[發明專利]基于電驅離子膜實現脫硫廢液零排放的工藝裝置及方法

有效

• 申請號: 201611139534.8
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106746046B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 王惠豐;耿琳;史克威
• 申請（專利權）人: 沈陽艾柏瑞環境科技有限公司
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06;C02F103/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

一種基于電驅離子膜實現脫硫廢液零排放的工藝裝置及方法，屬于廢水處理領域。該裝置包括脫硫廢液澄清池、沉淀過濾設備、稀釋罐、一多價離子分離電驅離子膜設備、均相濃縮電驅離子膜設備、雙極膜電驅離子膜設備；該工藝方法包括：脫硫廢液去除固體雜質；進入稀釋罐進行稀釋；用一多價離子分離電驅離子膜設備進行離子分離，得到的氯化鈉在均相濃縮電驅離子膜設備進行濃縮；濃縮氯化鈉進入雙極膜電驅離子膜設備進行電解，得到氫氧化鈉和鹽酸。該方法基于電驅動離子膜技術進行脫硫廢液的處理，達到了零排放的效果，具有成本低、工藝流程簡單、處理物料大部分回收利用、無二次污染、能源消耗低和經濟效益好的優點。

技術領域

本發明涉及一種廢水處理領域，更具體地說是涉及一種基于電驅離子膜實現脫硫廢液零排放的工藝裝置及方法。

背景技術

脫硫廢液主要來自于鍋爐煙氣濕法脫硫(石灰法/雙堿法)過程所排放的吸收廢液，含有大量懸浮物、鹽份，微量重金屬、氟等污染物質，其典型水質如下表所示。

表1脫硫廢水典型水質

傳統的脫硫廢水零排放工藝普遍采用的是脫硫廢液直接進行處理的方法，即首先對廢水進行預軟化和過濾處理；然后將得到的軟化水先經高壓反滲透處理，淡水直接回用；最后濃水經濃縮設備(常見技術有碟管式反滲透和電驅動脫鹽)濃縮處理后進行蒸發，蒸發產生的鹽類則作為固體廢物處理。

可以看出傳統工藝路線設備復雜，而且材質要求極高。噸水設備投資約合70-120萬元，投資極高，行業阻力極大。而且軟化藥劑用量、脫鹽系統電耗、蒸發蒸汽、電耗消耗極大，噸水成本高達60-120元。傳統工藝每次只產生少量一次除鹽水，卻產出大量危險固體廢物，處置成本高昂。

綜上所述，傳統零排放工藝路線，尤其是預處理和后續蒸發部分導致投資、成本高昂，效益極差，因此很難贏得市場。所以必須對傳零排放工藝做進一步改進，以降低處理能耗和簡化運行維護操作。

傳統零排放工藝路線高耗低效的原因是單純地采用了末端治理思路，而沒有對脫硫零排放進行系統的需求分析。

通過對濕法脫硫工藝進行分析：

(1)濕法脫硫核心過程是利用氫氧化鈣將二氧化硫轉化成石膏固體沉淀，沉淀去除，脫硫料液中不存在離子累計和反應平衡抑制因素，因此可以持續進行而不需要排放廢液。

(2)由于煤炭中含有少量氯離子，燃燒過程中生成氯化氫氣體，導致煙氣中含有少量氯化氫氣體。氯化氫氣體在脫硫液吸收過程中轉化成脫硫循環液中氯離子，并因脫硫液濃縮而不斷累積。過高的氯離子濃度會造成設備腐蝕和脫硫率下降，因此為了保證氯離子濃度低于限制，必須從系統中排放一定量的廢液，這就是脫硫廢液。

(3)通過上述分析，只要能從脫硫廢液中分離脫除氯離子，保障脫硫液中氯離子濃度低于一定限制，即可實現脫硫廢液零排放，這就是脫硫廢液零排放的本質需求。

(4)傳統脫硫廢液零排放工藝路線是基于簡單的末端治理思路，針對脫硫廢液的水量和水質進行分析擬定工藝，由于脫硫廢液中含有高濃度鈣鎂例子、硫酸根、鹽度，因而采用了軟化-超濾-反滲透-蒸發工藝流程，將脫硫廢液中所有離子轉化為固體廢物，水回收利用，工藝流程復雜，需要添加大量化學藥劑，以及使用大量能源，不僅造成嚴重的二次污染，而且導致廢液處理投資及處理成本極其高昂，經濟及社會效益很差，無法適應企業及社會需求。

發明內容

為了克服現有脫硫廢液處理技術的不足，本發明提出了一種基于電驅離子膜實現脫硫廢液零排放的工藝裝置及方法，該方法基于電驅動離子膜技術進行脫硫廢液的處理，達到了零排放的效果，具有成本低、工藝流程簡單、處理物料大部分回收利用、無二次污染、能源消耗低和經濟效益好的優點。