公布日：2023.12.15
申請日：2023.11.03
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/
04(2023.01)N;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，是結(jié)合絮凝沉降預(yù)處理、超濾膜系統(tǒng)處理、一/二價陰離子選擇性置換電滲析和蒸發(fā)結(jié)晶組合工藝對火電廠脫硫廢水進行處理。本發(fā)明的工藝實現(xiàn)了脫硫廢水的零排放，節(jié)約水資源，達(dá)到了資源化綜合利用的目的，工藝簡單，適于工業(yè)化推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求書
1.一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，其特征在于，包含以下步驟：步驟1、脫硫廢水的預(yù)處理通過加藥絮凝沉淀，去除待處理脫硫廢水中的懸浮物雜質(zhì)及重金屬離子；步驟2、超濾膜過濾處理預(yù)處理后的脫硫廢水直接進入到超濾膜系統(tǒng)進行處理，截留水中大分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)以及未被完全除去的懸浮物，使處理后的脫硫廢水的SS<5mg/L；步驟3、一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理設(shè)置一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括一/二價陰離子高選擇性置換電滲析膜組件和直流電源；所述一/二價陰離子高選擇性置換電滲析膜組件由第一陽離子交換膜、一/二價高選擇性陰離子交換膜、第二陽離子交換膜、陰離子交換膜依次交替疊加后加上流道隔網(wǎng)和密封墊片構(gòu)成；在置換電滲析膜組件的兩側(cè)固定有陽極板和陰極板，陽極板連接電源的正極、陰極板連接電源的負(fù)極；陽極板與相鄰陽離子交換膜之間構(gòu)成陽極室，陰極板與相鄰陽離子交換膜之間構(gòu)成陰極室；第一陽離子交換膜和一/二價高選擇性陰離子交換膜之間構(gòu)成氯化鈉1隔室、一/二價高選擇性陰離子交換膜與第二陽離子交換膜之間形成脫硫廢水2隔室、第二陽離子交換膜與陰離子交換膜之間形成濃縮3隔室、陰離子交換膜與另一側(cè)的第一陽離子交換膜之間形成氯化鈉4隔室；在陽極室與陰極室之間形成多個“氯化鈉1隔室-脫硫廢水2隔室-濃縮3隔室-氯化鈉4隔室”的重復(fù)單元；將經(jīng)超濾膜系統(tǒng)過濾后的脫硫廢水經(jīng)過保安過濾器后，進入到一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理系統(tǒng)的脫硫廢水2隔室，同時在置換電滲析的氯化鈉1隔室和氯化鈉4隔室通入氯化鈉溶液，在濃縮3隔室通入純水，進行置換電滲析處理，使脫硫廢水中的氯離子和陽離子在濃縮3隔室中富集，得到高濃縮氯鹽；經(jīng)置換電滲析處理后，脫硫廢水2隔室中的脫硫廢水返回至石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)中循環(huán)利用；經(jīng)置換電滲析處理后，濃縮3隔室中的氯鹽溶液進入到下一工序進行處理；步驟4、濃縮室液體的進一步處理濃縮3隔室中的料液通過管路輸出至蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，進行蒸發(fā)，得到固體鹽，蒸發(fā)所得液體返回至濃縮3隔室，實現(xiàn)整個石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中的水循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，其特征在于：步驟1中，所述加藥絮凝沉降的藥劑為PAM和PAC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，其特征在于：步驟2中，所述超濾膜系統(tǒng)中的超濾膜為中空纖維超濾膜，采用較低跨膜壓力驅(qū)動的孔徑過濾方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的工藝方法，其特征在于：步驟3中，所述一/二價陰離子高選擇性置換電滲析系統(tǒng)還包括料液儲罐；所述料液儲罐包括電極室儲罐、氯化鈉儲罐、脫硫廢水儲罐和濃縮室儲罐；所述陽極室和所述陰極室通過管道串聯(lián)并連通于電極室儲罐；所述脫硫廢水2隔室的進口和出口通過管道連通于脫硫廢水儲罐，所述氯化鈉1隔室和氯化鈉4隔室的進口和出口分別通過管道并聯(lián)連通于氯化鈉儲罐，所述濃縮3隔室的進口和出口分別通過管道連通于濃縮室儲罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，其特征在于：所述一/二價高選擇性陰離子交換膜是只可以透過單價陰離子、阻隔多價陰離子透過的陰離子交換膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，其特征在于：所述一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理系統(tǒng)在每種隔室與相應(yīng)料液儲罐之間還設(shè)置有循環(huán)泵；氯化鈉1隔室、脫硫廢水2隔室、濃縮3隔室及氯化鈉4隔室的循環(huán)泵的流量大小匹配置換電滲析膜組件，達(dá)到膜面流速不低于3cm/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，其特征在于：步驟4中，所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)為強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器、MVR蒸發(fā)結(jié)晶器或多效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容
