申請(qǐng)日2015.09.28

　　公開(公告)日2015.12.09

　　IPC分類號(hào)C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明是脫硫廢水資源化處理裝置及其方法，是針對(duì)脫硫廢水的特點(diǎn)，即為高鹽酸性無機(jī)廢水，采用膜處理與蒸發(fā)結(jié)晶處理技術(shù)進(jìn)行高效組合設(shè)計(jì)，包括預(yù)處理系統(tǒng)、膜濃縮處理系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)。即首先利用石灰、純堿、弱酸床軟化，錯(cuò)流管式微濾膜過濾，除去鈣鎂離子與重金屬污染物;然后將預(yù)處理出水再利用反滲透與電滲析進(jìn)行濃縮減量，反滲透產(chǎn)水回用;最后將膜濃縮處理系統(tǒng)的濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，分別產(chǎn)出硫酸鈉與氯化鈉回收，冷凝水回用，從而達(dá)到脫硫廢水的資源化處理的目的。具體優(yōu)點(diǎn)有：①石灰、純堿、弱酸床軟化徹底，②反滲透、電滲析濃縮高效，反滲透產(chǎn)水回用，③蒸發(fā)結(jié)晶分別回收硫酸鈉與氯化鈉，④實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的資源化處理。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.脫硫廢水資源化處理裝置，其特征是包括預(yù)處理系統(tǒng)(1)、膜濃縮處理系統(tǒng)(2)、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3);其中預(yù)處理系統(tǒng)(1)的進(jìn)水口接脫硫廢水管，預(yù)處理系統(tǒng)(1)的回水進(jìn)口接膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的電滲析產(chǎn)水管，預(yù)處理系統(tǒng)(1)的出水管接膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的進(jìn)水口，預(yù)處理系統(tǒng)(1)有一個(gè)預(yù)處理系統(tǒng)產(chǎn)生的外運(yùn)泥餅的接泥口，膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的濃水管接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)的進(jìn)液口，膜濃縮處理系統(tǒng)(2)接膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的反滲透產(chǎn)水管，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)的冷凝水管，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)有一個(gè)送出蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)產(chǎn)生的回收鹽的出鹽口。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水資源化處理裝置，其特征是所述的預(yù)處理系統(tǒng)(1)，其結(jié)構(gòu)是脫硫廢水管連接脫硫廢水調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口，曝氣攪拌風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連接脫硫廢水調(diào)節(jié)池的進(jìn)風(fēng)口，脫硫廢水調(diào)節(jié)池的出水口連接1#反應(yīng)池的進(jìn)水口，石灰/有機(jī)硫/絮凝劑/助凝劑投加裝置的出藥口連接1#反應(yīng)池的進(jìn)藥口，1#反應(yīng)池的出水口連接澄清池的進(jìn)水口，澄清池的排泥口連接污泥脫水裝置的進(jìn)泥口，澄清池的出水口連接中間水池的進(jìn)水口，攪拌風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連接中間水池的進(jìn)風(fēng)口，中間水池的出水口連接2#反應(yīng)池的進(jìn)水口，純堿/有機(jī)硫/絮凝劑投加裝置的出藥口連接2#反應(yīng)池的進(jìn)藥口，2#反應(yīng)池的出水口連接濃縮池的進(jìn)水口，濃縮池的排泥口也連接污泥脫水裝置的進(jìn)泥口，濃縮池的出水口連接管式濾膜裝置的進(jìn)水口，管式濾膜裝置的回水口連接濃縮池的回水進(jìn)口，酸洗加藥裝置的出藥口連接管式濾膜裝置的進(jìn)藥口，管式濾膜裝置的出水口連接弱酸床的進(jìn)水口，鹽酸投加裝置的出藥口也連接弱酸床的進(jìn)水口，樹脂再生的鹽酸/燒堿投加裝置的出藥口連接弱酸床的進(jìn)藥口，弱酸床的排水口連接脫硫廢水調(diào)節(jié)池的1#回水進(jìn)口，弱酸床的出水口連接清水池的進(jìn)水口，膜濃縮處理系統(tǒng)的電滲析產(chǎn)水管EDPW連接清水池的回水進(jìn)口，清水池的出水口連接預(yù)處理系統(tǒng)出水管，污泥脫水裝置的濾液出口連接脫硫廢水調(diào)節(jié)池的2#回水進(jìn)口，污泥脫水裝置的出泥口連接預(yù)處理系統(tǒng)產(chǎn)生的外送泥餅的接泥口。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水資源化處理裝置，其特征是所述的膜濃縮處理系統(tǒng)2，其結(jié)構(gòu)是反滲透裝置的進(jìn)水口連接預(yù)處理系統(tǒng)出水管，反滲透清洗裝置的出液口連接反滲透裝置的進(jìn)液口，反滲透裝置的產(chǎn)水口連接反滲透產(chǎn)水箱的進(jìn)水口，反滲透產(chǎn)水箱的出水口連接膜濃縮處理系統(tǒng)的反滲透產(chǎn)水管，反滲透裝置的濃水口連接反滲透濃水箱的進(jìn)水口，反滲透濃水箱的出水口連接電滲析裝置的進(jìn)水口，電滲析清洗裝置的出液口連接電滲析裝置的進(jìn)液口，電滲析裝置的產(chǎn)水口連接膜濃縮處理系統(tǒng)的電滲析產(chǎn)水管，電滲析裝置的濃水口連接電滲析濃水箱的進(jìn)水口，電滲析濃水箱的出水口連接膜濃縮處理系統(tǒng)濃水管。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水資源化處理裝置，其特征是所述的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)，其結(jié)構(gòu)是蒸發(fā)結(jié)晶裝置的進(jìn)液口接膜濃縮處理系統(tǒng)濃水管，蒸發(fā)結(jié)晶裝置的蒸汽進(jìn)口接蒸汽減壓裝置的蒸汽出口，蒸發(fā)結(jié)晶裝置的出鹽口連接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)產(chǎn)生的鹽，蒸發(fā)結(jié)晶裝置的冷凝液出口連接蒸發(fā)結(jié)晶冷凝水箱的進(jìn)水口，冷凝水箱的出水口連接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的冷凝水管。

