申請日2015.11.06

　　公開(公告)日2016.01.13

　　IPC分類號C02F9/10; C01F5/40; C01D3/04

　　摘要

　　本發(fā)明提供了一種脫硫廢水的納濾處理方法，包括如下步驟：(A)先將脫硫廢水的pH調(diào)節(jié)至8.5-9.5之間，添加TMT-15以及碳酸鈉以去除鈣離子與重金屬元素;(B)經(jīng)過上述步驟處理后的脫硫廢水經(jīng)過過濾后，進(jìn)行納濾處理得到分離液以及濃縮液;(C)所述分離液結(jié)晶處理得到NaCl固體鹽，所述濃縮液返回所述步驟(B)中反復(fù)進(jìn)行納濾處理以使(A)步驟中的所述脫硫廢水中的NaCl的回收率達(dá)到80%以上，結(jié)晶處理得到MgSO4固體鹽。本發(fā)明提供的脫硫廢水的納濾處理方法，處理方法簡單、成本低、易于操作，操作條件溫和，操作方法比較靈活，實現(xiàn)了脫硫廢水中所含的多種無機(jī)鹽的回收利用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，包括如下步驟：

　　(A)先將脫硫廢水的pH調(diào)節(jié)至8.5-9.5之間，添加TMT-15 以及碳酸鈉以去除鈣離子與重金屬元素;

　　(B)經(jīng)過上述步驟處理后的脫硫廢水經(jīng)過過濾后，進(jìn)行納濾處理得到分離液以及濃縮液;

　　(C)所述分離液結(jié)晶處理得到NaCl固體鹽，所述濃縮液返回所述步驟(B)中反復(fù)進(jìn)行納濾處理以使(A)步驟中的所述脫硫廢水中的NaCl的回收率達(dá)到80%以上，結(jié)晶處理得到MgSO4固體鹽。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(A)中，脫硫廢水的pH調(diào)節(jié)至9-9.3之間。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(A)中，通過投加氫氧化鈉來調(diào)節(jié)pH值，一邊投加一邊進(jìn)行攪拌，攪拌的速率控制在50-100rad/min。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(B)中，過濾包括砂濾、多介質(zhì)過濾以及超濾中的一種或幾種方法的結(jié)合。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(B)中，脫硫廢水經(jīng)過過濾后與進(jìn)行納濾處理之間還包括如下步驟：將經(jīng)過過濾后的脫硫廢水進(jìn)行反滲透濃縮處理得到RO產(chǎn)水以及RO濃水，RO產(chǎn)水直接回用，RO濃水進(jìn)行納濾處理。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(B)中，反滲透濃縮處理設(shè)計為多級。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(C)中，所述分離液結(jié)晶處理的溫度控制在 80-95℃。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(C)中，結(jié)晶處理后的母液返回所述步驟(A) 中與脫硫廢水合并。

　　9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(C)中，所述濃縮液反復(fù)進(jìn)行納濾處理以使(A) 步驟中的所述脫硫廢水中的NaCl的回收率達(dá)到85%以上。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種脫硫廢水的納濾處理方法，其特征在于，所述步驟(C)中，所述濃縮液結(jié)晶處理的溫度控制在 80-95℃。

　　說明書

　　一種脫硫廢水的納濾處理方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體而言，涉及一種脫硫廢水的納濾處理方法。

　　背景技術(shù)

　　要說電廠里面最臟的水是什么，那就是脫硫廢水，脫硫廢水本身呈弱酸性，鈣鎂離子的含量很高，現(xiàn)有技術(shù)中針對脫硫廢水的處理方法主要是以化學(xué)-機(jī)械沉降方法分離重金屬和其它可沉淀物(如氟化物、亞硫酸鹽、硫酸鹽等)。目前國內(nèi)典型的廢水處理工藝均是基于脫硫廢水的排放特征衍生而來的，因此，傳統(tǒng)的脫硫廢水處理工藝流程一般由廢水處理系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)、化學(xué)加藥系統(tǒng)等三大部分組成。其中，廢水處理系統(tǒng)由三聯(lián)箱(中和箱、沉降箱、絮凝箱)、濃縮澄清池、出水池三部分組成。

