申請日2016.05.12
公開(公告)日2016.09.07
IPC分類號C02F9/04; C02F101/12; C02F101/10
摘要
本發明公開一種煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，該工藝先采用一級、二級預處理，截留廢水中微小的懸浮物、小顆粒、纖維和細菌等大于膜孔徑的雜質，大大降低產水濁度和淤塞指數，提高反滲透膜的使用壽命;然后，結合微濾膜處理、反滲透膜處理的雙膜法技術，進行脫硫廢水的回收處理，可以有效提高整個脫硫廢水處理系統的出水水質，實現系統的穩定運行;本發明可以有效解決脫硫廢水出水水質不穩定，提高溶解性無機鹽(F‑、SO42‑、Cl‑)的去除率和廢水的回用率，且本發明可實現全自動運行，操作運行簡單方便，特別適用于處理燃煤火力發電廠中脫硫廢水產生的懸浮物、膠體、重金屬離子、溶解性的無機鹽，可以實現廢水資源化利用。
權利要求書
1.一種煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于依次包括如下步驟：
(1)將煙氣脫硫廢水經過一級預處理，所述一級預處理包括曝氣、pH值調節、中和、沉淀、絮凝、澄清;
(2)將步驟(1)澄清后獲得的上清液通過二級預處理，所述二級預處理包括中和、沉淀、絮凝、澄清;
(3)將步驟(2)澄清后獲得的上清液進行微濾膜處理;
(4)將步驟(3)經過微濾膜處理后的產水，采用反滲透膜處理進行脫鹽和濃縮;
(5)將步驟(4)脫鹽和濃縮后收集得到的濃鹽水用于煤場或灰場噴灑，反滲透膜處理的產水作為濕式石灰石洗滌煙氣脫硫工藝的補充水。
2.根據權利要求1所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(1)中，經過一級預處理前的煙氣脫硫廢水呈酸性，pH值范圍為4.0~5.5，其中氯離子含量為6000~30000mg/L。
3.根據權利要求1所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(2)中，二級預處理澄清獲得的上清液的出水硬度范圍為0.5~0.8mmol/L。
4.根據權利要求1所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：所述步驟(3)中，微濾膜處理采用有機陶瓷膜，通過死端過濾進行篩分去除直徑為0.05~15um的微粒、亞微粒和細粒物質。
5.根據權利要求4所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：所述微濾膜處理的產水SDI<5，濁度<1NTU，Cl-含量<250mg/L、硬度≈0，濃水側Cl-含量>30000mg/L。
6.根據權利要求1所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：所述反滲透膜處理前還采用保安型弱酸陽離子交換器進行部分可溶或不可溶的有機物和無機物質的脫除工藝。
7.根據權利要求1或6所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：所述反滲透膜處理采用抗污染的復合膜進行處理。
8.根據權利要求7所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：所述反滲透膜處理的產水是Cl- 含量<250mg/L的淡水，滿足《石灰石—石膏濕法脫硫工藝設計規范》關于脫硫系統工藝水的要求，作為脫硫系統的工藝補充水。
9.根據權利要求1所述的煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于：步驟(5)中所述的濃鹽水的Cl- 含量>30000mg/L。
說明書
一種煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝
技術領域
本發明涉及廢水處理領域，尤其涉及一種煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝。
背景技術
在濕式石灰石洗滌煙氣脫硫工藝中，不可避免地要產生一定量的廢水。脫硫廢水主要特點是：水質不穩定、易沉淀;懸浮物濃度很高;含有過飽和的亞硫酸鹽(CaSO3)、硫酸鹽(CaSO4)、重金屬離子(Hg2+、Cr6+、Cd2+、Pb2+等)、含大量的溶解性無機鹽(F-、SO42-、Cl-)。水量和水質與脫硫工藝系統、煙氣成份、灰分及吸收劑等多種因素有關，其中，重金屬離子和大量的溶解性無機鹽污染突出，處理難度大。
