CN111701286B - 一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于烧结烟气脱硫废水处理与循环利用的技术领域，涉及一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置，所述分离澄清处理装置包括以竖直方向为中心轴由外至内同轴套设的外筒体、中心筒体和提升组件，提升组件的下端将所述外筒体的内部分割成可控通断的布水区和沉降区；废水进入提升组件，从提升组件溢流口溢出进入中心筒体，流经中心筒体后进入外筒体的布水区，经过布水区后通过斜管填料过滤由外筒体的出水口溢流排出；大颗粒悬浮物沉降至沉降区底部进行去除。其处理能力是平流式沉淀池3‑5倍，加速澄清池2‑3倍，适用范围广，处理效果高，占地面积小。

Description

一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置

技术领域

本发明属于烧结烟气脱硫废水处理与循环利用的技术领域，具体涉及一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置和烧结烟气脱硫废水预处理***。

背景技术

烧结烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)技术的应用是电厂和钢铁行业控制硫化物排放的主要手段，是控制二氧化硫(SO₂)排放量的重要途径。烧结烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程中，会富集重金属元素、氟离子及氯离子等，为了维持脱硫装置浆液循环***物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯离子浓度、氟离子浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从***中排出一部分滤液水作为脱硫废水，废水主要来自石膏脱水和清洗***，一方面降低对脱硫设备的腐蚀，另一方面降低对石膏品质的影响。为了保护环境、防治污染，促进废水工艺和污染治理技术的进步，电厂和钢铁行业的废水排放标准不断更新，现废水处理***出水水质需满足《钢铁工业水污染物排放标准》(GB13456-2012)或达到废水零排放标准。

湿式石灰石/石灰-石膏法脱硫废水主要来源于石膏旋流站和真空皮带脱水机的固液分离罐底流，废水的温度为20-60℃，pH为4～6，固含量为60000-80000mg/l，Cl^-为20000-40000mg/l，SO₄ ^2-为3700-5000mg/l，SO₃ ^2-为0～200mg/l，氨氮为500-700mg/l，COD为1200-1500mg/l，由此可见，废水水质的特点如下：废水呈现弱酸性，PH一般为4.0～6.0；悬浮物含量较高，废水中的悬浮物主要是石膏颗粒、二氧化硅以及铁、铝的氢氧化物；含有氨氮；无机盐含量较高，如硫酸盐、氯化物等；废水中COD值较高。

一般脱硫废水的预处理主要是以化学、机械方法分离重金属和其它可沉淀的物质，如氟化物、亚硫酸盐和硫酸盐。为保证出水水质达标，一般脱硫废水工艺流程采用中和+絮凝+助凝+过滤，中和后分别添加絮凝剂聚合氯化铝和助凝剂聚丙烯酰胺，使已结晶析出的无机盐、重金属络合物及悬浮物的细小矾花积聚成较大颗粒，以便于在机械加速澄清器内得到更快的沉降。澄清器在废水处理的过程中尤为重要，提高澄清器的分离效果是废水处理设备提升净水效果的一种重要手段。传统的澄清器主要是设置导流装置，降低上升流速，延长停留时间，但存在澄清器体积过大、过滤效果不佳，故障率较高，废水处理设备的整体成本高等缺陷。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置，该分离澄清处理装置至少可以解决上述的一个技术缺陷。

本发明采用的技术方案的基本构思如下：

一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置，所述分离澄清处理装置包括以竖直方向为中心轴由外至内同轴套设的外筒体、中心筒体和提升组件；

所述外筒体上设有进水口和出水口，所述进水口位于所述外筒体下部并通过进水管与所述提升组件的内部连通，所述出水口位于所述外筒体的上部；

所述中心筒体的下端呈开口，所述中心筒体的下端开口使所述中心筒体的内部与所述外筒体的内部相连通；

所述提升组件的上部侧面设有溢流口，所述提升组件的下端呈开口，通过控制所述提升组件使所述提升组件的下端壁与所述外筒体的内壁相抵接或分离，将所述外筒体的内部分割成可控通断的布水区和沉降区；