　　這種普通的三聯(lián)箱技術(shù)，也就是傳統(tǒng)的混凝澄清綜合處理技術(shù)，只能做到簡單的預(yù)處理，為了實現(xiàn)脫硫廢水中的鹽分的結(jié)晶處理，后續(xù)結(jié)晶器的負(fù)荷很大，這樣無形之中增加了電廠中的蒸汽、電、循環(huán)水等各種公用工程的能耗，而且采用大量的化學(xué)藥劑，對環(huán)境以及人體健康均有危害。另外脫硫廢水中還會含有多種可回收利用的無機(jī)鹽等物質(zhì)，直接處理排放不僅造成了資源的浪費，而且還需另尋排放點，增加了操作成本。

　　有鑒于此，特提出本發(fā)明。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種脫硫廢水的納濾處理方法，所述的脫硫廢水的納濾處理方法提供了一種新穎的組合處理方式，具有處理方法簡單、成本低、易于操作，操作條件溫和，操作方法比較靈活，實現(xiàn)了脫硫廢水中所含的多種無機(jī)鹽的回收利用，降低了操作成本，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)價值，整個廢液處理過程中無任何污染源排放，充分綠色環(huán)保，值得廣泛推廣應(yīng)用。

　　為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

　　(A)先將脫硫廢水的pH調(diào)節(jié)至8.5-9.5之間，添加TMT-15 以及碳酸鈉以去除鈣離子與重金屬元素;

　　(B)經(jīng)過上述步驟處理后的脫硫廢水經(jīng)過過濾后，進(jìn)行納濾處理得到分離液以及濃縮液;

　　(C)所述分離液結(jié)晶處理得到NaCl固體鹽，所述濃縮液返回所述步驟(B)中反復(fù)進(jìn)行納濾處理以使(A)步驟中的所述脫硫廢水中的NaCl的回收率達(dá)到80%以上，結(jié)晶處理得到MgSO4固體鹽。

　　現(xiàn)有技術(shù)中，脫硫廢水的處理工藝一般是基于脫硫廢水的排放特征衍生而來的，因此，傳統(tǒng)的脫硫廢水處理工藝流程一般由廢水處理系統(tǒng)、污泥脫水系統(tǒng)、化學(xué)加藥系統(tǒng)等三大部分組成。其中，廢水處理系統(tǒng)由三聯(lián)箱(中和箱、沉降箱、絮凝箱)、濃縮澄清池、出水池三部分組成。但是這種處理方法本身能耗高，無形之中增加了運行成本，而且還會污染環(huán)境，另外脫硫廢水中還會含有多種可回收利用的無機(jī)鹽等物質(zhì)，直接處理排放不僅造成了資源的浪費，而且還需另尋排放點，增加了操作成本，現(xiàn)有技術(shù)中即使對無機(jī)鹽進(jìn)行了結(jié)晶回收處理，也是以混鹽的形式存在，降低了其本身應(yīng)用價值。因此尋求一種能耗低、能夠運行平穩(wěn)而且綠色環(huán)保的脫硫廢水處理技術(shù)迫在眉睫，同時可以回收利用純度很高的無機(jī)鹽，也是在為全人類賴以生存的家園造福。鑒于現(xiàn)實的迫切需要以及現(xiàn)有脫硫廢水處理技術(shù)的諸多技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種脫硫廢水的納濾處理方法。

　　本發(fā)明的脫硫廢水處理方法工藝操作簡單，綠色環(huán)保，只需先將脫硫廢水的pH進(jìn)行調(diào)節(jié)后并去除鈣離子以及重金屬元素，然后經(jīng)過過濾、納濾的步驟分別結(jié)晶處理得到純鹽即可。其中，脫硫廢水的pH值必須要嚴(yán)格控制在8.5-9.5之間，因為如果pH值過高，會影響后續(xù)重金屬元素的去除，還會將鎂元素以沉淀形式清除出體系中，影響后續(xù)鎂鹽的回收利用，相應(yīng)的如果pH值過低，鈣離子的去除會不完全，因此pH值的調(diào)整范圍需要控制在適宜的數(shù)值范圍為好，pH值進(jìn)一步優(yōu)選的范圍為9-9.3之間，例如還可以為8.6、 8.7、8.8、8.9、9.1以及9.2等。本發(fā)明的藥劑只需添加TMT-15以及碳酸鈉去除鈣離子與重金屬元素，并不需要像現(xiàn)有技術(shù)一樣還要添加石灰，為了充分保留體系中的鎂離子，藥劑的加量沒有具體的要求，只要能實現(xiàn)去除的目的即可。

