脱硫废水处理方法和系统，及其应用与流程

本发明涉及脱硫废水处理，具体涉及一种脱硫废水处理方法和系统，及其应用。

背景技术：

1、截止2018年，中国煤电机组已累计完成烟气超低排放改造7亿多千瓦，约占全国煤电机组的75％以上，其中约有85％以上的机组采用了石灰石-石膏湿法脱硫技术。该技术在高效脱除烟气中二氧化硫的同时，也会使烟气和石灰石中的氯化物不断在浆液中富集。为了避免因过高的氯离子富集导致的石灰石溶解度降低、脱硫效率降低、设备受到腐蚀等问题，系统需定期排出一部分废水，将氯离子含量控制在适宜范围，这部分定期排出的废水即为脱硫废水。

2、燃煤电厂脱硫废水的水质和水量受煤质、石灰石品质和脱硫系统特征等多因素的影响，一般而言其水质具有如下特征：1)ph值在4.5～7.0之间，呈弱酸性；2)悬浮物(ss)含量高，一般为2～20g/l；3)盐含量高，总溶解性固体(tds)高达20～50g/l；4)硬度高，ca、mg含量为1～15g/l；5)氯含量高，一般为5～20g/l；6)多种重金属(如hg、cr、cd和pb等)含量超出排放标准。

3、目前，大部分燃煤电厂脱硫废水主要采用药剂沉淀法处理，但是处理后废水水质硬度和含盐量仍然居高不下，因此很难重复利用，若外排会对环境造成严重污染，危害区域生态安全，燃煤电厂脱硫废水的零排放势在必行。

4、cn107151072a公开了一种脱硫废水的处理工艺，包括脱硫废水预处理工序、脱硫废水膜浓缩处理工序、脱硫废水盐析处理工序，其中预处理工序包括两级电化学处理工序和两级软化处理工序；膜浓缩处理段设计成两级膜处理，包括卷式ro装置及网管式stro装置；盐析处理段采用mvr蒸发器结合喷雾蒸发器。

5、cn 104355473a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。具体公开了：电厂脱硫废水经中和、沉淀、混凝、过滤处理，脱除废水中的cod(化学需氧量)、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；进而利用多级逆流倒级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。

6、cn105923822a公开了一种脱硫废水分泥、分盐零排放工艺，包括预处理工艺，膜处理工艺以及蒸发结晶工艺；预处理工艺中脱硫废水进入原水池，曝气风机向原水池中通入压缩空气，然后经原水泵提升至一级反应澄清，经过三级软化、澄清后的脱硫废水进入清水池，清水池一部分供给膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。膜处理工艺中，来水首先经超滤再进入ph调节箱，然后泵送至纳滤膜分离系统和反渗透膜分离系统；蒸发结晶工艺来水首先经两级预热后进入脱气器，最后进入蒸发浓缩系统和结晶系统。

7、上述技术中，脱硫废水处理工艺通常采用“预处理、分盐、膜浓缩、蒸发结晶”等技术中的两个或多个技术模块进行集成和组合，虽然一定意义上解决了脱硫废水处理问题，但是还存在如下缺点：

8、(1)预处理采用碳酸钠软化去除脱硫废水的硬度，药耗量大，运行成本居高不下；

9、(2)预处理均采用加药混合反应和沉淀的方式实现软化反应和泥水分离。对于镁硬度较高的脱硫废水，采用此种软化处理方式将产泥量较大，大量的泥易结垢堵塞沉淀池，且需要修建巨大的沉淀池。

10、(3)废水中有机物难以得到有效处理，造成后续膜污染严重，清洗频率高，同时影响蒸发结晶单元回收盐产品的质量。

11、(4)采用常规反渗透浓缩能耗高，产水回收率有限，后续蒸发结晶的装机成本和运行成本改善效果不明显；而采用电渗析-反渗透组合浓缩，电渗析设备投资和运行成本较高。

12、因此，研发一种操作工艺简单、成本低、高资源化回收利用的脱硫废水零排放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

