CN112573743A - 一种脱硫废水零排放处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种脱硫废水零排放处理方法，初步分离，将经脱硫塔的脱硫废水排入沉淀池，实现初步分离；加石灰调节PH值，将步骤1中分离出的上部清液经输送泵输送至三联箱中，在三联箱中加入石灰，生成氢氧化沉淀；加入凝聚剂以及碳酸钠和有机硫，在三联箱中加入凝聚剂聚合硫酸铁和助凝剂聚丙烯酰胺，加入碳酸钠和有机硫除去钙离子和降低废水中重金属离子浓度；输入澄清池，将经过步骤3沉淀之后废水经输送泵输送至澄清池中，在澄清池中加入盐酸,调节废水的PH值；进行减量浓缩处理，将废水经澄清池的出口导出至减量浓缩***，对废水进行减量浓缩处理；末端固化处理，将减量浓缩处理之后的废水末端固化处理。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水零排放处理方法。
背景技术
脱硫废水为燃煤电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程中产生的废水，其主要特点为：酸性水质；含有大量的飞灰、絮凝体等，悬浮物含量高；氯离子含量高，具有很强的腐蚀性；总硬度高，更含有大量的盐类；污染物中含有重金属一级非金属如氟、砷等污染物。其特点决定了脱硫废水在燃煤电厂中回用途径非常有限，目前已成为制约燃煤电厂废水零排放的瓶颈。
目前的脱硫废水处理工艺为化学沉淀絮凝法，主要包括中和、沉淀、絮凝和澄清等步骤。该工艺可以除去废水中的一部分悬浮物和重金属，但出水中仍含有大量的可溶性盐，无论是排入水体或泥土，容易造成水体的恶化及盐碱地的形成；并且脱硫废水不含有机物，排入到市政污水处理厂会造成微生物的死亡，从而导致出水恶化，无法达到回用的标准。
发明内容
为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种脱硫废水零排放处理方法，将原脱硫废水处理***优化，将现有技术组合集成，很好的解决了脱硫废水难以处理，较难回用等问题，真正实现脱硫废水零排放。
一种脱硫废水零排放处理方法，
步骤1：初步分离，将经脱硫塔的脱硫废水排入沉淀池，实现初步分离；
步骤2：加石灰调节PH值，将步骤1中分离出的上部清液经输送泵输送至三联箱中，在三联箱中加入石灰，生成氢氧化沉淀；
步骤3：加入凝聚剂以及碳酸钠和有机硫，在三联箱中加入凝聚剂聚合硫酸铁和助凝剂聚丙烯酰胺，加入碳酸钠和有机硫除去钙离子和降低废水中重金属离子浓度；
步骤4：输入澄清池，将经过步骤3沉淀之后废水经输送泵输送至澄清池中，在澄清池中加入盐酸,调节废水的PH值；
步骤5：进行减量浓缩处理，将废水经澄清池的出口导出至减量浓缩***，对废水进行减量浓缩处理；
步骤6：末端固化处理，将减量浓缩处理之后的废水末端固化处理。
在本发明的一种优选实施方式中，所述沉淀池设置为台阶式沉淀池，所述所述沉淀池包括第一沉淀池，第二沉淀池，第三沉淀池，第四沉淀池，所述第一沉淀池，第二沉淀池，第三沉淀池，第四沉淀池的底部位置逐渐向下，所述第一沉淀池，第二沉淀池使用第一过滤网相间隔，第二沉淀池，第三沉淀池使用第二过滤网相间隔，第三沉淀池，第四沉淀池使用第三过滤网相间隔，所述第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网的网孔一次减小，所述第一沉淀池设置有废水进口，所述第四沉淀池设置有废水出口。
在本发明的一种优选实施方式中，所述三联箱由一个箱体构成，在上述箱体之间设有隔板分隔成中和箱、反应箱、絮凝箱，所述中和箱上设置有石灰加入口，所述反应箱上设置有反应液加入口，所述絮凝箱上方设置有絮凝液加入口，所述中和箱左侧侧边上设置有废水入口，所述絮凝箱右侧侧边上设置有废水出口。
在本发明的一种优选实施方式中，所述减量浓缩处理包括依次进行的膜处理、电渗析、热处理；其具体操作步骤为：
S1：将经澄清池的出口导出的废水输送至第一超微滤膜组件中，去除碳酸钙和氢氧化镁沉淀，再将废水输送至第一反渗透膜组件中，废水中的水分子到达产水侧，杂质留在浓水侧得到第一渗透水和第一浓缩水；
