CN106277459A - 对废水的脱硫处理方法及处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对废水的脱硫处理方法，是采用对废水进行空气吹脱脱硫与喷淋回收硫的处理方法，包括对废水进行脱硫处理及硫回收处理步骤。本发明获得的对废水的脱硫处理方法，是以pH值作为关键的调控因素，实现各处理环节的有机结合，从而高效脱除废水中的硫污染。使处理后废水中硫含量达到GB8978‑1996《污水综合排放标准》的二级排放标准要求，并将脱除的硫转化为可再利用的化工产品，在经济价值和环保方面均具有显著的效益，实现绿色化工。此外，本发明提供的处理装置，更利于本发明处理方法的操作及运行控制，方便、高效地实现对废水的脱硫处理及硫回收。

Description

对废水的脱硫处理方法及处理装置
技术领域
本发明涉及一种废水脱硫技术领域，尤其涉及一种对废水的脱硫处理方法，以及用于该处理方法的处理装置。
背景技术
随着工业化进程的不断深入，工业废水中含硫废水的种类和水量都在不断增加，由于大多数的硫酸盐在水中的溶解度很大，并在自然界中性质稳定，所以单纯依靠自然净化作用很难去除废水中的硫污染。含硫废水排入水体会使接受水体酸化，危害水生生物；排入农田会破坏土壤结构，使土壤板结，减少农作物产量及降低农产品品质；而且在厌氧或缺氧的条件下，硫酸盐会在硫酸盐还原菌SRB作用下被还原产生硫化氢，硫化氢溶解于水呈弱酸性，严重腐蚀排水管道和水处理设施，另外，硫化氢气味恶臭，严重污染大气。目前，对于废水中硫污染的处理方法大致概括为三种，包括(1)生物脱硫法，处理效果不稳定；(2)化学氧化、沉淀法，需加入试剂，成本较高，且易堵塞管道；(3)燃烧吸收法，设备要求高，成本昂贵。这三类方法都存在技术不足，因此寻求行之有效的含硫废水处理工艺成为环境工程界普遍关注的问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种对废水的脱硫处理方法，可以在不引入任何物质的前提下脱除废水中高含量的硫污染，使处理后废水中硫含量达到GB8978-1996《污水综合排放标准》中的二级排放标准要求，并能回收硫获得硫化钠。
为实现上述目的，本发明提供了一种对废水的脱硫处理方法，是采用对废水进行空气吹脱脱硫与喷淋回收硫的处理方法，包括以下步骤：
a、脱硫处理步骤：向废水加入稀硫酸溶液，调节酸碱度后喷淋，与空气逆向接触进行空气吹脱脱硫处理，脱硫后的废水排放；所述脱硫后废水的pH值控制为0.8～1.2；
b、硫回收处理步骤：将经过所述脱硫处理步骤后逸出的气体经过两级脱硫吸收处理后排放，所述两级脱硫吸收处理包括由循环喷淋的一级脱硫吸收液对经过所述脱硫处理步骤后逸出的气体进行第一级脱硫吸收处理步骤，以及由循环喷淋的二级脱硫吸收液和补充喷淋的NaOH溶液对经过所述第一级脱硫吸收处理步骤后逸出的气体进行第二级脱硫吸收处理步骤；控制一级脱硫吸收液的pH值为10.7～11.3，回收一级脱硫吸收液；所述NaOH溶液中NaOH的质量含量为20％～22％，所述二级脱硫吸收液为由NaOH溶液在第二级脱硫吸收处理步骤中进行硫吸收后再循环喷淋进行硫吸收得到的混合溶液，所述一级脱硫吸收液为由二级脱硫吸收液在第一级脱硫吸收处理步骤中进行硫吸收后再循环喷淋进行硫吸收得到的混合溶液。
本发明的废水脱硫处理方法针对高含量硫废水，采用对废水进行空气吹脱脱硫与喷淋回收硫相结合的方式，高效脱除废水中的高含量硫污染，使处理后废水中硫含量达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4二级排放标准要求，并回收硫获得硫化钠，使污染物转化成可利用的有价值的化工产品，实现绿色化工。
