申请日2017.10.10
公开(公告)日2018.01.23
IPC分类号C02F9/08; C01F11/18; C01F5/14
摘要
本发明公开了一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置和方法，对脱硫废水进行简单预处理除去重金属后，通入CO2降低废水的pH，分离出废水中的CaCO3返回脱硫塔继续利用，清液加碱使溶液中大部分Mg沉淀下来，回收沉淀中的Mg(OH)2。本发明的优点在于：除去废水中大部分硬度的同时，回收钙和镁，为电厂创造一定经济效益。
权利要求书
1.一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置，其特征在于包括：脱硫塔(1)、中和池(2)、曝气池(5)和镁回收池(7)，中和池(2)底部连接至板框压滤机(3)，中和池(2)上端出口连接至曝气池(5)，脱硫塔(1)出口烟气部分通过风机(4)由曝气池(5)底部鼓入，曝气池(5)底部连接至碳酸钙沉淀池(6)，上端出口连接至镁回收池(7)，镁回收池(7)底部的沉淀排除至镁沉淀池(8)，通过板框压滤机(9)处理后回收，镁回收池(7)上层清液送入后续处理单元(10)进行烟道蒸发等处理工艺，碳酸钙沉淀池(6)连接至石灰石制浆系统(11)，石灰石制浆系统(11)连接至脱硫塔(1)。
2.根据权利要求1所述的一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置，其特征在于：所述中和池(2)中加入的药剂为Ca(OH)2，pH控制在8.5-9.5。
3.根据权利要求1所述的一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置，其特征在于：所述中和池(2)与板框压滤机(3)通过底部出口连接，中和池(2)清液通过上端出口排出至曝气池(5)。
4.根据权利要求1所述的一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置，其特征在于：所述曝气池(5)为间歇性曝气，pH控制在6.5-7.5。
5.根据权利要求1所述的一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置，其特征在于：所述镁回收池中所加碱液为5%浓度的NaOH，pH控制在10-11。
6.根据权利要求1所述的一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置，其特征在于：所述镁回收池底部沉淀通过板框压滤机处理后回收。
7.根据权利要求1所述的一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置的回收脱硫废水中钙镁的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、脱硫废水送至中和池(2)，在池中加入Ca(OH)2调节pH至9，底部污泥通过板框压滤机(3)压缩后排出，上层清液通至曝气池(5);
步骤2、经过预处理后的废水输送至曝气池，将脱硫塔(1)出口烟气以底部曝气的方式通入曝气池(5)，烟气中的CO2与废水反应后，降低废水pH至7，产生的沉淀通过底部出口排至碳酸钙沉淀池(6)，碳酸钙沉淀返回脱硫塔继续利用，曝气池(5)上层清液通过上层出口流至镁回收池(7);
步骤3、镁回收池(7)中加入碱液，调节pH至10，产生的沉淀通过镁回收池(7)底部出口排出至镁沉淀池(8)，沉淀通过板框压滤机(9)压滤后作为副产品回收，镁回收池(7)上层清液通过上层出口流出后送至后续处理单元(10)进行处理。
说明书
一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置和方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置和方法。
背景技术
随着环保标准日趋严格，脱硫废水零排放成为趋势，主流的零排放技术以蒸发为主，而废水中较高的钙镁含量容易引起设备结垢，影响后续水处理单元正常运行。
