脱硫废水资源化电渗析技术制造技术

本发明专利技术公开了一种脱硫废水资源化电渗析技术，首先对脱硫废水进行混凝沉淀处理，上清液进入电渗析装置废水室；然后对两极室电极施加低压直流电，促使废水中的阳离子通过阳膜进入阴极室、阴离子通过阴膜进入阳极室并进行放电反应；最后对阴极室产物进行固液分离，固体产物为较高纯度氢氧化镁，液相产物为混合碱溶液，结晶可得混合碱，亦可直接回用作为脱硫系统吸收液，阳极室产物氯气经吸收可得到次氯酸钠产品，中间室溶液经结晶可制得石膏。本发明专利技术技术具有制取的氢氧化镁产率较高、纯度较高，次氯酸钠有效氯含量较高；有效实现了节能降耗、废水资源化，同时药剂的回用又可有效降低脱硫系统运行费用。

Electrodialysis technology of desulfuration wastewater recycling

【技术实现步骤摘要】
脱硫废水资源化电渗析技术
本专利技术涉及废水资源化
，具体是指一种脱硫废水资源化电渗析技术。
技术介绍
随着我国工业的迅猛发展，能源消耗日益增多，由此引发的环境污染问题也越来越严重。工业排放的二氧化硫不仅是造成酸雨的主要原因，而且也是形成PM2.5的前体物质，是雾霾天气的重要成因之一，因此，二氧化硫的排放控制是我国大气污染治理的关键所在和核心内容。目前，作为二氧化硫主要排放源之一的燃煤电厂已全面实施超低排放技术，其中烟气脱硫是目前世界上应用最为普遍的控制二氧化硫(SO2)排放的技术。根据脱硫过程是否加水以及副产物的形态，烟气脱硫技术(燃烧后脱硫)又可分为干式烟气脱硫技术(DFGD)、半干式烟气脱硫技术(SDFGD)、湿式烟气脱硫技术(WFGD)。目前，湿法烟气脱硫工艺(WFGD)因其技术相比其他脱硫技术更为优越，已成为应用最为普遍的二氧化硫控制技术。湿法烟气脱硫工艺水一般来自电厂循环水、中水或其他工业水系统，水质差且钠镁钙氯硫酸根等含量很高，目前的零排放技术采用纳滤分盐工艺或电渗析分盐工艺。纳滤分盐工艺利用纳滤膜使得氯化钠进入纳滤透过液，经结晶处理实现分盐；电渗析则利用电渗析产水经反渗透得到的浓水结晶分盐。目前直接采用电渗析技术制取高纯氢氧化镁和次氯酸钠产品的技术尚未见研究。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种脱硫废水资源化电渗析技术，具体地说，是一种利用脱硫废水高含盐量的特点，采用电渗析技术回收硫酸钙和钠镁氯等，制取次氯酸钠、氢氧化镁、石膏等的废水资源化技术。为实现上述目的，本专利技术提供的脱硫废水资源化电渗析技术，在电渗析装置两极室电解电极上施加直流电压，废水室中的脱硫废水经混凝沉淀处理的高含盐上清液中的阳离子通过阳膜进入阴极室，镁离子与电解产物氢氧根反应生成氢氧化镁白色沉淀，溶液为混合碱溶液；阴离子通过阴膜进入阳极室，氯离子放电产生氯气经吸收液吸收得次氯酸钠产品，具体包括以下步骤：(1)首先采用聚铁和氢氧化钠对脱硫废水进行混凝沉淀处理或者直接进行沉淀，静置澄清后的上清液送入电渗析装置的废水室；(2)对步骤(1)中的上清液于两极室的电解电极施加低压直流电压进行电解；(3)电解结束时，对阴极室产物进行固液分离，固体干燥后制得高纯度氢氧化镁，液体为混合碱溶液；阳极室为稀次氯酸溶液，氯气吸收液吸收氯气后可得次氯酸钠溶液；中间室溶液经结晶可得石膏。作为优选方案，所述步骤(1)中，混凝沉淀采用混凝剂进行处理；电渗析装置由两膜分隔成三室：阴极室、废水室和阳极室，阳极室密封；或者电渗析装置为仅用阳膜隔开的两室，废水室与阳极室合并并密封，所述两室石膏产率高于三室；两极室各放有一电极。