S2：将第一渗透水通入第二超微滤膜组件中，产生第二渗透水和第二浓缩水，将第二渗透水通入电渗析装置进行分盐和浓缩，得到第三渗透水和第三浓缩水，将第三渗透水通入第二反渗透装置进行纯化，产生第四渗透水和第四浓缩水；
S3：将第一浓缩水、第二浓缩水、第三浓缩水、第四浓缩水进行热处理，将上述浓缩水进行加热蒸发，得到蒸馏水和浓缩液；
S4；将浓缩液导入末端固化处理中进行固化处理。
在本发明的一种优选实施方式中，所述末端固化处理的具体操作方法为蒸发结晶和旁路高温烟气蒸发。
在本发明的一种优选实施方式中，所述旁路高温烟气蒸发是引接空预器前高温烟气作为热源，于旁路蒸发干燥塔内将废水雾化后蒸发，废水蒸发后产生的结晶盐随烟气进入除尘器，在除尘器中捕集去除，水蒸气在脱硫塔内冷凝析出步入脱硫***。
在本发明的一种优选实施方式中，废水的雾化方式可以分为双流体雾化和机械离心旋转雾化，雾化后粒径在30～200um之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明工艺流程相对简单、总投资和运行费用较低，浓缩减量***淡水回收率比较有优势，可直接回用；同时整体上降低了末端固化***负荷，末端固化***的结晶盐进入灰中，随灰一起综合利用或收集作为工业盐出售，是较理想的零排放路线；
2、本发明通过集成优化，能够应对燃煤电厂不同的水质水量变化，保证整套***稳定运行，真正实现废水零排放，同时能够以废治废达到资源再利用、环境友好的设计要求，具有广泛的应用前景;
3、本发明在处理过程中不需要向外界排放任何液体，有效实现脱硫废水实现零排放的效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，一种脱硫废水零排放处理方法，
步骤1：初步分离，将经脱硫塔的脱硫废水排入沉淀池，实现初步分离；
步骤2：加石灰调节PH值，将步骤1中分离出的上部清液经输送泵输送至三联箱中，在三联箱中加入石灰，生成氢氧化沉淀；
步骤3：加入凝聚剂以及碳酸钠和有机硫，在三联箱中加入凝聚剂聚合硫酸铁和助凝剂聚丙烯酰胺，加入碳酸钠和有机硫除去钙离子和降低废水中重金属离子浓度；
步骤4：输入澄清池，将经过步骤3沉淀之后废水经输送泵输送至澄清池中，在澄清池中加入盐酸,调节废水的PH值；
步骤5：进行减量浓缩处理，将废水经澄清池的出口导出至减量浓缩***，对废水进行减量浓缩处理；
步骤6：末端固化处理，将减量浓缩处理之后的废水末端固化处理。
在本发明的一种优选实施方式中，所述沉淀池设置为台阶式沉淀池，所述所述沉淀池包括第一沉淀池，第二沉淀池，第三沉淀池，第四沉淀池，所述第一沉淀池，第二沉淀池，第三沉淀池，第四沉淀池的底部位置逐渐向下，所述第一沉淀池，第二沉淀池使用第一过滤网相间隔，第二沉淀池，第三沉淀池使用第二过滤网相间隔，第三沉淀池，第四沉淀池使用第三过滤网相间隔，所述第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网的网孔一次减小，第一沉淀池，第二沉淀池，第三沉淀池，第四沉淀池的底部设置为一次倾斜向下的设置，所述第一沉淀池设置有废水进口，所述第四沉淀池设置有废水出口，方便过滤废水，以及可以使废水方便经废水出口排出，经过4次过滤的水过滤效果较好。
在本发明的一种优选实施方式中，所述三联箱由一个箱体构成，在上述箱体之间设有隔板分隔成中和箱、反应箱、絮凝箱，所述中和箱上设置有石灰加入口，所述反应箱上设置有反应液加入口，所述絮凝箱上方设置有絮凝液加入口，所述中和箱左侧侧边上设置有废水入口，所述絮凝箱右侧侧边上设置有废水出口。
进一步地，所述中和箱、反应箱、絮凝箱中均设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括驱动电机，所述驱动电机分别通过固定支架固定在中和箱、反应箱和絮凝箱的外侧；所述驱动电机连接有搅拌轴，所述驱动电机带动搅拌轴顺时针旋转，所述搅拌轴底端连接有搅拌叶片。将燃煤电厂脱硫废水通过中和-反应-絮凝去除脱硫废水中的悬浮物、重金属部分硫酸根离子，澄清获得上清液加入盐酸进行pH回调，满足后续减量浓缩***的进水要求。
