申請日2015.09.16
公開(公告)日2016.01.06
IPC分類號C02F9/04
摘要
本實用新型提供了一種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水的處理設備，處理設備包括：反滲透系統、正滲透系統以及輔助系統;所述反滲透系統設置有用于水質軟化處理后的脫硫廢水進入的第一進水口、第一分離液出口以及第一濃縮液出口，所述正滲透系統設置有第二進水口、第二濃縮液出口以及第二分離液出口，所述輔助系統包括回用水箱以及結晶器;第一分離液出口連接所述回用水箱，第一濃縮液出口連接第二進水口，第二濃縮液出口連接結晶器，第二分離液出口連接第一進水口。本實用新型的處理設備實現了廢水零排放，綠色環(huán)保無污染。
摘要附圖
權利要求書
1.一種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水的處理設備，其特征在 于，包括反滲透系統、正滲透系統以及輔助系統;所述反滲透系統 設置有用于水質軟化處理后的脫硫廢水進入的第一進水口、第一分 離液出口以及第一濃縮液出口，所述正滲透系統設置有第二進水口、 第二濃縮液出口以及第二分離液出口，所述輔助系統包括回用水箱 以及結晶器;
第一分離液出口連接所述回用水箱，第一濃縮液出口連接第二 進水口，第二濃縮液出口連接結晶器，第二分離液出口連接第一進 水口。
2.根據權利要求1所述的處理設備，其特征在于，還包括水質 軟化系統，所述水質軟化系統包括原水泵、用于加藥劑絮凝處理并 澄清的澄清池、多介質過濾器以及離子交換器，所述煙氣脫硫系統 排放的脫硫廢水依次經過原水泵、澄清池、多介質過濾器以及離子 交換器處理后去往第一進水口。
3.根據權利要求2所述的處理設備，其特征在于，離子交換器 為FPR或HDPE材質的離子交換器。
4.根據權利要求2所述的處理設備，其特征在于，多介質過濾 器為FPR或HDPE材質的多介質過濾器。
5.根據權利要求2所述的處理設備，其特征在于，所述原水泵 的的轉動部件為鈦材質的轉動部件。
6.根據權利要求1所述的處理設備，其特征在于，所述反滲透 系統包括RO進水箱、RO進料泵、RO膜以及套設在RO膜外部的 膜殼;
則第一進水口設置于所述RO進水箱上，所述膜殼上設置有第 一分離液出口與第一濃縮液出口，水質軟化處理后的脫硫廢水經第 一進水口進入RO進水箱后經RO進料泵提升輸送至RO膜中進行 反滲透處理。
7.根據權利要求1所述的處理設備，其特征在于，所述正滲透 系統包括FO濃鹽水箱、FO進料泵、汲取液進料泵、稀釋汲取液存 儲箱、汲取液回收系統、濃鹽水氣提系統、FO膜以及套設在FO膜 外部的膜殼;
則第二進水口設置于所述FO濃鹽水箱上，所述第二分離液出 口設置于所述汲取液回收系統上，所述第二濃縮液出口設置于所述 濃鹽水氣提系統上;
第一濃縮液從第二進水口進入經FO進料泵輸送到FO膜中， 同時汲取液通過汲取液進料泵也輸送到FO膜中并與第一濃縮液逆 向接觸后去往稀釋汲取液存儲箱、汲取液回收系統并從第二分離液 出口出液，經過FO膜提濃后的濃縮液再經過濃鹽水氣提系統并從 第二濃縮液出口出液去往結晶器。
8.根據權利要求7所述的處理設備，其特征在于，所述汲取液 回收系統包括精餾塔，則所述第二分離液出口設置于所述精餾塔的 塔底。
9.根據權利要求1所述的處理設備，其特征在于，輔助系統還 包括離心機以及振動輸送機，所述結晶器后依次連接用于固體鹽脫 水干燥的離心機、以及用于輸送固體鹽的振動輸送機。
10.根據權利要求9所述的處理設備，其特征在于，結晶器為 主體是1.4529不銹鋼或Alloy926材質的結晶器。