进一步地，所述步骤(2)中，所述直流电压采用稳压直流电源供给。更进一步地，所述步骤(3)中，所述氢氧化镁纯度>85％；所述混合碱溶液回用于脱硫塔作为SO2吸收液，或者用于生产混合碱；所述次氯酸钠溶液有效氯含量>10g/L，回用于循环水系统做杀菌剂或者浓缩外售；所述阳极室稀次氯酸溶液有效氯浓度>0.1g/L，回用于脱硫废水预处理系统氧化亚硫酸钙。本专利技术脱硫废水资源化电渗析技术，首先对脱硫废水进行混凝沉淀处理，上清液进入由阴极室、废水室和阳极室三室两膜两电极组成的电渗析装置废水室；然后对两极室电极施加低压直流电，依据离子交换和电解原理，促使废水中的阳离子通过阳膜进入阴极室、阴离子通过阴膜进入阳极室并进行放电反应；最后对阴极室产物进行固液分离，固体产物为较高纯度氢氧化镁，液相产物为混合碱溶液，结晶可得混合碱，亦可直接回用作为脱硫系统吸收液，阳极室产物氯气导入吸收液可得到次氯酸钠产品，中间室溶液经结晶可制得石膏。该技术的突出特点是：采用电渗析技术回收脱硫废水中钠镁和氯，回收的氢氧化镁产率>50％、纯度>85％，阴极室中pH>12的混合碱既可结晶制混合碱，也可回用于脱硫塔通过喷淋高效吸收二氧化硫；中间室溶液经结晶可得石膏；氯气吸收液有效氯含量>10g/L，可回用于循环水系统做杀菌剂也可以浓缩外售。本专利技术的优点及有益效果如下：与现有技术相比，本专利技术技术具有提取的氢氧化镁产率较高、纯度较高，阴极室所得混合碱可回用于湿法烟气脱硫系统，吸收效率高于石灰石，或者继续用作电解液；次氯酸钠产品有效氯含量>10g/L，可回用于循环水系统做杀菌剂也可以浓缩外售；中间室溶液可用于制石膏；有效实现了节能降耗、废水资源化，同时药剂的回用又可有效降低脱硫系统运行费用。附图说明图1为本专利技术脱硫废水资源化技术电渗析装置图。具体实施方式本专利技术各流程具体技术规范评述如下：(1)首先对脱硫废水进行混凝沉淀处理，静置澄清后的上清液送入电渗析装置的废水室。(2)电渗析装置由三室两膜两电极构成。于电渗析装置两极室的电极施加直流电压进行电解；(3)电解结束时对阴极室产物进行固液分离，固体干燥后制得较高纯度氢氧化镁，液体为混合碱溶液，结晶可得混合碱，或者回用于脱硫塔作为SO2吸收液，(4)阳极室为稀次氯酸溶液，氯气吸收液为次氯酸钠溶液，有效氯含量>10g/L；(5)中间室溶液经结晶后得到石膏。以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步地详细描述。实施例一取电厂脱硫废水经混凝沉淀后上清液50mL注入废水室，Mg2+、Ca2+、SO42-、Cl-含量分别为7560、8540、40320和9120mg/L。于两电极施加5-100V电压电解至电流降至5mA以下时，停止电解，对阴极溶液进行固液分离，固体烘干恒重后共得到798mg氢氧化镁，Mg2+回收率798×24.31×1000/(50×58.32)×100/7560％＝88.0％；称取77.1mg用盐酸溶解后定容至100mL，浓度771mg/L，取5mL分别采用GB7477-1987和GB7476-1987测定总硬度和钙硬度，二者差值为镁硬度，计算得氢氧化镁浓度为725mg/L，氢氧化镁纯度为(725×100/771)％＝94.0％。