在处理方法中对废水先进行脱硫处理，通过向废水加入稀硫酸调节废水的酸碱度，一方面实现由空气吹扫废水进行的脱硫处理，并利用硫酸作为调节酸以避免空气吹脱过程除硫化氢污染物外的杂质污染物的逸出，以保证后续步骤的硫回收效果及空气处理效果；另一方面控制脱硫后废水的pH值，以保证废水的脱硫效果，使废水中硫含量低于1mg/L，达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4中的二级排放标准要求。废水中加入的稀硫酸量以脱硫后废水的pH值为标准进行调控，使脱硫后废水的pH值维持在0.8～1.2。脱除的硫污染物以硫化氢形式随空气进入到硫回收过程进行回收，依次经由一级脱硫吸收液对大部分硫化氢进行第一级循环喷淋吸收，形成以硫氢化钠为主的浓液循环，再经由二级脱硫吸收液和补充的NaOH溶液对剩余少量硫化氢进行第二级循环喷淋吸收，形成以硫化钠为主的贫液循环；所述NaOH溶液需以喷淋的方式补充，并通过控制一级脱硫吸收液的pH值维持在10.7～11.3范围，调控NaOH溶液的补充喷淋量，从而实现对脱除空气中硫化氢的彻底吸收，使经吸收处理后气体达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)；另外，通过限定补充喷淋的NaOH溶液的质量含量(20％～22％)以及回收的一级脱硫吸收液的pH值范围(10.7～11.3)，使回收的一级脱硫吸收液达到硫氢化钠的质量含量满足28％的标准，可直接用作化工产品使用，如可用于制革工业中生皮的脱毛及鞣革处理等。
本发明的处理方法，以pH值作为关键的调控因素，实现各处理环节的有机结合，进而在不引入任何物质的前提下完成对高含量硫废水的高效脱硫处理，并将脱除的硫转化为可再利用的化工产品，在经济价值和环保方面均具有显著的效益。
作为对上述方式的进一步限定，步骤a中，所述稀硫酸溶液中H2SO4的质量含量为30％～50％。
作为对上述方式的进一步限定，步骤a中，所述空气吹脱脱硫处理过程，空气与废水的气液比为(3000-5000):1，空气的空塔流速为1.0-2.0m/s。
作为对上述方式的进一步限定，步骤b中，所述第一级脱硫吸收处理步骤，气体与一级脱硫吸收液的气液比为(30-100):1；所述第二级脱硫吸收处理步骤，气体与二级脱硫吸收液的气液比为(30-100):1。
进一步限定处理方法中空气吹脱脱硫处理过程的气液比、空塔流速，脱硫吸收处理过程的气液比等操作参数，使脱硫处理达到最佳运行过程，进而在处理效果及处理成本等方面达到俱佳。
同时，本发明还提供了对废水的脱硫处理装置，包括管道混合器，在管道混合器上经由加酸计量泵连接有酸液罐；还包括连接于管道混合器下游的脱硫吹脱塔，所述脱硫吹脱塔的出液口设有第一PH检测仪，所述加酸计量泵控制联接于第一PH检测仪；所述脱硫吹脱塔的出气口连接有硫回收单元，且所述硫回收单元包括相串接的均具有储液槽及经由循环泵与储液槽相连的喷淋头的第一硫尾气吸收塔和第二硫尾气吸收塔，第一硫尾气吸收塔及第二硫尾气吸收塔的储液槽相连通，在第二硫尾气吸收塔上设有经由加碱泵与碱液罐相连的碱液补充喷淋头，在第一硫尾气吸收塔的储液槽处连接有溢流口，所述溢流口设有第二PH检测仪，所述加碱泵控制联接于第二PH检测仪。
作为对上述方式的进一步限定，在管道混合器的上游串接有均质罐。
作为对上述方式的进一步限定，在第二硫尾气吸收塔中所述碱液补充喷淋头置于喷淋头之上。
本发明提供的处理装置更利于上述处理方法的操作及运行控制，能够方便、高效地实现对废水的脱硫处理，使处理后的废水满足GB8978-1996《污水综合排放标准》表4中的二级排放标准要求，更利于将脱除的硫转化为可再利用的化工产品，实现回收。
