本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

脫硫廢水的雜質(zhì)來自煙氣和脫硫用的石灰石，主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，其中很多是國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求控制的第一類污染物，由于廢水大量循環(huán)，廢水中鹽分濃縮、雜質(zhì)富集，脫硫廢水處理難度大，處理成本高，形成水污染嚴(yán)重。

煙氣脫硫工藝決定了脫硫廢水懸浮物濃度大，Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺等陽離子和SO₄^2-、CO₃^2-、SiO₃^2-、Cl^-等陰離子含量高，并且存在大量的硅膠類物質(zhì)，同時具有水質(zhì)波動范圍大等特點(diǎn)。目前對煙氣脫硫廢水主要采用膜處理，存在以下問題：(1)不同程度的膜堵塞；(2)蒸發(fā)過程中的結(jié)垢現(xiàn)象；(3)能耗較大；(4)產(chǎn)物利用價值較低。因此提供一種能解決上述問題的煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)是目前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法和系統(tǒng)，旨在提供一種產(chǎn)物利用率高且能減小過濾膜堵塞的煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法包括以下步驟：

A、通過水軟化裝置，去除脫硫廢水中重金屬離子及懸浮物；

B、將步驟A中得到的上清液通過超濾裝置；

C、將步驟B中得到的上清液通過納濾裝置，將非一價離子和一價離子分離，得到納濾清液和納濾濃液；

D、對步驟C中得到的納濾清液和納濾濃液分別通過反滲透裝置，得到第一反滲透濃液、第二反滲透濃液和凈化水；

E、吸附步驟D后得到的反滲透濃液中的硅膠類物質(zhì)；

F、通過蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、鈣鎂粗鹽和凈化水。

優(yōu)選地，所述通過兩級水軟化的步驟具體包括：

A1、一級水軟化，添加NaOH調(diào)節(jié)脫硫廢水PH，并加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，過濾得到第一上清液和第一污泥；

A2、二級水軟化，在第一上清液中加入Na₂CO₃，調(diào)節(jié)并穩(wěn)定PH，加入重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，過濾得到第二上清液和第二污泥。

優(yōu)選地，所述步驟E具體為：對步驟D中得到的第一反滲透濃液和第二反滲透濃液分別進(jìn)行活性炭吸附處理，得到第一過濾水和第二過濾水。

優(yōu)選地，所述步驟F具體為：

F1、在常壓以及溫度≥100℃的條件下利用第一蒸汽對步驟E中產(chǎn)生的第一過濾水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，產(chǎn)生第二蒸汽、高溫凝結(jié)水和鈉鉀粗鹽。

優(yōu)選地，所述步驟F具體為：

F2、利用第二蒸汽和高溫凝結(jié)水，對第二過濾水在真空以及溫度≤55℃的條件下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到第一低溫凝結(jié)水、第三蒸汽和鈣鎂粗鹽。

優(yōu)選地，所述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法還包括：

G、凈化水回收，步驟F2產(chǎn)生的第三蒸汽進(jìn)入乏汽冷凝器，采用步驟D中產(chǎn)生的凈化水冷卻，得到的不凝氣體經(jīng)真空抽氣器排空，而產(chǎn)生的第二低溫凝結(jié)水與第一低溫凝結(jié)水并入已經(jīng)得到的凈化水的凈水箱中。

本發(fā)明還供一種煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)，所述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)包括：

水軟化裝置，用于去除脫硫廢水中重金屬離子及懸浮物的；

超濾裝置，用于過濾水軟化裝置的上清液；

納濾裝置，用于過濾超濾裝置的上清液，以將非一價離子和一價離子分離，得到納濾清液和納濾濃液；

反滲透裝置，用于分別過濾所述納濾裝置的納濾清液和納濾濃液，得到第一反滲透濃液、第二反滲透濃液和凈化水；

吸附裝置，用于吸附反滲透裝置的反滲透濃液中的硅膠類物質(zhì)；

蒸發(fā)濃縮裝置，用于通過蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、鈣鎂粗鹽和凈化水；

所述水軟化裝置、超濾裝置、納濾裝置、反滲透裝置、吸附裝置和蒸發(fā)濃縮裝置之間依次連接。

優(yōu)選地，所述水軟化裝置具體包括：

第一水軟化裝置，設(shè)置有用于添加NaOH、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的入口，用于過濾得到第一上清液和第一污泥；

