公布日：2022.10.11
申請日：2022.05.26
分類號：C02F9/10(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/06(2006.01)N;C02F1/38(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;
C02F103/18(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)及其處理方法，包括反應(yīng)箱、超濾膜、納濾膜、MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置、加熱器、閃蒸罐以及冷凍結(jié)晶器，反應(yīng)箱的入口通入鎂法脫硫廢水、碳酸鈉以及臭氧，反應(yīng)箱底部設(shè)置有排泥口，反應(yīng)箱的出口與超濾膜的入口連通，超濾膜的出口與納濾膜的入口連通，納濾膜的第一出口與MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置連通，納濾膜的第二出口與加熱器的入口連通，加熱器的出口與閃蒸罐的入口連通，閃蒸罐的出口與冷凍結(jié)晶器的入口連通，加熱器、閃蒸罐均設(shè)置有若干組。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用多種工藝結(jié)合方式實(shí)現(xiàn)處理過程中廢棄物的零排放。
權(quán)利要求書
1.一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于，包括反應(yīng)箱、超濾膜、納濾膜、MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置、加熱器、閃蒸罐以及冷凍結(jié)晶器，所述反應(yīng)箱的入口通入鎂法脫硫廢水、碳酸鈉以及臭氧，所述反應(yīng)箱底部設(shè)置有排泥口，所述反應(yīng)箱的出口與超濾膜的入口連通，所述超濾膜的出口與納濾膜的入口連通，所述納濾膜的第一出口與MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置連通，所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口連通，所述加熱器的出口與閃蒸罐的入口連通，所述閃蒸罐的出口與冷凍結(jié)晶器的入口連通，所述加熱器、閃蒸罐均設(shè)置有若干組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述反應(yīng)箱與冷凍結(jié)晶器內(nèi)均安裝有攪拌器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述超濾膜共設(shè)置有至少三組，所述超濾膜為并聯(lián)設(shè)置，所述納濾膜共設(shè)置有至少三組，所述納濾膜為并聯(lián)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括蒸汽換熱器、蒸汽壓縮機(jī)、分離器以及第一離心機(jī)，所述納濾膜的第一出口與蒸汽換熱器的內(nèi)管連通，所述蒸汽換熱器的內(nèi)管與分離機(jī)連通，所述蒸汽換熱器的管外殼程內(nèi)部與蒸汽壓縮機(jī)的一端連通，所述蒸汽壓縮機(jī)的另一端與分離機(jī)連通，所述分離機(jī)底部與第一離心機(jī)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口之間還設(shè)置有混合調(diào)節(jié)箱，所述混合調(diào)節(jié)箱還通入硫酸鈣晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述加熱器包括一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器，所述一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器為首尾依次串聯(lián)設(shè)置，所述三級加熱器內(nèi)通入生蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述閃蒸罐包括一級閃蒸罐與二級閃蒸罐，所述一級閃蒸罐與二級閃蒸罐內(nèi)的蒸汽分別與一級加熱器、二級加熱器連通，所述二級閃蒸罐的入口與三級加熱器的出口連通，所述二級閃蒸罐的出口與一級閃蒸罐的入口連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述一級閃蒸罐與冷凍結(jié)晶器之間還設(shè)置有過濾器，所述過濾器分別與混合調(diào)節(jié)箱、冷凍結(jié)晶器連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于：所述冷凍結(jié)晶器設(shè)置有冷凍回水與冷凍進(jìn)水，所述冷凍結(jié)晶器還連通