脱硫废水的处理工艺和处理系统技术方案

本发明专利技术涉及脱硫废水处理领域，公开了一种脱硫废水的处理方法和处理系统。该方法包括：(1)将脱硫废水进行软化澄清处理，(2)向软化澄清出水中加入硫酸钠并进行常温结晶；(3)向常温结晶出水中加入碳酸钠，得到硬度调控出水和碳酸钙；(4)将所述硬度调控出水进行纳滤分离处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；(5)将纳滤产水进行电渗析‑反渗透耦合浓缩处理，得到电渗析浓水和反渗透产水；(6)将所述电渗析浓水进行蒸发结晶，得到氯化钠产品盐。本发明专利技术的方法在膜浓缩后盐浓度可提高到180g/L以上，浓水流量减量至10％左右，可减少后续蒸发系统的规模；因此，该方法操作简单，占地面积小，整体运行成本可实现大幅降低。

Treatment process and system of desulfurization wastewater

【技术实现步骤摘要】
脱硫废水的处理工艺和处理系统
本专利技术涉及脱硫废水处理领域，具体涉及一种脱硫废水的处理方法和处理系统。
技术介绍
国内外采用较多的烟气脱硫系统为石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，该工艺是世界上大规模商业化应用的脱硫方法，技术十分成熟，运行相对可靠，脱硫效率高，对煤种适应性好。在脱硫过程中，必须定期排放一定量的废水，一是为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，二是防止烟气中氯浓度超过规定值和保证石膏质量。废水主要来自冲洗水系统以及石膏脱水等，脱硫废水一般呈酸性，具有含盐量高、悬浮物含量高、含重金属以及水质波动大的特点。如直接排放，将严重影响周边环境。电厂废水零排放是电厂节水水平很高的用水模式，具有很好的社会环境效益。随着我国经济和电力的迅速发展，在我国北方多煤、少水的地区，水资源的可利用量日益减少，水价和排污费的不断上涨，使电厂废水实现零排放是必要及必然的。CN205653287U公开了一种脱硫废水零排放处理的装置，包括：一除镁除重池组，连通所述除镁除重池组的一除钙沉淀池组，连通所述除钙沉淀池组的一纳滤系统(其包括一硫酸盐浓水出口以及一氯盐淡水出口，所述硫酸盐浓水出口通过一浓水回流管路与所述除钙沉淀池组连通)，与所述氯盐淡水出口通过一浓缩输送管路连通的多级反渗透系统，与所述多级反渗透系统的一浓水出口连通的一蒸发结晶器。该装置能够对脱硫废水进行预处理，使脱硫废水符合膜分离技术要求，并大幅降低运行和处理成本。CN104355473A公开了一种利用电渗析技术进行电厂脱硫废水脱盐零排放处理的方法，电厂脱硫废水经中和、沉淀、混凝、过滤等预处理，脱除废水中的COD、重金属、氟离子等；再利用纳滤将废水中的一价盐和二价盐进行分离；继而利用多级逆流倒极电渗析对纳滤产水进行脱盐和浓缩，电渗析浓缩水采用蒸发浓缩处理获得NaCl盐。CN103979729A公开了一种脱硫废水循环利用及零排放的系统及方法，脱硫废水经过滤后进入纳滤系统，纳滤系统浓水返回脱硫塔，纳滤淡水经盐水浓缩装置浓缩后进行蒸发结晶，得到的淡水可以回用，盐分析出干燥成结晶盐产品，从而实现脱硫废水零排放，回收的淡水水质品质高，且整个工艺节约化学试剂和运行费用。CN104478141A公开了一种电厂烟气脱硫废水处理工艺，脱硫废水首先经板框过滤，用微孔过滤得到无悬浮物的澄清滤液；第二，将澄清滤液用带pH调节的电渗析膜组件进行浓缩，浓缩后的淡水回用；第三，将浓室中的混合物进行微孔过滤，滤渣回收，滤液进入硫酸钙结晶装置结晶析出硫酸钙晶体。CN105174580A公开了一种脱硫废水零排放处理系统，废水经中和调节池、混凝沉淀池后，依次进入全自动软化过滤器、超滤、一级RO和二级RO系统，产水作为净水回用，浓水进入蒸发结晶器中制盐。通过膜系统的组合，实现脱硫废水的零排放处理。CN105110538A公开了一种脱硫废水零排放处理的方法，其中，脱硫废水经预处理后，直接利用电渗析系统进行处理，浓水直接进行喷炉焚烧或蒸发，淡水则用反渗透系统进行处理，反渗透产水直接回用，浓水则返回电渗析系统处理。该专利技术采用“预处理+膜集成技术”处理脱硫废水，使大部分水资源得到回用，降低了环境污染。CN105254104A公开了一种低成本的电厂脱硫废水零排放处理工艺，主要包括预处理和蒸发结晶工艺。在预处理工艺中，一级反应利用石灰和硫酸钠进行反应，二级反应利用碳酸钠进行完全软化，得到的废水经过pH调节后，进入板式换热器升温，继而进入蒸发器蒸发结晶，晶浆进行结晶分离。针对脱硫废水的水质特点，零排放处理技术通常采用“预处理、分盐、膜浓缩、蒸发结晶”等技术中两个或多个进行集成和组合，上述专利文献中均涉及了前述技术。通过对比发现，后续涉及到利用膜技术进行处理，在预处理工艺中都采用了碳酸钠、二氧化碳烟气或离子树脂等软化方式将废水中的硬度完全去除，软化过程中用到的氢氧化钠、碳酸钠、树脂等运行成本都很高，限制了零排放技术的发展。