申请日2017.11.07
公开(公告)日2018.03.06
IPC分类号C02F9/10; C01D3/04; C01F5/40; C02F103/18
摘要
本发明实施例提供了一种从脱硫废水中制取硫酸镁的系统，其特征在于，包括：预处理单元、分离浓缩单元及蒸发结晶单元;经过预处理单元去除脱硫废水中的钙和重金属，在经过分离浓缩单元将一价盐和二价盐进行分离，最后通过蒸发结晶单元制得氯化钠结晶盐和七水合硫酸镁。本发明与传统脱硫废水处理相比，省去了对废水中镁的去除，从而节省了前期药剂的投加种类及投加量，节省了处理成本，后续通过纳滤对脱硫废水进行预分盐，降低后续蒸发结晶处理难度，可以获得高纯度的氯化钠及硫酸镁结晶盐，提高了产品附加值，提高了企业收益，本工艺通过在前期节省药剂投加，后期提高产品收益，从而使运行成本降低，减轻企业负担。
摘要附图
权利要求书
1.一种从脱硫废水中制取硫酸镁的系统，其特征在于，包括：预处理单元、分离浓缩单元及蒸发结晶单元，其中，
所述预处理单元包括：除钙除杂装置、pH调节装置及超滤装置;所述除钙除杂装置设置有废水进水口、出水口，所述pH调节装置设置有进水口、出水口，所述超滤装置设置有进水水箱、产水水箱;所述pH调节装置的进水口与所述除钙除杂装置的出水口连接，所述超滤装置的进水水箱与所述pH调节装置的出水口连接;
所述分离浓缩单元包括：纳滤装置、第一减量化装置及第二减量化装置;所述纳滤装置设置有进水水箱、产水水箱、浓水水箱，所述第一减量化装置设置有进水口、产水水箱、浓水水箱，所述第二减量化装置设置有进水口、产水水箱、浓水水箱;所述纳滤装置的进水水箱与所述超滤装置的产水水箱连接，所述第一减量化装置的进水口与所述纳滤装置的产水水箱连接，所述第二减量化装置的进水口与所述纳滤装置的浓水水箱连接;
所述蒸发结晶单元包括：氯化钠结晶装置、硫酸镁结晶装置及母液缓存装置;其中，所述氯化钠结晶装置设置有进水口、母液出口，所述硫酸镁结晶装置设置有进水口、母液出口，所述母液缓存装置设置有进水口、出水口;所述氯化钠结晶装置的进水口与所述第一减量化装置的浓水水箱连接，所述硫酸镁结晶装置的进水口与所述第二减量化装置的浓水水箱连接，所述母液缓存装置的进水口分别与所述氯化钠结晶装置的母液出口和所述硫酸镁结晶装置的母液出口连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述除钙除杂装置包括：混凝沉淀设备。
3.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述混凝沉淀设备包括：依次连接的混合池、絮凝池和沉淀池。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一减量化装置包括：
高压反渗透装置、电渗析装置、卷式高压膜装置、或碟管式反渗透装置。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二减量化装置包括：碟管式反渗透装置。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述氯化钠结晶装置包括：多效蒸发器或MVR蒸发器。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述硫酸镁结晶装置包括：蒸发浓缩装置和冷冻结晶装置。
说明书
一种从脱硫废水中制取硫酸镁的系统
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种从脱硫废水中制取硫酸镁的系统。
背景技术
脱硫废水主要是锅炉烟气湿法脱硫(石膏法/氧化镁法)过程中吸收塔的排放水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。
在中国，基于水资源紧缺和水污染形势严重逐渐提出ZLD(废水零排放ZeroLiquid Discharge，简称ZLD)概念，ZLD是首先由欧美经济发达的国家于20世纪70年代提出的概念，相比国外的技术，在不到20年时间内，虽然取得一些进步，但是与国外的差距较大。我国是以煤炭资源为基础进行电能转换的大国，2014年底，火力发电厂占能源结构的70%，我国火力发电厂取水量约占总工业取水量的30%-40%。为了节约水资源，治理环境污染，国家有关部门出台一系列政策，对火电厂生产的总体目标要求实现零排放，燃煤电厂废水零排放是电厂用水的最高水平。
