申请日2014.07.10
公开(公告)日2016.02.10
IPC分类号C02F9/06; C25B1/26
摘要
本发明公开了一种湿法脱硫废水回收利用方法及其装置，收集石膏脱水装置后的脱硫废水进入絮凝反应器进行预处理，对脱硫废水进行中和、絮凝、软化、澄清，污泥送到污泥处理装置进行脱水;分离后的澄清水进行二级超滤、纳滤、反渗透除盐，除盐水回用于脱硫系统或其它水系统。除盐浓缩水为高浓度盐(NaCl)溶液，高浓度盐(NaCl)溶液通过次氯酸钠发生器直接电解含盐水制备次氯酸钠溶液，可用于水体的杀菌、消毒，达到脱硫废水的有效利用、变废为宝、回收利用的目的，可实现脱硫废水完全回收利用，实现资源的循环利用。另外，本方法对电厂其它系统无影响，实用性强，投资低，实现资源的循环利用，具有广泛的推广、使用价值。
权利要求书
1.一种湿法脱硫废水回收利用方法及其装置，其特征在于，包括以下步骤：
1)、收集石膏脱水装置后的脱硫废水进入中和、絮凝预处理装置，对脱硫废水进行中和、絮凝、软化、澄清、过滤，分离后的澄清水满足二级处理入口标准，污泥则送到污泥脱水装置中进行脱水;
2)、经去除重金属、悬浮物、钙、镁离子后软化的澄清水进入二级反渗透进行除盐。采用纳滤、反渗透膜处理装置，反渗透除盐后的淡化水回用于脱硫系统或工业水系统，实现脱硫废水减量化。
3)、采用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的进一步软化，纳滤可以截留二价以上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子(如钠、钾、氯离子)。
4)、反渗透除盐后的淡化水回用于脱硫系统或工业水系统，反渗透膜处理后的浓缩水为高浓度盐(NaCl)溶液，反渗透浓缩水进入次氯酸钠发生器，直接电解含盐水制备成次氯酸钠成品溶液，可用于水体的杀菌、消毒，实现资源的循环利用。
2.根据权利要求1所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，所述絮凝装置采用电絮凝或化学絮凝。
3.一种湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，包括：石膏脱水系统 (2)、中和、絮凝、软化装置(3)、澄清装置(4)、纳滤装置(5)、反渗透膜处理装置(6)、次氯酸钠发生器装置(7)、污泥脱水装置(8);石膏脱水系统(2)排出的脱硫废水进入中和、絮凝、软化装置(3)，然后通过澄清装置(4)进行固液分离，澄清装置(4)的污泥排出口(4-1)污泥排入污泥脱水装置(8)进行脱水;澄清装置(4)的澄清液排出口(4-2)进入纳滤装置 (5)，经纳滤进一步软化后的盐水进入反渗透膜处理装置(6)，反渗透膜处理装置(6)除盐后的淡化水回用于脱硫系统(1)，反渗透的高含盐浓缩水进入次氯酸钠发生器装置(7)，制备成合格的次氯酸钠溶液成品，可用于水体的杀菌、消毒。
4.根据权利要求3所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，所述絮凝装置(3)，对脱硫废水进行中和、絮凝、澄清、过滤，软化去除硬度，分离后的澄清水满足二级处理入口标准。
5.根据权利要求3所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，所述澄清装置(4)，采用机械加速澄清池或其它型式澄清池，进行固液分离。
6.根据权利要求3所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，所述纳滤装置(5)、采用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的进一步软化，纳滤膜可以截留二价以上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子(如钠、钾、氯离子)。
