一種脫硫廢水零排放處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種脫硫廢水零排放處理裝置，包括：一除鎂除重池組；連通所述除鎂除重池組的一除鈣沉淀池組；連通所述除鈣沉淀池組的一納濾系統(tǒng)，包括一硫酸鹽濃水出口及一氯鹽淡水出口，所述硫酸鹽濃水出口通過一濃水回流管路與所述除鈣沉淀池組連通；與所述氯鹽淡水出口通過一濃縮輸送管路連通的一膜蒸餾系統(tǒng)；與所述膜蒸餾系統(tǒng)的一濃水出口連通的一蒸發(fā)結(jié)晶器。能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水零排放，蒸發(fā)結(jié)晶獲得的結(jié)晶鹽可實(shí)現(xiàn)全部回用，并且運(yùn)行和處理成本大幅降低。
【專利說明】
一種脫硫廢水零排放處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫硫廢水零排放處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]燃煤發(fā)電在我國能源供給中占有重要地位。為了保護(hù)大氣環(huán)境，近年來我國大多數(shù)電廠采用了石灰石-石膏濕法脫硫技術(shù)，用以去除煙氣中的二氧化硫。采用前述脫硫技術(shù)會產(chǎn)生大量的脫硫廢水，燃煤電廠的濕法脫硫廢水成分復(fù)雜，含有高濃度懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、氯離子、硫酸鹽以及多種重金屬。
[0003]目前，脫硫廢水主要采用化學(xué)沉淀法處理，部分指標(biāo)達(dá)標(biāo)困難，即使達(dá)標(biāo)處理后，由于廢水中大量的硫酸鹽和氯化物的存在，出水含鹽量仍高達(dá)2%?4%，很難重復(fù)利用，夕卜排后還會引起地表水和土壤生態(tài)破壞，引起二次污染。因此，脫硫廢水零排放處理技術(shù)的研發(fā)越來越受到重視。
[0004]蒸發(fā)結(jié)晶法是目前主要的脫硫廢水零排放處理工藝，而蒸發(fā)結(jié)晶法具有能耗高、設(shè)備易結(jié)垢和投資大的缺點(diǎn)。而且，蒸發(fā)結(jié)晶法處理脫硫廢水成本太高，噸水處理費(fèi)用普遍要達(dá)到60元以上;為了降低處理成本，在一些實(shí)際施工中，會采用RO(反滲透)等膜分離技術(shù)首先對廢水進(jìn)行減量化處理，膜分離產(chǎn)生的濃水再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，這樣可以有效降低蒸發(fā)結(jié)晶的處理負(fù)荷并節(jié)約處理成本。但是采用RO等膜分離技術(shù)需要對廢水進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理，由于廢水中鈣鎂濃度高，硫酸鈣處于過飽和狀態(tài)，造成軟化預(yù)處理成本極高；另外，蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的鹽為氯化鈉和硫酸鈉的混鹽，難以利用，處置困難。
[0005]因此，為了避免環(huán)境污染和回收水資源，鑒于現(xiàn)存脫硫廢水零排放工藝的缺點(diǎn)和不足，開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的脫硫廢水零排放處理處理技術(shù)對濕法脫硫技術(shù)領(lǐng)域而言，是至關(guān)重要的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種脫硫廢水零排放處理裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)脫硫廢水零排放，蒸發(fā)結(jié)晶獲得的結(jié)晶鹽可實(shí)現(xiàn)全部回用，并且運(yùn)行和處理成本大幅降低。
[0007]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型采取的具體技術(shù)方案是:
