公布日：2023.10.10

申請日：2022.03.24

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F103/18(2006.01)N

摘要

本發明涉及脫硫廢水處理技術領域，具體涉及一種脫硫廢水處理方法和系統，及其應用。本發明涉及的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：(1)將脫硫廢水與軟化劑混合，進行軟化處理，得到粗處理水；(2)所述粗處理水進行第一固液分離，得到第一液相和第一固相，調節第一液相的pH值，得到軟化出水；(3)將所述軟化出水、結晶劑和氧化劑混合，進行第一結晶處理，得到結晶出水和金屬鹽；(4)將所述結晶出水與阻垢劑混合，進行納濾處理，得到納濾產水和納濾濃水；所述納濾濃水返回步驟(3)中，與所述軟化出水混合，用于第一結晶處理。該方法具備操作工藝簡單、成本低、高資源化回收利用的特點，具有重要的現實意義和市場應用價值。

權利要求書

1.一種脫硫廢水處理方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：(1)將脫硫廢水與軟化劑混合，進行軟化處理，得到粗處理水；(2)所述粗處理水進行第一固液分離，得到第一液相和第一固相，調節第一液相的pH值，得到軟化出水；(3)將所述軟化出水、結晶劑和氧化劑混合，進行第一結晶處理，得到結晶出水和金屬鹽；(4)將所述結晶出水與阻垢劑混合，進行納濾處理，得到納濾產水和納濾濃水；所述納濾濃水返回步驟(3)中，與所述軟化出水混合，用于第一結晶處理。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括：(2-1)所述粗處理水進行第二固液分離，得到第二液相和第二固相；(2-2)所述第二固相進行第一固液分離，得到第一液相和第一固相，所述第一液相和所述第二液相混合后，得到混合水，調節所述混合水的pH值，得到軟化出水。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述軟化劑包含Ca(OH)2、有機硫和助凝劑；優選地，以脫硫廢水的體積為基準，所述有機硫的投加量為20-100mg/L，優選為50-100mg/L；優選地，所述助凝劑的投加量為3-10mg/L，優選為5-10mg/L；優選地，所述粗處理水的pH值為11-11.6，優選為11.3-11.6。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述有機硫選自三巰基均三嗪三鈉、二硫代氨基三聚氰酸鈉和三硫代碳酸鈉中的至少一種；優選地，所述助凝劑為聚丙烯酰胺。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，所述軟化處理的時間為30-60min；優選地，加酸調節第一液相的pH值，所述酸為鹽酸；優選地，經加酸調節第一液相的pH值，得到所述軟化出水的pH值為6-8。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，其中，所述結晶劑選自Na2SO4；優選地，所述氧化劑選自臭氧；優選地，以所述軟化出水的總重量為基準，所述氧化劑的投加量為50-200mg/L，優選為100-200mg/L；優選地，所述結晶出水中鈣離子濃度為8-12mmol/L，優選為8-10mmol/L。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的方法，其中，所述第一結晶處理包含反應過程和沉降過程；優選地，所述反應過程的停留時間為30-60min，所述沉降過程的停留時間為45-60min；優選地，所述方法還包括：對所述結晶出水進行第三固液分離；優選地，所述第三固液分離選自砂濾和/或超濾。

8.根據權利要求1-7中任意一項所述的方法，其中，所述阻垢劑選自氨基三甲叉膦酸、己二胺四甲叉膦酸、聚天冬氨酸和聚馬來酸中的任意一種；優選地，以結晶出水的體積為基準，所述阻垢劑的用量為3-10mg/L；優選地，所述納濾處理的產水量為所述納濾處理的進水量的40-60wt％；優選地，所述納濾處理的操作壓力為0.5-2MPa，優選為0.5-1.5MPa。

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，所述方法還包括：反滲透處理；所述反滲透處理包含第一反滲透單元、第二反滲透單元和第三反滲透單元；(a)所述納濾產水經所述第一反滲透單元處理，得到第一反滲透產水和第一反滲透濃水；(b)所述第一反滲透濃水經所述第二反滲透單元處理，得到第二反滲透產水和第二反滲透濃水；所述第二反滲透產水返回至步驟(a)與所述納濾產水混合；(c)所述第二反滲透濃水經所述第三反滲透單元處理，得到第三反滲透產水和第三反滲透濃水，所述第三反滲透產水返回至步驟(b)與所述第一反滲透濃水混合，第三反滲透濃水為終濃水。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述第一反滲透濃水和所述第一反滲透產水的體積比為0.5-1.5：1；優選地，所述第二反滲透濃水和所述第二反滲透產水的體積比為0.5-1.5：1；優選地，所述第三反滲透濃水和所述第三反滲透產水的體積比為0.5-1.5：1。

11.根據權利要求9或10所述的方法，其中，所述反滲透處理的操作壓力為4-7MPa；優選地，所述終濃水的鹽含量為140-180g/L；優選地，所述終濃水經過蒸發結晶處理，得到結晶鹽。