有第二離心機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放處理方法，包括如下步驟：（1）先將鎂法脫硫廢水與碳酸鈉藥劑加入至反應(yīng)箱內(nèi)，再通入臭氧，通過攪拌沉淀后形成固液分離，同時(shí)控制PH值為6-8，產(chǎn)生的沉淀物回收至前端脫硫塔使用，上清液則進(jìn)入超濾膜進(jìn)行處理；（2）上清液分別依次進(jìn)入超濾膜與納濾膜內(nèi)分別進(jìn)行處理，超濾膜將進(jìn)入的廢水進(jìn)行大分子量與小分子量的分離，后續(xù)通過納濾膜實(shí)現(xiàn)一價(jià)離子的氯化鈉鹽水與二價(jià)離子的硫酸鎂鹽水的分離，氯化鈉鹽水進(jìn)入MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)氯化鈉鹽的分離回收，回收產(chǎn)生的冷凝水，回收氯化鈉鹽后的母液回進(jìn)入蒸汽換熱器后通過分離器繼續(xù)蒸發(fā)，硫酸鎂鹽水則進(jìn)入混合調(diào)節(jié)箱內(nèi)處理；（3）硫酸鎂鹽水進(jìn)入混合調(diào)節(jié)箱內(nèi)與硫酸鈣晶種混合，從而形成鈣離子始終處于過飽和狀態(tài)的物料；（4）將物料依次通過一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器進(jìn)行加熱，加熱完成后的物料則再后續(xù)通過二級閃蒸罐與一級閃蒸罐實(shí)現(xiàn)廢水濃縮，后續(xù)再進(jìn)入過濾器內(nèi)，從而將物料內(nèi)的過飽和的硫酸鈣與飽和硫酸鎂鹽水進(jìn)行分離，分離后的硫酸鈣固體則繼續(xù)回混合調(diào)節(jié)箱內(nèi)，飽和硫酸鎂鹽水繼續(xù)進(jìn)入冷凍結(jié)晶器內(nèi)；（5）飽和硫酸鎂鹽水繼續(xù)進(jìn)入冷凍結(jié)晶器內(nèi)，冷凍結(jié)晶器采用夾套釜，外夾套通5-8℃的冷凍水，結(jié)晶釜采用立式攪拌，濃縮液在釜內(nèi)溫度下降后形成七水硫酸鎂結(jié)晶物，結(jié)晶產(chǎn)物利用離心機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離，分離后的母液繼續(xù)回多級閃蒸系統(tǒng)中進(jìn)行蒸發(fā)處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)及其處理方法，處理效率更高且實(shí)現(xiàn)整體的廢棄物零排放。
本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種鎂法脫硫廢水的零排放系統(tǒng)，其特征在于，包括反應(yīng)箱、超濾膜、納濾膜、MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置、加熱器、閃蒸罐以及冷凍結(jié)晶器，所述反應(yīng)箱的入口通入鎂法脫硫廢水、碳酸鈉以及臭氧，所述反應(yīng)箱底部設(shè)置有排泥口，所述反應(yīng)箱的出口與超濾膜的入口連通，所述超濾膜的出口與納濾膜的入口連通，所述納濾膜的第一出口與MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置連通，所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口連通，所述加熱器的出口與閃蒸罐的入口連通，所述閃蒸罐的出口與冷凍結(jié)晶器的入口連通，所述加熱器、閃蒸罐均設(shè)置有若干組。
優(yōu)選的，所述反應(yīng)箱與冷凍結(jié)晶器內(nèi)均安裝有攪拌器。
優(yōu)選的，所述超濾膜共設(shè)置有至少三組，所述超濾膜為并聯(lián)設(shè)置，所述納濾膜共設(shè)置有至少三組，所述納濾膜為并聯(lián)設(shè)置。
優(yōu)選的，所述MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置包括蒸汽換熱器、蒸汽壓縮機(jī)、分離器以及第一離心機(jī)，所述納濾膜的第一出口與蒸汽換熱器的內(nèi)管連通，所述蒸汽換熱器的內(nèi)管與分離機(jī)連通，所述蒸汽換熱器的管外殼程內(nèi)部與蒸汽壓縮機(jī)的一端連通，所述蒸汽壓縮機(jī)的另一端與分離機(jī)連通，所述分離機(jī)底部與第一離心機(jī)連通。
優(yōu)選的，所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口之間還設(shè)置有混合調(diào)節(jié)箱，所述混合調(diào)節(jié)箱還通入硫酸鈣晶體。
優(yōu)選的，所述加熱器包括一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器，所述一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器為首尾依次串聯(lián)設(shè)置，所述三級加熱器內(nèi)通入生蒸汽。
