利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統及方法技術方案

利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統及方法，該系統包括化學沉淀絮凝單元、石灰?煙道氣軟化單元、膜濃縮單元和蒸發結晶單元；基于上述系統，首先利用化學沉淀絮凝單元處理脫硫廢水原水，然后利用石灰乳和電廠煙道氣中的CO

【技術實現步驟摘要】
利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統及方法
本專利技術涉及采用零排放技術處理脫硫廢水的
，具體涉及一種利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統及方法。
技術介紹
目前我國大部分燃煤電廠采用石灰石/石膏濕法脫硫技術(WFGD)進行煙氣脫硫，脫硫過程中需定時排放一定量的脫硫廢水。脫硫廢水水質極差，具有含鹽量高、固體懸浮物含量高、硬度高、腐蝕性強、水質隨時間和工況變化大等特點。另外，脫硫廢水中還含有微量重金屬元素，如汞、鉻、鎘、鉛等，其中很多為國家環保標準中要求嚴格控制的第一類污染物。國內電廠通常采用化學沉淀絮凝法對脫硫廢水進行處理，可除去廢水中大部分的重金屬離子、化學需氧量(COD)、懸浮固體(SS)等物質。然而，經過化學沉淀絮凝法處理的出水中仍具有很高的含鹽量。隨著環境保護問題日益突出，采用零排放技術處理脫硫廢水受到越來越多的關注。2005年頒布的《中國節水技術政策大綱》明確要求企業發展外排廢水回用和零排放技術。2015年頒布的國家《水污染防治行動計劃》(水十條)，鼓勵節能減排先進企業、工業集聚區用水效率、排污強度等達到更高標準。因此，研究脫硫廢水零排放工藝是火力發電廠實現可持續發展的必由之路。目前國內對脫硫廢水零排放工藝的研究處于起步階段，基本思想是將脫硫廢水經過一定的預處理，利用蒸汽加熱對脫硫廢水進行蒸發濃縮，產生的蒸汽冷凝回用，濃縮液結晶產品包裝外運。然而，現有脫硫廢水零排放工藝的投資運行成本較高。這主要是因為脫硫廢水中的鈣鎂離子容易造成蒸發結晶系統的結垢和腐蝕，導致設備折舊費用提高；而且蒸發結晶過程能耗較高，導致運行成本增加。為了減少設備損害，需要對脫硫廢水進行軟化處理，脫除水中的鈣鎂離子。常規的軟化工藝是石灰‐純堿法，藥劑費用較高。按脫硫廢水中鈣鎂離子總量約為200mM計算，處理1噸廢水約需加入碳酸22kg，按1500‐2000元/t的純堿單價核算，僅純堿的噸水藥劑費用就高達40元左右，顯著增加了零排放工藝的成本。為了降低運行能耗，需要對脫硫廢水進行減量濃縮。反滲透法具有工藝簡單、脫鹽率高的優點，但是，反滲透工藝存在一些固有問題無法解決：產水回收率較低；對水質要求高；膜的污堵較為嚴重，膜清洗困難，壽命較低；高含鹽量導致操作壓力大和能耗增加。在處理水質較差的脫硫廢水時，反滲透法的操作壓力往往達到6MPa以上，投資和運行成本進一步提高。為了降低脫硫廢水零排放的工藝成本，選擇一種更加適合脫硫廢水處理的濃縮工藝十分必要。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術的目的在于提供一種利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統及方法，通過各工藝環節的耦合和優化，降低零排放工藝的運行成本，實現資源回收利用和環境保護。本專利技術為實現上述目的，所采用的技術方案為：利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統，包括化學沉淀絮凝單元1、石灰-煙道氣軟化單元2、膜濃縮單元3和蒸發結晶單元4；所述化學沉淀絮凝單元1由通過管道依次相連接的中和池、沉淀池、絮凝池、澄清池和1#清水池組成，中和池的進水口與脫硫廢水的排放口相連；所述中和池中設置有石灰乳加藥裝置；所述沉淀池中設置有有機硫加藥裝置；所述絮凝池中設置有絮凝劑和助凝劑加藥裝置；所述澄清池下部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述石灰-煙道氣軟化單元2由通過管道依次相連接的苛化反應池、碳化反應池和2#清水池組成，苛化反應池與化學沉淀絮凝單元1中的1#清水池通過管道相連；所述苛化反應池中設置有石灰乳、硫酸鈉、絮凝劑和助凝劑加藥裝置，苛化反應池底部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述碳化反應池的底部布置有氣體分布器，氣體分布器與煙道氣壓縮風機相連，碳化反應池中設置有絮凝劑、助凝劑加藥裝置，碳化反應池底部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述2#清水池中設置有稀鹽酸加藥裝置；所述膜濃縮單元3由通過管道依次相連接的超濾裝置、電滲析裝置和反滲透裝置組成；所述超濾裝置的進水口與石灰-煙道氣軟化單元2的2#清水池的出水口相連，超濾裝置的出水口與電滲析裝置的進水口相連，超濾裝置的濃水回水口與化學沉淀絮凝單元1的中和池相連；電滲析裝置的濃水排放口與蒸發結晶單元4相連，淡水排放口與反滲透裝置的進水口相連；所述反滲透裝置反滲透的濃水排放口與電滲析裝置的進水口相連。