进一步地，脱硫废水经输送泵由沉淀池的废水出口输送至三联箱的中和箱，在中和箱中加入石灰，将废水的pH值调整到7-12，使废水中的大部分重金属和镁离子生成氢氧化物沉淀，并且石灰中的钙离子与废水中的氟离子反应生成溶解度较小的氟化钙沉淀，与As3+络合生成Ca3(AsO3)2等难溶物质。所述石灰包括石灰溶液、石灰浆液、石灰的固体形式。在中和箱充满后，废水流进入反应箱，虽然使大部分重金属生成了氢氧化物沉淀，但Pb2+、Hg2+仍以离子形态留在废水中，所以在反应箱中加入碳酸钠和有机硫，使其与水中剩余的Pb2+、Hg2+反应生成溶解度更小的金属硫化物而沉积下来。之后废水由反应箱流进入絮凝箱。经前两步的化学反应后，废水中生成了大量的沉淀物，但这些沉淀物细小而且分散，有的甚至为胶体，因此在絮凝箱内加入凝聚剂聚合硫酸铁，使水中的悬浮固体或胶体杂质凝聚成微细絮凝体，微细絮凝体在缓慢、平滑的混合作用下在絮凝箱中形成稍大的絮体，在絮凝箱出口处加入助凝剂聚丙烯酰胺，来降低颗粒的表面张力，强化颗粒的长大过程，进一步促进氢氧化物和硫化物的沉淀，使微细絮体慢慢变成更大、更易沉淀的絮状物，同时也使脱硫废水中的悬浮物沉降下来，将废水经絮凝箱的废水出口导出。
进一步地，废水由絮凝箱的废水出口使用管道流进入澄清池，所述澄清池包括第一澄清池和第二澄清池，废水由絮凝箱的废水出口使用管道流进入第一澄清池，第一澄清池中废水由下向上流动，悬浮物从中分离，沉积在澄清池底部，上清液由第一澄清池的出口经输入泵输入第二澄清池，在第二澄清池中，添加盐酸溶液；调节PH值，调节完成后，清水pH值范围处于6-9之间。
在本发明的一种优选实施方式中，所述减量浓缩处理包括依次进行的膜处理、电渗析、热处理；其具体操作步骤为：
S1：将经澄清池的出口导出的废水输送至第一超微滤膜组件中，去除碳酸钙和氢氧化镁沉淀，再将废水输送至第一反渗透膜组件中，废水中的水分子到达产水侧，杂质留在浓水侧得到第一渗透水和第一浓缩水；
S2：将第一渗透水通入第二超微滤膜组件中，产生第二渗透水和第二浓缩水，将第二渗透水通入电渗析装置进行分盐和浓缩，得到第三渗透水和第三浓缩水，将第三渗透水通入第二反渗透装置进行纯化，产生第四渗透水和第四浓缩水；
S3：将第一浓缩水、第二浓缩水、第三浓缩水、第四浓缩水进行热处理，将上述浓缩水进行加热蒸发，得到蒸馏水和浓缩液；
S4；将浓缩液导入末端固化处理中进行固化处理。
进一步的，可以将减量浓缩处理中获得的淡水，淡水包括第四渗透水和蒸馏水可以回用于电厂的其他补水，将浓水输送至后续末端固化***。
在本发明的一种优选实施方式中，热处理法是将预处理后的废水利用热源对废水持续地进行加热使得水分子连续蒸发从而使废水不断浓缩并最终得到蒸馏水和浓缩液。热处理法有低温烟气浓缩法、低温负压多效蒸发法等。
进一步的，低温烟气浓缩法是利用燃煤电厂除尘器出口低温烟气的余热作为热源，在低温烟气旁路浓缩塔内与循环喷淋的废水进行传质传热，使部分纯水蒸发分离，浓缩液进入后续末端固化***中。
进一步的低温负压多效蒸发法是利用燃煤电厂除尘器出口低温烟气的余热作为热源，把蒸馏水加热成蒸汽，然后把蒸汽送至多效蒸发器内作为热源，将废水蒸发分离，浓缩液进入后续末端固化***中。
在本发明的一种优选实施方式中，所述末端固化处理的具体操作方法包括蒸发结晶和旁路高温烟气蒸发。
进一步的，蒸发结晶包括多效强制循环蒸发结晶和机械蒸汽再压缩蒸发结晶。所述多效强制循环蒸发结晶，是指利用蒸汽的热能，将浓缩液通过使用多效蒸发器，将其加热使水分蒸发，使盐分达到饱和或过饱和状态，最后以结晶盐的形式析出于原溶液中。所述机械蒸汽再压缩蒸发结晶，是指利用蒸汽的热能，将浓缩液通过使用蒸发器，将其加热使水分蒸发，使盐分达到饱和或过饱和状态，最后以结晶盐的形式析出于原溶液中；原溶液水分蒸发产生的二次蒸汽经机械蒸汽压缩机压缩后，成为蒸发器新热源进行循环利用。
进一步的，所述旁路高温烟气蒸发是引接空预器前高温烟气作为热源，于旁路蒸发干燥塔内将废水雾化后蒸发，废水蒸发后产生的结晶盐随烟气进入除尘器，在除尘器中捕集去除，水蒸气在脱硫塔内冷凝析出步入脱硫***。
