公布日：2023.03.07
申請日：2022.12.06
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/125(2019.01)I;C02F1/28(2023.01)I;B01J20/18(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1
/66(2023.01)N;C02F1/38(2023.01)N;C02F1/04(2006.01)N;C02F5/02(2023.01)N;C02F103/18(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝，包括反應池生成石膏，吸附池去除重金屬，脫鈣池中沉池去除碳酸鈣，超濾膜系統(tǒng)去除懸浮物，納濾膜系統(tǒng)去除水中的有機物、色度，然后蒸發(fā)結晶得到結晶鹽NaCl和KCl。該工藝以廢治廢，綜合利用焚燒電廠的脫硫廢水，將脫硫廢水與飛灰水洗水按照一定比例混合后，利用脫硫廢水中的高硫酸根，生成副產物石膏硫酸鈣；采用煤基固廢物采用水熱法制備煤基固廢沸石，可高溫時投加到飛灰水洗水中，利用沸石分子篩的作用實現(xiàn)對重金屬的吸附，吸附飽和后的煤基固廢沸石再生循環(huán)利用，經過超濾膜系統(tǒng)和納濾膜系統(tǒng)處理過的結晶產物，純度和白度有進一步提升。
權利要求書
1.一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝，其特征在于，包括以下工藝步驟：步驟一：將飛灰水洗工藝得到的飛灰廢水收集到均質池，采用均質池中的攪拌裝置對飛灰廢水進行水質均化，均化時間不少于8小時，均質池中的飛灰廢水進入石膏反應釜中，向石膏反應釜中加入垃圾焚燒廠里煙氣脫硫產生并經納濾分鹽濃縮處理后的脫硫廢水，經反應生成石膏；步驟二：上述反應后的廢液及脫硫廢水的納濾產水進入吸附池，吸附池中投加采用煤基固廢制備而成的煤基固廢沸石來吸附重金屬，吸附后的煤基固廢沸石經脫附后再生；步驟三：上述反應后的廢液進入脫鈣反應池，投加沉淀劑碳酸鈉，去除未脫除干凈的鈣離子和重金屬，生成碳酸鈣沉淀，進入中沉池實現(xiàn)固液分離，污泥采用臥式疊螺機脫水處理，產生的脫鈣污泥進入危廢焚燒系統(tǒng)焚燒處理；步驟四，上述反應后的液體進入超濾膜系統(tǒng)去除懸浮物，超濾產水微量用于制備煤基固廢沸石，大部分進入中和池，并自中和池的中下部通過管道加入鹽酸，使之與廢水中的堿中和反應，以及去除脫鈣池中可能多余的碳酸根離子，確保后續(xù)系統(tǒng)運行的正常PH環(huán)境；步驟五，中和池中的液體經提升泵給入納濾系統(tǒng)，進一步去除產水中的有機物、色度、硫酸鹽，確保后續(xù)蒸發(fā)系統(tǒng)中鹽分的純度、白度，大部分產水進入蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)結晶，經過離心，干燥后得到結晶鹽，納濾濃水回用于飛灰水洗工藝。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種飛灰水零排放和資源化處理工藝，其特征在于，所述步驟一中生成石膏的具體步驟如下：a、脫硫廢水先進行納濾分鹽，得到濃縮硫酸鹽和氯鹽；b、濃縮硫酸鹽與飛灰水洗水1：1混合，在石膏反應釜中反應，停留時間為2-12h，得到硫酸鈣晶體；c、過濾后的產水前往吸附池反應去除重金屬，分離得到的氯鹽也通往吸附池。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝，其特征在于，所述步驟二中煤基固廢沸石的制備方法如下：a、首先將煤矸石或粉煤灰用球磨機粉碎，過320目篩，再將篩分出來的粉體在600℃～800℃下煅燒2小時，使之轉化為偏高嶺石；b、然后用硫酸進行交換，脫掉鐵等雜質，直至鐵質量分數(shù)含量在0.3％～0.5％之間，洗滌、過濾備用；c、取上述預處理過備用的粉末和適量超濾系統(tǒng)的微量產水及堿液，充分研磨，得到混合均勻的固體狀反應物；d、將混合均勻的固體狀反應物置于不銹鋼反應釜中，于70℃~100℃晶化48小時，取出，洗滌直至殘液pH＝8～9，過濾，烘干，待用。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟四中，所述超濾膜系統(tǒng)采用CTUF超濾膜系統(tǒng)，過濾精度為5nm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟四中，所述超濾膜系統(tǒng)的產水濁度小于1NTU。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝，其特征在于：所述步驟五中得到的結晶鹽為氯化鈉和氯化鉀。