[0008]—種脫硫廢水零排放處理裝置，包括:
[0009]—除鎂除重池組；
[0010]連通所述除鎂除重池組的一除鈣沉淀池組；
[0011]連通所述除鈣沉淀池組的一納濾系統(tǒng)，包括一硫酸鹽濃水出口及一氯鹽淡水出口，所述硫酸鹽濃水出口通過一濃水回流管路與所述除鈣沉淀池組連通；
[0012]與所述氯鹽淡水出口通過一濃縮輸送管路連通的一膜蒸餾系統(tǒng)；
[0013]與所述膜蒸餾系統(tǒng)的一濃水出口連通的一蒸發(fā)結(jié)晶器。
[0014]進(jìn)一步地，所述除鎂除重池組包括:一除鎂除重池，設(shè)有一第一加藥管路;與所述除鎂除重池連通的一初沉池，其底部設(shè)有一第一排泥管道。
[0015]進(jìn)一步地，所述除鈣沉淀池組包括:依次連通的一初次除鈣池、一二次除鈣池及一二沉池;所述濃水回流管路連通所述初次除鈣池;所述二沉池與所述納濾系統(tǒng)的一進(jìn)水口連通;所述初次除鈣池設(shè)有一第二加藥管路;所述二次除鈣池設(shè)有一第三加藥管路;所述初次除鈣池、二次除鈣池及二沉池的底部均與一第二排泥管道連通。
[0016]進(jìn)一步地，所述二沉池與所述進(jìn)水口之間設(shè)有一過濾器。
[0017]進(jìn)一步地，所述膜蒸餾系統(tǒng)選自真空膜蒸餾系統(tǒng)，直接接觸式膜蒸餾系統(tǒng)、氣掃式膜蒸餾系統(tǒng)、氣隙式膜蒸餾系統(tǒng)。
[0018]基于前述裝置進(jìn)行脫硫廢水零排放處理方法，包括以下步驟:
[0019]I)脫硫廢水進(jìn)入除鎂除重池組，使脫硫廢水中的鎂離子和重金屬離子生成氫氧化物沉淀;得到除鎂除重廢水；
[0020]2)除鎂除重廢水進(jìn)入除鈣沉淀池組，使除鎂除重廢水使廢水中鈣離子濃度降低至10mg/L以下，得到混鹽廢水；
[0021 ] 3)混鹽廢水進(jìn)入納濾系統(tǒng);混鹽廢水分離為硫酸鹽濃水及氯鹽淡水；
[0022]4)硫酸鹽濃水至少部分回流至除鈣沉淀池組;氯鹽淡水進(jìn)入膜蒸餾系統(tǒng)，得到蒸餾冷凝水及氯鹽濃水;氯鹽濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器，得到蒸發(fā)冷凝水和可回用鹽。
[0023]進(jìn)一步地，步驟I)脫硫廢水進(jìn)入除鎂除重池組，使脫硫廢水中的鎂離子和重金屬離子生成氫氧化物沉淀包括:
[0024]1-1)脫硫廢水進(jìn)入除鎂除重池，向除鎂除重池內(nèi)投加氫氧化鈣和有機(jī)硫，控制池內(nèi)pH為9?12，得到除鎂除重廢水；
[0025]1-2)除鎂除重廢水進(jìn)入初沉池，進(jìn)行泥水分離，得到初沉污泥及低濃度廢水。
[0026]進(jìn)一步地，步驟2)除鎂除重廢水進(jìn)入除鈣沉淀池組，使除鎂除重廢水使廢水中鈣離子濃度降低至10mg/L以下，包括:
[0027]2-1)低濃度廢水進(jìn)入初次除鈣池，向初次除鈣池中硫酸鹽，使低濃度廢水中鈣離子濃度降低至300?800mg/L，得到初次除鈣廢水；
[0028]2-2)初次除鈣廢水進(jìn)入二次除鈣池，向二次除鈣池加入碳酸鹽、絮凝劑及助凝劑，使廢水中剩余的鈣離子生成碳酸鈣沉淀，得到二次除鈣廢水；
[0029]2-3) 二次除鈣廢水進(jìn)入二沉池，進(jìn)行沉淀澄清，使二次除鈣廢水中鈣離子濃度降低至10mg/L以下。
[0030]進(jìn)一步地，步驟4)中硫酸鹽濃水至少部分進(jìn)行煙道蒸發(fā)處理和/或回流至一脫硫吸收塔。
[0031]進(jìn)一步地，氯鹽淡水進(jìn)入膜蒸餾系統(tǒng)之前通過一換熱系統(tǒng)加熱，所述換熱系統(tǒng)的熱源來自于一電廠熱煙氣和/或熱排水。
[0032]通過采取上述技術(shù)方案，硫酸鹽可以回用做除鈣處理，氯鹽通過膜蒸餾及蒸發(fā)結(jié)晶處理，兩種鹽分別處理，具有藥劑投加量少、運(yùn)行成本低、產(chǎn)水水質(zhì)好、易于與其他工藝相結(jié)合以及可以回收工業(yè)鹽副產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。此外，本實(shí)用新型可利用電廠余熱為膜蒸餾系統(tǒng)熱源，不僅可以有效降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，同時可以降低煙氣溫度，減少脫硫吸收塔內(nèi)耗水量，以及減少向環(huán)境排放熱量。
