公布日：2023.02.24
申請日：2022.11.23
分類號：C02F9/00(2023.01)I;B01J49/50(2017.01)I;B01J49/30(2017.01)I;C02F5/02(2023.01)N;C02F101/10(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/42(2006.01)N;C02F103/
34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，屬于環(huán)保技術領域，所述方法首先循環(huán)冷卻排污水經石灰蘇打軟化除去暫鈣鎂離子，產生的軟化污泥輸送至脫硫系統(tǒng)作為脫硫劑使用；經過石灰蘇打軟化出水經超濾系統(tǒng)進一步脫除懸浮物得到超濾產水，超濾濃水和反洗排放水回收至石灰蘇打軟化工藝前段實現固液分離；超濾產水經硫酸根吸附裝置；吸附濾液經反滲透濃縮，反滲透產淡水回收利用至循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；反滲透濃水經雙極膜系統(tǒng)，制取鹽酸和氫氧化鈉溶液；硫酸根吸附裝置吸附飽和后，引部分反滲透濃水進入硫酸根吸附裝置，脫附液回收至脫硫系統(tǒng)以，脫附液中硫酸根離子和脫硫劑中的鈣離子結合生成石膏。本發(fā)明最大限度減少火電廠酸堿耗和廢鹽產量。
權利要求書
1.一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟一：循環(huán)冷卻排污水經石灰蘇打軟化除去暫鈣鎂離子，產生的軟化污泥輸送至脫硫系統(tǒng)作為脫硫劑使用；步驟二：步驟一中經過石灰蘇打軟化出水經超濾系統(tǒng)進一步脫除懸浮物得到超濾產水，超濾濃水和反洗排放水回收至石灰蘇打軟化工藝前段實現固液分離；步驟三：超濾產水經硫酸根吸附裝置，水中的硫酸根離子被離子交換樹脂吸附，硫酸根吸附裝置產生的吸附濾液中氯化鈉占總溶固質量百分比提升至97%以上；步驟四：吸附濾液經反滲透濃縮，氯化鈉質量濃度提升至5%以上，反滲透產淡水回收利用至循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；步驟五：反滲透濃水經雙極膜系統(tǒng)，制取鹽酸和氫氧化鈉溶液，得到3~4%的鹽酸和5~6%的氫氧化鈉，用于電廠離子交換系統(tǒng)再生和工業(yè)廢水PH調整；雙極膜淡水回流至反滲透系統(tǒng)進行進一步濃縮處理；步驟六：硫酸根吸附裝置吸附飽和后，引部分反滲透濃水進入硫酸根吸附裝置，同時輔助直流電強化脫附效果，使硫酸根吸附裝置內離子交換樹脂由硫酸根型轉化為氯型，脫附液硫酸鈉氯化鈉濃度比控制在2：1以上，脫附液回收至脫硫系統(tǒng)以，脫附液中硫酸根離子和脫硫劑中的鈣離子結合生成石膏。
2.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，步驟一所述循環(huán)冷卻排污水經石灰蘇打軟化后總溶解固體物控制范圍1~5g/L,鈣鎂離子濃度范圍0.1~3g/L。
3.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，步驟一所述石灰蘇打軟化的具體方法是：第一級投加石灰，控制溶液PH值10.3，反應時間0.5~1小時；第二級投加碳酸鈉，反應時間0.5~1小時；控制出水鈣鎂離子濃度不高于50mg/L，石灰蘇打軟化系統(tǒng)設置沉淀池實現初步的固液分離，沉淀池出水SS不超過20mg/L；沉淀池出水投加鹽酸調節(jié)PH值至7~8。
4.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，步驟二所述超濾系統(tǒng)中，采用錯流過濾運行方式，超濾膜精度選擇0.02~0.05mm的超濾膜。
5.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，步驟三所述硫酸根吸附裝置中，弱堿型陰離子交換樹脂或強堿型陰離子交換樹脂吸附硫酸根，運行流速20~40m/h，吸附濾液硫酸鈉濃度控制在0.5g/L以下。
6.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，步驟六中所述硫酸根吸附裝置，硫酸根脫附原液采用反滲透系統(tǒng)氯化鈉含量10%的濃水，脫附流速4~8m/h。
7.根據權利要求6所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，所述硫酸根脫附還輔助電驅動脫附強化脫附效果，輔助電脫附電流密度200~300A/m2，控制脫附液硫酸鈉濃度2%~3%、氯化鈉濃度1%~1.5%。
8.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，所述反滲透進水氯化鈉濃度范圍1~5g/L，脫鹽率≥97%，反滲透濃水氯化鈉濃度控制在5~6%。
9.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，步驟五所述雙極膜系統(tǒng)選用均相離子交換膜，進水氯化鈉濃度5~6%，制取鹽酸濃度3~4%，氫氧化鈉濃度5~6%，運行電流密度300~500A/m2,膜面流速3~5cm/s。
