申请日2016.02.01
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C02F9/10; C02F101/20
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种脱硫废水的处理方法和装置。一种脱硫废水的处理方法，包括以下步骤：将脱硫废水进行预处理，得到软化水;将软化水中的一价离子和其他离子分开，分离液和浓缩液;将分离液进行结晶得到结晶盐;浓缩液补给烟气脱硫系统;其中，在将软化水中的一价离子和其他离子分开之前的软化水或者之后的分离液还包括浓缩的步骤。本发明提供的脱硫废水的处理方法，整个处理方法简单，并实现了脱硫废水的零排放。提供的脱硫废水的处理装置，脱硫废水采用该处理设备处理，预处理软化设备处理后，通过将不同价态离子分离，实现不同价态离子的利用，最终实现脱硫废水的综合利用和零排放。
摘要附图
权利要求书
1.一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)、将脱硫废水进行预处理，得到软化水;
(b)、将所述软化水中的一价离子和其他离子分开，得到含有一价离子的分离液和含有其他离子的浓缩液;
(c)、将所述分离液进行结晶，得到结晶盐;
(d)、所述浓缩液补给烟气脱硫系统;
其中，在步骤(b)中，将所述软化水中的一价离子和其他离子分开之前的软化水或者之后的分离液还包括浓缩的步骤。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在步骤(b)中，采用纳滤膜将所述软化水中的一价离子和二价离子分开;
所述浓缩优选采用反渗透浓缩，所述反渗透浓缩过程中产生的水直接回用。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，在步骤(c)中，所述分离液在进行结晶前还包括再浓缩的步骤，经过所述再浓缩，得到的浓缩水中的含盐量在120000mg/L以上;
所述再浓缩过程中产生的水直接回用。
4.一种脱硫废水的处理装置，其特征在于，包括：预处理软化设备、纳滤设备、反渗透设备和结晶设备;
所述预处理软化设备与所述纳滤设备连接，所述纳滤设备的分离出口与结晶设备连接;
所述反渗透设备位于所述预处理软化设备与所述纳滤设备之间或位于所述纳滤设备的分离出口与所述结晶设备之间。
5.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述结晶设备之前还连接有再浓缩设备。
6.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于，所述再浓缩设备为正渗透设备、高效反渗透设备、电渗析设备中的任一种或多种。
7.根据权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述装置还包括离心设备，所述结晶设备与所述离心设备连接;
所述预处理软化设备为混凝澄清系统或管式超滤系统。
8.根据权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述混凝澄清系统包括依次连接的澄清池、砂滤设备、离子交换设备。
9.根据权利要求7所述的处理装置，其特征在于，所述管式超滤系统包括依次连接的反应池、管式超滤膜设备、离子交换设备。
10.根据权利要求4-9任一项所述的处理装置，其特征在于，各连接均为通过管道连接。
说明书
一种脱硫废水的处理方法和装置
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其是涉及一种脱硫废水的处理方法和装置。
背景技术
目前对于大多数火电厂，烟气脱硫系统均采用石灰石-石膏湿法脱硫，烟气经过碱性石灰乳液水洗，烟气中的SO2被溶液吸收，生成亚硫酸盐溶液接近饱和后进行氧化生成硫酸钙，既石膏。湿法烟气脱硫的脱硫效率高，需要消耗大量的石灰石和水资源，产生的脱硫废水也是电厂最难处理的废水之一。