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种脱硫废水处理方法和系统，及其应用。通过对脱硫废水部分软化预处理，仅去除镁硬度，可避免由于完全软化造成大量生成沉淀物带来的分离成本高和分离系统堵塞的问题。经固液分离后的软化出水进行结晶处理，在结晶的过程中通入结晶剂和氧化剂，既能够有效的脱除反应物中污染物，又能分离得到金属盐。结晶单元排出的结晶出水经过纳滤处理后，富含结晶剂阴离子的纳滤浓水返回常温结晶单元沉淀软化剂中的阳离子，纳滤产水排出系统；实现了各个反应单元之间的协同配合，结晶剂获得了高效利用。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种脱硫废水处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

3、(1)将脱硫废水与软化剂混合，进行软化处理，得到粗处理水；

4、(2)所述粗处理水进行第一固液分离，得到第一液相和第一固相，调节第一液相的ph值，得到软化出水；

5、(3)将所述软化出水、结晶剂和氧化剂混合，进行第一结晶处理，得到结晶出水和金属盐；

6、(4)将所述结晶出水与阻垢剂混合，进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；

7、所述纳滤浓水返回步骤(3)中，与所述软化出水混合，用于第一结晶处理。

8、本发明第二方面提供一种应用上述方法的脱硫废水处理系统，

9、包含依次相连的反应单元、第一固液分离单元、结晶单元和纳滤单元；其中，所述反应单元用于将脱硫废水进行软化处理，得到粗处理水；所述第一固液分离单元用于将所述粗处理水进行第一固液分离，得到第一液相和第一固相；所述第一结晶单元用于将所述第一液相进行第一结晶处理，得到结晶出水和金属盐；所述纳滤单元用于将所述结晶出水进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；所述纳滤浓水返回所述结晶单元中与所述第一液相混合，用于第一结晶处理。

10、本发明第三方面提供一种上述方法或者上述系统在脱硫废水处理中的应用。

11、通过上述技术方案，本发明提供的一种脱硫废水处理方法和系统，及其应用获得以下有益的效果：

12、本发明通过对脱硫废水先进行部分软化预处理，仅去除镁硬度，可避免由于完全软化造成大量生成沉淀物带来的分离成本高的问题。同时仅采用部分软化反应，将软化反应后的泥水混合物无需沉淀澄清直接送入固液分离，可避免采用传统沉淀池泥水分离造成的反应系统易结垢堵塞的问题，同时减少占地面积并节省投资。经固液分离后的软化出水进行结晶处理，在结晶的过程中通入结晶剂和氧化剂，既能够有效的脱除反应物中的有机物，避免后续污染；又能够致使金属盐大量析出，实现了资源化利用。结晶单元排出的结晶出水经过纳滤处理后，富含结晶剂阴离子的纳滤浓水返回结晶单元沉淀结晶单元中的阳离子；实现了各个反应单元之间的协同配合，结晶剂获得了高效利用。

技术特征：

1.一种脱硫废水处理方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，

12.一种脱硫废水处理系统，包含依次相连的反应单元、第一固液分离单元、结晶单元和纳滤单元；其中，

13.根据权利要求12所述的系统，其中，

14.根据权利要求12或13所述的系统，其中，所述系统还包括：

15.权利要求1-11中任意一项所述的方法或者权利要求12-14中任意一项所述的系统在脱硫废水处理中的应用。

技术总结
本发明涉及脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水处理方法和系统，及其应用。本发明涉及的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)将脱硫废水与软化剂混合，进行软化处理，得到粗处理水；(2)所述粗处理水进行第一固液分离，得到第一液相和第一固相，调节第一液相的pH值，得到软化出水；(3)将所述软化出水、结晶剂和氧化剂混合，进行第一结晶处理，得到结晶出水和金属盐；(4)将所述结晶出水与阻垢剂混合，进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；所述纳滤浓水返回步骤(3)中，与所述软化出水混合，用于第一结晶处理。该方法具备操作工艺简单、成本低、高资源化回收利用的特点，具有重要的现实意义和市场应用价值。

技术研发人员：钟振成,王靖宇,熊日华,王海棠,佟振伟,段亚威
受保护的技术使用者：国家能源投资集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15