CN115477434A - 一种工业废水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工业废水处理方法，所述工业废水处理方法包括以下步骤：S101:将工业废水进行纳滤处理，得到纳滤浓水和纳滤产水；S201:将所述纳滤浓水回用至湿法脱硫***，得到脱硫浓水；S202:将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水；S301:将所述脱硫浓水进行蒸发处理；S302:将所述反渗透产水引回，并与工业废水混合；S303:将所述反渗透浓水进行结晶处理，得到氯化钠的结晶盐。本发明提供的工业废水处理方法，实现了工业废水和脱硫废水的协同处理，降低了脱硫装置的补充水用量和污水排放量；该方法在实施时无需额外投放除硬药剂，避免了危险废弃物的产生，同时进一步的降低了成本。

Description

一种工业废水处理方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种工业废水处理方法。
背景技术：
电厂脱硫***运行控制的指标为水中氯离子，标准中为20000mg/L，浓度高时排放脱硫废水。《火力发电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫***设计规程DL/T 5196-2016》对补充进入脱硫***的工艺水水质中氯离子的限制比较严格：不得超过600mg/L，不宜超过300mg/L。这就导致存在一方面电厂脱硫废水***产生的废水成分复杂、浊度高、盐分高、重金属含量高、腐蚀性强及易结垢等特点，且需要不断的补充优质水质。另一方面厂内的高盐废水循环排污水、反渗透浓水、酸碱再生废水等不满足脱硫废水***用水水质要求，而无处可去的矛盾困境。
电厂脱硫废水的零排放工艺一般采用预处理+膜减量+蒸发结晶制盐工艺，或者旁路烟道低温烟气浓缩+高温烟气干燥，或者直接采用高温烟气干燥，但无论是选择哪种方案，都存在缺陷。对于第一种方案，预处理药剂费用高，投加药剂后形成大量的沉淀物，属于危废，蒸发结晶的运行费用高。而对于第二种方案，干燥烟气能耗高，低温烟气会影响电厂水平衡，难以实现零排放，脱硫废水水量大则直接影响高温烟气量，进一步推高煤耗。最终废水中的盐分都会进入粉煤灰从而对粉煤灰的品质产生影响。在我国很多地区，粉煤灰被掺入水泥中用作建筑材料，脱硫废水中的盐分也随之进入水泥中，这会导致水泥中氯离子浓度升高。建材行业对于水泥中氯离子浓度的严格要求，依据GB175-2007《通用硅酸盐水泥标准》的规定，普通硅酸盐水泥中氯离子浓度不得超过0.06％。
因鉴于此，特提出此发明。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种工业废水处理方法，以实现工业废水和湿法脱硫的脱硫废水的协同处理及零排放。
本发明为了实现上述目的，采用的技术方案如下：
一种工业废水处理方法，所述工业废水处理方法包括以下步骤：
S101:将工业废水进行纳滤处理，得到纳滤浓水和纳滤产水；
S201:将所述纳滤浓水回用至湿法脱硫***，得到脱硫浓水；
S202:将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水；
S301:将所述脱硫浓水进行蒸发处理；
S302:将所述反渗透产水引回，并与工业废水混合；
S303:将所述反渗透浓水进行结晶处理，得到氯化钠的结晶盐。
优选或可选的，步骤S101中，在纳滤处理前，还包括对工业废水进行超滤处理的步骤。
优选或可选的，步骤S101中，纳滤处理使用的纳滤膜为MgSO4脱除率不小于98％的纳滤膜。
优选或可选的，步骤S202中，所述反渗透处理使用的反渗透膜的脱盐率不小于99％。
优选或可选的，所述反渗透膜的脱盐率不小于99.5％。
优选或可选的，步骤S301中，所述蒸发处理在旁路烟气蒸发装置中进行。
优选或可选的，步骤S303中，所述结晶处理的方式为蒸发结晶。
有益效果