【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例中的脫硫廢水零排放處理裝置的布置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為使本實(shí)用新型的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖作詳細(xì)說明如下。
[0035]如圖1所示，一實(shí)施例中，提供了一種脫硫廢水零排放處理裝置，包括除鎂除重池
1、攪拌裝置2、第一排泥管道3、初沉池4、除鈣池5、攪拌裝置6、二次除鈣池7、攪拌裝置8、二沉池9、排泥管道1、水栗11、過濾器12、納濾系統(tǒng)13、濃水回流管道14、濃水排放管道15、中間水池16、熱工質(zhì)出口 17、換熱器18、熱工質(zhì)入口 19、水栗20、進(jìn)水口 21、膜蒸餾系統(tǒng)22、冷凝水出口 23、濃水出口 24、蒸發(fā)結(jié)晶器25、冷凝水出口 26及結(jié)晶鹽出口 27。其具體布置位置關(guān)系、連接關(guān)系及功用如下:
[0036]鎂除重池1、除鈣池5及二次除鈣池7均設(shè)有攪拌裝置，鎂除重池1、初沉池4、除鈣池
5、二次除媽池7、二沉池9均設(shè)有污泥斗和排泥管道。
[0037]鎂除重池I和初沉池4可選共用排泥管道3;除鈣池5、二次除鈣池7、二沉池9可選共用排泥管道10。
[0038]過濾器12可選為多介質(zhì)過濾器，能夠避免廢水中殘余懸浮物影響后續(xù)膜蒸餾運(yùn)行。具體地，過濾器12為超濾或微濾系統(tǒng)。
[0039]膜蒸餾系統(tǒng)22為真空膜蒸餾系統(tǒng)，直接接觸式膜蒸餾系統(tǒng)、氣掃式膜蒸餾系統(tǒng)、氣隙式膜蒸餾系統(tǒng)，優(yōu)選為真空膜蒸餾系統(tǒng)。所述膜蒸餾系統(tǒng)中膜材料為PTFE、PVDF、PP或陶
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[0040]利用上述裝置進(jìn)行脫硫廢水零排放處理的方法時，脫硫廢水首先進(jìn)入除鎂除重池，向反應(yīng)池內(nèi)投加組合藥劑A，包括氫氧化鈣和有機(jī)硫，控制反應(yīng)器內(nèi)pH為9?12，使廢水中的鎂和大部分重金屬生成氫氧化物沉淀，廢水中的汞生成硫化物沉淀，從而去除廢水中鎂硬度和鉛、鋅、鉻和汞等重金屬。為了強(qiáng)化后續(xù)泥水分離效果，可以向除鎂除重池中投加絮凝劑和助凝劑。
[0041]廢水經(jīng)過鎂除重后，進(jìn)入初沉池，經(jīng)過泥水分離后初沉池出水中鎂濃度降低至15mg/L以下，重金屬實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，初沉池產(chǎn)生污泥與除鎂除重池產(chǎn)生的污泥進(jìn)一步濃縮脫水處理，最終安全填埋處置;初沉池上清液進(jìn)入除鈣池，向除鈣池中加入藥劑B，藥劑B為硫酸鹽，優(yōu)選為硫酸鈉，通過增加廢水中硫酸根濃度，使廢水中過飽和的硫酸I丐析出，從而達(dá)到去除部分鈣離子的目的，廢水中硫酸鈉投加量為0.01?0.3mol/L，使廢水中鈣離子濃度降低至300?800mg/L。
[0042]除鈣池中廢水進(jìn)入二次除鈣池，并加入組合藥劑C，包括碳酸鹽、絮凝劑和助凝劑，通過組合藥劑C的投加，使廢水中剩余的鈣離子生成碳酸鈣沉淀，同時加入絮凝劑和助凝劑提高污泥沉淀性能;其中，碳酸鹽優(yōu)選為碳酸鈉。
[0043]二次除鈣池中廢水進(jìn)入二沉池，經(jīng)過沉淀澄清后，使廢水中鈣離子濃度降低至10mg/L以下，二沉池、除鈣池、二次除鈣池產(chǎn)生的污泥通過排泥管道排往石膏脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理，作為石膏副產(chǎn)品綜合利用。
