[發(fā)明專利]一種燃煤電廠脫硫廢水均相離子交換膜電滲析減量化處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610868353.2
• 申請(qǐng)日: 2016-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN106242133B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丘國(guó)強(qiáng);紀(jì)鎂鈴;王娜娜;康俊杰;苗鵾鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門市科寧沃特水處理科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C02F9/06
• 分類號(hào): C02F9/06
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務(wù)所(普通合伙)35219
• 代理人: 林祥翔,呂元輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及到一種燃煤電廠脫硫廢水均相離子交換膜電滲析減量化處理工藝。

背景技術(shù)

我國(guó)90％以上的燃煤電廠采用石灰石-石膏法脫硫工藝，過程中會(huì)產(chǎn)生大量的脫硫廢水，需進(jìn)行處理。

脫硫廢水的常規(guī)處理工藝為“中和——沉淀——混凝”，處理后的脫硫廢水可達(dá)到國(guó)家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。但這些水體中存在大量的無機(jī)鹽，鹽含量一般為2-3.5％(質(zhì)量百分比)，環(huán)保政策要求逐步對(duì)這些高鹽廢水進(jìn)行零排放處理。

高鹽廢水零排放，主要包括濃縮減量和蒸發(fā)結(jié)晶兩個(gè)過程。濃縮減量，可用的方法有：反滲透(苦咸水反滲透、海水淡化反滲透、蝶管式反滲透)、正滲透、膜蒸餾和電滲析。

近年來，隨著均相離子交換膜制備技術(shù)的突破，均相離子交換膜電滲析技術(shù)在高鹽廢水濃縮減量上因其濃縮倍數(shù)高、減量化程度高、投資成本和運(yùn)行成本適中的優(yōu)點(diǎn)，具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

均相離子交換膜具備良好的電化學(xué)性能，即低電阻和高滲透選擇性。低電阻能夠降低運(yùn)行過程的電壓，從而使電滲析過程的運(yùn)行能耗較低；滲透選擇性高使得均相離子交換膜對(duì)反離子(與膜固定荷電基團(tuán)電性相反的離子)具有高滲透性，但基本不透過同離子(與膜固定荷電基團(tuán)電性相同的離子)，從而使電滲析過程的運(yùn)行效率較高。均相離子交換膜還具備合適的機(jī)械穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。如：能夠承受在被安裝到電滲析設(shè)備過程中的操作應(yīng)力以及在電滲析過程中膜兩側(cè)的水力學(xué)壓力差，能夠在溶液pH值介于2到12之間時(shí)保持長(zhǎng)期穩(wěn)定，能夠在溫度不高于45℃時(shí)能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定。

近年來，有關(guān)電滲析技術(shù)在燃煤電廠脫硫廢水處理中應(yīng)用的專利也有報(bào)道，如：《一種采用電滲析技術(shù)進(jìn)行電廠脫硫廢水零排放處理的方法》(CN201410590054)，采用多級(jí)逆流倒極電滲析方法對(duì)納濾產(chǎn)水進(jìn)行脫鹽和濃縮；《一種電廠煙氣脫硫廢水處理工藝》(CN201410734641)，將澄清濾液用帶pH值調(diào)節(jié)功能的電滲析膜組器進(jìn)行濃縮：《一種脫硫廢水零排放工藝》(CN201510526476)，對(duì)脫硫廢水用電滲析系統(tǒng)進(jìn)行濃縮處理。這些工藝，均未涉及均相離子交換膜的應(yīng)用，未涉及濃縮減量過程的具體工藝及其控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出的一種燃煤電廠脫硫廢水均相離子交換膜電滲析減量化處理工藝，如圖1所示，包括以下步驟：(1)將常規(guī)處理后的脫硫廢水，通過管式微濾裝置過濾，去除懸浮物等雜質(zhì)，得到澄清脫硫廢水，澄清脫硫廢水流入第一調(diào)節(jié)罐中。(2)將步驟(1)獲得的澄清脫硫廢水通過反滲透裝置進(jìn)行預(yù)濃縮，得到鹽濃度2.8-3.3％(質(zhì)量百分比)的預(yù)濃縮后的脫硫廢水和反滲透淡水，預(yù)濃縮后的脫硫廢水流入第二調(diào)節(jié)罐中。(3)將步驟(2)獲得的反滲透淡水返回脫硫塔，用于煙氣脫硫。(4)將步驟(2)的第二調(diào)節(jié)罐中注滿液體，則第二調(diào)節(jié)罐向第一濃水罐注入液體，當(dāng)?shù)谝粷馑拗凶M液體，啟動(dòng)第一級(jí)電滲析裝置進(jìn)行初步濃縮，當(dāng)?shù)谝粷馑拗械柠}濃度達(dá)到9.5-10％時(shí)，關(guān)閉第一級(jí)電滲析裝置，得到鹽濃度9.5-10％的初步濃縮后的脫硫廢水和第一級(jí)電滲析淡水。(5)將步驟(4)獲得的第一級(jí)電滲析淡水返回第一調(diào)節(jié)罐。(6)將步驟(4)獲得的初步濃縮后的脫硫廢水從第一濃水罐抽入第三調(diào)節(jié)罐，當(dāng)?shù)谌{(diào)節(jié)罐中注滿液體，則第三調(diào)節(jié)罐向第二濃水罐注入液體，當(dāng)?shù)诙馑拗凶M液體，啟動(dòng)第二級(jí)電滲析裝置進(jìn)行深度濃縮，當(dāng)?shù)诙馑拗械柠}濃度≥15％時(shí)，關(guān)閉第二級(jí)電滲析裝置，得到鹽濃度≥15％的深度濃縮后的脫硫廢水，深度濃縮后的脫硫廢水外排，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的減量化處理。

進(jìn)一步的，步驟(6)中，所述步驟(6)中，第二級(jí)電滲析裝置產(chǎn)水還包括第二級(jí)電滲析淡水，該第二級(jí)電滲析淡水返回第三調(diào)節(jié)罐。

進(jìn)一步的，所述管式微濾裝置過濾，過濾精度為5μm。

進(jìn)一步的，所述反滲透裝置，采用低壓抗污染苦咸水反滲透膜元件，進(jìn)水流道寬度30-40mil，膜通量18-40L/(m²·h)，脫鹽率99-99.5％。反滲透濃水鹽濃度2.8-3.3％(質(zhì)量百分比)，實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的預(yù)濃縮；反滲透淡水鹽濃度≤0.05％(質(zhì)量百分比)，返回脫硫塔，用于煙氣脫硫。

所述第一級(jí)電滲析裝置和第二級(jí)電滲析裝置采用均相離子交換膜，膜的面電阻2-3Ω·cm²，膜的離子選擇透過性為90-95％。第一級(jí)電滲析裝置和第二級(jí)電滲析裝置的電流效率為75-85％，脫鹽率70-90％，均采用自動(dòng)頻繁倒極方式，倒極頻率為次/30min。第一級(jí)電滲析裝置和第二級(jí)電滲析裝置共用極水罐，極水罐連接了鹽酸罐進(jìn)行自動(dòng)加酸，極水的pH值為3.5-4，以防止極室產(chǎn)生結(jié)垢。