综上所述，采用本发明的技术方案，获得的对废水的脱硫处理方法，采用对废水进行空气吹脱脱硫与喷淋回收硫相结合的方式，以pH值作为关键的调控因素，实现各处理环节的有机结合，在不引入任何物质的前提下高效脱除废水中的高含量硫污染，使处理后废水中硫含量达到<1mg/L，即GB8978-1996《污水综合排放标准》表4中的二级排放标准要求，并将脱除的硫转化为可再利用的化工产品，在经济价值和环保方面均具有显著的效益，实现绿色化工。此外，本发明提供的处理装置，更利于上述处理方法的操作及运行控制，方便、高效地实现对废水的脱硫处理及硫回收。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明作更进一步详细说明：
图1为本发明实施例所述的废水的脱硫处理装置的结构简图；
图2为本发明实施例所述的硫回收单元的结构简图；
图3为本发明实施例所述的脱硫吹脱塔的结构简图；
图4为本发明实施例所述的第二硫尾气吸收塔的结构简图；
图中：1、管道混合器；2、酸液罐；3、加酸计量泵；4、脱硫吹脱塔；5、第一PH检测仪；6、第一硫尾气吸收塔；7、第二硫尾气吸收塔；8、加碱泵；9、碱液罐；10、第二PH检测仪；11、烟囱；12、均质罐；40、塔体；41、进液口；42、吹脱塔喷淋头；43、填料；44、出液口；45、出气口；46、鼓风机；70、塔体；71、储液槽；72、进气口；73、填料；74、循环喷淋头；75、碱液补充喷淋头；76、出气口。
具体实施方式
实施例
本实施例涉及对高含量硫废水的脱硫处理。
本实施例的对废水的脱硫处理装置如图1和图2所示，其包括管道混合器1，在管道混合器1上游连接有酸液罐2，酸液罐2内存贮的稀酸通过设置在管道混合器1与酸液罐2之间的加酸计量泵3向管道混合器1内定量加入稀酸以调控管道混合器1内废水的pH值。在管道混合器1下游连接有带有鼓风机的脱硫吹脱塔4，所述脱硫吹脱塔4的出液口增设第一PH检测仪5，所述第一PH检测仪5联接控制于所述加酸计量泵3，以便于根据脱硫吹脱塔4出液口处废水的pH值调控加酸计量泵3，进而调控向管道混合器1内的加酸量。脱硫吹脱塔4的出气口连接有硫回收单元，该硫回收单元包括串接的第一硫尾气吸收塔6和第二硫尾气吸收塔7，在第一硫尾气吸收塔6和第二硫尾气吸收塔7内均具有储液槽，以及经由塔外设置的循环泵与储液槽相连的循环喷淋头，第一硫尾气吸收塔6也与第二硫尾气吸收塔7内的储液槽相连通。
在第二硫尾气吸收塔7内还设置有碱液补充喷淋头，碱液补充喷淋头经由塔外设置的加碱泵8连接到碱液罐9，以用于向第二硫尾气吸收塔7内补充喷淋碱液罐9内贮存的NaOH溶液，为充分发挥NaOH溶液的补充吸收效果，碱液补充喷淋头也置于第二硫尾气吸收塔7内的循环喷淋头之上。在第一硫尾气吸收塔6的储液槽处连接有溢流口，在该溢流口处增设第二PH检测仪10，第二PH检测仪10联接控制于加碱泵8，以根据第一硫尾气吸收塔6的储液槽内的一级脱硫吸收液的pH值调控加碱泵8，进而调控向第二硫尾气吸收塔7内补充喷淋的加碱量。
经脱硫吹脱塔4的出液口排出的处理液可进入下游的相关处理工艺继续处理，而经第二硫尾气吸收塔7处理后的气体通过烟囱11排出。本实施例中为方便对废水的处理，在管道混合器1的上游串接设置均质罐12，将废水输入至均质罐12内，使废水水质稳定。本实施例中图3示出了脱硫吹脱塔4的结构，由图3中所示，脱硫吹脱塔4包括塔体40，在塔体40底部连接有鼓风机46，并设置出液口44，塔体40顶部设置出气口45，塔体40内则设置有填料43，在填料43的上方则设置有吹脱塔喷淋头42，吹脱塔喷淋头42与设置在塔体40顶部的进液口41连接，进液口41则通过提升泵与均质罐12的出液口连通。