　　5.如權(quán)利要求1的脫硫廢水資源化處理方法，其特征是包括如下步驟：

　　1)脫硫廢水在預(yù)處理系統(tǒng)，通過投加石灰、純堿、有機(jī)硫、絮凝劑、助凝劑，配制的濃度分別為：5～10%、5～10%、0.5～2%、5～15%、0.1～2%，去除硬度、重金屬污染物，分離出外排泥餅;

　　2)通過膜濃縮處理系統(tǒng)，利用反滲透、電滲析進(jìn)行濃縮減量，TDS濃縮至12～18%，反滲透產(chǎn)水達(dá)到循環(huán)水標(biāo)準(zhǔn)TDS≤1000mg/L回用;

　　3)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，分別蒸發(fā)結(jié)晶出硫酸鈉與氯化鈉，回收利用，蒸發(fā)結(jié)晶的冷凝液回用，達(dá)到脫硫廢水資源化處理的目的。

　　6.如權(quán)利要求5的脫硫廢水資源化處理方法，其特征是所述的步驟1)脫硫廢水在預(yù)處理系統(tǒng)，具體是脫硫廢水依次通過接脫硫廢水調(diào)節(jié)池、1#反應(yīng)池、澄清池進(jìn)入中間水池，其中在脫硫廢水調(diào)節(jié)池，通過曝氣攪拌風(fēng)機(jī)的曝氣攪拌，進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié)，在1#反應(yīng)池投加石灰、有機(jī)硫、絮凝劑、助凝劑，在澄清池通過沉淀去除硬度、重金屬污染物，污泥排至污泥脫水裝置，中間水池也接有攪拌風(fēng)機(jī)防止沉淀;中間水池的出水依次通過2#反應(yīng)池、濃縮池、管式濾膜裝置、弱酸床進(jìn)入清水池，其中在2#反應(yīng)池投加純堿、有機(jī)硫、絮凝劑，在濃縮池通過管式濾膜裝置進(jìn)行分離濃縮，進(jìn)一步去除硬度、重金屬污染物，濃縮池的沉淀污泥也排至污泥脫水裝置，管式濾膜裝置接有酸洗加藥裝置定時(shí)進(jìn)行膜清洗，初步軟化出水通過鹽酸投加裝置調(diào)整pH至7～8.5，弱酸床去除殘余硬度，弱酸床接有樹脂再生的鹽酸/燒堿投加裝置，對(duì)弱酸床進(jìn)行再生，再生排水返回脫硫廢水調(diào)節(jié)池重新處理;污泥脫水裝置壓濾出的脫水泥餅外運(yùn)，污泥脫水裝置壓濾出的濾液返回脫硫廢水調(diào)節(jié)池重新處理;清水池的出水送至膜濃縮處理系統(tǒng)，膜濃縮處理系統(tǒng)的電滲析產(chǎn)水返回到清水池重新處理，脫硫廢水的pH：4～6、SS懸浮物：5000～12000mg/L、Ca2+：1000～2000mg/L、Mg2+：3000～7000mg/L、Cl-：7000～17000mg/L、SO42-：4000～8000mg/L、SiO2：5～50mg/L、TDS溶解總固體：16000～36000mg/L。

