一种脱硫浆液离子脱除及浓缩液资源化制取氯化镁水泥法研磨块处理方法与流程

1.本发明属于水质净化技术领域，尤其涉及一种脱硫浆液离子脱除及浓缩液资源化制取氯化镁水泥法研磨块处理方法。


背景技术：

2.目前国内脱硫废水零排放技术主要可分为两大类：浓缩(膜法、热法)+蒸发结晶、烟道气蒸发。其中浓缩+蒸发结晶技术由于需要降低处理设备的结垢风险，往往需要进行药剂软化，特别对于镁离子含量高的脱硫废水零排放项目，药剂费用高昂，同时还产生了大量的以氢氧化镁为主的固体废物。尽管一部分浓缩+蒸发结晶系统通过分盐工艺使脱硫废水中氯离子的转化为氯化钠并加以利用，但镁离子却全部变成了固废，造成了资源的极大浪费；而烟道气余热尽管不需要药剂软化处理，但由于蒸发过程会使的烟气的热值被水蒸气大量携带而增加发电煤耗。
3.采用“废水浓缩(膜法、热法)+蒸发结晶”技术,由于后段蒸发结晶技术需要前段的膜法浓缩必须要进行水质软化，否则会出现蒸发器大规模结垢现象，水质软化需要消耗大量的软化药剂，同时产生大量污泥废物，增加了建设成本和运行成本，废水处理运行成本高昂，由于废水来水波动大，该技术运行稳定性不好，同时蒸发出的结晶盐如不能作为副产品使用，变为工业废固，将还需要增加结晶盐处置成本。
4.烟道气蒸发工艺技术相对简单，如采用“废水浓缩(膜法、热法)+烟道气蒸发”技术，膜浓缩技术需要进行前段预处理，进行水质软化，否则会导致膜处理单元的膜元件堵塞，无法正常运行；热法浓缩技术也需要消耗烟气热值，增加发电煤耗；烟道其蒸发单元需要消耗更多的烟气热值，增加发电煤耗，降低锅炉效率。在现今煤炭价格居高不下形势下，发电煤耗的增加给发电企业带来巨大的经济压力，同时加大了环保压力。如采用“废水不浓缩烟道直喷蒸干”技术，虽然减少了膜浓缩单元，但是此时处理的废水量更大，蒸干系统的建设、维护成本更高，蒸发过程消耗的烟气热值更大，将极大的增加发电煤耗；该技术直接连接在锅炉主烟道上，如发生故障，对锅炉的安全运行产生很大威胁，所以此技术的安全性较其他技术低；同时烟道直喷蒸干技术只适用于水量较小的情况，废水量大时该工艺的使用范围受到限制。综上分析，现今的脱硫废水零排放工艺，投资、运行成本高昂，且运行不稳定。较典型对比如下：
[0005][0006]
目前无论是浓缩+蒸发结晶工艺还是烟道气蒸发工艺都主要着眼于电厂脱硫废水的固化处理，实现电厂废水零排放，废水固化处理后的产物处理难度很大，很容易造成二次污染，难以与脱硫系统的运行形成有效协同，目前电厂对于脱硫浆液中氯离子浓度随季节变化的冲击负荷缺乏有效调节手段，只有通过外排废水实现脱硫浆液氯离子浓度的调控，而脱硫浆液中氯离子浓度随季节波动巨大，主要是因为冬季为防止发电燃煤冻结，需要向燃煤中喷洒大量融雪剂(主要成分为氯化钙、氯化钠)造成燃煤氯离子含量非常高，燃煤携带的氯离子会随锅炉燃烧后的烟气在脱硫处理中被截留，进入脱硫塔内的脱硫浆液，脱硫浆液中的氯离子浓度超标将会导致脱硫浆液起泡、脱硫效率下降等不利情况，脱硫浆液中的氯离子浓度波动大，会加大零排放系统设计冗余(以氯离子最大值进行设计)，使得零排放系统建设规模增大，一次性投资居高不下，运行、维护费用昂贵，很大程度上限制了脱硫废水零排放项目的实施。