本发明提供的工业废水处理方法，实现了工业废水和脱硫废水的协同处理，将工业废水处理后补充进入脱硫装置，降低了脱硫装置的补充水用量和污水排放量；整个***在工作时无需额外投放除硬药剂，避免了危险废弃物的产生，同时进一步的降低了成本；本***还通过纳滤及反渗透循环结合结晶装置提取氯化钠，降低了进入脱硫装置的纳滤浓水中的氯离子的含量，从而进一步的降低了粉煤灰产品中的含盐量，更有利于粉煤灰的再利用。
附图说明
图1为本发明实施例1中提供的工业废水处理方法的流程图；
图2为本发明实施例2中所述工业废水处理方法各环节水量示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的原料、元件、方法、手段等未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
本发明实施例提供了一种工业废水处理方法，该方法的流程图如图1所示。
由图1可知，该工业废水处理方法按下述步骤进行：
S101，将工业废水进行纳滤处理，得到纳滤浓水和纳滤产水。
其中本步骤中使用的纳滤膜规格为MgSO4脱除率不小于98％的纳滤膜。
根据实际需要，在进行纳滤之前，出于除去工业废水中悬浮物的目的，还可以在纳滤处理前先对工业废水进行超滤处理。
S201，将所述纳滤浓水回用至湿法脱硫***，得到脱硫浓水。
本步骤纳滤浓水回用至脱硫***，减少了脱硫***的补充水，并可有效的降低脱硫废水中的硫酸根离子的含量，从而降低后续处理过程中的结晶盐副产物的产生。
S301，将所述脱硫浓水进行蒸发处理。
本步骤的蒸发处理选择在旁路烟道蒸发装置中进行，蒸发完成后，脱硫浓水中的固体杂质和煤灰一起被除尘器收集后外排，即为粉煤灰产品。由于前述工艺的处理，粉煤灰中无结晶盐副产物的产生，因此，该粉煤灰产品的品质较高，可直接掺入水泥中作为建筑材料使用。
S202，将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水。
本步骤中使用的反渗透膜的规格为脱盐率不小于99.0％的反渗透膜，优选为脱盐率在99.5％以上的反渗透膜。
S302，将所述反渗透产水引回，并与工业废水混合。
因反渗透产水中各离子的浓度较低，因此，选择将反渗透产水引回至工业废水并与工业废水混合，以对工业废水进行稀释，并实现了自循环，该自循环可避免工业废水浓度发生浓缩，保证了纳滤装置不发生结垢。
S303，将所述反渗透浓水进行结晶处理，得到氯化钠的结晶盐。
因反渗透浓水中含有较高浓度的氯离子和钠离子，因此，选择以结晶的方式以反渗透浓水为原料生产氯化钠。
作为一种优选的方案，选择以蒸发结晶的方式生产氯化钠，蒸发结晶过程中产生的蒸发水可以随反渗透产水一并引回工业废水中。
实施例2
本实施例结合实施例1中提供的方法和实际案例来对本发明的技术方案进行进一步的说明。
所述工业废水取自某2X350MW电厂，该电厂的工业废水产量为120m3/h，脱硫装置的工艺补充水量为110-120m3/h，其工业废水水质如表1所示。
项目 单位 工业废水
K<sup>+</sup> mg/L 90.7
Na<sup>+</sup> mg/L 824
Ca<sup>2+</sup> mg/L 711
Mg<sup>2+</sup> mg/L 160
Cl<sup>-</sup> mg/L 1437
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> mg/L 1002
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> mg/L 1567
TDS mg/L 5800
表1工业废水水质情况表
由表1看出，该工业废水中氯离子浓度超过了规定要求的600mg/L，无法直接通入脱硫装置内作为补充水。
因此，采用纳滤装置对工业废水进行处理，本实施例中所用纳滤装置的纳滤膜采用的是杜邦公司生产的XC-N型耐污染低压螺旋型NF膜元件，膜通量为17.9LMH。
具体的，本实施例中纳滤装置包括660支膜元件，总膜面积为22374㎡，理论处理水量为516m3/h,可以满足120m3/h的设计需求。
