DTNF在电厂脱硫废水处理中的分盐作用

2017-09-06

随着国家大力推广工业废水的回用及零排放技术,末端固态盐的资源化处理问题日益突出。分盐是减少末端混盐产品的危废处理量及危废处置成本的最佳途径。天地人公司研发的DTNF(碟管式纳滤)设备可针对不同成分的溶液提供不同类型的DTNF纳滤膜组件,对末端高浓废水进行高效分盐。目前,天地人公司提供的一套DTNF设备在某电厂脱硫废水处理中取得了很好的分盐效果。

脱硫废水具有高盐分、高悬浮物、高硬度、高腐蚀性的特点,需要经过一系列的工艺处理才能实现分盐及零排放。该电厂脱硫废水的主要处理工艺流程如下:


 

采用湿法脱硫工艺的电厂由于使用石灰石作为脱硫剂,因此脱硫废水中含有很高的盐分及硬度。水中所含的主要离子为:钙,镁,钠,硫酸根,氯离子等。

为了得到纯度较高的工业盐(氯化钠及硫酸钠),需要先对脱硫废水进行软化处理,以除去水中的钙镁离子。本项目采用了化学软化及树脂软化工艺进行除硬度,软化后的溶液主要成分是硫酸钠和氯化钠。

纳滤膜法分盐工艺主要是通过纳滤膜的选择透过性来实现分盐的目的。纳滤膜的选择分离性能和纳滤设备的操作压力,决定了纳滤分盐的效果(成品盐的纯度)及经济性。

本项目选用的碟管式纳滤膜片为天地人公司专门针对盐硝分离而生产的特种纳滤膜,该膜片对硫酸根和氯离子有很好的分离效果,同时DTNF膜柱最小承压75bar,最大承压可达120bar,可以更有效的提高浓缩液端硫酸钠的浓度,并大幅减少冷冻结晶设备的投资及运行费用。

 

   

图一  软化单元                                                           图二  DTNF分盐单元


该项目DTNF设备运行数据如下表所示:


对某次DTNF设备的进出水进行取样检测,水质如下:由于来水波动很大,直接导致DTNF进水的组成变动很大,DTNF设备的运行工况和水质有密切关系。由于天地人的分盐纳滤膜对氯化钠的截留率非常低,如果水中以氯化钠为主,尽管设备回收率很高,但运行压力也不太大(如1-3)。如果水中以硫酸钠为主,由于纳滤膜对硫酸根的截留率很高,因此,设备的运行压力会随着浓水端硫酸钠的浓度增高而增高(如4-7)。


以上数据充分说明天地人公司的DTNF膜对硫酸钠和氯化钠混合溶液具有很好的分盐效果。DTNF对硫酸根的截留率高达96%,而对氯离子几乎没有截留率,氯离子能完全透过DTNF膜,由于离子平衡的原因甚至出现了负截留。根据上表可以看出,DTNF的进水主要是硫酸钠和氯化钠的混合溶液,以氯化钠为主。经过天地人的DTNF设备进行分盐后,产水基本以氯化钠溶液为主,氯化钠成分占到97.9%,经过后续的蒸发结晶,可得到纯度≥95%的工业盐,达到二级精制工业盐的标准。浓水以硫酸钠溶液为主,硫酸钠成分占到74%,浓水通过后续的冷冻结晶,可得到纯度很高的芒硝,进一步脱水干燥后可制成元明粉。     

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