發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術中存在的問題，提供了一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝。
本發(fā)明提供了一種飛灰廢水零排放和資源化處理工藝，包括以下工藝步驟，步驟一：將飛灰水洗工藝得到的飛灰廢水收集到均質池，采用均質池中的攪拌裝置對飛灰廢水進行水質均化，均化時間不少于8小時，均質池中的飛灰廢水進入石膏反應釜中，向石膏反應釜中加入垃圾焚燒廠里煙氣脫硫產生并經納濾分鹽濃縮處理后的脫硫廢水，經反應生成石膏；步驟二：上述反應后的廢液及脫硫廢水的納濾產水進入吸附池，吸附池中投加采用煤基固廢制備而成的煤基固廢沸石來吸附重金屬，吸附后的煤基固廢沸石經脫附后再生；步驟三：上述反應后的廢液進入脫鈣反應池，投加沉淀劑碳酸鈉，去除未脫除干凈的鈣離子和重金屬，生成碳酸鈣沉淀，進入中沉池實現(xiàn)固液分離，污泥采用臥式疊螺機脫水處理，產生的脫鈣污泥進入危廢焚燒系統(tǒng)焚燒處理；步驟四，上述反應后的液體進入超濾膜系統(tǒng)去除懸浮物，超濾產水微量回用于制備煤基固廢沸石，大部分產水進入中和池，并自中和池的中下部通過管道加入鹽酸，使之與廢水中的堿中和反應，以及去除脫鈣池中可能多余的碳酸根離子，確保后續(xù)系統(tǒng)運行的正常PH環(huán)境；步驟五，中和池中的液體經提升泵給入納濾系統(tǒng)，進一步去除產水中的有機物、色度、硫酸鹽，確保后續(xù)蒸發(fā)系統(tǒng)中鹽分的純度、白度，大部分產水進入蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)結晶，經過離心，干燥后得到結晶鹽，微量產水用于制作煤基固廢沸石，納濾濃水回用于飛灰水洗工藝。
進一步地，所述步驟一中生成石膏的具體步驟如下：a、脫硫廢水先進行納濾分鹽，得到濃縮硫酸鹽和氯鹽；b、濃縮硫酸鹽與飛灰水洗水1：1混合，在石膏反應釜中反應，停留時間為2-12h，得到硫酸鈣晶體；c、過濾后的產水前往吸附池反應去除重金屬，分離得到的氯鹽也通往吸附池。
進一步地，所述步驟二中煤基固廢沸石的制備方法如下：a、首先將煤矸石或粉煤灰用球磨機粉碎，過320目篩，再將篩分后的粉體在600℃～800℃下煅燒2小時，使之轉化為偏高嶺石；b、然后用硫酸進行交換，脫掉鐵等雜質，直至鐵質量分數(shù)含量在0.3％～0.5％之間，洗滌、過濾備用；c、取上述預處理過備用的粉末和適量超濾系統(tǒng)的微量產水、堿液，充分研磨，得到混合均勻的固體狀反應物；d、將混合均勻的固體狀反應物置于不銹鋼反應釜中，于70℃~100℃晶化48小時，取出，洗滌直至殘液pH＝8～9，過濾，烘干，待用。
進一步地，所述超濾膜系統(tǒng)采用CTUF超濾膜系統(tǒng)，過濾精度為5nm。
進一步地，所述超濾膜系統(tǒng)的產水濁度小于1NTU。
進一步地，所述步驟五中得到的結晶鹽為氯化鈉和氯化鉀。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：（1）以廢治廢，綜合利用焚燒電廠的脫硫廢水，將納濾分鹽濃縮后的脫硫廢水與飛灰水洗水按照一定比例混合后，利用脫硫廢水中的高硫酸根，生成副產物石膏硫酸鈣；（2）以廢治廢，采用煤基固廢物采用水熱法制備煤基固廢沸石，投加到飛灰水洗水中，利用沸石分子篩的作用實現(xiàn)對重金屬的吸附，吸附飽和后的煤基固廢沸石再生循環(huán)利用，飛灰水洗水本身具有一定的溫度，而沸石在高溫下吸附性能較好，采用添加沸石進行重金屬吸附效果更好。
（3）在脫鈣池，本技術投加碳酸鈉藥劑，生成沉淀物碳酸鈣和重金屬沉淀，用于去除鈣和未處理干凈的重金屬，藥劑投加環(huán)節(jié)碳酸根可通過在中和池中由鹽酸予以去除。
（4）在膜分離系統(tǒng)中，采用“CTUF+SRNF”組合系統(tǒng)，其中CTUF超濾膜系統(tǒng)采用5nm過濾精度超濾膜，只進行一次軟化過濾，即可將上清液中不易沉淀、未沉淀的細小懸浮物截留，采用物理過濾去除中沉池出水中的懸浮物，工藝簡單、投資低；CTUF超濾系統(tǒng)的超濾膜是采用有機陶瓷制備而成的膜片，具有耐污染，耐腐蝕、耐高溫性能，能夠適應飛灰洗水溫度高，高鹽的處理環(huán)境，其中CTUF超濾膜系統(tǒng)過濾精度為5nm，產水濁度可小于1NTU，為后續(xù)工藝做保障；高溫清洗性能好；SRNF膜系統(tǒng)主要功能是進一步去除水中的有機物、色度，確保后續(xù)蒸發(fā)系統(tǒng)中鹽分的純度、白度。
（5）整個處理工藝中，不需要投加PAC或PAM等藥劑，有利于后段反滲透膜運行。
（發(fā)明人：王立江;方麗娜;沈斌;周丹飛）