而经纳滤处理后，纳滤产水和纳滤浓水的水质如表2所示。
Figure BDA0003892776010000041
Figure BDA0003892776010000051
表2纳滤产水和浓水水质情况表
由表2看出，在经纳滤处理后，纳滤浓水中的氯离子即可满足规定的要求，可直接引入至脱硫装置内作为补水使用，降低了脱硫装置所需的淡水补水量。
由表2可知，纳滤浓水中主要为硫酸盐，因此在脱硫装置的弱酸环境下，硫酸盐与碳酸钙反应得到硫酸钙沉淀：SO4 2-+CaCO3(s)+H2O(l)+2H+→CaSO4·2H2O(s)+CO2(g)。
而由于通入脱硫装置的纳滤浓水的氯离子浓度在规定范围内，因此，在以脱硫装置污水的氯离子浓度为20000mg/L为限时，污水可以得到进一步的浓缩，从而实现减排的效果。
本实施例中使用的脱硫装置为常规的厂区湿法脱硫***。
脱硫浓水从脱硫装置出水口排出后，通入至旁路烟道蒸发装置内进行蒸发，废水中的固体杂质和煤灰一起被除尘器收集后，随煤灰一起外排，在该过程中，因已通过纳滤处理和脱硫处理除去大部分的离子，因此无结晶盐副产物的产生，保证了作为产品的粉煤灰的品质，使其可以直接掺入水泥中作为建筑材料使用。
所述旁路烟道蒸发装置，采用“低温烟气+热二次风耦合蒸发”的旁路烟道喷雾蒸发工艺，即通过旁路烟道蒸发替代膜浓缩处理实现废水的浓缩减量，残余浓缩液利用温度更高的热二次风实现最后干燥。
本实施例中的路烟道蒸发装置包括烟气***、浓缩塔***、浓缩废水调质***、浓缩浆液干燥***。
烟气经过增压风机后进入吸收塔，降温喷淋至50℃左右后，返回脱硫塔前烟道，与原烟气一并进入吸收塔。
每台机组单独设置浓缩塔***。烟气从浓缩塔中下部进入与上部喷淋的废水逆流接触，在塔内进行蒸发，实现废水的浓缩，废水中的氯离子、硫酸根离子、镁离子不断富集。经浓缩塔洗涤后的低温饱和烟气，通过除雾器除去雾滴后由浓缩塔上侧引出，然后返回脱硫塔前烟道。
浓缩废水调质***，主要目的是实现浓缩废水成分稳定，为后续工艺流程创造条件。每套***主要包括加药、澄清和压滤，在浓缩区设置一座澄清池，其底流通过泵送至现有废水车间澄清池，最终通过现有压滤机实现固体排出。
浆液干燥***主要包括一台热风风机、一台冷风风机、一台惰性载体干燥床。取300℃左右的热二次风作为干燥介质，通过热风风机增压后进入惰性载体干燥床，通过冷风风机调节出口风温，两台风机均为变频设计，可灵活调节，满足现场运行需求。
由表2可知，纳滤产水含有较高浓度的氯离子和钠离子，因此，将纳滤产水通入至反渗透装置内进行反渗透处理。经反渗透处理后，反渗透浓水为高浓度氯化钠溶液，因此，排入至结晶装置内可进一步的结晶生产氯化钠。
可选的，还可以对反渗透浓水进一步的进行海水反渗透或超高压反渗透浓缩，以进一步的提高氯离子和钠离子的浓度。
反渗透产水则引回并与工业废水混合，以实现自循环，可选的，也可以将结晶过程中的产水同样引回并工业废水混合，通过上述的自循环，保证了纳滤装置在运行期间，工业废水浓度不发生浓缩。
具体的，本实施例中，采用的是两级的反渗透装置，以最大程度的缩减进入蒸发结晶装置水量，减少蒸发结晶装置规模，节约投资成本。第一级的反渗透膜采用的是杜邦公司生产的BW30FR-400/34型耐污染低压螺旋型RO膜元件，膜通量为17.9LMH，总膜面积为20088㎡；第二级反渗透膜采用的是杜邦公司生产的SW30HRLE-400型高脱盐率、低能耗海水淡化RO膜原件，膜通量为13.5LMH，总膜面积为1776㎡。
经反渗透装置处理后，反渗透产水和反渗透浓水的水质如表3所示。
项目 单位 反渗透产水 反渗透浓水
pH — 6.5 7.9
K<sup>+</sup> mg/L 2.42 477.4
Na<sup>+</sup> mg/L 11.15 4314
Ca<sup>2+</sup> mg/L 0.15 1082
Mg<sup>2+</sup> mg/L 0.00 43.68
Cl<sup>-</sup> mg/L 5.24 6184
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> mg/L 0.01 24.87