10.根據權利要求1所述的一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，其特征在于，雙極膜系統(tǒng)外排淡水氯化鈉濃度2~3%，回收至反滲透系統(tǒng)進行進一步濃縮處理。
發(fā)明內容
為解決上述問題，本發(fā)明公開了一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，能有效回收利用循環(huán)冷卻排污水中水、氯離子、鈉離子、硫酸根等主要物質的工藝路線，實現循環(huán)冷卻排污水的資源化利用，最大限度減少火電廠酸堿耗和廢鹽產量。
為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：一種火電廠循環(huán)水冷卻排污資源化利用方法，該方法包括如下步驟：步驟一：循環(huán)冷卻排污水經石灰蘇打軟化除去暫鈣鎂離子，產生的軟化污泥輸送至脫硫系統(tǒng)作為脫硫劑使用；步驟二：步驟一中經過石灰蘇打軟化出水經超濾系統(tǒng)進一步脫除懸浮物得到超濾產水，超濾濃水和反洗排放水回收至石灰蘇打軟化工藝前段實現固液分離；步驟三：超濾產水經硫酸根吸附裝置，水中的硫酸根離子被離子交換樹脂吸附，硫酸根吸附裝置產生的吸附濾液中氯化鈉占總溶固質量百分比提升至97%以上；步驟四：吸附濾液經反滲透濃縮，氯化鈉質量濃度提升至5%以上，反滲透產淡水回收利用至循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；步驟五：反滲透濃水經雙極膜系統(tǒng)，制取鹽酸和氫氧化鈉溶液，得到3~4%的鹽酸和5~6%的氫氧化鈉，用于電廠離子交換系統(tǒng)再生和工業(yè)廢水PH調整；雙極膜淡水回流至反滲透系統(tǒng)進行進一步濃縮處理；步驟六：硫酸根吸附裝置吸附飽和后，引部分反滲透濃水進入硫酸根吸附裝置，同時輔助直流電強化脫附效果，使硫酸根吸附裝置內離子交換樹脂由硫酸根型轉化為氯型，脫附液硫酸鈉氯化鈉濃度比控制在2：1以上，脫附液回收至脫硫系統(tǒng)以，脫附液中硫酸根離子和脫硫劑中的鈣離子結合生成石膏。
進一步地，步驟一所述循環(huán)冷卻排污水經石灰蘇打軟化后總溶解固體物控制范圍1~5g/L,鈣鎂離子濃度范圍0.1~3g/L。
進一步地，步驟一所述石灰蘇打軟化的具體方法是：第一級投加石灰，控制溶液PH值10.3，反應時間0.5~1小時；第二級投加碳酸鈉，反應時間0.5~1小時；控制出水鈣鎂離子濃度不高于50mg/L，石灰蘇打軟化系統(tǒng)設置沉淀池實現初步的固液分離，沉淀池出水SS不超過20mg/L；沉淀池出水投加鹽酸調節(jié)PH值至7~8。
進一步地，步驟二所述超濾系統(tǒng)中，采用錯流過濾運行方式，超濾膜精度選擇0.02~0.05mm的超濾膜。
進一步地，步驟三所述硫酸根吸附裝置中，弱堿型陰離子交換樹脂或強堿型陰離子交換樹脂吸附硫酸根，運行流速20~40m/h，吸附濾液硫酸鈉濃度控制在0.5g/L以下。
進一步地，步驟六中所述硫酸根吸附裝置，硫酸根脫附原液采用反滲透系統(tǒng)氯化鈉含量10%的濃水，脫附流速4~8m/h,輔助電驅動脫附強化脫附效果，輔助電脫附電流密度200~300A/m2，控制脫附液硫酸鈉濃度2%~3%、氯化鈉濃度1%~1.5%。
進一步地，所述反滲透進水氯化鈉濃度范圍1~5g/L，脫鹽率≥97%，反滲透濃水氯化鈉濃度控制在5~6%，進一步地，步驟五所述雙極膜系統(tǒng)選用均相離子交換膜，進水氯化鈉濃度5~6%，制取鹽酸濃度3~4%，氫氧化鈉濃度5~6%，運行電流密度300~500A/m2,膜面流速3~5cm/s。雙極膜系統(tǒng)外排淡水氯化鈉濃度2~3%，回收至反滲透系統(tǒng)進行進一步濃縮處理。
與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：1.本發(fā)明通過將硫酸根離子選擇性吸附脫附技術實現了循環(huán)冷卻排污水氯化鈉溶液的純化處理，為以循環(huán)冷卻排污水中氯化鈉組分為原料的雙極膜系統(tǒng)的穩(wěn)定運行創(chuàng)造了有利條件，有效保障了火電廠循環(huán)冷卻排污水處理系統(tǒng)所制取的鹽酸和氫氧化鈉的品質穩(wěn)定性和可靠性。
2.本發(fā)明以高濃度高純度氯化鈉溶液作為脫附原液，輔助電驅動脫附技術的應用，實現脫附液硫酸鈉氯化鈉濃度比的準確控制，最大限度降低了外排進入脫硫系統(tǒng)的氯離子量，脫附液中的硫酸根最終以石膏的形式析出，并作為產品銷售，最大限度減少了固體廢棄物的產量。
3.本發(fā)明中電驅動脫附技術的應用，減少了脫附過程的藥劑消耗，提高了脫附效率。
4.本發(fā)明以硫酸根離子選擇性離子交換吸附技術和電驅動輔助脫附技術相結合，實現循環(huán)冷卻排污水中氯化鈉提純，同時最大限度降低了系統(tǒng)結垢風險，確保了后續(xù)反滲透濃縮系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，將氯化鈉溶液（反滲透濃水）濃度控制在5%以上，滿足雙極膜制取鹽酸和氫氧化鈉的要求。并以氯化鈉溶液作為脫附原液，控制脫附液硫酸根氯離子質量比2：1以上，實現了硫酸根離子的資源化利用。
（發(fā)明人：趙軍;祖坤勇;顧小紅;韓毅;王立文;李祥坤;雍嘉雯;朱文婷）