技术实现要素：

[0007]
针对上述不足，本发明利用超滤系统实现脱硫浆液中的固体悬浮物的有效去除，利用纳滤和反渗透实现氯化钠的提取，实现氯化钠的消耗、提取系统内自循环，利用irct(电渗析)技术实现高硬度、高含盐量废水(含脱硫浆液)无软化条件下的高倍浓缩(浓缩倍率6倍)，在设计水质条件下，浓缩液tds含量可达到18％以上，采用氯化镁水泥法研磨块技术处理irct系统的浓缩液-氯盐浓水，生产出研磨块，作为磨刀石，亦可作为金属等材料研磨块，氯化镁水泥制作的研磨块广泛应于与刀具的研磨，大漆工艺品的打磨，其优点是自损性小，研磨效率高，具有较强的自锐性，相对传统的烧结油石，有无需泡水半小时后使用优势，使用方便。
[0008]
本发明是通过以下技术方案实现的：一种脱硫浆液离子脱除及浓缩液资源化制取氯化镁水泥法研磨块处理方法，包括以下步骤：
[0009]
(1)脱硫浆液进入预处理系统内，去除脱硫浆液中的固体悬浮物；
[0010]
(2)经过预处理系统的脱硫浆液，通过水泵运输到超滤系统中，在超滤膜的作用下，产出满足进入irct系统的脱硫浆液；
[0011]
(3)在irct系统中，脱硫浆液澄清液中阳离子(钙离子、镁离子、钠离子等)在直流电场的驱动下迁移进入氯盐循环箱，脱硫浆液澄清液中阴离子(氯离子、硫酸根离子等)在直流电场的驱动下迁移进入钠盐循环箱；
[0012]
(4)纳盐循环箱中的钠盐浓水利用钠盐纳滤对钠离子进行截留，纳盐纳滤截留的钠离子进入氯化钠循环箱中，已脱盐的脱盐液进入淡水循环箱，利用淡水纳滤截留钠离子，淡水纳滤截留的钠离子进入氯化钠循环箱中；
[0013]
(5)利用反渗透对氯化钠循环箱中的氯化钠溶液进行浓缩，保持氯化钠离子的浓度，确保irct系统正常运行，经过反渗透的产生的氯化钠浓水返回到氯化钠循环箱，淡水进入循环箱补水回用；
[0014]
(6)在氯盐循环箱内的浓缩氯盐浓水内添加氧化镁粉，搅拌成悬浊液，然后在混合箱内添加研磨剂，进行阴干固化，经过一段时间保温操作后，进行模具浇筑，完全固化后进行切割成块，得到研磨块。
[0015]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(1)中的预处理包括以下步骤：将脱硫浆液采用废水箱进行收集，再进入絮凝反应箱内进行固体沉淀；再经过澄清池的澄清，将产水送至清水箱，再利用水泵输送进入超滤系统中。
[0016]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(1)的固体悬浮物返回到脱硫浆液中。
[0017]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(2)中超滤系统采用6芯或者多芯超滤膜对脱硫浆液进行过滤处理。
[0018]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(2)中超滤系统中设有自清洗过滤器。
[0019]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(4)中，纳盐纳滤和淡水钠滤液纳滤中的两股浓水或者其中一股进入氯化钠循环箱中。
[0020]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(4)所述经过淡水纳滤的淡水进入脱硫浆液箱中回用。
[0021]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(6)中所述氧化镁为浓度85％以上的轻烧氧化镁，要求的氧化镁纯度较低，更容易达到。
[0022]
作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(6)中所述研磨剂为多种粗细度白刚玉或金刚砂。
[0023]
作为本发明的一种优选技术方案，将步骤(6)中得到研磨块根据需求切割成小块。
[0024]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0025]
(1)采用超滤系统对预处理后的脱硫浆液进行前端过滤，取出脱硫浆液中的固体悬浮物，滤除的悬浮物返回到脱硫浆液，成为浆液析出石膏的主要成分；
[0026]
(2)利用irct技术实现脱硫浆液盐份的浓缩，产出高浓度的产出高浓度的浓缩液(氯盐浓液)，利用纳滤系统和反渗透系统在irct系统内进行分盐处理，提取irct系统运行所需的氯化钠，实现氯化钠内部消耗、提取自循环；
[0027]
(3)采用氯化镁水泥法研磨块技术处理irct系统的浓缩液-氯盐浓水，生产出研磨块，作为磨刀石，广泛应于与刀具的研磨，大漆工艺品的打磨，其优点是自损性小，研磨效率高，具有较强的自锐性，，相对传统的烧结油石，有无需泡水半小时后使用优势，使用方便；
[0028]