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> mg/L 24.85 4753
TDS mg/L 43.83 22848
表3反渗透产水和浓水水质情况表
由表3可以看出，经反渗透处理后，反渗透产水中的各离子含量均较低，因此可直接引回用于稀释工业废水，以实现自循环。而氯离子和钠离子则在反渗透浓水中进一步的富集，便于经结晶生产氯化钠。
而对于结晶装置，本实施例中使用的是处理量为16m3/h的MVR蒸发器。
需要注意的是，由表3可以看出，反渗透浓水中仍还有浓度较高的HCO3 -，因此，根据需要，还可以在结晶处理前增设一除碳器，以去除反渗透浓水中的HCO3 -。
但是应当注意的是，除碳器为可选添加设备，可根据实际水质中的HCO3 -进行设置，而非必备设备。(考虑最差水质情况和最少药剂消耗，以上水质模拟是按照无除碳器设备模拟)
具体的，在反渗透浓水在进入除碳器前需投加酸，除碳器的淋水密度为60m3/h·㎡，填料采用Φ50塑料多面空心球，水自设备上部引入，经喷淋装置，流过填料层表面，空气自下部风口进入逆向穿过填料层。水中的游离二氧化碳迅速解析进入空气中，自顶部排出。
处理后的水中残留的二氧化碳不超过5mg/L。
如图2所示，图中给出了一种本***各环节的水量示意图。其中。实际的工业废水水量为Q，而进入自循环的反渗透产水以及结晶过程产水的总量为3.3Q。
但是应当注意的是，本实施例中，各环节水量仅为示意值，在实际项目涉及过程中，可根据实际的工业废水中结垢性离子和所需氯化钠的产量进行综合设计。
采用本发明提供的工业废水处理方法对工业废水进行处理和常规使用的双碱法进行对比，无需投加除硬药剂，如石灰、碳酸钠、絮凝剂、PAM、盐酸等，降低了废水的处理成本，同时也避免了作为危险废弃物的药剂沉淀的产生；同时，本发明提供的工业废水处理方法的结晶盐产物为高纯度的氯化钠结晶盐，而双碱法的结晶盐产物则为混盐或氯化钠和硫酸钠结晶盐的混合物，其中，混盐属于危险废弃物，而氯化钠与硫酸钠混合物的利用价值较低。
本发明提供的工业废水处理方法，实现了工业废水和脱硫废水的协同处理，将工业废水处理后补充进入脱硫装置，降低了脱硫装置的补充水用量和污水排放量；该方法在工作时无需额外投放除硬药剂，避免了危险废弃物的产生，同时进一步的降低了成本；该方法还通过纳滤及反渗透循环结合结晶工艺提取氯化钠，降低了进入脱硫装置的纳滤浓水中的氯离子的含量，从而进一步的降低了粉煤灰产品中的含盐量，更有利于粉煤灰的再利用。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种工业废水处理方法，其特征在于，所述工业废水处理方法包括以下步骤：
S101:将工业废水进行纳滤处理，得到纳滤浓水和纳滤产水；
S201:将所述纳滤浓水回用至湿法脱硫***，得到脱硫浓水；
S202:将所述纳滤产水进行反渗透处理，得到反渗透浓水和反渗透产水；
S301:将所述脱硫浓水进行蒸发处理；
S302:将所述反渗透产水引回，并与工业废水混合；
S303:将所述反渗透浓水进行结晶处理，得到氯化钠的结晶盐。
2.根据权利要求1所述的工业废水处理方法，其特征在于，步骤S101中，在纳滤处理前，还包括对工业废水进行超滤处理的步骤。
3.根据权利要求1所述的工业废水处理方法，其特征在于，步骤S101中，纳滤处理使用的纳滤膜为MgSO4脱除率不小于98％的纳滤膜。
4.根据权利要求1所述的工业废水处理方法，其特征在于，步骤S202中，所述反渗透处理使用的反渗透膜的脱盐率不小于99％。
5.根据权利要求4所述的工业废水处理方法，其特征在于，所述反渗透膜的脱盐率不小于99.5％。
6.根据权利要求1所述的工业废水处理方法，其特征在于，步骤S301中，所述蒸发处理在旁路烟气蒸发装置中进行。
7.根据权利要求1所述的工业废水处理方法，其特征在于，步骤S303中，所述结晶处理的方式为蒸发结晶。
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