第二水軟化裝置，設(shè)置有用于向第一上清液添加Na₂CO₃、重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的入口，用于過濾得到第二上清液和第二污泥。

優(yōu)選地，所述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)還包括凈化裝置，所述凈化裝置包括乏汽冷凝器和凈水箱，所述乏氣冷凝器與所述凈水箱相連，所述乏氣冷凝器用于冷卻蒸發(fā)濃縮裝置中產(chǎn)生的蒸汽，所述凈水箱用于收集蒸發(fā)濃縮裝置產(chǎn)生的第一低溫凝結(jié)水和乏氣冷凝器產(chǎn)生的第二低溫凝結(jié)水。

優(yōu)選地，所述凈化裝置還包括真空抽氣器，所述真空抽氣器與所述乏氣冷凝器相連，所述真空抽氣器用于排空所述乏氣冷凝器產(chǎn)生的不凝氣體。

本發(fā)明所述的煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法包括以下步驟：A、通過水軟化裝置，去除脫硫廢水中重金屬離子及懸浮物；B、將步驟A中得到的上清液通過超濾裝置；C、將步驟B中得到的上清液通過納濾裝置，將非一價離子和一價離子分離，得到納濾清液和納濾濃液；D、對步驟C中得到的納濾清液和納濾濃液分別通過反滲透裝置，得到第一反滲透濃液、第二反滲透濃液和凈化水；E、去除步驟D后得到的第一反滲透濃液和第二反滲透濃液中的硅膠類物質(zhì)；F、通過蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、鈣鎂粗鹽和凈化水。本發(fā)明可減小煙氣脫硫廢水處理過程中過濾膜的堵塞，提高產(chǎn)物利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)示意圖。

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明，本發(fā)明實(shí)施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關(guān)系、運(yùn)動情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，在本發(fā)明中如涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”、“固定”等應(yīng)做廣義理解，例如，“固定”可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

另外，本發(fā)明各個實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

為了更好的說明本申請的技術(shù)方案，本文先對煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法進(jìn)行說明。請參照圖1，在一實(shí)施例中，本實(shí)施例中所述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法的步驟包括：

A、通過水軟化裝置，去除脫硫廢水中重金屬離子及懸浮物；

B、將步驟A中得到的上清液通過超濾裝置；

C、將步驟B中得到的上清液通過納濾裝置，將非一價離子和一價離子分離，得到納濾清液和納濾濃液；

D、對步驟C中得到的納濾清液和納濾濃液分別通過反滲透裝置，得到第一反滲透濃液、第二反滲透濃液和凈化水；

E、去除步驟D后得到的反滲透濃液中的硅膠類物質(zhì)；

F、通過蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、鈣鎂粗鹽和凈化水。

其中，所述步驟A中的通過兩級軟化的具體步驟為：

A1、一級水軟化，添加NaOH調(diào)節(jié)脫硫廢水pH，并加入聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，攪拌、靜置，過濾得到第一上清液a1和第一污泥a2；

A2、二級水軟化，在第一上清液a1中加入Na₂CO₃，調(diào)節(jié)并穩(wěn)定pH，加入重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺，過濾得到第二上清液b1和第二污泥b2。

優(yōu)選地，步驟A2中所述的重金屬捕捉劑為TMT重金屬捕捉劑。其中，所加入的調(diào)節(jié)脫硫廢水pH的NaOH還可以換為其他堿性溶液，如KOH等，但是加入的原則是不能帶入脫硫廢水中沒有的新離子?？梢岳斫獾氖?，所加入的調(diào)節(jié)并穩(wěn)定pH的Na₂CO₃也可以為其他碳酸鹽，同樣需要保證不會加入其他脫硫廢水中不含的新離子。

通過兩級水軟化，去除水中可以導(dǎo)致膜堵塞的物質(zhì)，從而降低后續(xù)步驟中的膜堵塞問題，提高過濾膜的滲透效率。

進(jìn)一步地，所述步驟B中的將步驟A中得到的第二上清液b1通過超濾裝置200主要是去除膠體、微粒、細(xì)菌、病毒等大分子物質(zhì)。具體為將步驟A2中得到的第二上清液b1通過超濾裝置200，得到超濾水。通過超濾的方法，去除掉懸浮物、膠體、微粒、細(xì)菌和病毒等大分子物質(zhì)，降低納濾膜和反滲透膜堵塞傾向。