[0044]二沉池的上清液通過投加鹽酸，將廢水pH調(diào)至6?8，然后在通過水栗進(jìn)入過濾器，進(jìn)一步去除廢水中的懸浮物。
[0045]過濾器出水進(jìn)入納濾系統(tǒng)，通過納濾的分鹽作用，使廢水中硫酸根等二價(jià)離子與氯離子等一價(jià)離子分離，納濾系統(tǒng)產(chǎn)生的硫酸鹽(主要為硫酸鈉)濃水，一部分回流至除鈣池，提供硫酸鈉作為軟化藥劑，另一部分剩余濃水則進(jìn)一步可選進(jìn)行濃縮結(jié)晶處理和/或煙道蒸發(fā)處理和/或回流至脫硫吸收塔中。
[0046]其中，進(jìn)行煙道蒸發(fā)處理，將硫酸鈉濃水噴入除塵器前端煙道中，經(jīng)過高溫?zé)煔饧訜釟饣?，濃水中的無機(jī)鹽形成固體結(jié)晶，然后通過后續(xù)除塵器時被除塵器以塵的形式捕獲；
[0047]納濾系統(tǒng)產(chǎn)生的含有氯離子的淡水進(jìn)入中間水池，在中間水池內(nèi)廢水與換熱器換熱，廢水被加熱升溫至35?95 °C后，進(jìn)入下一步膜蒸餾濃縮處理。
[0048]所述中間水池中換熱系統(tǒng)熱源來自于電廠熱煙氣或熱排水等工質(zhì)，熱煙氣或熱水由熱工質(zhì)進(jìn)口(19)進(jìn)入交換器(18)，由熱工質(zhì)出口(17)排出。
[0049]其中，換熱系統(tǒng)可以設(shè)置在中間水池內(nèi)；也可以設(shè)置在中間水池外;其熱源采用電加熱或蒸汽加熱。
[0050]中間水池內(nèi)廢水經(jīng)過加熱后，通過水栗進(jìn)入膜蒸餾系統(tǒng)，通過膜蒸餾系統(tǒng)將廢水濃縮至含鹽量大于10%，所述膜蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器處理;所述膜蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水作為回用水用于電廠工藝中，優(yōu)先作為鍋爐補(bǔ)給水使用。
[0051]膜蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器，蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的冷凝水回用于電廠，產(chǎn)生結(jié)晶鹽作為工業(yè)鹽副產(chǎn)品外售;膜蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水采用電解法制取氫氧化鈉、氯氣和氫氣副產(chǎn)品。
[0052]以一實(shí)際工程為例，取某電廠脫硫廢水，首先進(jìn)入除鎂除重池，開啟攪拌裝置，向反應(yīng)池內(nèi)投加氫氧化鈣和有機(jī)硫，控制反應(yīng)器內(nèi)pH為11.5左右，使廢水中的鎂和大部分重金屬生成氫氧化物沉淀，廢水中的汞生成硫化物沉淀，然后廢水進(jìn)入初沉池，經(jīng)過泥水分離后初沉池出水中鎂濃度由原水的3000gm/L降低至15mg/L以下，重金屬實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，初沉池產(chǎn)生污泥與除鎂除重池產(chǎn)生的污泥進(jìn)一步濃縮脫水處理，最終安全填埋處置。
[0053]初沉池上清液進(jìn)入除鈣池，向除鈣池中加入硫酸鈉，投加量為0.lmol/L，通過增加廢水中硫酸根濃度，使廢水中過飽和的硫酸鈣析出，從而達(dá)到去除部分鈣離子的目的，廢水中硫酸鈉的投加量為0.01?0.311101/1，使廢水中鈣離子濃度由25001^/1降低至約5001^/1。然后廢水進(jìn)入二次除鈣池，向廢水中加入碳酸鈉、絮凝劑和助凝劑，使廢水中剩余的鈣離子生成碳酸鈣沉淀，同時加入絮凝劑和助凝劑提高污泥沉淀性能，廢水進(jìn)入二沉池，經(jīng)過沉淀澄清后，使廢水中鈣離子濃度降低至1mg/!以下，二沉池、除鈣池、二次除鈣池產(chǎn)生的污泥排往石膏脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理，作為石膏副產(chǎn)品綜合利用。