目前常见的脱硫废水零排放技术主要技术手段包括膜浓缩处理与蒸发结晶等，蒸发技术主要有烟道喷雾蒸发、旁路烟道蒸发、机械雾化蒸发等，通过液相蒸发使污染物从溶液中分离出来，是目前使用较为广泛的脱硫废水零排放技术。但是蒸发过程中的温度和浓度变化，使得溶液中钙盐、镁盐易于析出，极易在喷嘴和烟道内壁等造成结垢，影响设备安全运行。因此控制脱硫废水中的钙镁浓度显得尤为重要。膜浓缩技术的优点是出水水质较好，大部分水可回用。但是膜法浓缩处理废水的过程中，溶液不断被浓缩，钙盐及镁盐达到一定浓度后析出，沉积在膜表面，使膜通量迅速下降，甚至在膜表面结垢影响膜的使用寿命。氢氧化镁和硫酸钙、碳酸钙等沉淀造成的膜污堵严重影响膜通量和膜的运行时间，制约了膜技术在水处理方面的应用。
脱硫废水中的钙镁含量，受到脱硫系统进水水质、石灰石品种等因素影响而波动较大，在5000-12000mg/L左右。使用含镁量较高的石灰石时，废水中的镁离子含量较高，一方面对后续设备影响较大，另一方面，如果对镁加以回收，可为电厂带来一定的经济效益。氢氧化镁是在灭火、造纸、医疗等应用广泛的化工品。传统的废水软化主要是加碱沉淀除去钙镁，对药剂的消耗较大，且产生大量污泥。中国发明专利CN 105621742 A通过依次添加氢氧化钙和有机硫、硫酸盐、碳酸盐的方式软化脱硫废水，药剂消耗大，且大大增加了污泥量。中国发明专利CN 105565548 A提到了用烟气中CO2来调节废水pH,但是仍消耗大量石灰乳、硫酸钠等药剂，并且处理过程中产生的污泥均不可回收。本发明不但利用CO2调节废水pH来除去其中的钙离子，且除去钙离子的同时将氢氧化镁沉淀作为副产品回收，不仅能软化废水，还能为电厂创造一定经济效益。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置和方法，能有效的解决上述现有技术存在的问题。
为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的装置，包括：脱硫塔1、中和池2、曝气池5和镁回收池7，中和池2底部连接至板框压滤机3，中和池2上端出口连接至曝气池5，脱硫塔1出口烟气部分通过风机4由曝气池5底部鼓入，曝气池5底部连接至碳酸钙沉淀池6，上端出口连接至镁回收池7，镁回收池7底部的沉淀排除至镁沉淀池8，通过板框压滤机9处理后回收，镁回收池7上层清液送入后续处理单元10进行烟道蒸发等处理工艺，碳酸钙沉淀池6连接至石灰石制浆系统11，石灰石制浆系统11连接至脱硫塔1。
优选地，所述中和池2中加入的药剂为Ca(OH)2，pH控制在8.5-9.5。
优选地，所述中和池2与板框压滤机3通过底部出口连接，中和池2清液通过上端出口排出至曝气池5.
优选地，所述曝气池5为间歇性曝气，pH控制在6.5-7.5左右。
优选地，所述镁回收池中所加碱液为5%浓度的NaOH，pH控制在10-11。
优选地，所述镁回收池底部沉淀通过板框压滤机处理后回收。
本发明还公开了一种碳化法回收脱硫废水中钙镁的方法，包括以下步骤：
(1)脱硫废水送至中和池2，在池中加入Ca(OH)2调节pH至9，底部污泥通过板框压滤机3压缩后排出，上层清液通至曝气池5;
(2)经过预处理后的废水输送至曝气池，将脱硫塔1出口烟气以底部曝气的方式通入曝气池5，烟气中的CO2与废水反应后，降低废水pH至7，产生的沉淀通过底部出口排至碳酸钙沉淀池6，碳酸钙沉淀返回脱硫塔继续利用，曝气池5上层清液通过上层出口流至镁回收池7;
(3)镁回收池7中加入碱液，调节pH至10，产生的沉淀通过镁回收池7底部出口排出至镁沉淀池8，沉淀通过板框压滤机9压滤后作为副产品回收，镁回收池7上层清液通过上层出口流出后送至后续处理单元10进行处理。
与现有技术相比本发明的优点在于：提出利用烟气中CO2进行钙镁分离，并对钙镁分别进行回收。钙转化为碳酸钙回收到脱硫系统，镁作为资源回收，同时减轻对后续脱硫废水处理系统的不良影响。
石灰石石膏湿法脱硫成本低，脱硫效率高，但许多电厂使用的高镁石灰石，给浆液带来了大量的镁，浆液中较高的镁含量迫使脱硫系统排水次数增加。而脱硫废水中的钙镁会造成后续设备的结垢与堵塞。脱硫废水软化除去钙镁后，可大大增加废水回用倍率，减少电厂排水量和水耗。软化过程中尽可能多地用烟气来调节pH，相比传统的软化工艺，节约了大量的化学药剂。此外，主流的脱硫废水零排放技术中，结晶产生的盐大部分作为固废处理，对镁以及其他盐的分类回收减少对环境的污染，是资源的合理化配置。
浆液中较高的镁含量在一定程度上增加了排水次数，脱硫废水软化除去钙镁后，可大大增加废水回用倍率，减少电厂排水量和水耗。软化过程中尽可能多地用烟气来调节pH，相比传统的软化工艺，节约了大量的化学药剂。此外，主流的脱硫废水零排放技术中，结晶产生的盐大部分作为固废处理，对镁以及其他盐的分类回收减少对环境的污染，是资源的合理化配置。本发明的实施可为电厂带来显著经济效益，并具有良好的环境与社会效益。