所述電滲析裝置為多級逆流倒極電滲析，采用了一價離子選擇性膜，所述反滲透裝置采用了卷式反滲透膜。所述蒸發結晶單元4采用了機械式再壓縮蒸發器。利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理方法，該方法是利用所述系統實現的，所述方法包括如下步驟：(1)將脫硫廢水原水依次通入化學沉淀絮凝單元1的中和池、沉淀池、絮凝池和澄清池進行中和、沉淀、絮凝和澄清處理，澄清液最后進入1#清水池；(2)將上述步驟(1)中的澄清液依次通入石灰‐煙道氣軟化單元2中的苛化反應池和碳化反應池進行苛化、碳化處理，澄清液進入2#清水池；(3)將上述步驟(2)獲得的澄清液通入膜濃縮單元3，首先對該澄清液進行超濾處理，超濾的產水通入電滲析裝置進行分鹽和濃縮；電滲析產生的淡水通入反滲透裝置進行純化，同時產生含有NaCl的濃水；反滲透產生的淡水回用于生產，產生的濃水重新進入電滲析裝置進行處理；(4)將上述步驟(3)電滲析裝置產生的含有NaCl的濃水通入蒸發結晶單元4，獲得到工業級NaCl結晶鹽和冷凝水，冷凝水回用于生產；所述步驟(1)中，中和池中加入石灰乳，沉淀池中加入有機硫，石灰乳或有機硫與鐵、鉛、鉻、銅、汞重金屬離子反應產生氫氧化物或硫化物；所述步驟(1)中，絮凝池中加入絮凝劑，使廢水中的懸浮物產生沉淀，澄清池中加入助凝劑，使產生的沉淀物加速分離；所述步驟(2)中，在苛化反應池加入石灰乳和硫酸鈉，發生下述反應：Ca(OH)2+MgSO4→CaSO4+Mg(OH)2↓Ca(OH)2+Na2SO4→CaSO4+2NaOH脫除廢水中的Mg2+離子并產生氫氧化鈉，然后向體系中加入一定的絮凝劑和助凝劑，充分絮凝澄清；所述步驟(2)中，在碳化反應池中通入煙道氣，發生下述反應：2NaOH+CO2→Na2CO3+H2ONa2CO3+Ca2+→CaCO3↓+2Na+脫除廢水中的Ca2+離子，然后向體系中加入一定的絮凝劑和助凝劑，充分絮凝澄清；所述步驟(2)中，苛化反應池中石灰乳和硫酸鈉的加入量應控制產生氫氧化鈉的量在0.05-0.2g/L之間；所述步驟(2)中，碳化反應池中通入的煙道氣為經過脫硝、除塵和脫硫的凈煙氣，在常溫常壓下緩慢通入，煙道氣的通入量應使體系的pH在9-13之間；所述步驟(3)中，超濾的目的是脫除水中的懸浮固體(SS)，使出水滿足后續膜處理和蒸發結晶處理的要求，超濾濃水回流至化學絮凝沉淀單元1的中和池；所述步驟(3)中，電滲析離子交換膜采用一價離子選擇性膜，使廢水中的Cl-在濃水中富集，而SO42-留在淡水側，提高后續結晶的純度；所述步驟(3)中，反滲透裝置產生的淡水中總溶解性固體(TDS)在0.05％以下，滿足工業回用水的要求，膜濃縮單元淡水回收率不低于90％。所述步驟(1)中，絮凝池中加入的絮凝劑為聚合氯化硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵中的一種或幾種；澄清池中加入的助凝劑為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、殼聚糖中的一種或幾種。所述步驟(2)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統，其特征在于：所述系統包括化學沉淀絮凝單元(1)、石灰?煙道氣軟化單元(2)、膜濃縮單元(3)和蒸發結晶單元(4)；所述化學沉淀絮凝單元(1)由通過管道依次相連接的中和池、沉淀池、絮凝池、澄清池和1#清水池組成，中和池的進水口與脫硫廢水的排放口相連；所述中和池中設置有石灰乳加藥裝置；所述沉淀池中設置有有機硫加藥裝置；所述絮凝池中設置有絮凝劑和助凝劑加藥裝置；所述澄清池下部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述石灰?煙道氣軟化單元(2)由通過管道依次相連接的苛化反應池、碳化反應池和2#清水池組成，苛化反應池與化學沉淀絮凝單元(1)中的1#清水池通過管道相連；所述苛化反應池中設置有石灰乳、硫酸鈉、絮凝劑和助凝劑加藥裝置，苛化反應池底部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述碳化反應池的底部布置有氣體分布器，氣體分布器與煙道氣壓縮風機相連，碳化反應池中設置有絮凝劑、助凝劑加藥裝置，碳化反應池底部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述2#清水池中設置有稀鹽酸加藥裝置；所述膜濃縮單元(3)由通過管道依次相連接的超濾裝置、電滲析裝置和反滲透裝置組成；所述超濾裝置的進水口與石灰?煙道氣軟化單元(2)的2#清水池的出水口相連，超濾裝置的出水口與電滲析裝置的進水口相連，超濾裝置的濃水回水口與化學沉淀絮凝單元(1)的中和池相連；電滲析裝置的濃水排放口與蒸發結晶單元(4)相連，淡水排放口與反滲透裝置的進水口相連；所述反滲透裝置反滲透的濃水排放口與電滲析裝置的進水口相連。...