所述沉降区位于所述提升组件的下端开口的下方。

作为一种实施方式，外筒体的顶部设有电动提升阀组，所述电动提升阀组的输出端与所述提升组件的上端相连接，以驱动所述提升组件沿竖直方向进行上下移动。

作为一种实施方式，所述沉降区设置有排泥口和外排阀门，所述电动提升阀组与所述外排阀门联动设置，所述外排阀门开启，所述电动提升阀组驱动所述提升组件向上移动以使布水区和沉降区连通。

作为一种实施方式，所述进水管的出口上方设有导流元件，用于减缓来自所述进水管的水流速度，所述导流元件为锥形反射板。

作为一种实施方式，所述布水区在所述外筒体的出水口与所述中心筒体的下端之间区域设有斜管填料；

在所述斜管填料的出水端上方的外筒体的内壁设置一周圈三角堰，所述斜管填料的出水口流出的液体经过所述三角堰后、由所述外筒体的出水口排出。

作为一种实施方式，所述外筒体包括位于上部的圆筒体段、位于下部的倒锥体段，所述圆筒体段与所述倒锥体段相连接处形成的夹角α为135°。

作为一种实施方式，所述中心筒体为圆筒体，所述中心筒体的圆筒体的下端与所述外筒体的圆筒体段的下端平齐；

所述提升组件包括圆筒状结构和自所述圆筒状结构的下端向下倾斜延伸的喇叭口状结构的开口。

作为一种实施方式，所述沉降区和所述提升组件的容积占所述分离澄清处理装置的总容积的1/5。

作为一种实施方式，所述斜管填料由多个具有六角形横截面的六角蜂窝管焊接而成，所述六角蜂窝管为乙丙共聚材质，管长1m、内切圆的孔径为φ30mm，倾斜角度为60℃。

本发明还涉及一种烧结烟气脱硫废水预处理***，其包括上述内容任一项所述的分离澄清处理装置。

本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

1、本发明所述的烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置的处理能力是平流式沉淀池或加速澄清池的2-5倍，在减小体积、节省占地面积的同时，还降低了废水处理设备的整体成本。本发明的分离澄清处理装置的停留时间是平流式沉淀池或加速澄清池的1.2-1.3倍，保证了沉淀物的去除效率，沉淀物的去除率可控制在90％-95％之间。

2、本发明的分离澄清处理装置的结构简单、操作灵活高效，不易磨损部件。

3、本发明的分离澄清处理装置不易堵塞，减少传统高效澄清器刮泥机的安装，维修故障率低。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

其中：

图1是本发明所述的分离澄清处理装置的结构示意图；

图2是图1所示分离澄清处理装置的俯视图；

图3是图1的分离澄清处理装置中的溢流口的结构示意图。

图中标记：1、电动提升阀组；2、提升组件；3、溢流口；4、出水口；5、三角堰；6、布水区；7、进水管；8、进水口；9、中心筒体；10、外筒体；11、锥形反射板；12、沉降区；13、排泥口；14、外排阀门；15、斜管填料。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3所示，根据本发明的实施例，提供一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置，所述分离澄清处理装置包括以竖直方向为中心轴由外至内同轴套设的外筒体10、中心筒体9和提升组件2；外筒体10与中心筒体9之间的空间以及外筒体10内的其他空间以下统称为外筒体10的内部；中心筒体9与提升组件2之间的空间以下统称为中心筒体9的内部。

外筒体10上设有进水口8和出水口4，进水口8位于中心筒体9的下端的下方并通过进水管7与提升组件2的内部连通，出水口4位于靠近外筒体10的顶部的部位；

中心筒体9的下端呈开口，并通过该开口与位于中心筒体9外部的外筒体10的内部相连通；

提升组件2靠近其顶部的侧面设有溢流口3，提升组件2的下端呈开口，通过控制提升组件2使提升组件2的下端壁与外筒体10的内壁相抵接或分离，将外筒体10的内部分割成可控通断的布水区6和沉降区12；

沉降区12位于提升组件2的下端开口的下方，并设有排泥口13和外排阀门14；布水区6在外筒体10的出水口4与中心筒体9的下端之间区域设有斜管填料15。

其中，待处理的液体(废水)通过外筒体10的进水口8进入上述高效分离澄清处理装置的方式可以是泵入或者借助高度差溢流进入(前段工序的液位高于高效分离澄清处理装置的液位)。

