公布日：2023.12.15
申请日：2023.11.03
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/
04(2023.01)N;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本发明公开了一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，是结合絮凝沉降预处理、超滤膜系统处理、一/二价阴离子选择性置换电渗析和蒸发结晶组合工艺对火电厂脱硫废水进行处理。本发明的工艺实现了脱硫废水的零排放，节约水资源，达到了资源化综合利用的目的，工艺简单，适于工业化推广应用。
权利要求书
1.一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1、脱硫废水的预处理通过加药絮凝沉淀，去除待处理脱硫废水中的悬浮物杂质及重金属离子；步骤2、超滤膜过滤处理预处理后的脱硫废水直接进入到超滤膜系统进行处理，截留水中大分子物质、胶体物质以及未被完全除去的悬浮物，使处理后的脱硫废水的SS<5mg/L；步骤3、一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理设置一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理系统，所述处理系统包括一/二价阴离子高选择性置换电渗析膜组件和直流电源；所述一/二价阴离子高选择性置换电渗析膜组件由第一阳离子交换膜、一/二价高选择性阴离子交换膜、第二阳离子交换膜、阴离子交换膜依次交替叠加后加上流道隔网和密封垫片构成；在置换电渗析膜组件的两侧固定有阳极板和阴极板，阳极板连接电源的正极、阴极板连接电源的负极；阳极板与相邻阳离子交换膜之间构成阳极室，阴极板与相邻阳离子交换膜之间构成阴极室；第一阳离子交换膜和一/二价高选择性阴离子交换膜之间构成氯化钠1隔室、一/二价高选择性阴离子交换膜与第二阳离子交换膜之间形成脱硫废水2隔室、第二阳离子交换膜与阴离子交换膜之间形成浓缩3隔室、阴离子交换膜与另一侧的第一阳离子交换膜之间形成氯化钠4隔室；在阳极室与阴极室之间形成多个“氯化钠1隔室-脱硫废水2隔室-浓缩3隔室-氯化钠4隔室”的重复单元；将经超滤膜系统过滤后的脱硫废水经过保安过滤器后，进入到一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理系统的脱硫废水2隔室，同时在置换电渗析的氯化钠1隔室和氯化钠4隔室通入氯化钠溶液，在浓缩3隔室通入纯水，进行置换电渗析处理，使脱硫废水中的氯离子和阳离子在浓缩3隔室中富集，得到高浓缩氯盐；经置换电渗析处理后，脱硫废水2隔室中的脱硫废水返回至石灰石－石膏湿法脱硫系统中循环利用；经置换电渗析处理后，浓缩3隔室中的氯盐溶液进入到下一工序进行处理；步骤4、浓缩室液体的进一步处理浓缩3隔室中的料液通过管路输出至蒸发结晶系统，进行蒸发，得到固体盐，蒸发所得液体返回至浓缩3隔室，实现整个石灰石-石膏湿法脱硫系统中的水循环。
2.根据权利要求1所述的一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于：步骤1中，所述加药絮凝沉降的药剂为PAM和PAC。
3.根据权利要求1所述的一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于：步骤2中，所述超滤膜系统中的超滤膜为中空纤维超滤膜，采用较低跨膜压力驱动的孔径过滤方式。
4.根据权利要求1所述的一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的工艺方法，其特征在于：步骤3中，所述一/二价阴离子高选择性置换电渗析系统还包括料液储罐；所述料液储罐包括电极室储罐、氯化钠储罐、脱硫废水储罐和浓缩室储罐；所述阳极室和所述阴极室通过管道串联并连通于电极室储罐；所述脱硫废水2隔室的进口和出口通过管道连通于脱硫废水储罐，所述氯化钠1隔室和氯化钠4隔室的进口和出口分别通过管道并联连通于氯化钠储罐，所述浓缩3隔室的进口和出口分别通过管道连通于浓缩室储罐。
5.根据权利要求1所述的一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于：所述一/二价高选择性阴离子交换膜是只可以透过单价阴离子、阻隔多价阴离子透过的阴离子交换膜。
6.根据权利要求4所述的一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于：所述一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理系统在每种隔室与相应料液储罐之间还设置有循环泵；氯化钠1隔室、脱硫废水2隔室、浓缩3隔室及氯化钠4隔室的循环泵的流量大小匹配置换电渗析膜组件，达到膜面流速不低于3cm/s。