进一步地，废水雾化是指通过特定工艺，将原水由液体状态变为具有均一粒径的液滴状态，分布在旁路蒸发干燥塔内，其主要方式有“双流体雾化”和“机械旋转雾化”。所述双流体雾化是指利用压缩空气辅助，原水通过双流体雾化喷嘴内高速混合，最后形成均一粒径液滴的办法；其核心设备为双流体雾化喷嘴。所述机械旋转雾化是指利用旋转雾化器的高速转动，原水在旋转雾化器内受离心力作用，最后形成均一粒径液滴的办法；其核心设备为旋转雾化器。所述均一粒径是指5-50um的液滴。所述压缩空气是指压力0.5-1.2MPa的空气介质。
在本发明的一种优选实施方式中，废水的雾化方式可以分为双流体雾化和机械离心旋转雾化，雾化后粒径在30～200um之间。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种脱硫废水零排放处理方法，其特征在于：
步骤1：初步分离，将经脱硫塔的脱硫废水排入沉淀池，实现初步分离；
步骤2：加石灰调节PH值，将步骤1中分离出的上部清液经输送泵输送至三联箱中，在三联箱中加入石灰，生成氢氧化沉淀；
步骤3：加入凝聚剂以及碳酸钠和有机硫，在三联箱中加入凝聚剂聚合硫酸铁和助凝剂聚丙烯酰胺，加入碳酸钠和有机硫除去钙离子和降低废水中重金属离子浓度；
步骤4：输入澄清池，将经过步骤3沉淀之后废水经输送泵输送至澄清池中，在澄清池中加入盐酸,调节废水的PH值；
步骤5：进行减量浓缩处理，将废水经澄清池的出口导出至减量浓缩***，对废水进行减量浓缩处理；
步骤6：末端固化处理，将减量浓缩处理之后的废水末端固化处理。
2.根据权利要求1所述一种脱硫废水零排放处理方法，其特征在于：所述沉淀池设置为台阶式沉淀池，所述所述沉淀池包括第一沉淀池，第二沉淀池，第三沉淀池，第四沉淀池，所述第一沉淀池，第二沉淀池，第三沉淀池，第四沉淀池的底部位置逐渐向下，所述第一沉淀池，第二沉淀池使用第一过滤网相间隔，第二沉淀池，第三沉淀池使用第二过滤网相间隔，第三沉淀池，第四沉淀池使用第三过滤网相间隔，所述第一过滤网、第二过滤网、第三过滤网的网孔一次减小，所述第一沉淀池设置有废水进口，所述第四沉淀池设置有废水出口。
3.根据权利要求1所述一种脱硫废水零排放处理方法，其特征在于：所述三联箱由一个箱体构成，在上述箱体之间设有隔板分隔成中和箱、反应箱、絮凝箱，所述中和箱上设置有石灰加入口，所述反应箱上设置有反应液加入口，所述絮凝箱上方设置有絮凝液加入口，所述中和箱左侧侧边上设置有废水入口，所述絮凝箱右侧侧边上设置有废水出口。
4.根据权利要求1所述一种脱硫废水零排放处理方法，其特征在于：所述减量浓缩处理包括依次进行的膜处理、电渗析、热处理；其具体操作步骤为：
S1：将经澄清池的出口导出的废水输送至第一超微滤膜组件中，去除碳酸钙和氢氧化镁沉淀，再将废水输送至第一反渗透膜组件中，废水中的水分子到达产水侧，杂质留在浓水侧得到第一渗透水和第一浓缩水；
S2：将第一渗透水通入第二超微滤膜组件中，产生第二渗透水和第二浓缩水，将第二渗透水通入电渗析装置进行分盐和浓缩，得到第三渗透水和第三浓缩水，将第三渗透水通入第二反渗透装置进行纯化，产生第四渗透水和第四浓缩水；
S3：将第一浓缩水、第二浓缩水、第三浓缩水、第四浓缩水进行热处理，将上述浓缩水进行加热蒸发，得到蒸馏水和浓缩液；
S4；将浓缩液导入末端固化处理中进行固化处理。
5.根据权利要求1所述一种脱硫废水零排放处理方法，其特征在于：所述末端固化处理的具体操作方法为蒸发结晶和旁路高温烟气蒸发。
6.根据权利要求5所述一种脱硫废水零排放处理方法，其特征在于：所述旁路高温烟气蒸发是引接空预器前高温烟气作为热源，于旁路蒸发干燥塔内将废水雾化后蒸发，废水蒸发后产生的结晶盐随烟气进入除尘器，在除尘器中捕集去除，水蒸气在脱硫塔内冷凝析出步入脱硫***。
7.根据权利要求6所述一种脱硫废水零排放处理方法，其特征在于：废水的雾化方式可以分为双流体雾化和机械离心旋转雾化，雾化后粒径在30～200um之间。
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