　　7.如權(quán)利要求5的脫硫廢水資源化處理方法，其特征是所述的步驟2)通過膜濃縮處理系統(tǒng)，具體是預(yù)處理系統(tǒng)的出水進(jìn)入反滲透裝置進(jìn)行脫鹽處理，反滲透裝置的產(chǎn)水達(dá)到循環(huán)水的用水標(biāo)準(zhǔn)TDS≤1000mg/L，經(jīng)過反滲透產(chǎn)水箱回用，反滲透裝置接有反滲透清洗裝置定時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗;反滲透裝置的濃水經(jīng)過反滲透濃水箱、進(jìn)入電滲析裝置進(jìn)行進(jìn)一步濃縮減量TDS濃縮至12～18%，電滲析裝置接有電滲析清洗裝置對(duì)電滲析進(jìn)行定期清洗，電滲析裝置的產(chǎn)水返回預(yù)處理系統(tǒng)，電滲析裝置的濃水經(jīng)過電滲析濃水箱送至蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)。

　　8.如權(quán)利要求5的脫硫廢水資源化處理方法，其特征是所述的步驟3)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，具體是通過膜濃縮處理系統(tǒng)的濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶裝置，蒸發(fā)結(jié)晶裝置采用機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)，分別產(chǎn)出工業(yè)品質(zhì)純度≥98%的硫酸鈉與氯化鈉，蒸發(fā)結(jié)晶裝置接有蒸汽減壓裝置利用外接蒸汽啟動(dòng)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)并補(bǔ)充少量蒸汽，蒸發(fā)結(jié)晶裝置產(chǎn)生的冷凝液經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶冷凝水箱回用。

　　說明書

　　脫硫廢水資源化處理裝置及其方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及的是脫硫廢水資源化處理裝置及其方法，屬于工業(yè)廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　電廠煙氣采用石灰石--石膏濕法進(jìn)行脫硫，在脫硫過程中經(jīng)過循環(huán)濃縮產(chǎn)生高濃度脫硫廢水，該脫硫廢水具有懸浮物濃度高、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-離子濃度高，并含有部分重金屬、氟化物、SiO2等，是目前較難處理的廢水之一。

　　傳統(tǒng)的脫硫廢水處理是采用“三聯(lián)箱(中和、沉淀、絮凝)--澄清池”工藝，通過投加石灰、有機(jī)硫、絮凝劑與助凝劑，除去重金屬、氟化物，使得重金屬污染物達(dá)標(biāo)排放，缺點(diǎn)是水中含鹽量嚴(yán)重超標(biāo)，影響周圍水體。脫硫廢水處理資源化或零排放的很少，目前已有廣東河源電廠采用“石灰加純堿兩級(jí)軟化及去除重金屬--直接進(jìn)行多效蒸發(fā)”工藝，達(dá)到零排放，但是其軟化效果尚不佳，直接蒸發(fā)耗能又太高，用戶經(jīng)濟(jì)上難以承受;另有浙江長興電廠采用“軟化及去除重金屬—反滲透濃縮—正滲透再濃縮—蒸發(fā)結(jié)晶”工藝，達(dá)到資源化處理的效果，但正滲透投資較高，系統(tǒng)技術(shù)難以推廣。隨著環(huán)保法規(guī)的提高，廢水排放時(shí)對(duì)總鹽的要求逐步提高，需要新的工藝技術(shù)及設(shè)備對(duì)脫硫廢水進(jìn)行資源化處理，達(dá)到零排放的目的。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提出的是一種脫硫廢水資源化處理裝置及其方法，其目的就是針對(duì)目前脫硫鐵廢水處理存在的問題，旨在利用預(yù)處理系統(tǒng)、膜濃縮處理系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)對(duì)脫硫廢水進(jìn)行資源化處理。處理前脫硫廢水的pH：4～6、SS(懸浮物)：5000～12000mg/L、Ca2+(鈣離子)：1000～2000mg/L、Mg2+(鎂離子)：3000～7000mg/L、Cl-(氯離子)：7000～17000mg/L、SO42-(硫酸根離子)：4000～8000mg/L、SiO2(二氧化硅)：5～50mg/L、TDS(溶解總固體)：16000～36000mg/L，處理后的出水達(dá)到循環(huán)水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而回用到循環(huán)水系統(tǒng)，蒸發(fā)結(jié)晶的Na2SO4(硫酸鈉)與NaCl(氯化鈉)回收，達(dá)到脫硫廢水資源化處理的目的。