7.根据权利要求1所述的一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，其特征在于：步骤4中，所述蒸发结晶系统为强制循环蒸发结晶器、MVR蒸发结晶器或多效蒸发结晶设备。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明旨在提供一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，以解决目前石灰石-石膏湿法脱硫系统中脱硫废水的循环利用问题，实现脱硫废水的零排放。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理火电厂脱硫废水的方法，包含以下步骤：
步骤1、脱硫废水的预处理
对所需处理的脱硫废水进行预处理，通过加药絮凝沉淀，去除脱硫废水中的悬浮物杂质及重金属离子。
步骤2、超滤膜过滤处理
预处理后的脱硫废水直接进入到超滤膜系统进行处理，截留水中大分子物质、胶体物质以及未被完全除去的悬浮物，使处理后的脱硫废水的SS<5mg/L。
步骤3、一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理
设置一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理系统，所述处理系统包括一/二价阴离子高选择性置换电渗析膜组件和直流电源；所述一/二价阴离子高选择性置换电渗析膜组件由第一阳离子交换膜、一/二价高选择性阴离子交换膜、第二阳离子交换膜、阴离子交换膜依次交替叠加后加上流道隔网和密封垫片构成；在置换电渗析膜组件的两侧固定有阳极板和阴极板，阳极板连接电源的正极、阴极板连接电源的负极；阳极板与相邻阳离子交换膜之间构成阳极室，阴极板与相邻阳离子交换膜之间构成阴极室；第一阳离子交换膜和一/二价高选择性阴离子交换膜之间构成氯化钠1隔室、一/二价高选择性阴离子交换膜与第二阳离子交换膜之间形成脱硫废水2隔室、第二阳离子交换膜与阴离子交换膜之间形成浓缩3隔室、阴离子交换膜与另一侧的第一阳离子交换膜之间形成氯化钠4隔室；在阳极室与阴极室之间形成多个“氯化钠1隔室-脱硫废水2隔室-浓缩3隔室-氯化钠4隔室”的重复单元；
将经超滤膜过滤后的脱硫废水经过保安过滤器后，进入到一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理系统的脱硫废水2隔室，同时在置换电渗析的氯化钠1隔室和氯化钠4隔室通入氯化钠溶液，在浓缩3隔室通入纯水，进行置换电渗析处理，使脱硫废水中的氯离子和阳离子在浓缩3隔室中富集，得到高浓缩氯盐；
经置换电渗析处理后，脱硫废水2隔室中的脱硫废水返回至石灰石-石膏湿法脱硫系统中循环利用；
经置换电渗析处理后，浓缩3隔室中的高浓度氯盐溶液进入到下一工序进行处理。
步骤4、浓缩室液体的进一步处理
浓缩3隔室中的料液通过管路输出至蒸发结晶系统，进行蒸发，得到固体盐，蒸发所得液体返回至浓缩3隔室，实现整个石灰石－石膏湿法脱硫系统中的水循环。
进一步地，步骤1中，所述加药絮凝沉降的药剂为PAM和PAC。
进一步地，步骤2中，所述超滤膜系统中的超滤膜为中空纤维超滤膜，采用较低跨膜压力驱动的孔径过滤方式。
进一步地，步骤3中，所述一/二价阴离子高选择性置换电渗析系统还包括料液储罐。所述料液储罐包括电极室储罐、氯化钠储罐、脱硫废水储罐和浓缩室储罐；所述阳极室和所述阴极室通过管道串联并连通于电极室储罐；所述脱硫废水2隔室的进口和出口通过管道连通于脱硫废水储罐，所述氯化钠1隔室和氯化钠4隔室的进口和出口分别通过管道并联连通于氯化钠储罐，所述浓缩3隔室的进口和出口分别通过管道连通于浓缩室储罐。
进一步地，所述一/二价高选择性阴离子交换膜是只可以透过单价阴离子、阻隔多价阴离子透过的阴离子交换膜。
进一步地，所述一/二价阴离子高选择性置换电渗析处理系统在每种隔室与相应料液储罐之间还设置有循环泵；氯化钠1隔室、脱硫废水2隔室、浓缩3隔室及氯化钠4隔室的循环泵的流量大小匹配置换电渗析膜组件，达到膜面流速不低于3cm/s。
进一步地，步骤4中，所述蒸发结晶系统为强制循环蒸发结晶器、MVR蒸发结晶器或多效蒸发结晶设备。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明利用预处理+超滤膜+一/二价阴离子高选择性置换电渗析+蒸发结晶工艺处理火电厂脱硫废水，可以实现脱硫废水的循环利用，节约水资源，达到了资源化综合利用的目的，减少水资源的浪费和环境污染。
2、本发明的方法工艺简单、能耗低、适用于不同水质情况的脱硫废水，适于工业化推广应用。
（发明人：李为;王晓林;郑春磊）