說明書
一種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水的處理設備
技術領域
本實用新型涉及工業(yè)廢水處理領域，具體而言，涉及一種煙氣 脫硫系統排放的脫硫廢水的處理設備。
背景技術
對于濕法煙氣脫硫技術，其脫硫廢水呈弱酸性，含有大量的重 金屬元素和懸浮固體。因此，脫硫廢水的處理主要是以化學-機械沉 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，傳統的脫硫廢水處理工藝流程一般由廢水處理系 統、污泥脫水系統、化學加藥系統等三大部分組成。其中，廢水處 理系統由三聯箱(中和箱、沉降箱、絮凝箱)、濃縮澄清池、出水池 三部分組成。
這種普通的三聯箱技術，也就是傳統的混凝澄清綜合處理技術， 只能做到簡單的預處理，為了實現脫硫廢水中的鹽分的結晶處理， 后續(xù)結晶器的負荷很大，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藥劑，對環(huán)境 以及人體健康均有危害。由此可見，傳統處理設備不僅運行成本高 而且不綠色環(huán)保。
有鑒于此，特提出本實用新型。
實用新型內容
本實用新型的目的在于提供一種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水 的處理設備，所述廢水處理設備可很好的與處理方法配合實現了廢 水的零排放的優(yōu)點。
為了實現本實用新型的上述目的，特采用以下技術方案：
本實用新型實施例提供了一種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水的 處理方法，包括如下步驟：(A)將脫硫廢水經過水質軟化處理后， 進行反滲透濃縮得到第一分離液以及第一濃縮液;
(B)將所述第一濃縮液進行正滲透濃縮后得到第二濃縮液以 及第二分離液;
(C)第一分離液返回用于生產，第二分離液返回(A)步驟中 重新進行反滲透濃縮，第二濃縮液則結晶處理得到固體鹽。
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，而現有技術中脫硫廢水的處理 工藝一般是基于脫硫廢水的排放特征衍生而來的，因此，傳統的脫 硫廢水處理工藝流程一般由廢水處理系統、污泥脫水系統、化學加 藥系統等三大部分組成。其中，廢水處理系統由三聯箱(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。 鑒于電廠的脫硫廢水量很大，像比較大的電廠每小時可產生脫硫廢 水18噸左右，因此尋求一種能耗低、能夠運行平穩(wěn)而且綠色環(huán)保的 脫硫廢水處理技術迫在眉睫，同時也是在為全人類賴以生存的家園 造福。鑒于現實的迫切需要以及現有脫硫廢水處理技術的諸多技術 缺陷，本實用新型提供了一種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水的處理 方法。
