公布日：2022.10.11
申请日：2022.05.26
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/06(2006.01)N;C02F1/38(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;
C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种镁法脱硫废水的零排放系统及其处理方法，包括反应箱、超滤膜、纳滤膜、MVR蒸发结晶装置、加热器、闪蒸罐以及冷冻结晶器，反应箱的入口通入镁法脱硫废水、碳酸钠以及臭氧，反应箱底部设置有排泥口，反应箱的出口与超滤膜的入口连通，超滤膜的出口与纳滤膜的入口连通，纳滤膜的第一出口与MVR蒸发结晶装置连通，纳滤膜的第二出口与加热器的入口连通，加热器的出口与闪蒸罐的入口连通，闪蒸罐的出口与冷冻结晶器的入口连通，加热器、闪蒸罐均设置有若干组。本发明的优点在于采用多种工艺结合方式实现处理过程中废弃物的零排放。
权利要求书
1.一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于，包括反应箱、超滤膜、纳滤膜、MVR蒸发结晶装置、加热器、闪蒸罐以及冷冻结晶器，所述反应箱的入口通入镁法脱硫废水、碳酸钠以及臭氧，所述反应箱底部设置有排泥口，所述反应箱的出口与超滤膜的入口连通，所述超滤膜的出口与纳滤膜的入口连通，所述纳滤膜的第一出口与MVR蒸发结晶装置连通，所述纳滤膜的第二出口与加热器的入口连通，所述加热器的出口与闪蒸罐的入口连通，所述闪蒸罐的出口与冷冻结晶器的入口连通，所述加热器、闪蒸罐均设置有若干组。
2.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述反应箱与冷冻结晶器内均安装有搅拌器。
3.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述超滤膜共设置有至少三组，所述超滤膜为并联设置，所述纳滤膜共设置有至少三组，所述纳滤膜为并联设置。
4.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述MVR蒸发结晶装置包括蒸汽换热器、蒸汽压缩机、分离器以及第一离心机，所述纳滤膜的第一出口与蒸汽换热器的内管连通，所述蒸汽换热器的内管与分离机连通，所述蒸汽换热器的管外壳程内部与蒸汽压缩机的一端连通，所述蒸汽压缩机的另一端与分离机连通，所述分离机底部与第一离心机连通。
5.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述纳滤膜的第二出口与加热器的入口之间还设置有混合调节箱，所述混合调节箱还通入硫酸钙晶体。
6.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述加热器包括一级加热器、二级加热器以及三级加热器，所述一级加热器、二级加热器以及三级加热器为首尾依次串联设置，所述三级加热器内通入生蒸汽。
7.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述闪蒸罐包括一级闪蒸罐与二级闪蒸罐，所述一级闪蒸罐与二级闪蒸罐内的蒸汽分别与一级加热器、二级加热器连通，所述二级闪蒸罐的入口与三级加热器的出口连通，所述二级闪蒸罐的出口与一级闪蒸罐的入口连通。
8.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述一级闪蒸罐与冷冻结晶器之间还设置有过滤器，所述过滤器分别与混合调节箱、冷冻结晶器连通。
9.根据权利要求1所述的一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于：所述冷冻结晶器设置有冷冻回水与冷冻进水，所述冷冻结晶器还连通有第二离心机。
10.根据权利要求1至9所述的一种镁法脱硫废水的零排放处理方法，包括如下步骤：（1）先将镁法脱硫废水与碳酸钠药剂加入至反应箱内，再通入臭氧，通过搅拌沉淀后形成固液分离，同时控制PH值为6-8，产生的沉淀物回收至前端脱硫塔使用，上清液则进入超滤膜进行处理；（2）上清液分别依次进入超滤膜与纳滤膜内分别进行处理，超滤膜将进入的废水进行大分子量与小分子量的分离，后续通过纳滤膜实现一价离子的氯化钠盐水与二价离子的硫酸镁盐水的分离，氯化钠盐水进入MVR蒸发结晶装置内实现氯化钠盐的分离回收，回收产生的冷凝水，回收氯化钠盐后的母液回进入蒸汽换热器后通过分离器继续蒸发，硫酸镁盐水则进入混合调节箱内处理；（3）硫酸镁盐水进入混合调节箱内与硫酸钙晶种混合，从而形成钙离子始终处于过饱和状态的物料；（4）将物料依次通过一级加热器、二级加热器以及三级加热器进行加热，加热完成后的物料则再后续通过二级闪蒸罐与一级闪蒸罐实现废水浓缩，后续再进入过滤器内，从而将物料内的过饱和的硫酸钙与饱和硫酸镁盐水进行分离，分离后的硫酸钙固体则继续回混合调节箱内，饱和硫酸镁盐水继续进入冷冻结晶器内；（5）饱和硫酸镁盐水继续进入冷冻结晶器内，冷冻结晶器采用夹套釜，外夹套通5-8℃的冷冻水，结晶釜采用立式搅拌，浓缩液在釜内温度下降后形成七水硫酸镁结晶物，结晶产物利用离心机实现固液分离，分离后的母液继续回多级闪蒸系统中进行蒸发处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种镁法脱硫废水的零排放系统及其处理方法，处理效率更高且实现整体的废弃物零排放。