一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝的製作方法
2023-04-27 02:16:11
一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種廢水處理工藝，特別是一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝。本發明的工藝過程包含有三個過程：一、電廠脫硫後的廢水進行板框過濾，用微孔過濾得到無懸浮物的澄清濾液；二、將澄清濾液用帶pH值調節功能的電滲析膜組器進行濃縮，濃縮後的淡水回用；三、將濃室中的混合物進行微孔過濾，濾渣回收，濾液進入硫酸鈣晶種結晶裝置進行結晶，析出硫酸鈣晶體。本發明的優點是工藝簡單、能有效回收重金屬並實現了脫硫廢水真正零排放的目的。
【專利說明】一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於水處理【技術領域】，具體涉及到一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝。
【背景技術】
[0002]我國是公認的世界資源大國，煤炭產量居世界前列，煤炭的比重在各大能源中能佔據80%以上，而調查顯示大氣中的硫化物排放有90%產生於煤炭的不充分燃燒。環境汙染越來越嚴重，人們更加深刻的認識到:要想實現環境的改善首先要做的就是減少煤炭的燃燒，而減少煤炭的燃燒又具有諸多的不可行性，可以對煤炭燃燒產生的硫化廢水進行二次處理，實現其循環使用。目前在火電廠發電時常常產生大量的煙氣，往往通過溼法脫硫技術進行煙氣的脫硫，但是不可避免的是在經過了溼法脫硫後，產生的大量的含硫廢水，如何進行廢水的脫硫處理成為當今火電廠關注的焦點。
[0003]I國際上的幾種硫化廢水處理方法
[0004]1.1平衡酸鹼度進行硫化物質的去除
[0005]利用化學上酸鹼中和的原理，在進行硫化廢水的處理時可以利用酸鹼平衡的理論進行中和作用，去除廢水中所含有的硫化物質。先在硫化廢水中加入石灰，也可以是其他含鹼性比較強的物質，直到廢水中的PH值達到6-7度左右，停止加入。然後依次加入石灰乳與絮凝劑，會發現PH值正在慢慢的升高，在絮凝劑的作用下，重金屬中的氫氧化物與硫化物質形成沉澱，從廢水中逐漸分離出來。
[0006]1.2採用傳統的沉澱與分離方式進行重金屬的有效去除
[0007]除了上述提到的酸鹼平衡來實現硫化物的去除，還可以考慮直接過濾沉澱與分離的方式進行硫化物質的有效去除。可以在充滿著硫化物質的廢水中加入一部分的溶解性的氫氧化物，氫氧化物與含有硫化物的廢水會產生氫氧化物，這些物質的產生就是為了分離重金屬離子的。在普通的脫硫廢水中，酸鹼性一般控制在8.6-9.0之間範圍，金屬中含有的鐵、銅等物質會形成氫氧化物的沉澱。這樣就實現了硫化物質與重金屬物質中硫化物質的沉澱、分離。
[0008]2目前比較先進的火電廠硫化廢水的處理技術分析:石灰石-石膏溼法脫硫後產生廢水的處理分析
[0009]採用石灰石-石膏溼法脫硫是發電廠中常用的一種脫硫方法，在進行脫硫工序之後往往產生一定呈弱酸性的含硫廢水。弱酸性的廢水其PH值一般在5.7以下，廢水中含有較多的懸浮物及部分小顆粒。石灰石-石膏溼法脫硫主要是去除廢水中含有的硫化物與輕微性的粉塵。產生的呈弱酸性的廢水中含有的可溶性物質除了硫化物還有氯化物、硝酸鹽等等，也存在部分重金屬的離子。
[0010]第一步是前期的脫硫，是廢水處理的前期準備。將空氣鼓吹入廢水中，原有的亞硫酸鹽經過氧化之後變為硫酸鹽，石灰石-石膏溼法脫硫採用的是強制氧化工序，保證氧化的徹底性，有時氧化的過程可以忽略。如何確定廢水中所需要的氧氣量，我們可以基於這樣的標準:當廢水中含有的亞硫酸鹽的濃度在100毫克以上，需要保證氧氣鼓入的充足，時間稍微延長保證所有的亞硫酸得到氧化，在進行該部分廢水的處理時，我們也可以通過加入鹽酸與次氯酸鈉進行廢水中有機物質的分解，並實現廢水中亞硫酸鹽的徹底性氧化。此時，硫化物質基本被去除。
[0011]第二步主要是為了提升廢水的酸鹼值，並且降低石膏的飽和度，在進行排放的廢水基本都是石膏的飽和溶液，為了避免其在下面的設備中出現結垢，要在金屬物質清除之前進行石膏沉澱物的完全析出。一部分泥漿返回到中和箱，作為石膏結晶的晶種，另一方面可以幫助降低原有溶液的飽和度。