　　另外，利用納濾膜對二價離子(如鈣離子、鎂離子和硫酸根離子等)和多價離子有很好的截留性的特性，將一價離子很好的濃縮出來，后續(xù)結(jié)晶就可得到純度較高的NaCl固體鹽，一般結(jié)晶的操作溫度控制在80-95℃，不宜太高，通過不斷的蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶實現(xiàn)NaCl固體鹽的析出。而被截留于納濾膜一側(cè)的濃縮液含有 Mg2+，SO42-等二價離子，以及少量的Na+，Cl-離子，通過反復(fù)返回到納濾膜進(jìn)行濃縮提濃并減少濃縮液中的一價離子的含量，這樣能保證濃縮液中的一價離子盡量去產(chǎn)水側(cè)進(jìn)行結(jié)晶回收，當(dāng)脫硫廢水中NaCl的回收率達(dá)到80%以上，即可保證80%以上的NaCl透過納濾膜進(jìn)入產(chǎn)水側(cè)時，可對濃縮液進(jìn)行結(jié)晶處理，結(jié)晶處理的溫度控制在80-95℃，此時結(jié)晶的溫度控制尤為重要，因為要保證MgSO4固體鹽完全析出，而沒有Na2SO4固體鹽的析出，否則如果形成混鹽失去了其利用價值，通過準(zhǔn)確的結(jié)晶條件的控制，得到的MgSO4固體鹽純度可以達(dá)到90%以上，只是含有少量的Na2SO4，并不影響正常銷售使用，對于品質(zhì)要求高的客戶，也可進(jìn)一步純化后再使用。為了進(jìn)一步優(yōu)化納濾分離液與濃縮液的質(zhì)量，濃縮液反復(fù)進(jìn)行納濾處理以使分離液中NaCl的回收率最好達(dá)到85%以上，這樣可以更高效的回收脫硫廢水中的一價鹽以及二價鹽。

　　還有，結(jié)晶處理后的母液返回所述步驟(A)中與脫硫廢水合并，以實現(xiàn)在系統(tǒng)中反復(fù)循環(huán)后達(dá)到提高固體鹽的回收率的目的。

　　由此可見整個脫硫廢水的處理工藝基本不需要添加太多化學(xué)藥劑，以納濾處理為核心，在實現(xiàn)綠色環(huán)保零排放處理廢水的基礎(chǔ)上，還對無機(jī)鹽實現(xiàn)了回收利用，可謂一舉兩得，是個針對脫硫廢水處理比較有效的工藝路線，值得后續(xù)借鑒應(yīng)用，填補(bǔ)了該領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)空白。其中，納濾處理的運行壓力最好在2.5-4.0MPa，可以更加高效的截留廢水中鈣、鎂等離子，大大降低水垢形成的可能性。同時，納濾技術(shù)具有綠色環(huán)保，不會對環(huán)境造成污染的優(yōu)點。

　　在本發(fā)明中，調(diào)節(jié)pH所用的試劑一般選用氫氧化鈉，因為中和反應(yīng)本身放熱，最好一邊投加一邊攪拌，攪拌的速率控制在 50-100rad/min不宜過快，攪拌速率過快容易形成飛濺，而且中和效果也會受到影響。所用的氫氧化鈉也最好配制成溶液后進(jìn)行添加，但是氫氧化鈉的溶液濃度不宜太低，否則會將太多廢水入引入體系中，增加后續(xù)處理負(fù)擔(dān)。

　　優(yōu)選地，在進(jìn)行納濾處理之前也會經(jīng)過精細(xì)的深層過濾以去除懸浮物，降低濁度，過濾的方法包括砂濾、多介質(zhì)過濾以及超濾中的一種或幾種方法的結(jié)合。

　　值得注意的在于，所述步驟(B)中，脫硫廢水經(jīng)過過濾后與進(jìn)行納濾處理之間還包括如下步驟：將經(jīng)過過濾后的脫硫廢水進(jìn)行反滲透濃縮處理得到RO產(chǎn)水以及RO濃水，RO產(chǎn)水直接回用， RO濃水進(jìn)行納濾處理。首先RO濃縮處理一定要在納濾之前，即按照過濾、RO濃縮、納濾處理的步驟進(jìn)行，因為RO濃縮膜比較容易結(jié)垢，因此最好在脫硫廢水濃度不太高的狀況下先通過RO膜，如果濃度太大會造成膜結(jié)垢不通暢，無法正常運行，因此需要先RO 濃縮再進(jìn)行納濾處理，按照這個順序進(jìn)行。