图4则示出了第二硫尾气吸收塔7的结构，其包括塔体70，塔体70内底部为储液槽71，储液槽71上方设有进气口72，进气口72上方设置有填料73，填料73的上方则设置循环喷淋头74和碱液补充喷淋头75，碱液补充喷淋头75也高于循环喷淋头74布置，循环喷淋头74通过循环泵连接至储液槽71，碱液补充喷淋头75连接至第一碱液罐9，在塔体70的顶部还设置有出气口76。本实施例中，第一硫尾气吸收塔6除没有设置酸液补充喷淋头75外，其它结构与第二硫尾气吸收塔7基本相同，本文不再赘述。
实施例1
在上述处理装置中进行对废水的脱硫处理，将废水(硫含量范围为9000～12000mg/L)输入至均质罐，然后进行以下处理：
a、脱硫处理步骤：从均质罐输出的废水在管道混合器中加入稀硫酸溶液(质量含量为30％～50％)调整pH值，混合均匀后输入至脱硫吹脱塔进行喷淋，喷淋的废水在塔内与从鼓风机吹出的空气逆向接触进行空气吹脱脱硫处理，脱硫后废水从脱硫吹脱塔的出液口排放，达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4二级排放标准；处理过程根据第一PH检测仪检测的数值控制加酸计量泵，进而控制脱硫后废水pH值(即第一PH检测仪检测的数值)维持在0.8～1.2；
b、硫回收处理步骤：从脱硫吹脱塔出气口逸出的气体输入至硫回收单元进行两级脱硫吸收处理，气体先进入第一硫尾气吸收塔内由循环喷淋的一级脱硫吸收液进行第一级脱硫吸收处理，然后进入第二硫尾气吸收塔由循环喷淋的二级脱硫吸收液和补充喷淋的NaOH溶液(质量含量为21±1％)进行第二级脱硫吸收处理，从第二硫尾气吸收塔出气口逸出的气体《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)，可直接排放至大气；处理过程根据第二PH检测仪检测的一级脱硫吸收液的pH值控制第二硫尾气吸收塔内碱液补充喷淋头喷淋NaOH溶液的喷淋量，控制一级脱硫吸收液的pH达到10.7～11.3，通过第一硫尾气吸收塔的溢流口回收一级脱硫吸收液，回收的一级脱硫吸收液为硫化氢溶液，可以达到GB23937-2009《工业硫氢化钠》表1液体L-3标准要求，可用于销售；所述二级脱硫吸收液为在第二硫尾气吸收塔内进行硫吸收后再循环喷淋进行硫吸收得到的以硫化钠和氢氧化钠为主的混合溶液，所述一级脱硫吸收液为由二级脱硫吸收液在第一硫尾气吸收塔内进行硫吸收后再循环喷淋进行硫吸收得到的以硫氢化钠为主的混合溶液。
上述处理方法，步骤a中，脱硫吹脱塔内空气与废水的气液比为(3000-5000):1(m3/m3)，空气的空塔流速为1.0-2.0m/s；步骤b中，第一硫尾气吸收塔内气液比(即经脱硫处理步骤后逸出的气体与一级脱硫吸收液的比例)为(30-100):1(m3/m3)，第二硫尾气吸收塔内气液比(即经第一级脱硫吸收处理步骤后逸出的气体与二级脱硫吸收液的比例)为(30-100):1(m3/m3)。
经检测，处理后废水硫化物<1mg/L。符合标准GB8978-1996《污水综合排放标准》表4二级排放标准
气体中污染物含量H2S<1mg/m3，符合《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)。
实施例2
本实施例涉及对实施例1处理方法中不同控制条件对废水、气体处理结果的影响。
实施例2.1
采用与实施例1相同的处理装置，与相同的处理方法对高含量硫废水(原始废水中硫含量为9837mg/L)进行处理，在其它操作条件相同下检测pH控制条件对废水、气体处理结果的影响，实验及结果如下表所示：