目前，常用的脫硫廢水處理工藝是中和—沉降—絮凝—澄清法。在三聯箱中，通過投加石灰乳、絮凝劑、有機硫，完成pH值調節、飽和硫酸鈣結晶析出、沉淀、絮凝等物理化學反應后，在澄清器中進行固液分離。澄清器的出水進入清水池，加入鹽酸調節pH值至6-9后達標排放。澄清器底部排出的污泥，通過壓濾脫水后進行填埋處理。該工藝的缺點是出水水質不穩定，無法有效去除溶解性無機鹽(F-、SO42-、Cl-)實現回收利用，一般采取與其他工業廢水混合的方法排出電廠外。
發明內容
本發明的目的是為了解決脫硫廢水出水水質不穩定，提高溶解性無機鹽(F-、SO42-、Cl-)的去除率和廢水的回用率，提供了一種煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，特別適用于處理燃煤火力發電廠中脫硫廢水產生的懸浮物、膠體、重金屬離子、溶解性的無機鹽，可以實現廢水資源化利用。
為了實現上述目標，本發明的技術方案如下：
一種煙氣脫硫廢水近零排放處理工藝，其特征在于依次包括如下步驟：
(1)將煙氣脫硫廢水經過一級預處理，所述一級預處理包括曝氣、pH值調節、中和、沉淀、絮凝、澄清;
(2)將步驟(1)澄清后獲得的上清液通過二級預處理，所述二級預處理包括中和、沉淀、絮凝、澄清;
(3)將步驟(2)澄清后獲得的上清液進行微濾膜處理;
(4)將步驟(3)經過微濾膜處理后的產水，采用反滲透膜處理進行脫鹽和濃縮;
(5)將步驟(4)脫鹽和濃縮后收集得到的濃鹽水用于煤場或灰場噴灑，反滲透膜處理的產水作為濕式石灰石洗滌煙氣脫硫工藝的補充水。
所述煙氣脫硫廢水大部分來自石膏脫硫廢水和清洗系統，少部分來自水力旋流器的溢流水或是皮帶壓濾機的濾液。
經過一級預處理前的煙氣脫硫廢水呈酸性，pH值范圍為4.0~5.5;含有大量的懸浮物和重金屬離子;溶解性無機鹽的含量高(尤其是Cl-的質量濃度，一般范圍在6000~30000mg/L);化學耗氧量高。
所述一級預處理用于：去除煙氣脫硫廢水中的懸浮物和膠體，降低COD，分離出廢水中的Mg2+、重金屬離子、部分的硫酸根、非碳酸鹽硬度、F-，澄清器上清液滿足二級預處理系統進水要求。經過一級預處理后的煙氣脫硫廢水含有大量的Ca2+、Cl-、SO42-、SO32-和少量的Mg2+離子等。
所述二級預處理用于將煙氣脫硫廢水中的鈣鎂離子轉變為難溶的化合物，并采用絮凝方法將沉淀物析出，實現廢水的深度軟化。
所述二級預處理的澄清得到的上清液的出水硬度在0.5~0.8mmol/L，滿足后續設備進水要求。
所述微濾膜處理指的是采用死端過濾的陶瓷膜，通過篩分去除直徑為0.05~15um的微粒、亞微粒和細粒物質，基本消除針對反滲透膜處理的無機致垢成分，使產水SDI<5，濁度<1NTU，滿足反滲透膜處理的進水要求。
所述微濾膜處理的產水側Cl-含量<250mg/L、硬度≈0，濃水側Cl-含量>30000mg/L。
所述反滲透膜處理采用保安型弱酸陽離子交換器和反滲透膜組件實現。
所述保安型弱酸陽離子交換器采用大孔徑交換樹脂，進一步軟化微濾膜的產水，防止一些可溶或不可溶的有機物和無機物質淤積在反滲透膜的表面，使表面結垢，膜組件壓差增加，產水量下降，除鹽率降低，危害反滲透膜的使用壽命。
所述反滲透膜組件是利用抗污染復合膜兩側的壓差，進行脫鹽處理，使水透過而截留小分子和Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-、SO42-等離子，從而實現濃水和淡水的分離。該過程無相變，一般不需要加熱，工藝簡單，不污染環境。
從節能的角度出發，所述反滲透膜工藝采用能量回收裝置對濃水側的余壓能進行回收利用，降低系統整體能耗。
所述反滲透膜處理的產水，即微濾膜處理產水經反滲透膜處理后獲得Cl-含量<250mg/L的淡水，滿足《石灰石—石膏濕法脫硫工藝設計規范》關于脫硫系統工藝水的要求，作為脫硫系統的工藝補充水。
所述反滲透膜處理的濃鹽水，即微濾膜處理產水經反滲透膜處理后濃縮收集的Cl-含量>30000mg/L的濃鹽水，利用管道引接至煤場或灰場，通過噴灑降低煤場的揚塵量或增加灰場的濕度。
本發明的優點在于：
1、本發明采用兩級預處理結合雙膜法技術，進行脫硫廢水的回收處理，可以有效提高整個脫硫廢水處理系統的出水水質，實現系統的穩定運行;
2、通過微濾膜工藝處理經兩級預處理后的脫硫廢水，截留廢水中微小的懸浮物、小顆粒、纖維和細菌等大于膜孔徑的雜質，大大降低產水濁度和淤塞指數，提高反滲透膜的使用壽命;
3、采用反滲透膜工藝處理廢水中的溶解性無機鹽，實現脫硫廢水的脫鹽和濃縮，回收率可達60%以上，產水作為工藝水補充到脫硫系統，濃水適用于煤場或灰場的噴灑，實現煙氣脫硫廢水的資源化利用;
4、率先采用能量回收裝置，對濃水側余壓能進行回收，能量回收效率可達90%以上，從而降低整個系統的運行能耗;
5、本發明可實現全自動運行，操作運行簡單方便。