上述分离澄清处理装置的处理能力是平流式沉淀池或加速澄清池的2-5倍，节省了占地面积，降低了澄清器的容积，降低了设备成本。停留时间是平流式沉淀池或加速澄清池的1.2-1.3倍，保证了沉淀物的去除效率，沉淀物的去除率可控制在90％-95％之间。另外，其结构简单、操作灵活高效，不易磨损部件，维修故障率低。

从中心筒体9的下端开口流出的废水进入布水区6，流速降低，停留时间增加，同时布水区6上部设置斜管填料15，废水上升流经斜管填料15的表面，一方面降低沉淀距离，另一方面增加澄清器的表面积，提升沉淀物的附着点，缩短澄清时间，保证出水水质悬浮物浓度。另外，斜管填料15更换方便简单。

中心筒体9上端延伸至外筒体10的上端盖处，可通过焊接方式与外筒体10的上端盖连接。

作为一种实施方式，外筒体10的顶部设有电动提升阀组1，电动提升阀组1的输出端与提升组件2的上端相连接，以驱动提升组件2沿竖直方向进行上下移动，从而通过控制提升组件2的上下移动，来实现布水区6和沉降区12的隔断和连通。

作为一种实施方式，电动提升阀组1与外排阀门14联动设置，外排阀门14开启，电动提升阀组1驱动提升组件2向上移动。

上述设置便于定期将布水区6底部的沉淀物和与沉降区12的沉淀物一起通过外排阀门14外排，结构设置精巧，节省辅助元件、使装置整体的结构更紧凑，利于减小占地面积。

作为一种实施方式，进水管7的出口上方设有导流元件，所述导流元件为锥形反射板11。

废水进入分离澄清处理装置的方式一般有两种，一种是泵打入，一种是自流进入，如果是泵打入的方式，因为扬程压力过大，会引起进水管7的出口处废水的剧烈搅动，进而影响废水的沉淀效果，锥形反射板可以起到很好的缓冲作用，进而可以同时适应废水的两种进入方式，保证沉淀效果。

具体地，锥形反射板11为内部中空的圆锥体(或者说是伞形)，圆锥体的顶点朝上设置，锥体的内表面正对进水管7的出口处，进水管7流出的水首先接触到锥体的内表面，从而使水流速度得到缓冲。

作为一种实施方式，布水区6在外筒体10的出水口4与中心筒体9的下端之间区域设有斜管填料15；在斜管填料15的出水端上方的外筒体10的内壁设置一周圈三角堰5，斜管填料15的出水端流出的液体经过三角堰5后、由外筒体10的出水口4排出。

具体地，出水口4是在外筒体10上开设的小孔，其通过连接管道，将液体排出。

上述设置的三角堰5可以隔断大悬浮物溢出并进入下一工艺段。

作为一种实施方式，外筒体10包括位于上部的圆筒体段、位于下部的锥体段，所述圆筒体段与所述倒锥体段相连接处形成的夹角α为135°。

所述的角度设置可以保证沉淀物顺利下沉，设备不易堵塞，减少安装传统高效澄清器中必需的刮泥机，进而降低设备的故障率。

作为一种实施方式，中心筒体9为圆筒体，中心筒体9的圆筒体的下端开口与外筒体10的圆筒体段的下端平齐；

提升组件2包括圆筒状结构和自所述圆筒状结构的下端向下倾斜延伸的喇叭口状结构的开口，喇叭口状结构的下端与外筒体10的倒锥体段内壁相抵接。

上述提升组件2和外筒体10的结构设置，便于其实现布水区、沉降区12的分割和连通，减少辅助结构的设置，而且还更有利于沉淀物的沉降和排出。在沉降区与布水区分隔开的状态下，提升组件2的圆筒状结构下端延伸出的喇叭状开口与该开口下方的外筒体10的倒锥形体壁围成的区域即为沉降区；布水区是喇叭状开口的外壁、中心筒体9的外壁、和位于喇叭状开口的外壁上方的外筒体10内壁围成的区域为布水区6。