7.根据权利要求3所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，反渗透膜处理装置(6)，对经纳滤后软化的澄清水采用反渗透膜法进行除盐，除盐后的淡化水回用于脱硫系统，实现脱硫废水减量化。反渗透浓缩的高含盐浓缩水以高浓度盐(NaCl)为主，可用于电解法制备次氯酸钠溶液。
8.根据权利要求3所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，次氯酸钠发生器装置(7)，反渗透浓缩的高含盐浓缩水利用次氯酸钠发生器装置，可制备成次氯酸钠成品溶液。
9.根据权利要求4所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，所述絮凝装置(3)入口处设置进水压力以及流量的检测仪表，进水pH值、进水电导率仪;次氯酸钠发生器装置(7)入口设置电导率仪、流量计等检测仪表。
10.根据权利要求3所述的湿法脱硫废水回收利用装置，其特征在于，所述澄清装置(4)排放的污泥则送到污泥处理装置(8)进行脱水。污泥处理装置(8)采用板框式压滤机或离心脱水机。
说明书
一种湿法脱硫废水回收利用方法及其装置
技术领域
本发明涉及电力、冶金、化工废水、资源回收利用，节能环保技术领域，具体涉及一种湿法脱硫废水回收利用方法及其装置。
背景技术
湿法脱硫是目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，是控制燃煤电厂二氧化硫排放的主要技术手段。石灰石一石膏湿法脱硫是目前国内外使用最广泛的一种烟气脱硫方法。
锅炉产生的烟气经电除尘器除尘后进入湿法脱硫系统，在吸收塔内完成洗涤脱硫，经除雾器除去雾滴后由烟囱排入大气。在吸收塔中随着烟气洗涤不断进行，吸收剂有效成分不断消耗，生成的亚硫酸钙经强制氧化生成石膏，在吸收塔洗涤烟气时烟气中的氯化物也被洗涤溶解以及脱硫工艺用水带入的氯离子而产生氯离子在吸收液中富集。氯离子浓度的增高带来两个不利的影响：一是降低了吸收液的pH值，从而引起脱硫率的下降和CaSO4结垢倾向的增大，石膏难于脱水;二是会对脱硫装置产生严重的腐蚀问题。脱硫系统定期排放一定的脱硫废水，以维持吸收塔浆液中氯离子的浓度控制在 (20000mg/l)以下。脱硫废水的水质特点：①酸性，一般pH值为4～6; ②废水浊度高，悬浮物含量大(石膏颗粒、SiO2、Al和Fe的氢氧化物)，浓度可达几万ppm。大部分的颗粒物粘性低：③含有大量重金属，如Cr、As、 Cd、Pb、Hg、Cu等;④含盐量极高，废水中含有大量的Cl-、F-，SO32-、SO42-、 Ca2+、Mg2+。其中氯离子Cl-浓度高达～20000mg/l。所以脱硫废水对脱硫系统管道、各种金属材料及相关动力设备有很强的腐蚀性，导致脱硫高含盐量废水的处理及回收利用非常困难。
脱硫废水的处理必须综合考虑以下指标的去除程度：①pH值;②悬浮物固体成份及含量：③重金属含量;④Ca2+、Mg2+离子结垢倾向，极高含盐量及高氯离子浓度。
国内外目前常用的脱硫废水处理方式主要有：
化学絮凝处理：目前国内大部分电厂湿法脱硫废水采用中和、絮凝、反应、沉淀、分离等方法对脱硫废水进行预处理，污泥进行压滤外运，处理后的脱硫废水一般达标排放或干灰加湿、灰场喷淋等简单回用。该方案从目前的运行效果看，处理工艺复杂，加药系统庞大，基本上都达不到排放标准。处理后的废水极高含盐量及高氯离子浓度，对金属及设备的腐蚀性极强，导致处理后的脱硫废水无法回用于其它系统。对于绝大多数国内电厂脱硫废水深度处理技术及回用是废水处理的一个难点课题，一直是电力企业可望而不可及的一项技术。
蒸发：个别电厂尝试脱硫废水采用二级预处理工艺，大大降低了废水中悬浮物的含量，预处理系统的出水再进入深度处理系统：包括蒸发+结晶工艺，通过蒸发及干燥装置可使脱硫废水分离为高品质的水(蒸汽)和固体废物，脱硫废水彻底实现了无害化。例如广东河源电厂废水处理系统开创了我国脱硫废水处理技术的先河，是国内第一家采用脱硫废水“预处理+蒸发+结晶” 工艺的电厂，脱硫废水处理量约20t/h，投资约～8000万元，但该方法存在投资成本和运行成本、能耗偏高的弊端，该技术未能广泛推广。
