公布日：2022.10.11
申請日：2022.05.26
分類(lèi)號：C02F9/10(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/00(2006.01)N;C02F1/06(2006.01)N;C02F1/38(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;
C02F103/18(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鎂法脫硫廢水的零排放系統及其處理方法，包括反應箱、超濾膜、納濾膜、MVR蒸發(fā)結晶裝置、加熱器、閃蒸罐以及冷凍結晶器，反應箱的入口通入鎂法脫硫廢水、碳酸鈉以及臭氧，反應箱底部設置有排泥口，反應箱的出口與超濾膜的入口連通，超濾膜的出口與納濾膜的入口連通，納濾膜的第一出口與MVR蒸發(fā)結晶裝置連通，納濾膜的第二出口與加熱器的入口連通，加熱器的出口與閃蒸罐的入口連通，閃蒸罐的出口與冷凍結晶器的入口連通，加熱器、閃蒸罐均設置有若干組。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用多種工藝結合方式實(shí)現處理過(guò)程中廢棄物的零排放。
權利要求書(shū)
1.一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于，包括反應箱、超濾膜、納濾膜、MVR蒸發(fā)結晶裝置、加熱器、閃蒸罐以及冷凍結晶器，所述反應箱的入口通入鎂法脫硫廢水、碳酸鈉以及臭氧，所述反應箱底部設置有排泥口，所述反應箱的出口與超濾膜的入口連通，所述超濾膜的出口與納濾膜的入口連通，所述納濾膜的第一出口與MVR蒸發(fā)結晶裝置連通，所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口連通，所述加熱器的出口與閃蒸罐的入口連通，所述閃蒸罐的出口與冷凍結晶器的入口連通，所述加熱器、閃蒸罐均設置有若干組。
2.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述反應箱與冷凍結晶器內均安裝有攪拌器。
3.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述超濾膜共設置有至少三組，所述超濾膜為并聯(lián)設置，所述納濾膜共設置有至少三組，所述納濾膜為并聯(lián)設置。
4.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述MVR蒸發(fā)結晶裝置包括蒸汽換熱器、蒸汽壓縮機、分離器以及第一離心機，所述納濾膜的第一出口與蒸汽換熱器的內管連通，所述蒸汽換熱器的內管與分離機連通，所述蒸汽換熱器的管外殼程內部與蒸汽壓縮機的一端連通，所述蒸汽壓縮機的另一端與分離機連通，所述分離機底部與第一離心機連通。
5.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口之間還設置有混合調節箱，所述混合調節箱還通入硫酸鈣晶體。
6.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述加熱器包括一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器，所述一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器為首尾依次串聯(lián)設置，所述三級加熱器內通入生蒸汽。
7.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述閃蒸罐包括一級閃蒸罐與二級閃蒸罐，所述一級閃蒸罐與二級閃蒸罐內的蒸汽分別與一級加熱器、二級加熱器連通，所述二級閃蒸罐的入口與三級加熱器的出口連通，所述二級閃蒸罐的出口與一級閃蒸罐的入口連通。
8.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述一級閃蒸罐與冷凍結晶器之間還設置有過(guò)濾器，所述過(guò)濾器分別與混合調節箱、冷凍結晶器連通。