[0054]二沉池的上清液通過投加鹽酸，將廢水pH回調(diào)至6?8，然后在通過水栗進(jìn)入過濾器，進(jìn)一步去除廢水中的懸浮物。過濾器出水進(jìn)入納濾系統(tǒng)，通過納濾的分鹽作用，使廢水中硫酸根等二價(jià)離子與氯離子等一價(jià)離子分離，納濾系統(tǒng)產(chǎn)生的硫酸鹽(主要為硫酸鈉)濃水，一部分回流至除鈣池，提供硫酸鈉作為軟化藥劑，另一部分剩余濃水則進(jìn)一步濃縮結(jié)晶處理；
[0055]納濾系統(tǒng)產(chǎn)生的含有氯離子的淡水進(jìn)入中間水池，在中間水池內(nèi)廢水采用除塵后煙道熱煙氣加熱，升溫至35?95°C后，進(jìn)入下一步膜蒸餾濃縮處理。通過膜蒸餾系統(tǒng)將廢水濃縮至含鹽量大于10%，膜蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凝水作為回用水用于電廠工藝中，優(yōu)先作為鍋爐補(bǔ)給水使用。膜蒸餾系統(tǒng)產(chǎn)生的濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶器進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，產(chǎn)生冷凝水和氯化鈉結(jié)晶鹽，冷凝水回用于電廠中，結(jié)晶鹽作為工業(yè)鹽外售。
[0056]經(jīng)核算，噸水處理費(fèi)用約為20元;較現(xiàn)有技術(shù)大幅度下降，并且多種產(chǎn)物產(chǎn)水可以回用，能夠增加額外收入或降低相應(yīng)處理成本。
[0057]需說明的是，以上所述，為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種脫硫廢水零排放處理裝置，其特征在于，包括: 一除鎂除重池組； 連通所述除鎂除重池組的一除鈣沉淀池組； 連通所述除鈣沉淀池組的一納濾系統(tǒng)，包括一硫酸鹽濃水出口及一氯鹽淡水出口，所述硫酸鹽濃水出口通過一濃水回流管路與所述除鈣沉淀池組連通； 與所述氯鹽淡水出口通過一濃縮輸送管路連通的一膜蒸餾系統(tǒng)； 與所述膜蒸餾系統(tǒng)的一濃水出口連通的一蒸發(fā)結(jié)晶器。2.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢水零排放處理裝置，其特征在于，所述除鎂除重池組包括:一除鎂除重池，設(shè)有一第一加藥管路;與所述除鎂除重池連通的一初沉池，其底部設(shè)有一第一排泥管道。3.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢水零排放處理裝置，其特征在于，所述除鈣沉淀池組包括:依次連通的一初次除鈣池、一二次除鈣池及一二沉池;所述濃水回流管路連通所述初次除鈣池;所述二沉池與所述納濾系統(tǒng)的一進(jìn)水口連通;所述初次除鈣池設(shè)有一第二加藥管路;所述二次除鈣池設(shè)有一第三加藥管路;所述初次除鈣池、二次除鈣池及二沉池的底部均與一第二排泥管道連通。4.如權(quán)利要求3所述的脫硫廢水零排放處理裝置，其特征在于，所述二沉池與所述進(jìn)水口之間設(shè)有一過濾器。5.如權(quán)利要求1所述的脫硫廢水零排放處理裝置，其特征在于，所述膜蒸餾系統(tǒng)選自真空膜蒸餾系統(tǒng)，直接接觸式膜蒸餾系統(tǒng)、氣掃式膜蒸餾系統(tǒng)、氣隙式膜蒸餾系統(tǒng)。
【文檔編號】C02F9/10GK205556348SQ201620115899
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年2月5日
【發(fā)明人】劉海洋, 江澄宇, 夏懷祥, 李葉紅, 吳仕宏, 夏爽
【申請人】大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司