優(yōu)選的，所述閃蒸罐包括一級閃蒸罐與二級閃蒸罐，所述一級閃蒸罐與二級閃蒸罐內(nèi)的蒸汽分別與一級加熱器、二級加熱器連通，所述二級閃蒸罐的入口與三級加熱器的出口連通，所述二級閃蒸罐的出口與一級閃蒸罐的入口連通。
優(yōu)選的，所述一級閃蒸罐與冷凍結(jié)晶器之間還設(shè)置有過濾器，所述過濾器分別與混合調(diào)節(jié)箱、冷凍結(jié)晶器連通。
優(yōu)選的，所述冷凍結(jié)晶器設(shè)置有冷凍回水與冷凍進(jìn)水，所述冷凍結(jié)晶器還連通有第二離心機(jī)。
一種鎂法脫硫廢水的零排放處理方法：包括如下步驟：（1）先將鎂法脫硫廢水與碳酸鈉藥劑加入至反應(yīng)箱內(nèi)，再通入臭氧，通過攪拌沉淀后形成固液分離，同時(shí)控制PH值為6-8，產(chǎn)生的沉淀物回收至前端脫硫塔使用，上清液則進(jìn)入超濾膜進(jìn)行處理；（2）上清液分別依次進(jìn)入超濾膜與納濾膜內(nèi)分別進(jìn)行處理，超濾膜將進(jìn)入的廢水進(jìn)行大分子量與小分子量的分離，后續(xù)通過納濾膜實(shí)現(xiàn)一價(jià)離子的氯化鈉鹽水與二價(jià)離子的硫酸鎂鹽水的分離，氯化鈉鹽水進(jìn)入MVR蒸發(fā)結(jié)晶裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)氯化鈉鹽的分離回收，回收產(chǎn)生的冷凝水，回收氯化鈉鹽后的母液回進(jìn)入蒸汽換熱器后通過分離器繼續(xù)蒸發(fā)，硫酸鎂鹽水則進(jìn)入混合調(diào)節(jié)箱內(nèi)處理；（3）硫酸鎂鹽水進(jìn)入混合調(diào)節(jié)箱內(nèi)與硫酸鈣晶種混合，從而形成鈣離子始終處于過飽和狀態(tài)的物料；（4）將物料依次通過一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器進(jìn)行加熱，加熱完成后的物料則再后續(xù)通過二級閃蒸罐與一級閃蒸罐實(shí)現(xiàn)廢水濃縮，后續(xù)再進(jìn)入過濾器內(nèi)，從而將物料內(nèi)的過飽和的硫酸鈣與飽和硫酸鎂鹽水進(jìn)行分離，分離后的硫酸鈣固體則繼續(xù)回混合調(diào)節(jié)箱內(nèi)，飽和硫酸鎂鹽水繼續(xù)進(jìn)入冷凍結(jié)晶器內(nèi)；（5）飽和硫酸鎂鹽水繼續(xù)進(jìn)入冷凍結(jié)晶器內(nèi)，冷凍結(jié)晶器采用夾套釜，外夾套通5-8℃的冷凍水，結(jié)晶釜采用立式攪拌，濃縮液在釜內(nèi)溫度下降后形成七水硫酸鎂結(jié)晶物，結(jié)晶產(chǎn)物利用離心機(jī)實(shí)現(xiàn)固液分離，分離后的母液繼續(xù)回多級閃蒸系統(tǒng)中進(jìn)行蒸發(fā)處理。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：
1.采用新型的鎂法脫硫廢水的處理技術(shù)，系統(tǒng)無任何廢棄物產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)了鎂法脫硫工藝中脫硫廢水的零排放。
2.通過納濾膜實(shí)現(xiàn)一價(jià)二價(jià)鹽的分離，將廢水中水資源、鈉鹽、鎂鹽分類回收利用，降低了環(huán)境的污染，并回收了水資源。
3.MVR蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的冷凝水能夠回收再利用，回收率可做到90%以上，并作為前端脫硫工藝的補(bǔ)水，節(jié)約了水資源。
4.硫酸鎂結(jié)晶系統(tǒng)采用多級閃蒸技術(shù)，對蒸發(fā)熱源進(jìn)行梯級利用，汽水比最小可到0.2，極大地節(jié)約了蒸發(fā)的能耗。
5.蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出的氯化鈉、硫酸鎂結(jié)晶鹽可作為工業(yè)鹽銷售，使廢水的處理產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)降低了噸水的處理成本。
6.硫酸鎂結(jié)晶系統(tǒng)為防止鈣離子對蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生結(jié)垢的影響，采用額外添加晶種技術(shù)，防止蒸發(fā)過程的結(jié)垢，有效延長了蒸發(fā)器的運(yùn)行時(shí)間，并減少了清洗次數(shù)，對系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性有很好的幫助。
7.過濾器能夠?qū)崿F(xiàn)晶種與濃縮液的分離，實(shí)現(xiàn)了晶種的再回收利用，減少了晶種的投加量。
（發(fā)明人：李武林;趙旭;周宇亮;趙曉東;季獻(xiàn)華;李寬;賈伯林;姚志全;王辰;徐俊秀）