12.一種脫硫廢水處理系統，包含依次相連的反應單元、第一固液分離單元、結晶單元和納濾單元；其中，所述反應單元用于將脫硫廢水進行軟化處理，得到粗處理水；所述第一固液分離單元用于將所述粗處理水進行第一固液分離，得到第一液相和第一固相；所述第一結晶單元用于將所述第一液相進行第一結晶處理，得到結晶出水和金屬鹽；所述納濾單元用于將所述結晶出水進行納濾處理，得到納濾產水和納濾濃水；所述納濾濃水返回所述結晶單元中與所述第一液相混合，用于第一結晶處理。

13.根據權利要求12所述的系統，其中，所述反應單元與所述第一固液分離單元之間設置有第二固液分離單元；優選地，所述結晶單元與所述納濾單元之間設置有第三固液分離單元；優選地，所述第三固液分離單元選自砂濾裝置和/或超濾裝置。

14.根據權利要求12或13所述的系統，其中，所述系統還包括：反滲透單元；所述反滲透單元包含第一反滲透單元、第二反滲透單元和第三反滲透單元；所述第一反滲透單元、所述第二反滲透單元和所述第三反滲透單元上分別設置有入水口、濃水出口和產水出口；其中，所述第一反滲透單元的入水口分別與所述納濾單元的出水口和所述第二反滲透單元的產水出口連接；所述第二反滲透單元的入水口分別與所述第一反滲透單元的濃水出口和所述第三反滲透單元的產水出口連接；所述第三反滲透單元的入水口與所述第二反滲透單元的濃水出口連接；優選地，所述脫硫廢水處理系統還包含與所述第三反滲透單元的濃水出口連接的蒸發結晶單元。

15.權利要求1-11中任意一項所述的方法或者權利要求12-14中任意一項所述的系統在脫硫廢水處理中的應用。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的上述問題，提供一種脫硫廢水處理方法和系統，及其應用。通過對脫硫廢水部分軟化預處理，僅去除鎂硬度，可避免由于完全軟化造成大量生成沉淀物帶來的分離成本高和分離系統堵塞的問題。經固液分離后的軟化出水進行結晶處理，在結晶的過程中通入結晶劑和氧化劑，既能夠有效的脫除反應物中污染物，又能分離得到金屬鹽。結晶單元排出的結晶出水經過納濾處理后，富含結晶劑陰離子的納濾濃水返回常溫結晶單元沉淀軟化劑中的陽離子，納濾產水排出系統；實現了各個反應單元之間的協同配合，結晶劑獲得了高效利用。

為了實現上述目的，本發明第一方面提供一種脫硫廢水處理方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

(1)將脫硫廢水與軟化劑混合，進行軟化處理，得到粗處理水；

(2)所述粗處理水進行第一固液分離，得到第一液相和第一固相，調節第一液相的pH值，得到軟化出水；

(3)將所述軟化出水、結晶劑和氧化劑混合，進行第一結晶處理，得到結晶出水和金屬鹽；

(4)將所述結晶出水與阻垢劑混合，進行納濾處理，得到納濾產水和納濾濃水；

所述納濾濃水返回步驟(3)中，與所述軟化出水混合，用于第一結晶處理。

本發明第二方面提供一種應用上述方法的脫硫廢水處理系統，

包含依次相連的反應單元、第一固液分離單元、結晶單元和納濾單元；其中，所述反應單元用于將脫硫廢水進行軟化處理，得到粗處理水；所述第一固液分離單元用于將所述粗處理水進行第一固液分離，得到第一液相和第一固相；所述第一結晶單元用于將所述第一液相進行第一結晶處理，得到結晶出水和金屬鹽；所述納濾單元用于將所述結晶出水進行納濾處理，得到納濾產水和納濾濃水；所述納濾濃水返回所述結晶單元中與所述第一液相混合，用于第一結晶處理。

本發明第三方面提供一種上述方法或者上述系統在脫硫廢水處理中的應用。

通過上述技術方案，本發明提供的一種脫硫廢水處理方法和系統，及其應用獲得以下有益的效果：

本發明通過對脫硫廢水先進行部分軟化預處理，僅去除鎂硬度，可避免由于完全軟化造成大量生成沉淀物帶來的分離成本高的問題。同時僅采用部分軟化反應，將軟化反應后的泥水混合物無需沉淀澄清直接送入固液分離，可避免采用傳統沉淀池泥水分離造成的反應系統易結垢堵塞的問題，同時減少占地面積并節省投資。經固液分離后的軟化出水進行結晶處理，在結晶的過程中通入結晶劑和氧化劑，既能夠有效的脫除反應物中的有機物，避免后續污染；又能夠致使金屬鹽大量析出，實現了資源化利用。結晶單元排出的結晶出水經過納濾處理后，富含結晶劑陰離子的納濾濃水返回結晶單元沉淀結晶單元中的陽離子；實現了各個反應單元之間的協同配合，結晶劑獲得了高效利用。

（發明人：鐘振成;王靖宇;熊日華;王海棠;佟振偉;段亞威）