在后续膜处理过程中浓缩程度、减量化的程度也有所不同，对零排放处理的推广有一定的限制。脱硫废水除具有高悬浮物、重金属和为酸性的特点外，还含有高浓度的氯离子、钙离子和硫酸根离子。因此，仅仅利用常规三联箱工艺调节pH、去除悬浮物和重金属后，高浓度含盐废水已经不能满足排放要求，随之出现了对废水进行资源化和减量化处理的零排放工艺。正如前面所提到地，资源化和减量化工艺中多采用膜技术进行，在膜技术使用过程中，易对膜元件造成污染的结垢因子钙离子、镁离子、硅等经膜浓缩后，其浓度和过饱和度将迅速增加，极易在膜浓缩系统表面结垢，堵塞膜元件，进而增加了工艺系统运行维护费用。由此可见，在运用膜法进行减量化和资源化的过程中钙、镁和硅等污染因素的去除至关重要。而电厂脱硫废水中含有高浓度的钙离子和镁离子，在处理过程中会对膜系统、水路系统等存在结垢的影响。现有常规处理工艺过程中，对钙离子、镁离子和硅等主要通过化学沉淀、烟气沉淀、电化学吸附、树脂软化等技术进行处理，降低上述污染因子存在对系统产生的影响。但是，随之而来的是工艺流程长，操作复杂，重要的是运行过程中药剂费用高。因此，研发一种低成本、高资源化回用的脱硫废水的处理方法和处理系统，具有重要的现实意义和市场应用价值。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供脱硫废水的处理方法和处理系统。根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种脱硫废水的处理方法，该方法包括：(1)将脱硫废水进行软化澄清处理，得到软化澄清出水，再向所述软化澄清出水中加入酸，得到中性软化澄清出水；(2)向所述中性软化澄清出水中加入硫酸钠并进行常温结晶，得到常温结晶出水和硫酸钙产品盐；(3)向所述常温结晶出水中加入碳酸钠，得到硬度调控出水和碳酸钙；碳酸钠的加入量使得硬度调控出水中钙离子浓度为8-15mmol/L；(4)将所述硬度调控出水进行纳滤分离处理，得到纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤浓水返回进行步骤(2)；(5)将所述纳滤产水进行电渗析-反渗透耦合浓缩处理，得到电渗析浓水和反渗透产水；其中，当所述纳滤产水的含盐量≥10g/L时，步骤(5)包括：5-1：将所述纳滤产水进行电渗析处理，得到电渗析产水和电渗析浓水；5-2：将所得电渗析产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水，所述反渗透浓水返回进行电渗析处理；或者当所述纳滤产水的含盐量＜10g/L时，步骤(5)包括：5-1：将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透产水和反渗透浓水；5-2：将所得反渗透浓水进行电渗析处理，得到电渗析浓水和电渗析产水，所述电渗析产水返回进行反渗透处理；(6)将所述电渗析浓水进行蒸发结晶，得到氯化钠产品盐。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了另一种脱硫废水的处理方法，该方法包括：(1)将脱硫废水进行软化澄清处理，得到软化澄清出水；(2)向所述软化澄清出水中加入硫酸钠并进行常温结晶，得到常温结晶出水和硫酸钙产品盐；(3)向所述常温结晶出水中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，该方法包括：/n(1)将脱硫废水进行软化澄清处理，得到软化澄清出水，再向所述软化澄清出水中加入酸，得到中性软化澄清出水；/n(2)向所述中性软化澄清出水中加入硫酸钠并进行常温结晶，得到常温结晶出水和硫酸钙产品盐；/n(3)向所述常温结晶出水中加入碳酸钠，得到硬度调控出水和碳酸钙，碳酸钠的加入量使得硬度调控出水中钙离子浓度为8-15mmol/L；/n(4)将所述硬度调控出水进行纳滤分离处理，得到纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤浓水返回进行步骤(2)；/n(5)将所述纳滤产水进行电渗析-反渗透耦合浓缩处理，得到电渗析浓水和反渗透产水；/n其中，当所述纳滤产水的含盐量≥10g/L时，步骤(5)包括：/n5-1：将所述纳滤产水进行电渗析处理，得到电渗析产水和电渗析浓水；/n5-2：将所得电渗析产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水，所述反渗透浓水返回进行电渗析处理；或者/n当所述纳滤产水的含盐量＜10g/L时，步骤(5)包括：/n5-1：将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透产水和反渗透浓水；/n5-2：将所得反渗透浓水进行电渗析处理，得到电渗析浓水和电渗析产水，所述电渗析产水返回进行反渗透处理；/n(6)将所述电渗析浓水进行蒸发结晶，得到氯化钠产品盐。/n...