首先，先對脫硫廢水進行軟化預處理變成軟化水，主要的目的 是為了去除脫硫廢水中含量很高的鈣鎂離子，為后續(xù)處理提供了更 潔凈的水質條件，避免結垢的產生對后續(xù)設備的破壞，影響其正常 使用壽命。一般軟化處理步驟包括：加藥劑絮凝處理、澄清后過濾， 離子交換吸附過濾后即可，加藥劑進行絮凝處理所用的藥劑最好是 氫氧化鈉以及碳酸鈉，通過投加碳酸鈉和氫氧化鈉藥劑，分別與水 中的鈣鎂離子反應生成碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀，成本低而且絮凝效 果好�？梢�，水質軟化是后續(xù)流程長期、連續(xù)、穩(wěn)定、高效運行的 先決條件，也是保證后續(xù)產生的結晶鹽純度保障，按照上述流程進 行水質軟化后，產水滿足總硬度在20mg/L(0.4mmol/LCaCO3)以下， 為后續(xù)單元提供了很好的運行條件，可以進一步提高濃縮倍率，有 效避免后續(xù)系統因鈣鎂等離子引起的結垢等問題。
然后，經過水質軟化處理后的脫硫廢水因其硬度充分降低，可 以進行反滲透處理，反滲透濃縮的產水可直接返回用于生產，為了 增強產水的水質，滿足不同用戶的需求，反滲透濃縮可設計為多級 處理，則第一級反滲透濃縮得到的為第一濃縮液，最后一級反滲透 濃縮得到的為第一分離液，其余級別的分離液則繼續(xù)進入下一級別 進行反滲透濃縮，濃縮液則返回上一級重新進行反滲透濃縮;優(yōu)選 為2級處理。
最后，反滲透的濃縮液則進入正滲透膜濃縮進一步提濃處理。 正滲透濃縮處理后的濃縮液的濃度是反滲透濃縮液的4-5倍，此時 正滲透濃縮液含鹽量可達到200000-250000mg/L，正滲透產水回流 至反滲透預濃縮進行精制，正滲透濃縮液則可直接進行結晶處理， 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)勢是現如今任何一種廢水處理方法所不能比擬的。 這樣將正滲透與反滲透處理結合，即保證了產水的水質可直接回用， 又提高了濃縮液的濃度，一舉兩得，非常環(huán)保。
反滲透優(yōu)選為2級處理，去除水中絕大部分的TDS，產水TDS <20mg/L，比較純凈，如果想要進一步提高水質，可設計為多級， 還有在反滲透進水時進水中的COD和氨氮無法穿透RO膜，不會進 入產品水中，這更加保證了產品的水質。
正滲透是在半透膜兩側產生的滲透壓差為驅動力下，水分子自 發(fā)的從高鹽水向汲取液滲透的過程，而主要產生動力源的物質為汲 取液，該濃縮處理方法的優(yōu)點是不需要高壓泵便可運行，并且在能 耗小于熱法的情況下，能夠有選擇性的去除水中溶解的物質。這些 特點保證正滲透濃縮技術具有更高的抗污染性能，并且相對與已有 的脫鹽工藝而言，這種技術的能耗和化學藥劑的消耗更低。能保證 正滲透膜與反滲透膜具有相似的脫鹽率。同樣的，正滲透濃縮也可 設計為單級或多級處理，但是處于成本以及濃縮效果考慮，單級處 理即可滿足要求。
本實用新型這種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水的處理方法不同 于以往脫硫廢水的處理方法，該工藝路線是實用新型人通過大量實 驗實踐出來的，現有技術中并無記載，能實現廢水零排放，綠色環(huán) 保，對人身體沒有任何危害，整個工藝流程中不需要額外脫氨氮操 作，可實現最終產水的氨氮含量小于1mg/L，而且經過正滲透處理 后的水還會經過多級RO精處理，完全保證產水的低氨氮含量。
本實用新型實施例除了提供了一種煙氣脫硫系統排放的脫硫廢 水的處理方法，還提供了一種與之配套的處理設備，包括：反滲透 系統、正滲透系統以及輔助系統;所述反滲透系統包括用于水質軟 化處理后的脫硫廢水進入的第一進水口、第一分離液出口以及第一 濃縮液出口，所述正滲透系統包括第二進水口、第二濃縮液出口以 及第二分離液出口，所述輔助系統包括回用水箱以及結晶器;
第一分離液連接所述回用水箱，第一濃縮液連接第二進水口， 第二濃縮液連接結晶器，第二分離液連接第一進水口。