基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明旨在提供一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，以解決目前石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中脫硫廢水的循環(huán)利用問題，實現(xiàn)脫硫廢水的零排放。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理火電廠脫硫廢水的方法，包含以下步驟：
步驟1、脫硫廢水的預(yù)處理
對所需處理的脫硫廢水進行預(yù)處理，通過加藥絮凝沉淀，去除脫硫廢水中的懸浮物雜質(zhì)及重金屬離子。
步驟2、超濾膜過濾處理
預(yù)處理后的脫硫廢水直接進入到超濾膜系統(tǒng)進行處理，截留水中大分子物質(zhì)、膠體物質(zhì)以及未被完全除去的懸浮物，使處理后的脫硫廢水的SS<5mg/L。
步驟3、一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理
設(shè)置一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括一/二價陰離子高選擇性置換電滲析膜組件和直流電源；所述一/二價陰離子高選擇性置換電滲析膜組件由第一陽離子交換膜、一/二價高選擇性陰離子交換膜、第二陽離子交換膜、陰離子交換膜依次交替疊加后加上流道隔網(wǎng)和密封墊片構(gòu)成；在置換電滲析膜組件的兩側(cè)固定有陽極板和陰極板，陽極板連接電源的正極、陰極板連接電源的負(fù)極；陽極板與相鄰陽離子交換膜之間構(gòu)成陽極室，陰極板與相鄰陽離子交換膜之間構(gòu)成陰極室；第一陽離子交換膜和一/二價高選擇性陰離子交換膜之間構(gòu)成氯化鈉1隔室、一/二價高選擇性陰離子交換膜與第二陽離子交換膜之間形成脫硫廢水2隔室、第二陽離子交換膜與陰離子交換膜之間形成濃縮3隔室、陰離子交換膜與另一側(cè)的第一陽離子交換膜之間形成氯化鈉4隔室；在陽極室與陰極室之間形成多個“氯化鈉1隔室-脫硫廢水2隔室-濃縮3隔室-氯化鈉4隔室”的重復(fù)單元；
將經(jīng)超濾膜過濾后的脫硫廢水經(jīng)過保安過濾器后，進入到一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理系統(tǒng)的脫硫廢水2隔室，同時在置換電滲析的氯化鈉1隔室和氯化鈉4隔室通入氯化鈉溶液，在濃縮3隔室通入純水，進行置換電滲析處理，使脫硫廢水中的氯離子和陽離子在濃縮3隔室中富集，得到高濃縮氯鹽；
經(jīng)置換電滲析處理后，脫硫廢水2隔室中的脫硫廢水返回至石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中循環(huán)利用；
經(jīng)置換電滲析處理后，濃縮3隔室中的高濃度氯鹽溶液進入到下一工序進行處理。
步驟4、濃縮室液體的進一步處理
濃縮3隔室中的料液通過管路輸出至蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，進行蒸發(fā)，得到固體鹽，蒸發(fā)所得液體返回至濃縮3隔室，實現(xiàn)整個石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)中的水循環(huán)。
進一步地，步驟1中，所述加藥絮凝沉降的藥劑為PAM和PAC。
進一步地，步驟2中，所述超濾膜系統(tǒng)中的超濾膜為中空纖維超濾膜，采用較低跨膜壓力驅(qū)動的孔徑過濾方式。
進一步地，步驟3中，所述一/二價陰離子高選擇性置換電滲析系統(tǒng)還包括料液儲罐。所述料液儲罐包括電極室儲罐、氯化鈉儲罐、脫硫廢水儲罐和濃縮室儲罐；所述陽極室和所述陰極室通過管道串聯(lián)并連通于電極室儲罐；所述脫硫廢水2隔室的進口和出口通過管道連通于脫硫廢水儲罐，所述氯化鈉1隔室和氯化鈉4隔室的進口和出口分別通過管道并聯(lián)連通于氯化鈉儲罐，所述濃縮3隔室的進口和出口分別通過管道連通于濃縮室儲罐。
進一步地，所述一/二價高選擇性陰離子交換膜是只可以透過單價陰離子、阻隔多價陰離子透過的陰離子交換膜。
進一步地，所述一/二價陰離子高選擇性置換電滲析處理系統(tǒng)在每種隔室與相應(yīng)料液儲罐之間還設(shè)置有循環(huán)泵；氯化鈉1隔室、脫硫廢水2隔室、濃縮3隔室及氯化鈉4隔室的循環(huán)泵的流量大小匹配置換電滲析膜組件，達(dá)到膜面流速不低于3cm/s。
進一步地，步驟4中，所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)為強制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶器、MVR蒸發(fā)結(jié)晶器或多效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
1、本發(fā)明利用預(yù)處理+超濾膜+一/二價陰離子高選擇性置換電滲析+蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理火電廠脫硫廢水，可以實現(xiàn)脫硫廢水的循環(huán)利用，節(jié)約水資源，達(dá)到了資源化綜合利用的目的，減少水資源的浪費和環(huán)境污染。
2、本發(fā)明的方法工藝簡單、能耗低、適用于不同水質(zhì)情況的脫硫廢水，適于工業(yè)化推廣應(yīng)用。
（發(fā)明人：李為;王曉林;鄭春磊）