(4)本发明适用于高含盐、高硬度废水的脱盐和减量处理，无需软化，运行费用低，无二次污泥产生，投资省，可直接将浓盐水浓缩至含盐量18％以上，减少了诸多分级浓缩环节，运行维护简单，可全自动无人值守运行，系统各环节无结垢风险，系统整体可靠性高。
附图说明
[0029]
图1是本发明工艺流程图；
[0030]
图2是本发明中irct系统工艺原理图；
[0031]
图3是本发明中预处理和irct系统的工艺流程图；
[0032]
图4是本发明中氯化镁水泥法研磨块制取系统工艺流程图。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0034]
本发明一种脱硫浆液离子脱除及浓缩液资源化制取高纯度碱式氯化镁晶须处理方法，将脱硫浆液经过预处理、超滤过滤、irct系统浓缩、氯化镁水泥法研磨块制取，实现脱硫浆液的零排放。包括以下步骤：
[0035]
(1)脱硫浆液进入预处理系统内，去除脱硫浆液中的固体悬浮物。
[0036]
预处理系统：预处理采用沉淀、澄清工艺，运用三联式沉淀池和幅流式澄清池将脱硫浆液中的高含量悬浮去除，通过独特的设备结构、水流流动方式、水力负荷和停留时间设计，辅助以合理的排泥方式设计，保证在进入系统的高悬浮物、高硬度脱硫浆液高效处理，不需要投加絮凝、助凝剂，就能到达满意的处理效果，出水水质清澈，满足超滤系统进水要求。
[0037]
(2)经过预处理系统的脱硫浆液，通过水泵运输到超滤系统中，在超滤膜的作用下，产出满足进入irct系统的脱硫浆液；
[0038]
超滤系统：根据脱硫浆液高悬浮物、高硬度的水质情况，本方法选用聚醚砜材质的
6芯装压力式超滤膜，膜表面材质经过改性，抗污染能力强，耐受力持久，反洗彻底，出水水质好，经过预处理的脱硫浆液通过泵输送至超滤系统，经过超滤膜的过滤作用，出水水质良好，满足irct系统进水水质要求，超滤膜截留的悬浮固体通过反洗排入预处理进水重新处理。
[0039]
(3)在irct系统中，脱硫浆液澄清液中阳离子(钙离子、镁离子、钠离子等)在直流电场的驱动下迁移进入氯盐循环箱，脱硫浆液澄清液中阴离子(氯离子、硫酸根离子等)在直流电场的驱动下迁移进入钠盐循环箱；
[0040]
(4)纳盐循环箱中的钠盐浓水利用钠盐纳滤对钠离子进行截留，纳盐纳滤截留的钠离子进入氯化钠循环箱中，已脱盐的脱盐液进入淡水循环箱，利用淡水纳滤截留钠离子，淡水纳滤截留的钠离子进入氯化钠循环箱中；
[0041]
(5)利用反渗透对氯化钠循环箱中的氯化钠溶液进行浓缩，保持氯化钠离子的浓度，确保irct系统正常运行，经过反渗透的产生的氯化钠浓水返回到氯化钠循环箱，淡水进入循环箱补水回用；
[0042]
irct系统：irct系统采用多通道电渗析膜堆，辅助配置纳滤和反渗透系统，实现脱硫浆液的高倍浓缩，由于irct系统选用特制的阴阳膜和流到配置，实现脱硫浆液中离子重新组合配对，同时实现离子浓缩，不需要将高硬度的脱硫浆液软化处理，也不发生膜通道的结垢堵塞，从而解决了高悬浮物、高硬度废水无软化高倍浓缩且不结垢的难题，氯化钠为irct系统的置换剂(类似于化学反应的催化剂)，系统配置的纳滤和反渗透能在irct系统内提取、浓缩氯化钠，实现系统内的氯化钠消耗、提取内部循环，自给自足。
[0043]
经过超滤处理后的脱硫浆液通过泵输送至irct系统的脱硫浆液通道，脱硫浆液和irct各个通道的组分不断循环，离子在直流电场的作用下，各种离子透过不同的膜相互迁移，最终脱硫浆液通道内的离子迁移到氯盐和钠盐浓水中，离子浓度不断降低，成为淡水回用至脱硫塔，钠盐浓水通过纳滤和反渗透系统提取氯化钠，保持物料平衡，脱硫浆液中的阳离子(主要是钙离子、镁离子)和氯化钠溶液中的氯离子迁移到氯盐通道，离子不断浓缩，形成浓缩液，此浓缩液需要消耗掉已到达零排放的目的，所以将此浓缩液输送至高温烟道旁路塔内蒸干固化。
[0044]
(6)在氯盐循环箱内的浓缩氯盐浓水内添加氧化镁粉，搅拌成悬浊液，然后在混合箱内添加研磨剂，进行阴干固化，经过一段时间保温操作后，进行模具浇筑，完全固化后进行切割成块，得到研磨块。
[0045]
irct系统最终的氯盐浓水添加氧化镁粉，要求至少85％以上的轻烧氧化镁，搅拌成悬浊液，最后添加白刚玉或金刚砂等材料作为研磨剂，阴干固化，可进行一定的保温，最终完全固化，进行大块浇筑，在把大块切割成适用的小块。本技术主要是利用氯盐浓水的氯化镁，制作氯化镁水泥基材，利用白刚玉或金刚砂的颗粒作为切削研磨材料。生产出研磨块，作为磨刀石，亦可作为金属等材料研磨块，现氯化镁水泥制作的研磨块广泛应于与刀具的研磨，大漆工艺品的打磨，其优点是自损性小，研磨效率高，具有较强的自锐性，并无需泡水半小时后使用，使用方便。
[0046]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡
在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。