　　本發(fā)明的技術(shù)解決方案：脫硫廢水資源化處理裝置，其特征是包括預(yù)處理系統(tǒng)(1)、膜濃縮處理系統(tǒng)(2)、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3);其中預(yù)處理系統(tǒng)(1)的進(jìn)水口接脫硫廢水管，預(yù)處理系統(tǒng)(1)的回水進(jìn)口接膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的電滲析產(chǎn)水管，預(yù)處理系統(tǒng)(1)的出水管接膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的進(jìn)水口，預(yù)處理系統(tǒng)(1)有一個(gè)預(yù)處理系統(tǒng)產(chǎn)生的外運(yùn)泥餅的接泥口，膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的濃水管接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)的進(jìn)液口，膜濃縮處理系統(tǒng)(2)接膜濃縮處理系統(tǒng)(2)的反滲透產(chǎn)水管，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)的冷凝水管，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)有一個(gè)送出蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)(3)產(chǎn)生的回收鹽的出鹽口。

　　脫硫廢水資源化處理方法，包括如下步驟：

　　1)脫硫廢水在預(yù)處理系統(tǒng)，通過投加石灰、純堿、有機(jī)硫、絮凝劑、助凝劑(配制濃度分別為：5～10%、5～10%、0.5～2%、5～15%、0.1～2%)，去除硬度、重金屬污染物，分離出外排泥餅;

　　2)通過膜濃縮處理系統(tǒng)，利用反滲透、電滲析進(jìn)行濃縮減量(TDS濃縮至12～18%)，反滲透產(chǎn)水(達(dá)到循環(huán)水標(biāo)準(zhǔn),TDS≤1000mg/L)回用;

　　3)蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，分別蒸發(fā)結(jié)晶出硫酸鈉與氯化鈉(純度≥98%)，回收利用，蒸發(fā)結(jié)晶的冷凝液回用，達(dá)到脫硫廢水資源化處理的目的。

　　本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明是針對(duì)脫硫廢水的特點(diǎn)，即為高鹽酸性無機(jī)廢水，采用先進(jìn)的膜處理與蒸發(fā)結(jié)晶處理技術(shù)進(jìn)行高效組合設(shè)計(jì)，包括預(yù)處理系統(tǒng)、膜濃縮處理系統(tǒng)、蒸發(fā)結(jié)晶處理系統(tǒng)。即首先利用石灰、純堿、弱酸床(WAC)軟化，錯(cuò)流管式微濾膜(DF)過濾，除去鈣鎂離子與重金屬污染物;然后將預(yù)處理出水再利用反滲透(RO)與電滲析(EDR)進(jìn)行濃縮減量，反滲透產(chǎn)水回用;最后將膜濃縮處理系統(tǒng)的濃縮液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，分別產(chǎn)出硫酸鈉(Na2SO4)與氯化鈉(NaCl)回收，冷凝水回用，從而達(dá)到脫硫廢水的資源化處理的目的。具體優(yōu)點(diǎn)有：①石灰、純堿、弱酸床軟化徹底，②反滲透、電滲析濃縮高效，反滲透產(chǎn)水回用，③蒸發(fā)結(jié)晶分別回收硫酸鈉與氯化鈉，④實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的資源化處理。