9.根據權利要求1所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于：所述冷凍結晶器設置有冷凍回水與冷凍進(jìn)水，所述冷凍結晶器還連通有第二離心機。
10.根據權利要求1至9所述的一種鎂法脫硫廢水的零排放處理方法，包括如下步驟：（1）先將鎂法脫硫廢水與碳酸鈉藥劑加入至反應箱內，再通入臭氧，通過(guò)攪拌沉淀后形成固液分離，同時(shí)控制PH值為6-8，產(chǎn)生的沉淀物回收至前端脫硫塔使用，上清液則進(jìn)入超濾膜進(jìn)行處理；（2）上清液分別依次進(jìn)入超濾膜與納濾膜內分別進(jìn)行處理，超濾膜將進(jìn)入的廢水進(jìn)行大分子量與小分子量的分離，后續通過(guò)納濾膜實(shí)現一價(jià)離子的氯化鈉鹽水與二價(jià)離子的硫酸鎂鹽水的分離，氯化鈉鹽水進(jìn)入MVR蒸發(fā)結晶裝置內實(shí)現氯化鈉鹽的分離回收，回收產(chǎn)生的冷凝水，回收氯化鈉鹽后的母液回進(jìn)入蒸汽換熱器后通過(guò)分離器繼續蒸發(fā)，硫酸鎂鹽水則進(jìn)入混合調節箱內處理；（3）硫酸鎂鹽水進(jìn)入混合調節箱內與硫酸鈣晶種混合，從而形成鈣離子始終處于過(guò)飽和狀態(tài)的物料；（4）將物料依次通過(guò)一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器進(jìn)行加熱，加熱完成后的物料則再后續通過(guò)二級閃蒸罐與一級閃蒸罐實(shí)現廢水濃縮，后續再進(jìn)入過(guò)濾器內，從而將物料內的過(guò)飽和的硫酸鈣與飽和硫酸鎂鹽水進(jìn)行分離，分離后的硫酸鈣固體則繼續回混合調節箱內，飽和硫酸鎂鹽水繼續進(jìn)入冷凍結晶器內；（5）飽和硫酸鎂鹽水繼續進(jìn)入冷凍結晶器內，冷凍結晶器采用夾套釜，外夾套通5-8℃的冷凍水，結晶釜采用立式攪拌，濃縮液在釜內溫度下降后形成七水硫酸鎂結晶物，結晶產(chǎn)物利用離心機實(shí)現固液分離，分離后的母液繼續回多級閃蒸系統中進(jìn)行蒸發(fā)處理。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種鎂法脫硫廢水的零排放系統及其處理方法，處理效率更高且實(shí)現整體的廢棄物零排放。
本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現的：一種鎂法脫硫廢水的零排放系統，其特征在于，包括反應箱、超濾膜、納濾膜、MVR蒸發(fā)結晶裝置、加熱器、閃蒸罐以及冷凍結晶器，所述反應箱的入口通入鎂法脫硫廢水、碳酸鈉以及臭氧，所述反應箱底部設置有排泥口，所述反應箱的出口與超濾膜的入口連通，所述超濾膜的出口與納濾膜的入口連通，所述納濾膜的第一出口與MVR蒸發(fā)結晶裝置連通，所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口連通，所述加熱器的出口與閃蒸罐的入口連通，所述閃蒸罐的出口與冷凍結晶器的入口連通，所述加熱器、閃蒸罐均設置有若干組。
優(yōu)選的，所述反應箱與冷凍結晶器內均安裝有攪拌器。
優(yōu)選的，所述超濾膜共設置有至少三組，所述超濾膜為并聯(lián)設置，所述納濾膜共設置有至少三組，所述納濾膜為并聯(lián)設置。
優(yōu)選的，所述MVR蒸發(fā)結晶裝置包括蒸汽換熱器、蒸汽壓縮機、分離器以及第一離心機，所述納濾膜的第一出口與蒸汽換熱器的內管連通，所述蒸汽換熱器的內管與分離機連通，所述蒸汽換熱器的管外殼程內部與蒸汽壓縮機的一端連通，所述蒸汽壓縮機的另一端與分離機連通，所述分離機底部與第一離心機連通。
優(yōu)選的，所述納濾膜的第二出口與加熱器的入口之間還設置有混合調節箱，所述混合調節箱還通入硫酸鈣晶體。