【技术特征摘要】
1.一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将脱硫废水进行软化澄清处理，得到软化澄清出水，再向所述软化澄清出水中加入酸，得到中性软化澄清出水；
(2)向所述中性软化澄清出水中加入硫酸钠并进行常温结晶，得到常温结晶出水和硫酸钙产品盐；
(3)向所述常温结晶出水中加入碳酸钠，得到硬度调控出水和碳酸钙，碳酸钠的加入量使得硬度调控出水中钙离子浓度为8-15mmol/L；
(4)将所述硬度调控出水进行纳滤分离处理，得到纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤浓水返回进行步骤(2)；
(5)将所述纳滤产水进行电渗析-反渗透耦合浓缩处理，得到电渗析浓水和反渗透产水；
其中，当所述纳滤产水的含盐量≥10g/L时，步骤(5)包括：
5-1：将所述纳滤产水进行电渗析处理，得到电渗析产水和电渗析浓水；
5-2：将所得电渗析产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水，所述反渗透浓水返回进行电渗析处理；或者
当所述纳滤产水的含盐量＜10g/L时，步骤(5)包括：
5-1：将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透产水和反渗透浓水；
5-2：将所得反渗透浓水进行电渗析处理，得到电渗析浓水和电渗析产水，所述电渗析产水返回进行反渗透处理；
(6)将所述电渗析浓水进行蒸发结晶，得到氯化钠产品盐。


2.根据权利要求1所述的处理方法，其中，步骤(1)中，所述软化澄清处理的方法包括：向脱硫废水中加入碱，将脱硫废水的pH调节为11-11.5，反应45-80min，然后沉降80-150min，得到所述软化澄清出水；
所述碱为氢氧化钙和/或氢氧化钠，优选为氢氧化钙；
优选地，所述酸为硫酸，所述中性软化澄清出水的pH为6-8。


3.根据权利要求1所述的处理方法，其中，步骤(2)中，所述硫酸钠的加入量使得常温结晶出水中钙离子浓度为15-25mmol/L。


4.根据权利要求1所述的处理方法，其中，步骤(4)中，所述纳滤分离处理在阻垢剂的存在下进行，纳滤分离处理的运行压力为0.5-2MPa。


5.根据权利要求1或4所述的处理方法，其中，步骤(4)中，控制所述纳滤产水的流量为纳滤进水流量的40-60％。


6.根据权利要求1所述的处理方法，其中，步骤(5)中，所述反渗透处理的运行压力为2-5MPa；
优选地，所述反渗透处理使所得反渗透产水的回收率为50-75％，所得反渗透浓水的盐含量为20-50g/L。


7.根据权利要求1或6所述的处理方法，其中，步骤(5)中，所述电渗析处理的电流密度为30-35mA/cm2，电流为120-150A，电压为100-120V。


8.一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将脱硫废水进行软化澄清处理，得到软化澄清出水；
(2)向所述软化澄清出水中加入硫酸钠并进行常温结晶，得到常温结晶出水和硫酸钙产品盐；
(3)向所述常温结晶出水中通入二氧化碳，得到硬度调控出水和碳酸钙，二氧化碳的加入量使得硬度调控出水中钙离子浓度为8-15mmol/L；
(4)将所述硬度调控出水进行纳滤分离处理，得到纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤浓水返回进行步骤(2)；
(5)将所述纳滤产水进行电渗析-反渗透耦合浓缩处理，得到电渗析浓水和反渗透产水；
其中，当所述纳滤产水的含盐量≥10g/L时，步骤(5)包括：
5-1：将所述纳滤产水进行电渗析处理，得到电渗析产水和电渗析浓水；
5-2：将所得电渗析产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水，所述反渗透浓水返回进行电渗析处理；
当所述纳滤产水的含盐量＜10g/L时，步骤(5)包括：
5-1：将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透产水和反渗透浓水；
5-2：将所得反渗透浓水进行电渗析处理，得到电渗析浓水和电渗析产水，所述电渗析产水返回进行反渗透处理；
(6)将所述电渗析浓水进行蒸发结晶，得到氯化钠产品盐。


9.根据权利要求8所述的处理方法，其中，步骤(1)中，所述软化澄清处理的方法包括：向脱硫废水中加入碱，将脱硫废水的pH调节为11-11.5，反应45-80min，然后沉降80-150min，得到所述软化澄清出水；
所述碱为氢氧化钙和/或氢氧化钠，优选为氢氧化钙。


10.根据权利要求8所述的处理方法，其中，步骤(2)中，所述硫酸钠的加入量使得常温结晶出水中钙离子浓度为15-25mmol/L；
优选地，步骤(3)中，所述二氧化碳的加入量还使得硬度调控出水的pH为7-8。


11.根据权利要求8所述的处理方法，其中，步骤(4)中，所述纳滤分离处理在阻垢剂的存...

【专利技术属性】
技术研发人员：程子洪，熊日华，钟振成，段亚威，佟振伟，李小端，李晓峰，卫昶，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11