作为一种实施方式，沉降区12和提升组件2的容积占所述分离澄清处理装置的总容积的1/5。

废水从进水管7进入沉降区12和提升组件2，废水中40-50％的大颗粒悬浮物可沉降至沉降区12底部进行去除。

作为一种实施方式，所述斜管填料由多个具有六角形横截面的六角蜂窝管焊接而成，所述六角蜂窝管为乙丙共聚材质，管长1m、内切圆的孔径为φ30mm，倾斜角度为60℃。

此规格斜管填料15的湿周大，水力半径小，层流状态好，颗粒沉降不受紊流干扰，出水水质最佳。

上述分离澄清处理装置的工作流程大致如下：

废水从进水口8处设置的进水管7进入该分离澄清处理装置，从进水管7的出口流出的废水通过锥形反射板11导流后进入提升组件2，废水流过提升组件2后从提升组件2的溢流口3溢出并进入中心筒体9，流经中心筒体9后，自中心筒体9的下端开口进入外筒体10的布水区6，经过布水区6后通过斜管填料15过滤由外筒体10边缘的三角堰5溢流后经出水口4排出，进入下一工艺段进行后续处理。

废水中40-50％的大颗粒悬浮物可沉降至沉降区12底部进行去除；

分离澄清处理装置定期打开外排阀门14排放沉淀物，外排阀门14打开的同时电动提升阀组1开启，电动提升阀组1将提升组件2提高5-10cm，进而连通布水区6和沉降区12，布水区6底部的沉淀物通过提升组件2与布水区6交界处的缝隙下沉到沉降区12，与沉降区12的沉淀物一起通过外排阀门14外排。

本发明还涉及一种烧结烟气脱硫废水预处理***，其包括上述内容所述的分离澄清处理装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种烧结烟气脱硫废水高效分离澄清处理装置，其特征在于，所述分离澄清处理装置包括以竖直方向为中心轴由外至内同轴套设的外筒体、中心筒体和提升组件；

所述外筒体上设有进水口和出水口，所述进水口位于所述外筒体下部并通过进水管与所述提升组件的内部连通，所述出水口位于所述外筒体的上部；

所述中心筒体的下端呈开口，所述中心筒体的下端开口使所述中心筒体的内部与所述外筒体的内部相连通；

所述提升组件的上部侧面设有溢流口，所述提升组件的下端呈开口，通过控制所述提升组件使所述提升组件的下端壁与所述外筒体的内壁相抵接或分离，将所述外筒体的内部分割成可控通断的布水区和沉降区；

所述沉降区位于所述提升组件的下端开口的下方；所述进水管的出口上方设有导流元件，用于减缓来自所述进水管的水流速度，所述导流元件为锥形反射板；

外筒体的顶部设有电动提升阀组，所述电动提升阀组的输出端与所述提升组件的上端相连接，以驱动所述提升组件沿竖直方向进行上下移动。

2.根据权利要求1所述的分离澄清处理装置，其特征在于，所述沉降区设置有排泥口和外排阀门，所述电动提升阀组与所述外排阀门联动设置，所述外排阀门开启，所述电动提升阀组驱动所述提升组件向上移动以使布水区和沉降区连通。

3.根据权利要求1所述的分离澄清处理装置，其特征在于，所述布水区在所述外筒体的出水口与所述中心筒体的下端之间区域设有斜管填料；

在所述斜管填料的出水端上方的外筒体的内壁设置一周圈三角堰，所述斜管填料的出水口流出的液体经过所述三角堰后、由所述外筒体的出水口排出。

4.根据权利要求1所述的分离澄清处理装置，其特征在于，所述外筒体包括位于上部的圆筒体段、位于下部的倒锥体段，所述圆筒体段与所述倒锥体段相连接处形成的夹角α为135°。

5.根据权利要求4所述的分离澄清处理装置，其特征在于，所述中心筒体为圆筒体，所述中心筒体的圆筒体的下端与所述外筒体的圆筒体段的下端平齐；

所述提升组件包括圆筒状结构和自所述圆筒状结构的下端向下倾斜延伸的喇叭口状结构的开口。

6.根据权利要求1所述的分离澄清处理装置，其特征在于，所述沉降区和所述提升组件的容积占所述分离澄清处理装置的总容积的1/5。

7.根据权利要求3所述的分离澄清处理装置，其特征在于，所述斜管填料由多个具有六角形横截面的六角蜂窝管焊接而成，所述六角蜂窝管为乙丙共聚材质，管长1m、内切圆的孔径为φ30mm，倾斜角度为60℃。

8.一种烧结烟气脱硫废水预处理***，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的分离澄清处理装置。