火电厂废水零排放概念，很多电厂曾做过许多尝试和研究，部分宣称实现了废水零排放。实际上，这些电厂仅仅实现部分废水的减排，或仅仅实现了部分种类废水处理后回用，而其他废水如循环冷却系统排污水、脱硫废水、非经常性废水等处理后则直接排放或部分用于干灰加湿，没有真正实现废水零排放。从可持续发展的观点看，随着水资源日益的匮乏，环保要求的逐步严格，废水的零排放是电厂用水发展的一种趋势。
电厂排放的各种废水中，脱硫废水最为难处理，主要体现在硬度高，悬浮物高，含盐量高同时腐蚀性较强且水质水量波动性较大，目前国内脱硫方法主要为以石灰石、生石灰为基础的钙法及以氧化镁为基础的镁法，由于燃煤电厂运行工况，使用煤的品质以及脱硫剂品质的影响，国内不同燃煤电厂的脱硫废水水质有很大的不同，其中水中的硬度主要来源于脱硫剂及电厂所用煤，根据硬度组成中钙、镁离子的不同，可以将脱硫废水分为三类：第一类废水水质是钙低镁高，第二类是钙镁离子数量相当，第三类是钙高镁低。
目前，主流的脱硫废水零排放工艺包括以下步骤：1)脱硫废水预处理除杂，去除水中的硬度及重金属，使脱硫废水中的钙、镁离子和重金属离子生成氢氧化物沉淀;2)经过预处理后的脱硫废水经过滤进入膜浓缩系统，实现脱硫废水的减量化;3)蒸发结晶技术实现废水的固液分离，获取蒸发冷凝水和可回用盐，实现脱硫废水的零排放。然而上述工艺获得的结晶盐为氯化钠、硫酸钠，目前工业级氯化钠价格约60～100元/吨，高纯度的硫酸钠价格在400元/吨，经济效益差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种从脱硫废水中制取硫酸镁的系统，以实现脱硫废水零排放和资源化再利用，提高产品附加值。具体技术方案如下：
本发明实施的一方面，提供了一种从脱硫废水中制取硫酸镁的系统，包括：预处理单元、分离浓缩单元及蒸发结晶单元，其中，
所述预处理单元包括：除钙除杂装置、pH调节装置及超滤装置;所述除钙除杂装置设置有废水进水口、出水口，所述pH调节装置设置有进水口、出水口，所述超滤装置设置有进水水箱、产水水箱;所述pH调节装置的进水口与所述除钙除杂装置的出水口连接，所述超滤装置的进水水箱与所述pH调节装置的出水口连接;
所述分离浓缩单元包括：纳滤装置、第一减量化装置及第二减量化装置;所述纳滤装置设置有进水水箱、产水水箱、浓水水箱，所述第一减量化装置设置有进水口、产水水箱、浓水水箱，所述第二减量化装置设置有进水口、产水水箱、浓水水箱;所述纳滤装置的进水水箱与所述超滤装置的产水水箱连接，所述第一减量化装置的进水口与所述纳滤装置的淡水水箱连接，所述第二减量化装置的进水口与所述纳滤装置的浓水水箱连接;
所述蒸发结晶单元包括：氯化钠结晶装置、硫酸镁结晶装置及母液缓存装置;其中，所述氯化钠结晶装置设置有进水口、母液出口，所述硫酸镁结晶装置设置有进水口、母液出口，所述母液缓存装置设置有进水口、出水口;所述氯化钠结晶装置的进水口与所述第一减量化装置的浓水水箱连接，所述硫酸镁结晶装置的进水口与所述第二减量化装置的浓水水箱连接，所述母液缓存装置的进水口分别与所述氯化钠结晶装置的母液出口和所述硫酸镁结晶装置的母液出口连接。
可选的，所述除钙除杂装置包括：混凝沉淀设备。
可选的，所述混凝沉淀设备包括：依次连接的混合池、絮凝池和沉淀池。
可选的，所述第一减量化装置包括：
高压反渗透装置、电渗析装置、卷式高压膜装置、或碟管式反渗透装置。
可选的，所述第二减量化装置包括：碟管式反渗透装置。
可选的，所述氯化钠结晶装置包括：多效蒸发器或MVR蒸发器。
可选的，所述硫酸镁结晶装置包括：蒸发浓缩装置和冷冻结晶装置。
本发明实施例提供的一种从脱硫废水中制取硫酸镁的工艺与传统脱硫废水处理工艺相比，省去了对废水中镁的去除，从而节省了前期药剂的投加种类及投加量，节省了处理成本，后续通过纳滤对脱硫废水进行预分盐，降低后续蒸发结晶处理难度，可以获得高纯度的氯化钠及硫酸镁结晶盐，提高了产品附加值，提高了企业收益。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。