優(yōu)選地，所述步驟C中將步驟B中得到的超濾水通過納濾裝置300，將非一價離子和一價離子分離，得到納濾清液e和納濾濃液d；其中所述的納濾濃液d為非一價離子鹽液，所述的納濾清液e為一價離子鹽液。

優(yōu)選地，所述步驟D中采用反滲透裝置400，所述反滲透裝置400對步驟C中得到的納濾清液e和納濾濃液d分別進(jìn)行過濾，得到第一反滲透濃液d1、第二反滲透濃液e1和凈化水。具體地，所述步驟D的方法具體為：對C中納濾濃液d和納濾清夜e分別進(jìn)行反滲透處理，得到反滲透凈化水w1、w2、第一反滲透濃液d1和第二反滲透濃液e1。

進(jìn)一步地，所述步驟E的方法具體為：對D中第一反滲透濃液d1和第二反滲透濃液e1進(jìn)行活性炭吸附處理，得到第一過濾水d2和第二過濾水e2。具體地，將所述第一反滲透濃液d1和第二反滲透濃液e1流入到吸附裝置500，采用吸附裝置500中的活性炭吸附掉第一反滲透濃液d1和第二反滲透濃液e1中的硅膠類物質(zhì)。

優(yōu)選地，通過所述蒸發(fā)濃縮裝置600將上述步驟中得到的濾液蒸發(fā)濃縮，其中所述通過蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、鈣鎂粗鹽和凈化水的步驟的方法為：

F1、在常壓以及溫度≥100℃的條件下利用第一蒸汽對第二過濾水e2蒸發(fā)濃縮，產(chǎn)生第二蒸汽f、高溫凝結(jié)水w3和鈉鉀粗鹽。其中，所得到的鈉鉀粗鹽包括氯化鈉和氯化鉀等。

其中，所述蒸汽采用低品位蒸汽進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。

優(yōu)選地，所述通過蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、鈣鎂粗鹽和凈化水的步驟的方法為：

F2、利用第二蒸汽f和高溫凝結(jié)水w3，對第二過濾水e2在真空以及溫度≤55℃的條件下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到第一低溫凝結(jié)水w4、第三蒸汽g和鈣鎂粗鹽。

其中，所得到的鈣鎂粗鹽包括硫酸鈣、硫酸鎂以及碳酸鈣、碳酸鎂等。

優(yōu)選地，為了對上述步驟后產(chǎn)生的凈水進(jìn)行回收，所述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法還包括：

G、凈化水回收，步驟F2產(chǎn)生的第三蒸汽g進(jìn)入乏汽冷凝器，采用反滲透凈化水w1、w2冷卻，得到的不凝氣體h經(jīng)真空抽氣器排空，而產(chǎn)生的第二低溫凝結(jié)水w5與第一低溫凝結(jié)水w4并入已經(jīng)得到的反滲透凈化水w1、w2的凈水箱中。

其中，所述凈化水回收步驟在所述凈化裝置中完成，所述凈化裝置包括乏汽冷凝器、真空抽氣器以及凈水箱，所述乏汽冷凝器的第一進(jìn)口與所述反滲透設(shè)備相連，第二進(jìn)口與所述蒸發(fā)濃縮裝置相連，所述乏汽冷凝器的第一出口與真空排氣器相連，第二個出口與所述凈水箱相連。