发明内容
针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种湿法脱硫废水回收利用方法及其装置，能够对脱硫废水中悬浮物、溶解性固体、重金属、高含盐量、Ca2+、Mg2+、Cl-、F-离子，根据不同特性，采用不同工艺进行了分别处理，最终反渗透除盐后的淡化水回收利用，将浓缩后高含盐水制备成合格的次氯酸钠成品溶液，可用于水体的杀菌、消毒，达到脱硫废水的有效利用、变废为宝、回收利用的目的，可实现脱硫废水完全回收利用。
为达到以上目的，本发明的技术方案为：
一种湿法脱硫废水回收利用方法，包括以下步骤：
1)、收集石膏脱水装置后的脱硫废水进入中和、絮凝预处理装置，对脱硫废水进行中和、絮凝、软化、澄清、过滤，分离后的澄清水满足二级处理入口标准，污泥则送到污泥脱水装置中进行脱水;
2)、经去除重金属、悬浮物、钙、镁离子后软化的澄清水进入二级反渗透进行除盐。采用纳滤、反渗透膜处理装置，反渗透除盐后的淡化水回用于脱硫系统或其它用水系统，实现脱硫废水减量化。
3)、采用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的进一步软化，纳滤可以截留二价以上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子(如钠、钾、氯离子)。
4)、反渗透膜处理后的浓缩水为高浓度盐(NaCl)溶液，反渗透浓缩水进入次氯酸钠发生器，直接电解含盐水制备成次氯酸钠成品溶液，可用于水体的杀菌、消毒，实现资源的循环利用。
所述步骤1)中和絮凝装置采用电絮凝或化学絮凝预处理装置。
一种湿法脱硫废水回收利用装置，包括：石膏脱水系统排出的脱硫废水依次进入中和、絮凝、软化装置，以及澄清装置，澄清装置的污泥输送至污泥脱水装置进行脱水。澄清装置的澄清液进入纳滤、反渗透膜处理装置，纳滤、反渗透膜处理装置除盐后的淡化水回用于脱硫系统;反渗透浓缩的脱硫废水进入次氯酸钠发生器，直接电解含盐水制备成次氯酸钠成品溶液，可用于水体的杀菌、消毒，实现资源的回收利用。
所述纳滤装置采用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对水的进一步软化，纳滤膜可以截留二价以上的离子和其他颗粒，所透过的只有水分子和一些一价的离子(如钠、钾、氯离子)。
所述反渗透装置采用反渗透膜法进行除盐，除盐后的淡化水回用于脱硫系统，实现脱硫废水减量化。反渗透浓缩的高含盐浓缩水以高浓度盐(NaCl) 为主，可用于电解法制备次氯酸钠溶液。
所述次氯酸钠发生器装置，反渗透浓缩的高含盐浓缩水利用次氯酸钠发生器装置，可直接电解含盐水制备成次氯酸钠成品溶液，可用于水体的杀菌、消毒，实现资源的循环利用。
所述絮凝装置入口检测仪表包括进水压力、流量计。
所述次氯酸钠发生器装置入口设置电导率仪、流量计等检测仪表。
所述澄清装置排放的污泥则送到污泥处理装置进行脱水。
与现有技术比较，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种湿法脱硫废水回收利用方法及其装置，本工艺方法以最优化的方式对脱硫废水中悬浮物、溶解性固体、重金属、高含盐量、Ca2+、 Mg2+、Cl-、F-等物质根据物质特性分别进行了分离处理。首先对石膏脱水装置排出的脱硫废水进行中和、絮凝、软化、澄清、过滤，去除悬浮物，澄清水满足二级处理入口标准。二级处理采用反渗透进行除盐，二级处理对软化的澄清水进行纳滤、反渗透膜除盐处理，实现脱硫废水减量化。反渗透除盐后的淡化水回用于脱硫系统;反渗透减量后的浓缩水为高浓度盐(NaCl) 溶液，反渗透浓缩水进入次氯酸钠发生器，直接电解含盐水制备成次氯酸钠成品溶液，可用于水体的杀菌、消毒，实现资源的回收利用。固体废物被分离收集，高含盐水回收制备成次氯酸钠成品溶液，达到脱硫废水完全回收利用，实现脱硫废水无排放。
另外，本方法对电厂其它系统无影响，实用性强，该装置工艺简单，投资成本低，实现资源的回收利用，彻底解决高含盐废水回收利用问题，具有广泛的推广、使用价值。