[0012]第三步是沉澱金屬離子。在重金屬沉澱階段，加入氫氧化鈣的目的是提高硫化廢水的PH值，使鐵離子、銅離子等重金屬性離子生成氫氧化物的沉澱，在PH值達到9時，幾乎所有的重金屬離子都在氫氧化鈣的作用下行成了沉澱物，因此將這些重金屬離子的沉澱物分離出來。在絮凝反應階段，在廢水池的埠加入一定的陽離子高分子的聚合電解質物質作為反應的助推劑，幫助凝固。在助凝劑的作用下，氫氧化物與硫化物都行成了預期的沉澱，實現硫化物質的有效分離。
[0013]最後一步是澄清階段。在澄清階段，絮凝物沉積在廢水池的底部經過濃縮處理形成汙泥，上半部分為淨水，底部的大部分汙泥會被排放，剩下的小部分的汙泥會返回反應池生成晶核。對於上半部分的淨水我們一般將其進行澄清處理，在澄清之後將這些水引導到淨水箱。最終實現了廢水的重新利用。
[0014]以上的處理方法具有處理工序複雜、重金屬不能回收會形成廢固的缺點。我們在電廠脫硫廢水的基本特徵與具體成分的基礎上，開發出具有工藝簡單，又可以回收重金屬，不形成重金屬廢固的電滲析濃縮+硫酸鈣晶種結晶的組合工藝，達到脫硫廢水真正零排放的目的。
【發明內容】
[0015]本發明提供一種技術簡便、高效的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，解決傳統廢水處理方法中處理工序複雜、重金屬不能回收會形成廢固的缺點。
[0016]本發明解決上述技術問題所採用的技術方案包括:
[0017]一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，所述的工藝過程包括:
[0018](I)將電廠脫硫後的廢水進行板框過濾，然後用微孔過濾得到無懸浮物的澄清濾液；
[0019](2)將澄清濾液用帶pH值調節功能的電滲析膜組器進行濃縮，濃縮後的淡水回用，所述的電滲析膜組器中部分陰膜換成雙極膜，雙極膜與陰膜的比例為1:10-50，雙極膜陽層朝向淡室，陰層朝向濃室；
[0020](3)將濃室中的混合物進行微孔過濾，濾液進入硫酸鈣晶種結晶裝置進行結晶，析出硫酸1?晶體。
[0021]優選地，所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝中的微孔過濾採用燒結微孔濾棒過濾，燒結濾棒的材料為聚丙烯，過濾孔徑為0.2-5微米。
[0022]優選地，所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝中的燒結微孔濾棒採用空氣反吹清洗，空氣反吹壓力為0.1-0.3MPa。
[0023]優選地，所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝中採用帶pH值調節功能的電滲析膜組器進行濃縮，濃縮倍數為10-50倍。濃縮之後的淡水可以回用，濃水進入硫酸鈣晶種結晶裝置。電滲析膜組器的PH值調節功能來自於雙極膜，在電滲析膜組器中部分陰膜換成雙極膜，更換比例為1/50-1/10，即一套JED-5000，200對均相膜組器，其中4-20張陰膜換成雙極膜，雙極膜陽層朝向淡室，陰層朝向濃室。結果淡室變酸性到PH = 2-5，濃室變鹼性pH =9-12o
[0024]優選地，所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝中的硫酸鈣晶種結晶過程中，晶種的比例為每升水加1-5克直徑為20-50微米的硫酸鈣晶種。
[0025]優選地，所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝中的硫酸鈣晶種結晶過程中，析出硫酸鈣後的濃液回到電滲析濃室繼續濃縮，至濃縮倍數達10-50倍。
[0026]本發明同現有技術相比具有以下優點及效果:克服了傳統汙水處理方法具有的處理工序複雜、重金屬不能回收會形成廢固的缺點，在電廠脫硫廢水的基本特徵與具體成分的基礎上，開發出具有工藝簡單，又可以回收重金屬，不形成重金屬廢固的電滲析濃縮+硫酸鈣晶種結晶的組合工藝，達到脫硫廢水真正零排放的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1為本發明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明並不局限於以下實施例。
[0030]實施例1:
[0031]對於某電廠脫硫廢水，其硫酸鈣含量為2000mg/L，重金屬含量為20mg/L，pH為
5.3o
[0032]脫硫廢水經板框過濾後，燒結微孔濾棒過濾得到無懸浮物的澄清濾液。其中燒結微孔濾棒用空氣反吹清洗，過濾孔徑為0.45微米，空氣反吹壓力為0.2MPa。