脱硫废水中含有大量的悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多都是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。常规的脱硫废水零排放系统流程复杂，消耗较多化学药品和能量，处理后的水通过结晶器获得结晶盐，不仅投资成本和运营成本高，而且结晶器生产的杂盐只能去填埋，没有真正有效的回收利用资源。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种脱硫废水的处理方法，去除脱硫废水的杂质，回收废水中的有效成分，同时回收利用难以处理的废水，实现脱硫废水零的排放。
本发明的第二目的在于提供一种脱硫废水的处理装置，该装置为多种设备依次连接，将脱硫废水分步处理，处理后的废水分别回收利用，实现脱硫废水的零排放。
一种脱硫废水的处理方法，包括以下步骤：
(a)、将脱硫废水进行预处理，得到软化水;
(b)、将所述软化水中的一价离子和其他离子分开，得到含有一价离子的分离液和含有其他离子的浓缩液;
(c)、将所述分离液进行结晶，得到结晶盐;
(d)、所述浓缩液补给烟气脱硫系统;
其中，在步骤(b)中，将所述软化水中的一价离子和其他离子分开之前的软化水或者之后的分离液还包括浓缩的步骤。
本发明提供的脱硫废水的处理方法，先将脱硫废水进行预处理，去除水中大量的悬浮物、碱度、硬度、重金属、COD等，出水先进行不同价态离子的分离再将分离液进行浓缩或是将预处理后的出水先浓缩再进行不同价态离子的分离，以便于实现离子的再利用，经过浓缩过程产水可以直接回用。具体地，浓缩的含有一价离子的分离液经过结晶得到结晶盐;其他离子的浓缩液含有硫酸根等其他离子，通过管道与电厂脱硫系统的补水混合进入烟气脱硫系统，浓缩液的水量占烟气脱硫系统的进水的2-5%，不会影响脱硫效果，最终过量的硫酸根离子以石膏的形式排出。整个处理方法简单，并实现了脱硫废水的零排放。
另外，软化水选择先浓缩还是先将不同价态离子进行分离，根据不同废水的成分，结合经济性原则进行选择，以节约成本。
优选地，在步骤(b)中，采用纳滤膜将所述软化水中的一价离子和其他离子分开。
若经过浓缩的分离液的量很少或含盐量较高，可以直接进行结晶;若经过浓缩的分离液的量较多或含盐量较低，则需要进行再浓缩后进行结晶，以节约能源。
优选地，所述浓缩采用反渗透浓缩，所述反渗透浓缩过程中产生的水直接回用，以实现对废水处理的环境友好性。
优选地，在步骤(c)中，所述分离液在进行结晶前还包括再浓缩的步骤，经过所述再浓缩，得到的浓缩水中的含盐量在120000mg/L以上;
所述再浓缩过程中产生的水直接回用。
若预处理得到的软化水先进行不同价态离子的分离，则后续依次将分离液进行反渗透浓缩和再浓缩，再浓缩得到的浓缩液进行结晶;
若预处理得到的软化水先进行反渗透浓缩，则后续依次将分离液进行不同价态离子的分离，然后将分离液进行再浓缩，再浓缩得到的浓缩液进行结晶。
本发明还提供了一种脱硫废水的处理装置，包括：预处理软化设备、纳滤设备和结晶设备;
所述预处理软化设备与所述纳滤设备连接，所述纳滤设备的分离出口与结晶设备连接;
所述反渗透设备位于所述预处理软化设备与所述纳滤设备之间或位于所述纳滤设备的分离出口与所述结晶设备之间。
本发明提供的脱硫废水的处理装置，电厂脱硫岛出来的脱硫废水采用该处理设备处理，预处理软化设备处理后，通过将不同价态离子分离，实现不同价态离子的利用，最终实现脱硫废水的零排放。