　　其中，反滲透濃縮處理方法可將濃水的含鹽量由5000-10000 mg/L提升至50000-70000mg/L，可提高進(jìn)一步濃縮的效果，減輕后續(xù)濃縮處理負(fù)擔(dān)。反滲透的產(chǎn)水作為工業(yè)回用水直接使用，不用額外尋找其他處理方法，不但節(jié)約了人力物力，還降低了廢水處理成本，這種優(yōu)勢是現(xiàn)如今任何一種廢水處理方法所不能比擬的。這樣將納濾與反滲透處理結(jié)合，即保證了產(chǎn)水的水質(zhì)可直接回用，又提高了濃縮液的濃度，一舉兩得，非常環(huán)保。如果對于品質(zhì)要求比較高的用戶，反滲透濃縮處理還可設(shè)計為多級處理。

　　反滲透可采用碟管式反滲透膜處理或者卷式反滲透膜膜處理，碟管式反滲透膜本身通道寬：膜片之間的通道(導(dǎo)流盤)為6mm，而常規(guī)膜組件只有0.2mm;流程短：液體在膜表面的流程僅7cm，而常規(guī)膜組件為100cm;湍流行：由于高壓的作用，滲濾液打到導(dǎo)流盤上的凸點后形成高速湍流，這種湍流的沖刷下，膜表面不易沉降污染物，在常規(guī)膜組件中，網(wǎng)狀支架會截留污染物，造成靜水區(qū)從而帶來膜片的污染。碟管式反滲透可以容忍較高的懸浮物SS/SDI/ 高回收率，泥漿水進(jìn)入后都不容易堵塞，另外碟管式反滲透膜還有其他特點，比如預(yù)處理簡單、進(jìn)水水質(zhì)要求低、回收率高、脫鹽率高，操作壓力高、排污強(qiáng)、流體通道寬、維修清洗耐受性高、維修更換簡單方便，還有運行費用低、占地面積小，適用范圍廣，其濃縮倍率比卷式膜要高，如果對于要求不是很高的用戶，不需要采用碟管式反滲透，直接采用卷式膜即可滿足要求。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

　　(1)本發(fā)明在對脫硫廢水進(jìn)行處理過程中，主要流程為預(yù)處理 -濃縮-結(jié)晶，雖然其中有些廢水處理方法屬于常規(guī)操作，但是特定的組合方式是發(fā)明要保護(hù)的重點，摒棄了以往采用普通的三聯(lián)箱技術(shù)這種簡單落后的方式處理，這個脫硫廢水的處理工藝路線均是發(fā)明人通過實踐優(yōu)化出的較優(yōu)方式，后續(xù)應(yīng)用時可根據(jù)不同工況在本發(fā)明的方案的指導(dǎo)下進(jìn)行選擇，具有一定的指導(dǎo)意義和借鑒意義，為脫硫廢水處理領(lǐng)域提供了系統(tǒng)的可參考處理方法;

　　(2)本發(fā)明的脫硫廢水的納濾處理方法，提供了一種新穎的組合處理方式，具有處理方法簡單、成本低、易于操作，操作條件溫和，操作方法比較靈活，實現(xiàn)了脫硫廢水中所含的多種無機(jī)鹽的回收利用，降低了操作成本，創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)價值，整個廢液處理過程中無任何污染源排放，充分綠色環(huán)保，值得廣泛推廣應(yīng)用;

　　(3)本發(fā)明的脫硫廢水的納濾處理工藝基本不添加太多化學(xué)藥劑，以納濾處理為核心，在實現(xiàn)綠色環(huán)保零排放處理廢水的基礎(chǔ)上，還對無機(jī)鹽實現(xiàn)了回收利用，可謂一舉兩得，是個針對脫硫廢水處理比較有效的工藝路線，值得后續(xù)借鑒應(yīng)用，填補(bǔ)了該領(lǐng)域中的相關(guān)技術(shù)空白。