[發明專利]一種誘導結晶分步軟化方法及系統

有效

• 申請號: 202110051242.3
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112875923B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 王江湖;陸夢楠;劉偉雄;朱振武;王洪光;陳淑云;范增偉;陳小峰;龐東光;呂琳;王一男;趙焰;郭旭濤;張玉魁;李澤;徐志清
• 申請（專利權）人: 國電建投內蒙古能源有限公司;北京朗新明環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C01F5/14;C01F11/18;C02F5/02;C02F1/66;C02F1/52;C02F103/18
• 代理公司: 北京巨弘知識產權代理事務所(普通合伙) 11673
• 代理人: 王輝

本發明提供一種誘導結晶分步軟化方法及系統，包括依次連接的調節池(1)、一級造粒系統(2)、換熱系統(3)、二級造粒系統(4)、保安過濾裝置(5)和廢水減量濃縮系統(6)，所述一級造粒系統(2)和所述二級造粒系統(4)均是循環流化床裝置。本發明通過兩級串聯的誘導結晶造粒系統對高鎂脫硫廢水進行分步軟化，首先回收CaCO₃晶體，之后利用廠內煙氣或廢蒸汽加熱高鎂脫硫廢水，進一步軟化獲得具有較高商品價值的Mg(OH)₂晶體。本方法及系統既可軟化高鎂脫硫廢水，又可獲得CaCO₃晶體和Mg(OH)₂晶體，且軟化過程中無需投加雙堿，節省處理費用，不產生高含水污泥，軟化后的水使用保安過濾器即可，無需使用高密池或管式膜過濾系統，經濟效果顯著。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種誘導結晶分步軟化方法及系統。

背景技術

近年來，火電廠作為耗水大戶，在水資源約束與排放限制方面的壓力陡然上升。我國能源結構中，煤炭將長期是我國的主要能源，燃煤發電站電力供應格局中占主導地位的狀況在短期不會改變。然而，在北方地區某些電廠，例如內蒙古東勝電廠、滎陽電廠、山東鄒平電廠蘭州電廠等，由于所用煤種及脫硫石灰石的原因，導致脫硫廢水中Mg²⁺的濃度高達5000-10000mg/L，若用膜法分鹽技術處理該類型的廢水，存在軟化鎂離子加藥量大、成本高、生成沉淀量大的問題，成為制約該類型廢水零排放的技術瓶頸。

早在1972年荷蘭，化學誘導結晶法被水廠首次應用處理高硬度水質的軟化工藝中，然后此法不斷嘗試并且投入使用于各種水體和廢水中的磷、氟和重金屬的去除，目前在國外關于化學誘導結晶軟化法已經有了諸多研究。我國目前應用該法去除水體中硬度還處于起步階段，應用于工程還較少，且主要誘導結晶CaCO₃晶體。由于工業中常用強堿快速調節廢水酸堿度，pH值的快速升高將使鎂離子快速形成膠狀絮凝體，難以形成規則晶體，因此，目前對鎂離子的誘導結晶方式鮮有應用。化學誘導結晶循環造粒與沉淀軟化相比在廢產品、水質變化適應性、運行管理、去除效率和費用上具有突出的優點。但Mg²⁺濃度較高的脫硫廢水誘導結晶CaCO₃晶體時，容易產生Mg²⁺共沉淀，使CaCO₃晶體的硬度降低，顆粒易碎，產生的含鎂懸浮物造成出水固體懸浮物濃度較高，造成后續膜系統的堵塞，因此常需要在之后增加管式膜群，過濾含鎂懸浮物。同時，CaCO₃晶體一般導入脫硫塔中摻燒，無法產生經濟價值。

發明內容

本發明是通過兩級串聯的誘導結晶造粒系統對高鎂脫硫廢水進行分步軟化，首先回收CaCO₃晶體，之后利用廠內煙氣或廢蒸汽加熱高鎂脫硫廢水，進一步軟化獲得具有較高商品價值的Mg(OH)₂晶體，并且軟化過程中無需投加雙堿，節省處理費用，不產生高含水污泥，軟化后的水使用保安過濾器即可，無需使用高密池或管式膜過濾系統，經濟效果顯著。

本發明提供一種誘導結晶分步軟化方法，包括以下步驟：

S1.廢水進入調節池；

S2.廢水進入一級造粒系統；向一級造粒系統填充第一晶種材料后向上泵送水使顆粒床保持流化狀態，調節一級造粒系統的pH至8～9.5之間利用誘導結晶方法使廢水中的HCO₃^-和CO₃^2-離子結晶得到CaCO₃結晶和廢水A；

S3.廢水A流入換熱系統加熱；

S4.加熱后的廢水A流入二級造粒系統，向二級造粒系統填充第二晶種材料，然后向上泵送水，使顆粒床保持流化狀態，調節二級造粒系統的pH，利用誘導結晶方法得到Mg(OH)₂結晶和廢水B；

S5.廢水B進入保安過濾裝置過濾得到廢水C；