本實用新型實施例提供的煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水的處理 設備，能夠很好的與脫硫廢水的處理方法相配合，設備造價低、占 地面積小，運行平穩(wěn)且能耗低，最終實現了廢水零排放，綠色環(huán)保。
在本實用新型中，還包括水質軟化系統，所述水質軟化系統包 括原水泵、用于加藥劑絮凝處理并澄清的澄清池、多介質過濾器以 及離子交換器，所述煙氣脫硫系統排放的脫硫廢水依次經過原水泵、 澄清池、多介質過濾器以及離子交換器處理后進入第一進水口;優(yōu) 選地，離子交換器、多介質過濾器的材質為FPR或HDPE材質，所 述原水泵的轉動部件的材質為鈦材質。
通過向澄清池中投加碳酸鈉以及氫氧化鈉藥劑，使水中Ca2+與 Mg2+形成CaCO3沉淀和Mg(OH)2，在澄清器中軟化后的水質的硬度 約100mg/L，同時在澄清池中可以去除水中部分的懸浮物、COD和 膠體硅，從澄清池中出來的產水進入過濾器和離子交換器進一步去 除水中的剩余硬度和大部分的懸浮物，此時經離子交換軟化后的水 總硬度<10mg/L。
進一步的，在澄清池中沉淀產生的污泥可用污泥輸送泵將沉淀 物輸送到前端重復利用，澄清池產生的上清液自流進入澄清水箱作 為后續(xù)多介質過濾單元的進水，經軟化水輸送泵提升至多介質過濾 單元進一步處理;為使軟化系統有更好的礬花，提高軟化的處理效 果，在澄清池中設置污泥循環(huán)泵將底部污泥回流至系統前端，在澄 清池中進水管與進水混合，污泥回流比可根據實際情況變頻控制， 調節(jié)回流量。
優(yōu)選地，反滲透系統具體包括RO進水箱、RO進料泵、RO膜 以及套設在RO膜外部的膜殼;
則第一進水口設置于所述RO進水箱上，所述膜殼上設置有第 一分離液出口與第一濃縮液出口，水質軟化處理后的脫硫廢水經第 一進水口進入RO進水箱后經RO進料泵提升輸送至RO膜中進行 反滲透處理。
優(yōu)選地，所述正滲透系統包括FO濃鹽水箱、FO進料泵、汲取 液進料泵、稀釋汲取液存儲箱、汲取液回收系統、濃鹽水氣提系統、 FO膜以及套設在FO膜外部的膜殼;
則第二進水口設置于所述FO濃鹽水箱上，所述第二分離液出 口設置于所述汲取液回收系統上，所述第二濃縮液出口設置于所述 濃鹽水氣提系統上;
第一濃縮液從第二進水口進入經FO進料泵輸送到FO膜中， 同時汲取液通過汲取液進料泵也輸送到FO膜中并與第一濃縮液逆 向接觸后去往稀釋汲取液存儲箱、汲取液回收系統并從第二分離液 出口出液，經過FO膜提濃后的濃縮液再經過濃鹽水氣提系統并從 第二濃縮液出口出液去往結晶器;
優(yōu)選地，所述汲取液回收系統包括精餾塔，則所述第二分離液 出口設置于所述精餾塔的塔底。
優(yōu)選地，所述FO進料泵、汲取液進料泵的轉動部件的材質均 為鈦材質，FO濃鹽水箱以及稀釋汲取液CDS存儲箱的材質為HPDE 材質，汲取液回收系統包括精餾塔，精餾塔的材質為FPR材質。
汲取液是通過將一定比例的氨氣和二氧化碳氣體溶于水中而 成，由于高度的溶解性，因此所得的溶液具有極高的滲透壓。這個 高滲透壓甚至可以在進水TDS為150000mg/L時驅動水分子透過 膜。正滲透膜的進水與汲取液接觸后被濃縮，汲取液進入膜殼后以 相反的方向流過(對流)膜堆并且被從原水側透過的水稀釋，被稀 釋后的汲取液通過稀釋汲取液存儲箱進入汲取液回收系統，一般汲 取液回收系統包括精餾塔，因此在精餾塔中氨氣和二氧化碳氣體隨 著水蒸汽從溶液中被分解出來。離開精餾塔塔頂的氣體混合物與旁 路過來的稀釋汲取液進行混合，然后通過熱交換器進行完全冷凝和 吸收。從塔底流出的FO產水被收集起來被送到反滲透系統進行進 一步的脫鹽以生產更高品質的產水和保證水中殘留的、不揮發(fā)的汲 取液溶質的回收。反滲透系統的濃縮液被循環(huán)送回正滲透系統進一 步提濃。
