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电厂烟气脱硫废水零排放工艺中试研究

北极星环保网来源:热力发电 蒋路漫等2019/4/2 10:36:25我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱硫废水 废水零排放 蒸发结晶

图4显示了脱硫废水零排放工艺各单元Ca2+、Mg2+和SO42-浓度的变化情况。

QQ截图20190402101147.jpg

图4 脱硫废水零排放工艺各单元Ca2+、Mg2+和SO42–浓度

由图4a)可知,原水中硬度离子Ca2+、Mg2+浓度高,分别为(38.1±1.5)、(175.2±23.7)mmol/L。高盐溶液中的CaSO4溶解度受温度和盐浓度的影响,会出现溶度积增大的现象,在浓缩过程中易结垢。如果直接采用膜技术浓缩脱硫废水,会造成严重的膜污染,因此需要先进行软化处理,去除大部分的Ca2+、Mg2+与SO42-

由图4可见,反应器出水中Ca2+和Mg2+浓度下降至(23.6±16.8)、(2.7±2.3)mmol/L,去除率分别为38.1%和98.5%,说明反应器对Mg2+的去除具有较好的效果,但除Ca2+效果并不理想。这是因为实际运行过程中,脱硫废水硬度离子浓度波动较大,Mg2+可通过在线监控pH值调节加药量去除,但Ca2+则缺乏有效的监控手段。

因此,开发软化除钙单元监控技术,将对提高软化效率具有重要意义。由图4可见,进入纳滤单元后,Ca2+和Mg2+浓度继续下降,去除率达到96.4%和97.8%,出水浓度仅为(0.6±0.4)、(0.1±0.1)mmol/L。

这是因为纳滤单元会有效截留分子量较大的有机物与二价离子,而选择性透过一价离子。由于脱硫废水复杂多变的水质特点,而反应器能够大量去除Ca2+与Mg2+,但难以确保出水水质稳定。

纳滤单元可以很好的弥补预处理模块的不足,保证硬度离子的高效稳定去除,从而控制Ca2+和Mg2+浓度低于1mmol/L。另一方面,高浓度的硬度离子容易在膜表面结垢,降低膜通量,缩短膜的使用寿命,采用反应器预先去除大部分硬度离子,有助于减轻纳滤单元的处理负担,缓解膜表面结垢。

因此,反应器与纳滤单元可相辅相成,对脱硫废水的软化均具有重要作用。后续离子交换单元的Ca2+和Mg2+去除率分别为83.3%和80.0%。因此,“预处理+深度软化”技术的Ca2+和Mg2+去除率高达99.4%和99.6%,远高于化学沉淀法,可见深度处理模块能够保证硬度离子的高效稳定去除。

在电渗析单元中,Ca2+和Mg2+被离子交换膜截留,在浓水室中浓缩至(1.4±0.6)(1.3±0.6)mmol/L,淡水中则被完全去除。

由图4b)可知:反应器出水SO42-较原水略有下降,去除率为17.6%,这是因为受限于溶度积,传统的硫酸钙法难以高效去除SO42-,需研发更为经济高效的化学沉淀法或者集成纳滤单元;

而纳滤单元出水中SO42-质量浓度大幅降低,去除率达90.7%;离子交换单元出水中SO42-质量浓度进一步降低至(84.3±12.4)mg/L;

SO42-在浓水室中富集((145.1±13.4)mg/L),但淡水出水中SO42-质量浓度仍较高((67.4±14.6)mg/L)。

延伸阅读:

国电汉川电厂三期扩建工程废水零排放 浓缩减量+蒸发结晶

超超临界660MW机组烟道蒸发结晶脱硫废水零排放技术

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