一種電廠脫硫廢水零排放水處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于一種電廠脫硫廢水零排放水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國二氧化硫排放量居世界首位，已連續(xù)多年超過2000萬噸，其中火電廠排放二氧化硫接近總量的50%，二氧化硫是造成大氣污染的主要原因之一，也是造成酸雨的重要原因。截止2010年末，我國完成“十一五”期間的總量控制目標一全年二氧化硫排放量2246.7萬噸，其中電力行業(yè)的控制量為951.7萬噸，“十二五”規(guī)劃綱要草案要求二氧化硫減少8%。由于酸雨和二氧化硫污染嚴重，酸雨面積已經(jīng)占國土面積的30%，酸雨和二氧化硫污染造成經(jīng)濟損失每年在1000億元以上。我國能源結(jié)構(gòu)的特點決定了控制燃煤二氧化硫的排放是我國控制二氧化硫污染的重點，而控制火電廠二氧化硫排放量又是控制燃煤二氧化硫污染的關(guān)鍵，其中燃煤電廠煙氣脫硫系統(tǒng)是二氧化硫的排放大戶。目前國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)了幾百種脫硫技術(shù)，在火電廠廣泛應(yīng)用的主要有:
[0003]—、濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝，該技術(shù)采用石灰石或石灰漿液做洗滌液，在反應(yīng)塔中對煙氣進行洗滌，從而除去煙氣中的二氧化硫;二、旋轉(zhuǎn)噴霧干燥法，該技術(shù)以石灰石作為脫硫劑，首先將石灰消化制成消石灰漿，然后利用快速離心噴霧劑將消石灰漿液噴射成及其細小且均勻分布的霧粒，吸收劑霧粒與煙氣接觸，與二氧化硫反應(yīng)后生成一種固體反應(yīng)物;三、爐內(nèi)噴鈣與尾部增濕活化，該技術(shù)在燃煤鍋爐內(nèi)適當溫度區(qū)噴射石灰石粉，并在爐后煙道內(nèi)增設(shè)活化反應(yīng)器，在反應(yīng)器入口噴水，水在反應(yīng)器中完全蒸發(fā)，將煙氣中的爐內(nèi)沒有反應(yīng)及高溫燒結(jié)失去活性的氧化鈣迅速水合反應(yīng)生成高活性的氫氧化鈣，用以脫出煙氣中的二氧化硫；四、流化床燃燒脫硫，該技術(shù)把煤和吸附劑加入燃燒室的床層中，從爐底鼓風使床層懸浮進行流化燃燒，流化形成湍流混合條件，從而提高了燃燒效率，其中固硫劑減少了二氧化硫的排放。除上所述還有電子束照射法，回流式循環(huán)流化床煙氣脫硫法，移動床活性炭吸附法，海水脫硫法等。
[0004]然而上述方法在現(xiàn)實使用過程中仍然存在著不同方面的缺點。如濕式石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝的方法，其初投資和運行費用較高，耗水量大，占地面積比其他工藝的要大，在現(xiàn)有電廠沒有預(yù)留脫硫場地的情況下難以采用該種技術(shù)。火電廠作為耗水大戶，其用水量約占工業(yè)用水量的30 %?40 %，每年火電廠的用水量呈上身趨勢，同時廢水排放量也逐年增加，真正實現(xiàn)廢水“零排放”是火電廠可持續(xù)發(fā)展之路。
[0005]因此，如何積極探索及正確把握未來水處理技術(shù)的發(fā)展動向，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種更適合于中國國情、投資成本低、運行成本低且易于操作和管理的脫硫廢水零排放工藝，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值，成為亟待解決的問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是提供基于一種電廠脫硫廢水零排放水處理系統(tǒng)，解決現(xiàn)有脫硫廢水投資成本高、運行成本高、維護成本高、占地面積大、維護不便、運行穩(wěn)定性欠佳、脫硫處理不完全等問題。為實現(xiàn)前述實用新型目的，本實用新型采用的技術(shù)方案包括:
[0007]基于一種電廠脫硫廢水零排放水處理系統(tǒng)，包括通過管道按序連接的預(yù)沉池、預(yù)處理單元、過濾單元和減量濃縮單元，其中，預(yù)處理單元為相比現(xiàn)在技術(shù)較簡單的單元，只要加石灰藥品，不需要如傳統(tǒng)技術(shù)增加碳酸鈉和有機硫藥品，極大節(jié)省系統(tǒng)運行成本。經(jīng)所述預(yù)處理單元出來的濾液依次經(jīng)過所述過濾單元包括的粗過濾器、碟管式納濾膜裝置和保安過濾器，進而流至減量濃縮單元，所述減量濃縮單元包括海水反滲透裝置，經(jīng)海水反滲透裝置流出的濾液分三路，一路輸送至外部回收利用設(shè)備，另一路流至電滲析器結(jié)晶成鹽，還有一路流至二級反滲透裝置脫鹽后輸送至純水回收利用設(shè)備。
[0008]本實用新型進一步地，所述預(yù)處理單元為簡單軟化預(yù)處理裝置，包括pH調(diào)整槽、反應(yīng)槽、絮凝槽和沉淀槽，經(jīng)所述預(yù)沉池流出的濾液經(jīng)pH調(diào)整槽調(diào)解pH值，然后經(jīng)反應(yīng)槽與水中的重金屬、鈣鎂離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，與硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，再經(jīng)絮凝槽與絮凝劑反應(yīng)，最后在沉淀槽分離沉淀物質(zhì)。此預(yù)處理單元無需投加有機硫和碳酸鈉藥劑，極大節(jié)省了系統(tǒng)后期運行藥劑的使用。