【技術特征摘要】
1.利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統，其特征在于：所述系統包括化學沉淀絮凝單元(1)、石灰-煙道氣軟化單元(2)、膜濃縮單元(3)和蒸發結晶單元(4)；所述化學沉淀絮凝單元(1)由通過管道依次相連接的中和池、沉淀池、絮凝池、澄清池和1#清水池組成，中和池的進水口與脫硫廢水的排放口相連；所述中和池中設置有石灰乳加藥裝置；所述沉淀池中設置有有機硫加藥裝置；所述絮凝池中設置有絮凝劑和助凝劑加藥裝置；所述澄清池下部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述石灰-煙道氣軟化單元(2)由通過管道依次相連接的苛化反應池、碳化反應池和2#清水池組成，苛化反應池與化學沉淀絮凝單元(1)中的1#清水池通過管道相連；所述苛化反應池中設置有石灰乳、硫酸鈉、絮凝劑和助凝劑加藥裝置，苛化反應池底部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述碳化反應池的底部布置有氣體分布器，氣體分布器與煙道氣壓縮風機相連，碳化反應池中設置有絮凝劑、助凝劑加藥裝置，碳化反應池底部有排泥口，排泥口通過管道與污泥脫水設備相連；所述2#清水池中設置有稀鹽酸加藥裝置；所述膜濃縮單元(3)由通過管道依次相連接的超濾裝置、電滲析裝置和反滲透裝置組成；所述超濾裝置的進水口與石灰-煙道氣軟化單元(2)的2#清水池的出水口相連，超濾裝置的出水口與電滲析裝置的進水口相連，超濾裝置的濃水回水口與化學沉淀絮凝單元(1)的中和池相連；電滲析裝置的濃水排放口與蒸發結晶單元(4)相連，淡水排放口與反滲透裝置的進水口相連；所述反滲透裝置反滲透的濃水排放口與電滲析裝置的進水口相連。2.根據權利要求1所述的利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統，其特征在于：所述電滲析裝置為多級逆流倒極電滲析，采用了一價離子選擇性膜。3.根據權利要求1所述的利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統，其特征在于：所述反滲透裝置采用了卷式反滲透膜。4.根據權利要求1所述的利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理系統，其特征在于：所述蒸發結晶單元(4)采用了機械式再壓縮蒸發器。5.利用煙道氣和電滲析的脫硫廢水零排放處理方法，其特征在于：該方法是利用權利要求1至4任一項所述系統實現的，所述方法包括如下步驟：(1)將脫硫廢水原水依次通入化學沉淀絮凝單元(1)的中和池、沉淀池、絮凝池和澄清池進行中和、沉淀、絮凝和澄清處理，澄清液最后進入1#清水池；(2)將上述步驟(1)中的澄清液依次通入石灰‐煙道氣軟化單元(2)中的苛化反應池和碳化反應池進行苛化、碳化處理，澄清液進入2#清水池；(3)將上述步驟(2)獲得的澄清液通入膜濃縮單元(3)，首先對該澄清液進行超濾處理，超濾的產水通入電滲析裝置進行分鹽和濃縮；電滲析產生的淡水通入反滲透裝置進行純化，同時產生含有NaC...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余智勇，閆巍，郜時旺，劉練波，盧峰，
申請(專利權)人：中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司，上海雙駿環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11