DTNF在電廠脫硫廢水處理中的分鹽作用

2017-09-06

隨著國家大力推廣工業廢水的回用及零排放技術,末端固態鹽的資源化處理問題日益突出。分鹽是減少末端混鹽產品的危廢處理量及危廢處置成本的最佳途徑。天地人公司研發的DTNF(碟管式納濾)設備可針對不同成分的溶液提供不同類型的DTNF納濾膜組件,對末端高濃廢水進行高效分鹽。目前,天地人公司提供的一套DTNF設備在某電廠脫硫廢水處理中取得了很好的分鹽效果。

脫硫廢水具有高鹽分、高懸浮物、高硬度、高腐蝕性的特點,需要經過一系列的工藝處理才能實現分鹽及零排放。該電廠脫硫廢水的主要處理工藝流程如下:


 

采用濕法脫硫工藝的電廠由于使用石灰石作為脫硫劑,因此脫硫廢水中含有很高的鹽分及硬度。水中所含的主要離子為:鈣,鎂,鈉,硫酸根,氯離子等。

為了得到純度較高的工業鹽(氯化鈉及硫酸鈉),需要先對脫硫廢水進行軟化處理,以除去水中的鈣鎂離子。本項目采用了化學軟化及樹脂軟化工藝進行除硬度,軟化后的溶液主要成分是硫酸鈉和氯化鈉。

納濾膜法分鹽工藝主要是通過納濾膜的選擇透過性來實現分鹽的目的。納濾膜的選擇分離性能和納濾設備的操作壓力,決定了納濾分鹽的效果(成品鹽的純度)及經濟性。

本項目選用的碟管式納濾膜片為天地人公司專門針對鹽硝分離而生產的特種納濾膜,該膜片對硫酸根和氯離子有很好的分離效果,同時DTNF膜柱最小承壓75bar,最大承壓可達120bar,可以更有效的提高濃縮液端硫酸鈉的濃度,并大幅減少冷凍結晶設備的投資及運行費用。

 

   

圖一  軟化單元                                                           圖二  DTNF分鹽單元


該項目DTNF設備運行數據如下表所示:


對某次DTNF設備的進出水進行取樣檢測,水質如下:由于來水波動很大,直接導致DTNF進水的組成變動很大,DTNF設備的運行工況和水質有密切關系。由于天地人的分鹽納濾膜對氯化鈉的截留率非常低,如果水中以氯化鈉為主,盡管設備回收率很高,但運行壓力也不太大(如1-3)。如果水中以硫酸鈉為主,由于納濾膜對硫酸根的截留率很高,因此,設備的運行壓力會隨著濃水端硫酸鈉的濃度增高而增高(如4-7)。


以上數據充分說明天地人公司的DTNF膜對硫酸鈉和氯化鈉混合溶液具有很好的分鹽效果。DTNF對硫酸根的截留率高達96%,而對氯離子幾乎沒有截留率,氯離子能完全透過DTNF膜,由于離子平衡的原因甚至出現了負截留。根據上表可以看出,DTNF的進水主要是硫酸鈉和氯化鈉的混合溶液,以氯化鈉為主。經過天地人的DTNF設備進行分鹽后,產水基本以氯化鈉溶液為主,氯化鈉成分占到97.9%,經過后續的蒸發結晶,可得到純度≥95%的工業鹽,達到二級精制工業鹽的標準。濃水以硫酸鈉溶液為主,硫酸鈉成分占到74%,濃水通過后續的冷凍結晶,可得到純度很高的芒硝,進一步脫水干燥后可制成元明粉。     

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