫硫廢水，並去除該排煙脫硫廢水中之無機成分與重金屬，產生及輸出一第一級處理水與一第一污泥；一薄膜軟化單元，其接收該第一級處理水，並且分離該第一級處理水中之二價離子而產生及輸出一第二級處理水與含有所述二價離子之一第一濃縮液，其中該第一濃縮液係輸出至該排煙脫硫吸收塔；一脫氣膜單元，其接收該第二級處理水，並且去除該第二級處理水中之氨氮而產生及輸出一第三級處理水；一蒸發濃縮單元，其接收及濃縮該第三級處理水而產生一第一回收水與一第二濃縮液；以及一結晶單元，其接收及冷凝該第二濃縮液而產生及輸出一第二回收水與一結晶鹽。
  2. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該前處理單元包括至少一化學混凝單元，係於pH值小於9.5的條件下去除該排煙脫硫廢水中之重金屬。
  3. 如請求項2所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該前處理單元包括彼此串聯的一第一化學混凝單元與一第二化學混凝單元，其中：該第一化學混凝單元係於pH值小於9.5的條件下去除該排煙脫硫廢水中之重金屬，並產生及輸出一初級處理水與一初級污泥；以及 該第二化學混凝單元自該第一化學混凝單元接收該初級處理水，並於pH值高於或等於10的條件下去除該初級處理水中的鎂而產生該第一級處理水與該第一污泥。
  4. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該薄膜軟化單元包括一奈濾(Nanofiltration，NF)薄膜系統。
  5. 如請求項4所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中所述二價離子包括鈣離子(Ca2+)、碳酸根離子(CO3 2-)、硫酸根離子(SO4 2-)、及/或前述二價離子之組合。
  6. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，進一步包括一化學軟化單元，其自該薄膜軟化單元接收該第一濃縮液，並於pH值高於或等於10的條件下去除該第一濃縮液的鎂，而產生一中間處理水與一中間污泥；其中該中間處理水的一第一部分係輸出至該前處理單元，且該中間處理水的一第二部分係輸出至該排煙脫硫吸收塔。
  7. 如請求項6所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該化學軟單元係於pH值介於10.5至12的條件下去除該第二級處理水的該第一部分的鎂。
  8. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，進一步包括一離子交換樹脂單元，其自該薄膜軟化單元接收該第二級處理水，並且進一步去除及分離該第二級處理水中的二價離子，產生及輸出一次級處理水至該脫氣膜單元進行脫氨氮處理。
  9. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該脫氣膜單元係於pH值高於或等於10的情況下去除該第二級處理水中之氨氮。
  10. 如請求項9所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該脫氣膜單元係於pH值介於10至12的情況下去除該第二級處理水中之氨氮。
  11. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，進一步包括一預濃縮單元，其自該脫氣膜單元接收及濃縮該第三級處理水，產生一初級回收水供回收以及一預濃縮液供排出至該蒸發濃縮單元。
  12. 如請求項11所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該預濃縮單元包括一逆滲透（Reverse Osmosis，RO）薄膜系統、一電透析（Electrodialysis，ED）薄膜系統、及/或一倒極式電透析（Electrodialysis Reversal，EDR）薄膜系統。
  13. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該蒸發濃縮單元包括一機械蒸氣再壓縮（Mechanical Vapor Recompression，MVR）裝置、一熱力蒸氣壓縮（Thermal Vapor Compression，TVC）裝置、及/或一多效蒸發（Multiple Effect Evaporation）裝置。
  14. 如請求項1所述的排煙脫硫廢水處理系統，其中該結晶單元包括一MVR裝置、一TVC裝置、及/或一單效蒸發（Single Effect Evaporation，SEE）裝置。
TW109121848A 2019-07-02 2020-06-29 排煙脫硫廢水處理系統 TWI786413B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962869821P 2019-07-02 2019-07-02
US62/869,821 2019-07-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202102297A TW202102297A (zh) 2021-01-16
TWI786413B true TWI786413B (zh) 2022-12-11

Family

ID=74100288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109121848A TWI786413B (zh) 2019-07-02 2020-06-29 排煙脫硫廢水處理系統

Country Status (4)