由上表可见，本发明的对废水的脱硫处理方法中，两个环节的pH值控制对于脱硫的处理至关重要，一级脱硫吹脱塔后废水pH控制小于1.2，第一硫尾气吸收塔溢流口液体pH控制范围大于10.7，可使废水中的高含量硫污染得到彻底处理，达到GB8978-1996《污水综合排放标准》表4二级排放标准和《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)，并将脱除的硫转化为可再利用的化工产品，实现高效回收。
实施例2.2
采用与实施例1相同的处理装置，与相同的处理方法对高含量硫废水(原始废水中硫含量为9837mg/L)进行处理，在其它操作条件相同下检测空气流速及气液比等控制条件对废水、气体处理结果的影响，实验及结果如下表所示：
由上表可见，本发明的对废水的脱硫处理方法中，各空气流速及气液比等条件会影响对废水的脱硫处理结果。
本发明的对废水的脱硫处理方法，能够在不引入其它物质的前提下高效脱除废水中的高含量硫污染，处理效果稳定，并将脱除的硫转化为可再利用的化工产品，在经济价值和环保方面均具有显著的效益，实现绿色化工。

Claims (7)

1.一种对废水的脱硫处理方法，其特征在于，采用对废水进行空气吹脱脱硫与喷淋回收硫的处理方法，包括以下步骤：
a、脱硫处理步骤：向废水加入稀硫酸溶液，调节酸碱度后喷淋，与空气逆向接触进行空气吹脱脱硫处理，脱硫后的废水排放；所述脱硫后废水的pH值控制为0.8～1.2；
b、硫回收处理步骤：将经过所述脱硫处理步骤后逸出的气体经过两级脱硫吸收处理后排放，所述两级脱硫吸收处理包括由循环喷淋的一级脱硫吸收液对经过所述脱硫处理步骤后逸出的气体进行第一级脱硫吸收处理步骤，以及由循环喷淋的二级脱硫吸收液和补充喷淋的NaOH溶液对经过所述第一级脱硫吸收处理步骤后逸出的气体进行第二级脱硫吸收处理步骤；控制一级脱硫吸收液的pH值为10.7～11.3，回收一级脱硫吸收液；所述NaOH溶液中NaOH的质量含量为20％～22％，所述二级脱硫吸收液为由NaOH溶液在第二级脱硫吸收处理步骤中进行硫吸收后再循环喷淋进行硫吸收得到的混合溶液，所述一级脱硫吸收液为由二级脱硫吸收液在第一级脱硫吸收处理步骤中进行硫吸收后再循环喷淋进行硫吸收得到的混合溶液。
2.根据权利要求1所述的对废水的脱硫处理方法，其特征在于：步骤a中，所述稀硫酸溶液中H2SO4的质量含量为30％～50％。
3.根据权利要求1所述的对废水的脱硫处理方法，其特征在于：步骤a中，所述空气吹脱脱硫处理过程，空气与废水的气液比为(3000-5000):1，空气的空塔流速为1.0-2.0m/s。
4.根据权利要求1所述的对废水的脱硫处理方法，其特征在于：步骤b中，所述第一级脱硫吸收处理步骤，气体与一级脱硫吸收液的气液比为(30-100):1；所述第二级脱硫吸收处理步骤，气体与二级脱硫吸收液的气液比为(30-100):1。
5.一种对废水的脱硫处理装置，其特征在于：包括管道混合器，在管道混合器上经由加酸计量泵连接有酸液罐；还包括连接于管道混合器下游的脱硫吹脱塔，所述脱硫吹脱塔的出液口设有第一PH检测仪，所述加酸计量泵控制联接于第一PH检测仪；所述脱硫吹脱塔的出气口连接有硫回收单元，且所述硫回收单元包括相串接的均具有储液槽及经由循环泵与储液槽相连的喷淋头的第一硫尾气吸收塔和第二硫尾气吸收塔，第一硫尾气吸收塔及第二硫尾气吸收塔的储液槽相连通，在第二硫尾气吸收塔上设有经由加碱泵与碱液罐相连的碱液补充喷淋头，在第一硫尾气吸收塔的储液槽处连接有溢流口，所述溢流口设有第二PH检测仪，所述加碱泵控制联接于第二PH检测仪。
6.根据权利要求5所述的对废水的脱硫处理装置，其特征在于：在管道混合器的上游串接有均质罐。
7.根据权利要求5所述的对废水的脱硫处理装置，其特征在于：在第二硫尾气吸收塔中所述碱液补充喷淋头置于喷淋头之上。
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