[0009]本實用新型進一步地，所述碟管式納濾膜裝置中的碟管式納濾耐酸堿膜的孔徑在I?3mm范圍。DTNF膜(碟管式納濾膜)分離一價和二價離子，產(chǎn)水陰離子以氯離子為主，濃水陰離子以硫酸根離子為主。DTNF膜的優(yōu)勢是:
[0010]⑴有效流道寬，納污能力強，
[0011]⑵錯流速度極大，膜污染減輕，清洗周期長，膜壽命長；
[0012]⑶換膜成本低，可將水中的氯離子和硫酸根離子分開，實現(xiàn)后續(xù)的減量濃縮系統(tǒng)穩(wěn)定長效運行和制備工業(yè)級氯化鈉鹽；
[0013]⑷對水中的二價陽離子有較高截留率；
[0014](5)因DTNF膜納污能力強，對預(yù)處理出水水質(zhì)要求相對較低，無需全部去除硬度，可大幅減少預(yù)處理的加藥量；
[0015](6)DTNF濃水可直接進入結(jié)晶器制備硫酸鈉雜鹽，DTNF回收率可做到90%?95%;
[0016](7)DTNF濃水也可回流至煙氣脫硫系統(tǒng)，其中的硫酸根離子與脫硫劑反應(yīng)生成石膏離開系統(tǒng)，其余物質(zhì)在達到平衡后隨污泥中所含的60?70%水分帶離系統(tǒng)；
[0017](8)DTNF濃水也可大部分回流至零排放系統(tǒng)原水調(diào)節(jié)池，通過增加石灰的加藥量使硫酸根離子以硫酸鈣形式沉淀隨污泥離開系統(tǒng)，少部分濃水采用噴霧干燥技術(shù)制成雜鹽固廢，最大化減少外運填埋的固廢處理量。
[0018]本實用新型進一步地，所述粗過濾器為石英砂過濾器、錳砂過濾器、活性炭過濾器或無煙煤過濾器中的一種或多種組合裝置。
[0019]本實用新型進一步地，在所述預(yù)處理單元和所述過濾單元之間還設(shè)置一用于收集預(yù)處理單元濾液的中間水槽。
[0020]本實用新型進一步地，在所述碟管式納濾膜裝置和保安過濾器之間設(shè)置有用于收集碟管式納濾膜裝置流出濾液的過濾水槽。
[0021]本實用新型進一步地，在所述海水反滲透裝置和二級反滲透裝置之間設(shè)置有用于收集經(jīng)海水反滲透裝置所濾除濾液的反滲透水箱。
[0022]本實用新型進一步地，過濾水經(jīng)所述減量濃縮單元的海水反滲透裝置濃縮后，再經(jīng)電滲析器結(jié)晶成鹽再濃縮，過濾水濃縮TDS達到200000?240000mg/L。此工藝投資成本較低，運行費用較低，占地面積最小，操作簡單，維護方便，離子膜使用壽命更長。H)設(shè)備(電滲析器)的離子膜可為選擇性離子膜，完全分離一價和二價離子，濃縮后的濃水可制備工業(yè)級NaCl鹽，淡水可采用SWRO(海水反滲透)膜濃縮后進入結(jié)晶器制備雜鹽，也可以回到煙氣脫硫系統(tǒng)，二價鹽生成石膏后離開系統(tǒng)。經(jīng)過ED濃縮后的濃水也可以采用雙極膜ED設(shè)備制備鹽酸和NaOH，或電解制備次氯酸鈉，生成的酸堿和氧化劑可供業(yè)主其他生產(chǎn)過程使用。
[0023]借由上述方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:
[0024]①本實用新型集投資成本低、運行成本低、占地面積小、維護方便、運行穩(wěn)定所有優(yōu)勢于一身，采用反滲透裝置和電滲析器的配合降低使用成本、采用碟管式納濾膜減少預(yù)處理工藝的設(shè)備設(shè)置，降低投資成本;并且碟管式納濾膜工藝對進水水質(zhì)要求低，可分離高價離子、硅和有機物等易結(jié)垢污堵物質(zhì)，故前置預(yù)處理可減少大量藥品如石灰、碳酸鈉的加入，從而運行成本降低;使用電滲析器技術(shù)，可減少系統(tǒng)電耗成本，從而運行成本降低。
[0025]②本實用新型系統(tǒng)可實現(xiàn)結(jié)晶鹽資源化，最大化減少固廢處理量或沒有固廢，所采用的碟管式納濾膜回收率高，濃水可直接結(jié)晶制雜鹽固廢，處理量小，產(chǎn)水可經(jīng)過后續(xù)減量濃縮和結(jié)晶器制備工業(yè)級氯化鈉鹽;使用選擇性離子膜電滲析器技術(shù)，可分離一價、二價離子，濃縮后的一價離子通過結(jié)晶器制備工業(yè)級NaCl鹽;使用電解技術(shù)，可制備NaClO溶液回收利用，無需使用投資成本和運行成本最高的結(jié)晶器制鹽;使用雙極膜電滲析器技術(shù)，可制備鹽酸和氫氧化鈉溶液回收利用，無需使用投資成本和運行成本最高的結(jié)晶器制鹽。
[0026]③本實用新型系統(tǒng)可設(shè)計成全自動控制，維護方便，且此工藝后段為全膜法處理，占地面積小;其使用的電滲析器技術(shù)，對進水水質(zhì)要求低，但濃縮倍數(shù)高，總?cè)芙夤腆w可濃縮至20?24萬mg/L，使后續(xù)結(jié)晶器運行負荷低。
[0027]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0028]圖1是本實用新型基于濃縮技術(shù)的電廠脫硫廢水零排放水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖中各附圖標記的含義如下。
[0030]I預(yù)沉池2粗過濾器
[0031]3碟管式納濾膜裝置4保安過濾器
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