Country Link
KR (1) KR20220027151A (zh)
CN (1) CN114127020A (zh)
TW (1) TWI786413B (zh)
WO (1) WO2021000898A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113003762A (zh) * 2021-02-04 2021-06-22 北京清新环境技术股份有限公司 脱硫废水软化及膜浓缩方法
CN114394711A (zh) * 2022-01-25 2022-04-26 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种高硬度工业废水烟气重碳酸盐及石灰混凝处理系统
CN114804443A (zh) * 2022-06-07 2022-07-29 广东立源环保科技有限公司 一种矿山稀土高氨氮废水处理工艺
CN115557558A (zh) * 2022-09-27 2023-01-03 上海晶宇环境工程股份有限公司 沉钒废水处理方法及系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103979729A (zh) * 2014-05-30 2014-08-13 西安西热水务环保有限公司 一种脱硫废水循环利用及零排放系统及方法
CN105923822A (zh) * 2016-05-31 2016-09-07 江苏京源环保股份有限公司 脱硫废水分泥、分盐零排放工艺
CN106746115A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 大唐国际化工技术研究院有限公司 脱硫废水资源化处理方法及处理系统
CN206395995U (zh) * 2017-01-10 2017-08-11 杭州贝思特节能环保科技有限公司 一种火电厂脱硫废水处理系统
CN107915354A (zh) * 2018-01-04 2018-04-17 江苏科行环保科技有限公司 一种脱硫废水零排放及资源化利用装置和方法
CN109485197A (zh) * 2018-12-29 2019-03-19 浙江德创环保科技股份有限公司 一种脱硫废水深度处理方法
CN109734238A (zh) * 2019-03-11 2019-05-10 美景（北京）环保科技有限公司 一种含盐废水的盐回收系统和方法、以及处理系统和方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101891330B (zh) * 2010-07-23 2012-09-05 深圳市能源环保有限公司 一种电厂废水处理系统及方法
US10259735B1 (en) * 2014-12-22 2019-04-16 Mansour S. Bader De-scaling methods for desalination plants and a new brine-forward multi-stage flash concept
US8877690B2 (en) * 2011-08-31 2014-11-04 Prochemtech International, Inc. Treatment of gas well production wastewaters
CN105084587A (zh) * 2015-08-06 2015-11-25 北京沃特尔水技术股份有限公司 一种高含盐废水的处理方法及设备
CN105461144A (zh) * 2016-02-01 2016-04-06 北京沃特尔水技术股份有限公司 一种脱硫废水的处理方法和装置
CN109095732B (zh) * 2018-10-30 2021-10-29 华北电力大学（保定） 一种基于镁法脱硫废水制取高纯度氢氧化镁的工艺
CN110316897A (zh) * 2019-06-12 2019-10-11 北京浦仁美华环保科技股份有限公司 一种电厂全厂废水零排放及资源化利用的系统和方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103979729A (zh) * 2014-05-30 2014-08-13 西安西热水务环保有限公司 一种脱硫废水循环利用及零排放系统及方法
CN105923822A (zh) * 2016-05-31 2016-09-07 江苏京源环保股份有限公司 脱硫废水分泥、分盐零排放工艺
CN106746115A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 大唐国际化工技术研究院有限公司 脱硫废水资源化处理方法及处理系统
CN206395995U (zh) * 2017-01-10 2017-08-11 杭州贝思特节能环保科技有限公司 一种火电厂脱硫废水处理系统
CN107915354A (zh) * 2018-01-04 2018-04-17 江苏科行环保科技有限公司 一种脱硫废水零排放及资源化利用装置和方法
CN109485197A (zh) * 2018-12-29 2019-03-19 浙江德创环保科技股份有限公司 一种脱硫废水深度处理方法
CN109734238A (zh) * 2019-03-11 2019-05-10 美景（北京）环保科技有限公司 一种含盐废水的盐回收系统和方法、以及处理系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114127020A (zh) 2022-03-01
KR20220027151A (ko) 2022-03-07
TW202102297A (zh) 2021-01-16
WO2021000898A1 (zh) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI786413B (zh) 排煙脫硫廢水處理系統
CN105502790B (zh) 一种脱硫废水处理系统
US10954150B2 (en) System for removing minerals from a brine
CN106430786B (zh) 一种脱硫废水的处理方法及其装置
CN108623063B (zh) 一种脱硫废水的处理方法和处理系统
CN105939970B (zh) 使用电渗析从盐水中除去矿物质的系统和方法
CN105254084A (zh) 一种脱硫废水的双极膜电渗析处理方法及装置
CN101456635A (zh) 一种电厂废水处理方法及系统
CN104071808A (zh) 一种煤化工浓盐水分离蒸发结晶制备工业盐的方法
WO2002068338A2 (en) Method of boron removal in presence of magnesium ions
JP2001026418A (ja) 工業的に有用な無機材料の回収方法及び該回収方法によって回収した工業的に有用な無機材料
CN105906128A (zh) 一种从高含盐废水中回收氯化钠的方法和系统
CN105621776A (zh) 一种燃煤锅炉烟气湿法脱硫废水的处理方法
CN113716772A (zh) 一种合成氨有机废水二价盐资源化与零排放工艺
CN106045168A (zh) 一种脱硫废水的零排放方法
CN109734238A (zh) 一种含盐废水的盐回收系统和方法、以及处理系统和方法
CN214141977U (zh) 一种利用除硬电渗析处理脱硫废水的处理系统
CN108178408A (zh) 一种脱硫废水处理的装置及方法
CN105906127A (zh) 一种脱硫废水近零排放处理系统及方法
CN110627290A (zh) 一种高盐废水资源化处理系统
CN110668613A (zh) 一种黄金湿法冶炼含氰废水的深度处理方法
CN108383308A (zh) 一种低能耗脱硫废水零排放工艺及装置
CN106492615B (zh) 一种燃煤烟气的脱硫方法及其脱硫系统
CN113336243A (zh) 一种化工废盐的回收方法
CN112573767A (zh) 一种石油炼化行业高盐废水的膜法分盐资源化处理系统