阳极氯气吸收液有效氯含量采用GB/T5750.11-2006中的碘量法测定得50mL吸收液中有效氯浓度为185.6mmol/L，质量浓度为13.2g/L；脱硫废水中氯回收率57.4％。中间室溶液结晶后得石膏7.2g。实施例二取电厂脱硫废水经沉淀后上清液50mL注入废水室，Mg2+、Ca2+、SO42-、Cl-含量分别为12618、642.5、38640和9230mg/L。于两电极施加5-100V电压电解至电流降至5mA以下时，停止电解，对阴极溶液进行固液分离，固体烘干恒重后共得到1438mg氢氧化镁，Mg2+回收率1438×24.31×1000/(50×58.32)×100/12618％＝95.0％；称取782mg用盐酸溶解后定容至100mL，浓度782mg/L，取5mL分别采用GB7477-1987和GB7476-1987测定总硬度和钙硬度，二者差值为镁硬度，计算得氢氧化镁浓度为751mg/L，氢氧化镁纯度为(751×100/782)％＝96.0％。阳极氯气吸收液有效氯含量采用GB/T5750.11-2006中的碘量法测定得50mL吸收液中有效氯浓度为211.2mmol/L，质量浓度为15.0g/L；脱硫废水氯回收率64.0％。中间室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脱硫废水资源化电渗析技术，其特征在于：在电渗析装置两极室电解电极上施加直流电压，废水室中的脱硫废水经混凝沉淀处理的高含盐上清液中的阳离子通过阳膜进入阴极室，镁离子与电解产物氢氧根反应生成氢氧化镁白色沉淀，溶液为混合碱溶液；阴离子通过阴膜进入阳极室，氯离子放电产生氯气经吸收液吸收得次氯酸钠产品，具体包括以下步骤：(1)首先采用聚铁和氢氧化钠对脱硫废水进行混凝沉淀处理或者直接进行沉淀，静置澄清后的上清液送入电渗析装置的废水室；(2)对步骤(1)中的上清液于两极室的电解电极施加低压直流电压进行电解；(3)电解结束时，对阴极室产物进行固液分离，固体干燥后制得高纯度氢氧化镁，液体为混合碱溶液；阳极室为稀次氯酸溶液，氯气吸收液吸收氯气后可得次氯酸钠溶液；中间室溶液经结晶可得石膏。

【技术特征摘要】
1.一种脱硫废水资源化电渗析技术，其特征在于：在电渗析装置两极室电解电极上施加直流电压，废水室中的脱硫废水经混凝沉淀处理的高含盐上清液中的阳离子通过阳膜进入阴极室，镁离子与电解产物氢氧根反应生成氢氧化镁白色沉淀，溶液为混合碱溶液；阴离子通过阴膜进入阳极室，氯离子放电产生氯气经吸收液吸收得次氯酸钠产品，具体包括以下步骤：(1)首先采用聚铁和氢氧化钠对脱硫废水进行混凝沉淀处理或者直接进行沉淀，静置澄清后的上清液送入电渗析装置的废水室；(2)对步骤(1)中的上清液于两极室的电解电极施加低压直流电压进行电解；(3)电解结束时，对阴极室产物进行固液分离，固体干燥后制得高纯度氢氧化镁，液体为混合碱溶液；阳极室为稀次氯酸溶液，氯气吸收液吸收氯气后可得次氯酸钠溶液；中间室溶液经结晶可得石膏。2.根据权利要求1所述的脱硫废水资源化电渗析技术，其特征在于：所述步骤(1)中，混凝沉淀采用混凝剂进行处理；电渗析装置由两膜分隔成三室：阴极室、废水室和阳极室，阳极室密封；或者电渗析装置为仅用阳膜隔开的两室，废...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛金凤，马彦涛，赵品杨，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42