本發(fā)明中的煙氣脫硫廢水系統(tǒng)通過逐級去除水中可以導(dǎo)致膜堵塞的物質(zhì)，首先通過兩級軟化，去除重金屬、膠體、部分懸浮物，再經(jīng)過超濾去除懸浮物、膠體、微粒、細(xì)菌和病毒等大分子物質(zhì)，降低納濾膜和反滲透膜堵塞傾向；然后通過納濾將非一價Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、CO₃^2-、SiO₃^2-等離子與一價Na⁺、K⁺、Cl^-等離子分離，隨后分別通過反滲透產(chǎn)生凈化水和反滲透濃液，再通過活性炭過濾去除反滲透濃液中的硅膠類物質(zhì)(絮凝狀硅酸鹽)，控制后續(xù)反滲透濃液蒸發(fā)濃縮過程的結(jié)垢現(xiàn)象；最后利用低品位蒸汽對一價除硅反滲透濃液進(jìn)行常壓低溫蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、蒸發(fā)水汽和高溫凝結(jié)水；以低品位蒸汽、蒸發(fā)水汽和高溫凝結(jié)水為熱源對非一價除硅反滲透濃液進(jìn)行真空低溫蒸發(fā)濃縮，得到鈣鎂粗鹽、蒸發(fā)水汽和低溫凝結(jié)水；產(chǎn)生的蒸發(fā)水汽經(jīng)擴(kuò)容、凝結(jié)，不凝氣體經(jīng)抽氣排空，低溫凝結(jié)水和反滲透凈化水一并回收、利用。

本發(fā)明采用兩級水軟化處理(S2)、兩級膜處理(M2)以及兩級蒸發(fā)濃縮處理(E2)，得到一種采用S2M2E2的方法實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的零排放。采用本發(fā)明的煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法可以將全部廢水凈化回用，同時系統(tǒng)能耗低，可靠性高，并且廢水凈化系統(tǒng)產(chǎn)物為凈化水、鈉鉀粗鹽和鈣鎂粗鹽，其中鈉鉀粗鹽和鈣鎂粗鹽具有一定的工業(yè)價值。

其中，為了實(shí)現(xiàn)上述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理方法，本發(fā)明還提出一種煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)，參見圖2，所述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)包括：

水軟化裝置100，用于去除脫硫廢水中重金屬離子及懸浮物的；

超濾裝置200，用于過濾水軟化裝置的上清液；

納濾裝置300，用于過濾超濾裝置的上清液，以將非一價離子和一價離子分離，得到納濾清液和納濾濃液；

反滲透裝置400，用于分別過濾所述納濾裝置的納濾清液和納濾濃液，得到第一反滲透濃液、第二反滲透濃液和凈化水；

吸附裝置500，用于去除反滲透裝置的第一反滲透濃液和第二反滲透濃液中的硅膠類物質(zhì)；

蒸發(fā)濃縮裝置600，用于通過蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽、鈣鎂粗鹽和凈化水；

所述水軟化裝置100、超濾裝置200、納濾裝置300、反滲透裝置400、吸附裝置500和蒸發(fā)濃縮裝置600之間依次連接。

優(yōu)選地，所述水軟化裝置100具體包括：

第一水軟化裝置，設(shè)置有用于添加NaOH、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的入口，過濾得到第一上清液和第一污泥；

第二水軟化裝置，設(shè)置有用于向第一上清液添加Na₂CO₃、重金屬捕捉劑、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺的入口，過濾得到第二上清液和第二污泥。

優(yōu)選地，所述吸附裝置500中采用活性炭進(jìn)行吸附。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)濃縮裝置600包括：

第一蒸發(fā)濃縮裝置，用于提供常壓以及溫度≥100℃的條件以對吸附裝置產(chǎn)生的過濾水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到鈉鉀粗鹽。

需要說明的是，所述第一蒸發(fā)濃縮裝置開設(shè)有用于通入低品位蒸汽的入口。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)濃縮裝置600還包括：

第二蒸發(fā)濃縮裝置，用于提供真空以及溫度≤55℃的條件以對吸附裝置產(chǎn)生的過濾水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到鈣鎂粗鹽。

所述第一蒸發(fā)濃縮裝置與所述第二濃縮裝置連接。

進(jìn)一步地，所述煙氣脫硫廢水分級分質(zhì)處理系統(tǒng)還包括凈化裝置，所述凈化裝置包括乏汽冷凝器和凈水箱，所述乏氣冷凝器與所述凈水箱相連，所述乏氣冷凝器用于冷卻蒸發(fā)濃縮裝置中產(chǎn)生的蒸汽，所述凈水箱用于收集蒸發(fā)濃縮裝置產(chǎn)生的第一低溫凝結(jié)水和乏氣冷凝器產(chǎn)生的第二低溫凝結(jié)水。

進(jìn)一步地，所述凈化裝置還包括真空抽氣器，所述真空抽氣器與所述乏氣冷凝器相連，所述真空抽氣器用于排空所述乏氣冷凝器產(chǎn)生的不凝氣體。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。