具体来说，在一些实施例中，由电厂脱硫岛出来的脱硫废水进入预处理软化设备，先去除水中大量的悬浮物、碱度、硬度、重金属、COD等，出水经过纳滤设备分离一价离子与其他离子，得到含有一价离子的分离液和含有其他离子的浓缩液;纳滤设备的分离液进入反渗透设备进行浓缩，回收率约60-80%，得到的反渗透浓水的含盐量约30000～80000mg/L，反渗透产水直接回用。若反渗透浓水含量较少或盐含量较高，则直接进入结晶器结晶得到结晶盐。浓缩液含有硫酸根等其他离子，通过管道与电厂脱硫系统的补水混合进入烟气脱硫系统，浓缩液的水量占烟气脱硫系统的进水的2-5%，不会影响脱硫效果，最终过量的硫酸根离子以石膏的形式排出。
在一些实施例中，由电厂脱硫岛出来的脱硫废水进入预处理软化设备，先去除水中大量的悬浮物、碱度、硬度、重金属、COD等，出水先通入反渗透设备进行浓缩，回收率约60-80%，得到的反渗透浓水的含盐量约30000～80000mg/L，反渗透产水直接回用，反渗透浓水再进入纳滤设备，纳滤设备将反渗透浓水中的一价离子和其他离子分开，得到含有一价离子的分离液和含有其他离子的浓缩液。若分离液含量较少或盐含量较高，则直接进入结晶器结晶得到结晶盐。浓缩液含有硫酸根等其他离子，通过管道与电厂脱硫系统的补水混合进入烟气脱硫系统，浓缩液的水量占烟气脱硫系统的进水的2-5%，不会影响脱硫效果，最终过量的硫酸根离子以石膏的形式排出。
若分离液量较多，则需要将分离液先进行再浓缩，然后再进行结晶。
进一步地，所所述结晶设备之前还连接有再浓缩设备。
根据分离液的浓缩效果，可选择一个或多个再浓缩设备进行进一步浓缩。更进一步地，所述再浓缩设备为正渗透设备、高效反渗透设备、电渗析设备中的任一种或多种。
浓缩的分离液通过管道进入再浓缩设备，再浓缩设备可以是正渗透设备、高效反渗透设备、电渗析设备等，提高分离液的含盐量至12000-180000mg/L，再浓缩设备的产水可回收纯水资源。
再浓缩设备所用的滤膜能承受更高的压力。正渗透设备采用的滤膜为FO膜，高效反渗透设备采用的滤膜为RO膜。
进一步地，所述装置还包括离心设备，所述结晶设备与所述离心设备连接。
浓缩的分离液或经过再浓缩的分离液通过管道进入强制循环结晶器，控制结晶器内的温度和压力，蒸发结晶获得只含氯化钠的晶浆，晶浆通过离心机获得纯净的氯化钠结晶盐，极少量的结晶器母液用于喷雾干燥或当作固废处理。
优选地，所述预处理软化设备为混凝澄清系统或管式超滤系统。
进一步地，所述混凝澄清系统包括依次连接的澄清池、砂滤设备、离子交换设备。
由于脱硫废水中含有大量的悬浮物、碱度、金属离子和有机物等物质，脱硫废水的预处理具体为：首先脱硫废水进入澄清池，澄清池通过投加石灰和碳酸钠或氢氧化钠和碳酸钠，调节脱硫废水的pH至11.5以上，能有效的去除废水中的碱度和硬度离子以及部分的重金属离子和有机物，脱硫废水在澄清池中的停留时间为1.5～3h，澄清池出水经过砂滤设备进一步去除 悬浮物，砂滤出水进入离子交换设备进一步去除硬度离子如钙镁离子等，混凝澄清系统出水得到软化水。
进一步地，所述管式超滤系统包括依次连接的反应池、超滤膜设备、离子交换设备。
根据水质的状况，脱硫废水也可以采用以下方式进行预处理，具体地：脱硫废水首先进入反应池，投加石灰和碳酸钠或氢氧化钠和碳酸钠搅拌均匀，调节脱硫废水的pH至11.5以上，停留时间为1.5～3h，得到的混合液通过泵直接进入管式超滤膜设备，过滤得到的出水进入离子交换设备进一步去除硬度离子，离子交换设备的出水即为软化水。
本发明中各设备的连接根据需要，通过管道进行连接即可。
优选地，各连接均为通过管道连接。
现有技术相比，本发明的有益效果为：
1)本发明提供的脱硫废水的处理方法，采用纳滤技术处理预处理后的脱硫废水，实现不同价态离子的分离，然后将不同价态离子回收再利用，整个处理方法简单，并实现了脱硫废水的零排放。
2)本发明还提供了脱硫废水的处理装置，电厂脱硫岛出来的脱硫废水经过该处理装置中的各设备进行处理，最终实现脱硫废水的零排放，整个过程节约能源，无污染物产生。
3)本发明还提供了预处理软化设备的两种系统，以更好的去除脱硫废水中含有大量的悬浮物、碱度、金属离子和有机物等物质，为后续处理提供良好的基础。