[0033]澄清液用帶pH值調節功能的電滲析膜組器，進行濃縮，濃縮倍數為40倍，淡水回用，濃水進入硫酸鈣晶種結晶裝置。電滲析膜組器的PH值調節功能來自於雙極膜，在電滲析膜組器中部分陰膜換成雙極膜，用2套JED-5000，200對均相膜組器進行濃縮，其中每個膜組器的10張陰膜換成雙極膜，雙極膜陽層朝向淡室，陰層朝向濃室。結果淡室變酸性到pH = 4，濃室變鹼性pH = 9。
[0034]變鹼性的濃室中的重金屬生成了不溶於水氫氧化物，可微孔過濾回收。過飽和的硫酸鈣濃液進入硫酸鈣晶種結晶裝置析出硫酸鈣晶體副產物。晶種比例為每升水加1.8克直徑為30微米的硫酸鈣晶種。析出硫酸鈣後的濃液回到電滲析濃室繼續濃縮，至濃縮倍數達40倍。
[0035]通過以上處理工藝，淡水回用於溼法脫過程，脫硫廢水的重金屬回收，硫酸鈣晶體的硫酸鈣含量為99%以上的純淨副產物，實現真正零排放的目標。
[0036]實施例2:
[0037]對於某電廠脫硫廢水，其硫酸鈣含量為2200mg/L，重金屬含量為30mg/L，pH為6.5o
[0038]脫硫廢水經板框過濾後，燒結微孔濾棒過濾得到無懸浮物的澄清濾液。其中燒結微孔濾棒用空氣反吹清洗，過濾孔徑為1.0微米，空氣反吹壓力為0.3MPa。
[0039]澄清液用帶pH值調節功能的電滲析膜組器，進行濃縮，濃縮倍數為40倍，淡水回用，濃水進入硫酸鈣晶種結晶裝置。電滲析膜組器的PH值調節功能來自於雙極膜，在電滲析膜組器中部分陰膜換成雙極膜，用I套JED-5000，200對均相膜組器進行濃縮，其中每個膜組器的8張陰膜換成雙極膜，雙極膜陽層朝向淡室，陰層朝向濃室。結果淡室變酸性到pH=4.5，濃室變鹼性pH = 9。
[0040]變鹼性的濃室中的重金屬生成了不溶於水氫氧化物，可微孔過濾回收。過飽和的硫酸鈣濃液進入硫酸鈣晶種結晶裝置析出硫酸鈣晶體副產物。晶種比例為每升水加2.3克直徑為20微米的硫酸鈣晶種。析出硫酸鈣後的濃液回到電滲析濃室繼續濃縮，至濃縮倍數達40倍。
[0041]此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零、部件的形狀、所取名稱等可以不同。凡依本發明專利構思所述的構造、特徵及原理所做的等效或簡單變化，均包括於本發明專利的保護範圍內。本發明所屬【技術領域】的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的範圍，均應屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，其特徵在於所述的工藝過程包括: (1)將電廠脫硫後的廢水進行板框過濾，然後用微孔過濾得到無懸浮物的澄清濾液； (2)將澄清濾液用帶pH值調節功能的電滲析膜組器進行濃縮，濃縮後的淡水回用；所述的電滲析膜組器中部分陰膜換成雙極膜，雙極膜與陰膜的數量比例為1:10-50，雙極膜陽層朝向淡室，陰層朝向濃室； (3)將濃室中的混合物進行微孔過濾，濾渣回收，濾液進入硫酸鈣晶種結晶裝置進行結晶，析出硫酸媽晶體。
2.根據權利要求1所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，其特徵在於所述的微孔過濾採用燒結微孔濾棒過濾，燒結濾棒的材料為聚丙烯，過濾孔徑為0.2-5微米。
3.根據權利要求2所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，其特徵在於所述的燒結微孔濾棒採用空氣反吹清洗，空氣反吹壓力為0.1-0.3MPa。
4.根據權利要求1所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，其特徵在於所述的採用帶pH值調節功能的電滲析膜組器進行濃縮，濃縮倍數為10-50倍。
5.根據權利要求1所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，其特徵在於所述的硫酸鈣晶種結晶過程中，硫酸鈣晶種的比例為每升水加1-5克、直徑為20-50微米的硫酸鈣晶種。
6.根據權利要求1或5所述的電廠煙氣脫硫廢水處理工藝，其特徵在於所述的硫酸鈣晶種結晶過程中，析出硫酸鈣後的濃液回到電滲析濃室繼續濃縮，至濃縮倍數達10-50倍。
【文檔編號】C02F103/18GK104478141SQ201410734641
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】金可勇, 胡鑑耿, 金水玉, 高從堦 申請人:杭州水處理技術研究開發中心有限公司