[发明专利]一种燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统及方法

权利要求书

1.一种燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，其特征在于，包括浓缩电解三室反应器(10)、脱硫系统(1)、预沉池(2)、镁资源化反应澄清池(3)、重金属反应澄清池(4)、硫酸根深度去除反应澄清池(5)、中和池(7)、超滤系统(8)、纳滤系统(9)、反渗透系统(16)、氢氧化钙加药系统(Y1)、混凝剂和助凝剂混合加药系统(Y2)、硫酸根复合沉淀剂加药系统(Y4)及盐酸加药系统(Y5)；

浓缩电解三室反应器(10)内依次设置有电渗析阴极(E1)、电解惰性电极阴极(E2)、电渗析阳膜(E3)、电渗析阴膜(E4)、电解惰性电极阳极(E5)及电渗析阳极(E6)，其中，电渗析阴极(E1)与电渗析阳膜(E3)之间形成阴极电解池(S1)，电解惰性电极阴极(E2)位于阴极电解池(S1)内，电渗析阳膜(E3)和电渗析阴膜(E4)之间形成离子迁移池(S2)，电渗析阳极(E6)与电渗析阴膜(E4)之间形成阳极电解池(S3)，电解惰性电极阳极(E5)位于阳极电解池(S3)内，电解电源系统(11)与电解惰性电极阴极(E2)及电解惰性电极阳极(E5)相连接；

脱硫系统(1)的出口依次经预沉池(2)、镁资源化反应澄清池(3)、重金属反应澄清池(4)、硫酸根深度去除反应澄清池(5)、中和池(7)、超滤系统(8)及纳滤系统(9)与离子迁移池(S2)顶部的入口相连通，离子迁移池(S2)底部的出水口与反渗透系统(16)的入水口相连通；

氢氧化钙加药系统(Y1)与镁资源化反应澄清池(3)的药剂入口相连通，混凝剂和助凝剂混合加药系统(Y2)与镁资源化反应澄清池(3)的药剂入口、重金属反应澄清池(4)的药剂入口及硫酸根深度去除反应澄清池(5)的药剂入口相连通，硫酸根复合沉淀剂加药系统(Y4)与硫酸根深度去除反应澄清池(5)的药剂入口相连通，盐酸加药系统(Y5)与中和池(7)的药剂入口相连通。

2.根据权利要求1所述的燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，其特征在于，预沉池(2)底部的污泥出口及纳滤系统(9)的浓水出口均与脱硫系统(1)相连通。

3.根据权利要求1所述的燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，其特征在于，重金属反应澄清池(4)的底部出口及硫酸根深度去除反应澄清池(5)的底部出口与污泥压滤系统(6)的入口相连通。

4.根据权利要求1所述的燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，其特征在于，还包括用于检测镁资源化反应澄清池(3)内液体pH值的第一pH计(B1)以及用于检测中和池(7)出水口处水的pH值的第二pH计(B2)。

5.根据权利要求1所述的燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，其特征在于，反渗透系统(16)的浓水出口与离子迁移池(S2)的入口相连通。

6.根据权利要求1所述的燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，其特征在于，阴极电解池(S1)顶部的排气口与氢气收集利用系统(12)相连通，阴极电解池(S1)底部的出口与氢氧化钠收集利用系统(14)相连通。

7.根据权利要求1所述的燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，其特征在于，阴极电解池(S1)底部的出口与盐酸收集利用系统(15)相连通，阴极电解池(S1)顶部的出口与氯气收集利用系统(13)相连通。

8.一种燃煤电厂脱硫废水资源化处理方法，其特征在于，基于权利要求1所述的燃煤电厂脱硫废水资源化处理系统，包括以下步骤：

脱硫系统(1)输出的脱硫废水在预沉池(2)中进行沉降，预沉池(2)输出的上清液进入镁资源化反应澄清池(3)中，通过氢氧化钙加药系统(Y1)向镁资源化反应澄清池(3)中加入石灰，以调节镁资源化反应澄清池(3)中脱硫废水的pH值，继而去除脱硫废水中的Mg²⁺、F^-、SO₄^2-、SiO₂以及部分Ca²⁺和重金属；

镁资源化反应澄清池(3)的排水进入重金属反应澄清池(4)中，通过重金属螯合剂加药系统(Y3)向重金属反应澄清池(4)中加入重金属螯合剂，重金属反应澄清池(4)中的脱硫废水在重金属螯合剂的作用下进一步去除其中的重金属；

重金属反应澄清池(4)的排水进入硫酸根深度去除反应澄清池(5)中，通过硫酸根复合沉淀剂加药系统(Y4)向硫酸根深度去除反应澄清池(5)中加入硫酸根复合沉淀剂，硫酸根深度去除反应澄清池(5)中的脱硫废水在硫酸根复合沉淀剂作用下进一步去除其中的硫酸根；

硫酸根深度去除反应澄清池(5)的排水进入中和池(7)中，并通过盐酸加药系统(Y5)输出的盐酸调节pH值，中和池(7)输出的水经超滤系统(8)处理后进入纳滤系统(9)中，通过纳滤系统(9)对脱硫废水中的一价离子与二价离子进行分离，使得脱硫废水中的钙离子截留在纳滤系统(9)的浓水侧，纳滤系统(9)输出的产水进入离子迁移池(S2)中；

在浓缩电解三室反应器(10)中，在电渗析阴极(E1)的作用下，Na⁺穿过电渗析阳膜(E3)进入到阴极电解池(S1)中，并在电解惰性电极阴极(E2)的作用下，阴极电解池(S1)内发生以下反应：

4H₂O+4e^-→2H₂↑+4OH^-

Na⁺+OH^-→NaOH

阴极电解池(S1)中的反应产物为H₂及NaOH，其中，H₂及NaOH分别进行回收利用；

在电渗析阳极(E6)作用下，Cl^-穿过电渗析阴膜(E4)进入到阳极电解池(S3)中，阳极电解池(S3)内发生以下反应：

2Cl^--2e^-→Cl₂↑

阳极电解池(S3)中的反应产物为Cl₂及HCl，其中，Cl₂及HCl分别进行回收利用；

离子迁移池(S2)的出水经反渗透系统(16)进行脱盐，其中，反渗透系统(16)输出的产水进行回收再利用。