還有，在正滲透系統中，汲取液中的一些氨氣和二氧化碳會透 過正滲透膜(與水的滲透方向相反)進入原水中，這個過程稱為反 向擴散。為了維持正滲透系統的汲取液以閉路循環(huán)方式反復利用， 需要將反向擴散到濃水中的這部分濃度相對較低的氨和二氧化碳回 收。在回收濃水中的汲取液溶質過程中，濃水中的TDS濃度也被進 一步的提高。
在本實用新型中，汲取液回收系統除了包括精餾塔，還包括進 料泵、再沸器循環(huán)泵、精餾塔產水泵、DDS旁路泵、進料預換熱器、 再沸器換熱器、CDS存儲箱等。精餾塔進料為經過預換熱以后的 DDS溶液，精餾塔塔頂氣體與濃水汽提塔塔頂氣體混合后經過換熱 器與DDS旁路混合回到CDS存儲箱，精餾塔塔底產水經過換熱以 后回到反滲透系統進行處理。
濃鹽水汽提系統具體包括汽提塔和填料、進料泵、再沸器循環(huán) 泵、汽提塔產水泵、進料預換熱器、再沸器換熱器等。汽提塔進料 為經過預換熱以后的FO濃鹽水，汽提塔塔頂氣體與汲取液精餾塔 塔頂氣體混合后經過換熱器與DDS旁路混合回到CDS存儲箱，汽 提塔塔底產水直接輸送至結晶器。
另外，還包括用于清洗RO膜和FO膜的化學清洗系統、精餾 塔和汽提塔塔頂物料的最終冷凝器和真空系統、做為熱源的冷凝液 輸送系統、做為冷源的冷卻水輸送系統。
輔助系統除了包括結晶器、回用水箱外還包括離心機以及振動 輸送機，所述結晶器后依次連接用于固體鹽脫水干燥的離心機、以 及用于輸送固體鹽的振動輸送機;優(yōu)選地，結晶器的主體材質為 1.4529不銹鋼或Alloy926。其中，結晶器在負壓狀態(tài)下運行，將正 滲透系統產生的濃縮液繼續(xù)濃縮，產水固體結晶鹽。由于結晶器處 理濃鹽水的沸點升高較大，結晶器采用蒸汽驅動方式并配有熱力蒸 汽壓縮機以減少新鮮蒸汽用量，主要設備有循環(huán)泵、換熱器、冷凝 器、輸送泵和旋流分離器等。而結晶析出的固體顆粒，經離心機脫 水干燥后，由振動輸送機輸送至結晶鹽包裝車間進一步處理。
本實用新型的設備材質選擇也是有一定要求的，由于脫硫廢水 本身呈弱酸性，因此考慮到對操作設備會有腐蝕性，以及充分延長 設備使用壽命來考慮，每一個組件均選擇了合適的材質，從這一點 來看實用新型人也是付出了大量的創(chuàng)造性勞動的。
現有技術相比，本實用新型的有益效果為：
1)采用正滲透濃縮技術，將正滲透系統與汲取液回收系統有機 的結合在一起，可以實現以更低的能耗濃縮軟化水，濃縮后的濃鹽 水進入后續(xù)結晶干燥系統制鹽，正滲透膜的產水經過反滲透系統精 處理，產水水質完全滿足要求。高濃度的汲取液通過正滲透膜系統 將軟化水濃縮至TDS大于200000mg/L，稀釋后的汲取液通過精餾 塔回收，濃鹽水經過濃鹽水汽提系統脫除氨氮進入結晶干燥系統制 鹽。
2)整個設備運行過程沒有潛熱損失。所消耗的僅是各個系統 中使水和汲取液循環(huán)流動的水泵以及控制系統所消耗的電能。精餾 塔和汽提塔采用電廠提供的凝結水對塔底再沸器進行加熱，能耗低、 運行平穩(wěn)。
3)本設備不需要額外配置脫氨氮裝置，汲取液回收系統中的 精餾塔底部產生的淡水氨氮含量不僅可以控制到小于1mg/L，而且 塔底產水經過后面的反滲透系統精處理以后，最終產水完全滿足要 求，整個裝置也實現了廢水零排放，綠色環(huán)保的要求。