優(yōu)選的，所述加熱器包括一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器，所述一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器為首尾依次串聯(lián)設置，所述三級加熱器內通入生蒸汽。
優(yōu)選的，所述閃蒸罐包括一級閃蒸罐與二級閃蒸罐，所述一級閃蒸罐與二級閃蒸罐內的蒸汽分別與一級加熱器、二級加熱器連通，所述二級閃蒸罐的入口與三級加熱器的出口連通，所述二級閃蒸罐的出口與一級閃蒸罐的入口連通。
優(yōu)選的，所述一級閃蒸罐與冷凍結晶器之間還設置有過(guò)濾器，所述過(guò)濾器分別與混合調節箱、冷凍結晶器連通。
優(yōu)選的，所述冷凍結晶器設置有冷凍回水與冷凍進(jìn)水，所述冷凍結晶器還連通有第二離心機。
一種鎂法脫硫廢水的零排放處理方法：包括如下步驟：（1）先將鎂法脫硫廢水與碳酸鈉藥劑加入至反應箱內，再通入臭氧，通過(guò)攪拌沉淀后形成固液分離，同時(shí)控制PH值為6-8，產(chǎn)生的沉淀物回收至前端脫硫塔使用，上清液則進(jìn)入超濾膜進(jìn)行處理；（2）上清液分別依次進(jìn)入超濾膜與納濾膜內分別進(jìn)行處理，超濾膜將進(jìn)入的廢水進(jìn)行大分子量與小分子量的分離，后續通過(guò)納濾膜實(shí)現一價(jià)離子的氯化鈉鹽水與二價(jià)離子的硫酸鎂鹽水的分離，氯化鈉鹽水進(jìn)入MVR蒸發(fā)結晶裝置內實(shí)現氯化鈉鹽的分離回收，回收產(chǎn)生的冷凝水，回收氯化鈉鹽后的母液回進(jìn)入蒸汽換熱器后通過(guò)分離器繼續蒸發(fā)，硫酸鎂鹽水則進(jìn)入混合調節箱內處理；（3）硫酸鎂鹽水進(jìn)入混合調節箱內與硫酸鈣晶種混合，從而形成鈣離子始終處于過(guò)飽和狀態(tài)的物料；（4）將物料依次通過(guò)一級加熱器、二級加熱器以及三級加熱器進(jìn)行加熱，加熱完成后的物料則再后續通過(guò)二級閃蒸罐與一級閃蒸罐實(shí)現廢水濃縮，后續再進(jìn)入過(guò)濾器內，從而將物料內的過(guò)飽和的硫酸鈣與飽和硫酸鎂鹽水進(jìn)行分離，分離后的硫酸鈣固體則繼續回混合調節箱內，飽和硫酸鎂鹽水繼續進(jìn)入冷凍結晶器內；（5）飽和硫酸鎂鹽水繼續進(jìn)入冷凍結晶器內，冷凍結晶器采用夾套釜，外夾套通5-8℃的冷凍水，結晶釜采用立式攪拌，濃縮液在釜內溫度下降后形成七水硫酸鎂結晶物，結晶產(chǎn)物利用離心機實(shí)現固液分離，分離后的母液繼續回多級閃蒸系統中進(jìn)行蒸發(fā)處理。
綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：
1.采用新型的鎂法脫硫廢水的處理技術(shù)，系統無(wú)任何廢棄物產(chǎn)生，實(shí)現了鎂法脫硫工藝中脫硫廢水的零排放。
2.通過(guò)納濾膜實(shí)現一價(jià)二價(jià)鹽的分離，將廢水中水資源、鈉鹽、鎂鹽分類(lèi)回收利用，降低了環(huán)境的污染，并回收了水資源。
3.MVR蒸發(fā)結晶產(chǎn)生的冷凝水能夠回收再利用，回收率可做到90%以上，并作為前端脫硫工藝的補水，節約了水資源。
4.硫酸鎂結晶系統采用多級閃蒸技術(shù)，對蒸發(fā)熱源進(jìn)行梯級利用，汽水比最小可到0.2，極大地節約了蒸發(fā)的能耗。
5.蒸發(fā)結晶產(chǎn)出的氯化鈉、硫酸鎂結晶鹽可作為工業(yè)鹽銷(xiāo)售，使廢水的處理產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益，同時(shí)降低了噸水的處理成本。
6.硫酸鎂結晶系統為防止鈣離子對蒸發(fā)系統產(chǎn)生結垢的影響，采用額外添加晶種技術(shù)，防止蒸發(fā)過(guò)程的結垢，有效延長(cháng)了蒸發(fā)器的運行時(shí)間，并減少了清洗次數，對系統運行穩定性有很好的幫助。
7.過(guò)濾器能夠實(shí)現晶種與濃縮液的分離，實(shí)現了晶種的再回收利用，減少了晶種的投加量。
（發(fā)明人：李武林;趙旭;周宇亮;趙曉東;季獻華;李寬;賈伯林;姚志全;王辰;徐俊秀）
