[发明专利]基于电驱离子膜实现脱硫废液零排放的工艺装置及方法

说明书

一种基于电驱离子膜实现脱硫废液零排放的工艺装置及方法，属于废水处理领域。该装置包括脱硫废液澄清池、沉淀过滤设备、稀释罐、一多价离子分离电驱离子膜设备、均相浓缩电驱离子膜设备、双极膜电驱离子膜设备；该工艺方法包括：脱硫废液去除固体杂质；进入稀释罐进行稀释；用一多价离子分离电驱离子膜设备进行离子分离，得到的氯化钠在均相浓缩电驱离子膜设备进行浓缩；浓缩氯化钠进入双极膜电驱离子膜设备进行电解，得到氢氧化钠和盐酸。该方法基于电驱动离子膜技术进行脱硫废液的处理，达到了零排放的效果，具有成本低、工艺流程简单、处理物料大部分回收利用、无二次污染、能源消耗低和经济效益好的优点。

技术领域

本发明涉及一种废水处理领域，更具体地说是涉及一种基于电驱离子膜实现脱硫废液零排放的工艺装置及方法。

背景技术

脱硫废液主要来自于锅炉烟气湿法脱硫(石灰法/双碱法)过程所排放的吸收废液，含有大量悬浮物、盐份，微量重金属、氟等污染物质，其典型水质如下表所示。

表1脱硫废水典型水质

传统的脱硫废水零排放工艺普遍采用的是脱硫废液直接进行处理的方法，即首先对废水进行预软化和过滤处理；然后将得到的软化水先经高压反渗透处理，淡水直接回用；最后浓水经浓缩设备(常见技术有碟管式反渗透和电驱动脱盐)浓缩处理后进行蒸发，蒸发产生的盐类则作为固体废物处理。

可以看出传统工艺路线设备复杂，而且材质要求极高。吨水设备投资约合70-120万元，投资极高，行业阻力极大。而且软化药剂用量、脱盐系统电耗、蒸发蒸汽、电耗消耗极大，吨水成本高达60-120元。传统工艺每次只产生少量一次除盐水，却产出大量危险固体废物，处置成本高昂。

综上所述，传统零排放工艺路线，尤其是预处理和后续蒸发部分导致投资、成本高昂，效益极差，因此很难赢得市场。所以必须对传零排放工艺做进一步改进，以降低处理能耗和简化运行维护操作。

传统零排放工艺路线高耗低效的原因是单纯地采用了末端治理思路，而没有对脱硫零排放进行系统的需求分析。

通过对湿法脱硫工艺进行分析：

(1)湿法脱硫核心过程是利用氢氧化钙将二氧化硫转化成石膏固体沉淀，沉淀去除，脱硫料液中不存在离子累计和反应平衡抑制因素，因此可以持续进行而不需要排放废液。

(2)由于煤炭中含有少量氯离子，燃烧过程中生成氯化氢气体，导致烟气中含有少量氯化氢气体。氯化氢气体在脱硫液吸收过程中转化成脱硫循环液中氯离子，并因脱硫液浓缩而不断累积。过高的氯离子浓度会造成设备腐蚀和脱硫率下降，因此为了保证氯离子浓度低于限制，必须从系统中排放一定量的废液，这就是脱硫废液。

(3)通过上述分析，只要能从脱硫废液中分离脱除氯离子，保障脱硫液中氯离子浓度低于一定限制，即可实现脱硫废液零排放，这就是脱硫废液零排放的本质需求。

(4)传统脱硫废液零排放工艺路线是基于简单的末端治理思路，针对脱硫废液的水量和水质进行分析拟定工艺，由于脱硫废液中含有高浓度钙镁例子、硫酸根、盐度，因而采用了软化-超滤-反渗透-蒸发工艺流程，将脱硫废液中所有离子转化为固体废物，水回收利用，工艺流程复杂，需要添加大量化学药剂，以及使用大量能源，不仅造成严重的二次污染，而且导致废液处理投资及处理成本极其高昂，经济及社会效益很差，无法适应企业及社会需求。

发明内容

为了克服现有脱硫废液处理技术的不足，本发明提出了一种基于电驱离子膜实现脱硫废液零排放的工艺装置及方法，该方法基于电驱动离子膜技术进行脱硫废液的处理，达到了零排放的效果，具有成本低、工艺流程简单、处理物料大部分回收利用、无二次污染、能源消耗低和经济效益好的优点。