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种镁法脱硫废水的零排放系统，其特征在于，包括反应箱、超滤膜、纳滤膜、MVR蒸发结晶装置、加热器、闪蒸罐以及冷冻结晶器，所述反应箱的入口通入镁法脱硫废水、碳酸钠以及臭氧，所述反应箱底部设置有排泥口，所述反应箱的出口与超滤膜的入口连通，所述超滤膜的出口与纳滤膜的入口连通，所述纳滤膜的第一出口与MVR蒸发结晶装置连通，所述纳滤膜的第二出口与加热器的入口连通，所述加热器的出口与闪蒸罐的入口连通，所述闪蒸罐的出口与冷冻结晶器的入口连通，所述加热器、闪蒸罐均设置有若干组。
优选的，所述反应箱与冷冻结晶器内均安装有搅拌器。
优选的，所述超滤膜共设置有至少三组，所述超滤膜为并联设置，所述纳滤膜共设置有至少三组，所述纳滤膜为并联设置。
优选的，所述MVR蒸发结晶装置包括蒸汽换热器、蒸汽压缩机、分离器以及第一离心机，所述纳滤膜的第一出口与蒸汽换热器的内管连通，所述蒸汽换热器的内管与分离机连通，所述蒸汽换热器的管外壳程内部与蒸汽压缩机的一端连通，所述蒸汽压缩机的另一端与分离机连通，所述分离机底部与第一离心机连通。
优选的，所述纳滤膜的第二出口与加热器的入口之间还设置有混合调节箱，所述混合调节箱还通入硫酸钙晶体。
优选的，所述加热器包括一级加热器、二级加热器以及三级加热器，所述一级加热器、二级加热器以及三级加热器为首尾依次串联设置，所述三级加热器内通入生蒸汽。
优选的，所述闪蒸罐包括一级闪蒸罐与二级闪蒸罐，所述一级闪蒸罐与二级闪蒸罐内的蒸汽分别与一级加热器、二级加热器连通，所述二级闪蒸罐的入口与三级加热器的出口连通，所述二级闪蒸罐的出口与一级闪蒸罐的入口连通。
优选的，所述一级闪蒸罐与冷冻结晶器之间还设置有过滤器，所述过滤器分别与混合调节箱、冷冻结晶器连通。
优选的，所述冷冻结晶器设置有冷冻回水与冷冻进水，所述冷冻结晶器还连通有第二离心机。
一种镁法脱硫废水的零排放处理方法：包括如下步骤：（1）先将镁法脱硫废水与碳酸钠药剂加入至反应箱内，再通入臭氧，通过搅拌沉淀后形成固液分离，同时控制PH值为6-8，产生的沉淀物回收至前端脱硫塔使用，上清液则进入超滤膜进行处理；（2）上清液分别依次进入超滤膜与纳滤膜内分别进行处理，超滤膜将进入的废水进行大分子量与小分子量的分离，后续通过纳滤膜实现一价离子的氯化钠盐水与二价离子的硫酸镁盐水的分离，氯化钠盐水进入MVR蒸发结晶装置内实现氯化钠盐的分离回收，回收产生的冷凝水，回收氯化钠盐后的母液回进入蒸汽换热器后通过分离器继续蒸发，硫酸镁盐水则进入混合调节箱内处理；（3）硫酸镁盐水进入混合调节箱内与硫酸钙晶种混合，从而形成钙离子始终处于过饱和状态的物料；（4）将物料依次通过一级加热器、二级加热器以及三级加热器进行加热，加热完成后的物料则再后续通过二级闪蒸罐与一级闪蒸罐实现废水浓缩，后续再进入过滤器内，从而将物料内的过饱和的硫酸钙与饱和硫酸镁盐水进行分离，分离后的硫酸钙固体则继续回混合调节箱内，饱和硫酸镁盐水继续进入冷冻结晶器内；（5）饱和硫酸镁盐水继续进入冷冻结晶器内，冷冻结晶器采用夹套釜，外夹套通5-8℃的冷冻水，结晶釜采用立式搅拌，浓缩液在釜内温度下降后形成七水硫酸镁结晶物，结晶产物利用离心机实现固液分离，分离后的母液继续回多级闪蒸系统中进行蒸发处理。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.采用新型的镁法脱硫废水的处理技术，系统无任何废弃物产生，实现了镁法脱硫工艺中脱硫废水的零排放。
2.通过纳滤膜实现一价二价盐的分离，将废水中水资源、钠盐、镁盐分类回收利用，降低了环境的污染，并回收了水资源。
3.MVR蒸发结晶产生的冷凝水能够回收再利用，回收率可做到90%以上，并作为前端脱硫工艺的补水，节约了水资源。
4.硫酸镁结晶系统采用多级闪蒸技术，对蒸发热源进行梯级利用，汽水比最小可到0.2，极大地节约了蒸发的能耗。
5.蒸发结晶产出的氯化钠、硫酸镁结晶盐可作为工业盐销售，使废水的处理产生了一定的经济效益，同时降低了吨水的处理成本。
6.硫酸镁结晶系统为防止钙离子对蒸发系统产生结垢的影响，采用额外添加晶种技术，防止蒸发过程的结垢，有效延长了蒸发器的运行时间，并减少了清洗次数，对系统运行稳定性有很好的帮助。
7.过滤器能够实现晶种与浓缩液的分离，实现了晶种的再回收利用，减少了晶种的投加量。
（发明人：李武林;赵旭;周宇亮;赵晓东;季献华;李宽;贾伯林;姚志全;王辰;徐俊秀）