CN103641259B - 一种脱硫废水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脱硫废水处理装置,包括pH调节区、反应区、沉淀区,所述pH调节区包括相互独立设置的碱调区和酸调区,该碱调区的一端设置上进水口,酸调区的一侧设置下出水口,酸调区的另一侧安装下进水口,碱调区通过出水管与反应区连通,反应区与沉淀区相连通,沉淀区的出口端通过沉淀池出水管与下进水口相连通。本发明装置采用一体化装置,采用了高负荷的混流反应单元,减少了反应区体积;设置了较大的絮凝吸附区,提高了处理效率,减少了沉淀池体积;通过大量的泥渣循环,使反应更加充分,节约了药剂。本系统是一种结构紧凑、控制简单的高效新型工艺集成装置。

Description

一种脱硫废水处理装置
技术领域
[0001] 本发明属于水处理技术领域,涉及石灰石-石膏法脱硫废水的处理装置,尤其是一种脱硫废水处理装置。
背景技术
[0002] 随着我国能源工业的迅速发展和大型燃煤电厂的兴建,燃料用量不断增加,302的排放量越来越多,由此造成的大气污染也日趋严重,采取脱硫措施已经迫在眉睫。SO2的控制途径包括燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫,即烟气脱硫(FGD)。目前,烟气脱硫被认为是控制SO2排放量最行之有效的手段。石灰石-石膏法是世界上应用最多、技术最成熟的脱硫工艺。这种湿法烟气脱硫产生的脱硫废水,其PH为4-6,同时含有大量的悬浮物(石膏颗粒、Si02、Al和Fe的氢氧化物)、氟化物和微量的重金属,如As、Cd、Cr、Hg等,直接排放将对环境造成严重危害,因此必须对其加以治理。
[0003] 经过长期的实践,目前最普遍采用的脱硫废水处理方法主要分为废水处理系统和污泥处理系统2部分,其中废水处理系统又分为中和、沉降、絮凝、浓缩澄清几个工序。
[0004] 废水处理的第I道工序是中和,在脱硫废水进入中和箱的同时,加入定量5%的石灰乳溶液,提高废水的PH值到9.0以上,使大多数重金属离子在碱性环境中生成难溶的氢氧化物沉淀。同时,石灰乳中的Ca2+与废水中的部分F _反应,生成难溶的CaF 2,达到除氟的效果;经中和处理后的废水中,Cd2+、Hg2+的含量仍然超标,所以在沉降箱中,加入有机硫化物TMT15,使其与残余的Cd2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物沉积下来。脱硫废水中的悬浮物含量较大,设计值为6000〜12000mg/L,其中主要含有石膏颗粒、Si02、Al3+和Fe 3+的氢氧化物。所以在絮凝箱中加入絮凝剂FeClSO4,使废水中的细小颗粒凝聚成大颗粒而沉积下来。在澄清池的入口中心管处加入阴离子混凝剂PAM,进一步强化颗粒的长大过程,使细小的絮凝物慢慢变成粗大结实、更易沉积的絮凝体。絮凝后的废水从反应池溢流进入装有搅拌器的澄清池中,絮凝物沉积在底部浓缩成污泥,上部则为处理出水。大部分污泥经污泥泵排到板筐式压滤机,小部分污泥作为接触污泥返回中和反应箱,提供沉淀所需的晶核。上部出水溢流到出水箱,出水箱设置了监测出水PH值和浊度的在线监测仪表。如果pH和浊度达到排水设计标准,则通过出水泵外排;否则将加酸调节PH值或将其送回中和箱继续处理,直到合格为止。
[0005] 该工艺的设备通常采用三联箱+澄清池+出水调节箱,设备包括提升泵、污泥循环泵等。其缺点在于:机械搅拌的三联箱反应器水力条件差,反应不均匀,造成普遍设计过大,提高成本;助凝剂在澄清器内反应时间太短,造成矾花沉降不均匀,造成泥水分离效果差;在有预沉淀的情况下,污泥回流量不足,系统内难以形成有效的絮凝吸附,而在无预沉淀的情况下,大量的悬浮固体又大大增加了系统的固体负荷;系统单体之间管道复杂,极易形成固体的拥堵。
[0006] 通过检索,发现如下几篇与本发明专利申请相关的专利公开文献:
[0007] 1、石灰石和石膏的湿法脱硫废水处理装置(CN103214111A),涉及一种石灰石和石膏的湿法脱硫废水处理装置,其特征在于它包括沉降系统、超滤系统、反渗透系统、清洗装置(23)和冲洗装置(24),所述沉降系统包括废水沉淀箱(1)、抽水泵(19)和过滤器(20),所述超滤系统包括管式超滤膜装置(2)、超滤循环泵(3)、压力计(21)、流量计(22)和超滤循环桶(4),所述反渗透系统包括一级反渗透系统和二级反渗透系统。本发明通过管式超滤膜去除废水中的颗粒物、大分子物质等,通过反渗透膜去除废水中的重金属离子、氟氯离子,能对强腐蚀性、高浓度重金属离子等废水进行有效地的脱硫回收处理,设备不仅占地面积小,而且运行及维护成本低。
[0008] 2、采用高效澄清器的脱硫废水处理装置(CN203144208U),公开了一种采用高效澄清器的脱硫废水处理装置,该装置包括废水旋流器、高效澄清器、出水箱、加药处理箱、二级澄清器和出水泵,所述废水旋流器通过管道连通高效澄清器,所述高效澄清器的溢流口通过管道连通出水箱,所述高效澄清器的溢流口与出水箱之间存在液位差,所述出水箱通过管道连通加药处理箱,所述出水箱和加药处理箱之间的管道上设置有出水泵,所述加药处理箱的排水口连通有二级澄清器,所述加药处理箱的排水口与二级澄清器之间存在液位差;所述出水箱内设置有出水箱液位测量仪表。本实用新型不保证吸收塔浆液氯离子在设计范围内,确保了脱硫系统的长期安全稳定运行。
[0009] 3、一种垂直布置的脱硫废水处理装置(CN202898134U),由中和器、反应器和絮凝器组成,其特征是,中和器、反应器和絮凝器按顺序竖向布置,在中和器、反应器和絮凝器内均设有混合器和导流板,将中和器、反应器和絮凝器内均分为混合区、反应区和出水区,以实现废水和药剂的完全混合和充分反应,在中和器、反应器和絮凝器内均设有加药口、进水口、出水口,中和器、反应器和絮凝器相互间有连接管道。优点是充分利用水流的重力势能转化的动能,同时利用水流冲击的自搅拌作用达到充分混合的目的。减少了搅拌器等动力设备,降低了系统能耗,减少了占地面积。适用于采用中和、反应和絮凝的废水处理工艺,尤其是脱硫废水的处理。
[0010] 4、一种氨法脱硫废水处理装置(CN202322537U),涉及一种氨法脱硫废水处理装置,结构为废水箱的出水口通过废水泵与反应器的中和箱相连,反应器的絮凝箱的排水口与澄清浓缩器相连,澄清浓缩器的排泥口与污泥泵相连,澄清浓缩器的排水口与清水箱相连,清水箱的排水口通过清水泵和热交换器与蒸氨塔相连,蒸氨塔的排水口通过热交换器与出水箱相连,出水箱排出合格的排放水;反应器的絮凝箱上设有氨气收集管并与水封相连,水封的出水口与清水箱相连,蒸氨塔回收的氨气返回脱硫系统。本实用新型的装置可以通过对废水处理有效去除系统中的氯离子和氟离子,并大幅度降低副产硫酸铵化肥中的重金属离子含量,满足国家农用化肥标准要求。同时,不会造成硫酸铵副产品的损失。
[0011] 5、脱硫废水处理装置(CN201280463),公开了一种脱硫废水处理装置,反应池(I)内纵向交错设置有隔板(3),隔板(3)将反应池(I)分隔为近似蛇形的反应槽(Ib),反应槽(Ib)首端插入有废水输入管(2),反应槽(Ib)尾端开有出水口(Ia),反应槽(Ib)内首尾依次上下交错设置上置反应板(4)和下置反应板(5),反应槽(Ib)内下置反应板(5)高度依次降低,反应槽(Ib)同一直线段反应区内的上置反应板(4)和下置反应板(5)高度之和为反应槽(Ib)的深度。本实用新型结构紧凑,占地小,使絮凝剂与废水能均质混匀且不破坏絮花,无需维修、操作和管理,不需外加动力,成本非常低,是一种值得推广的废水与絮凝剂混合反应装置。
[0012] 通过对比,本发明专利申请与上述专利公开文献存在本质的不同。
发明内容
[0013] 本发明的目的在于克服现有技术的不足之处,提供一种反应水力条件佳、结构紧凑、控制简单、处理高效,使反应更加充分,节约了药剂、节约了企业的生产成本的脱硫废水处理装置。
[0014] 本发明实现目的的技术方案是:
[0015] 一种脱硫废水处理装置,包括pH调节区、反应区、沉淀区,所述pH调节区包括相互独立设置的碱调区和酸调区,该碱调区的一端设置上进水口,酸调区的一侧设置下出水口,酸调区的另一侧安装下进水口,碱调区通过出水管与反应区连通,反应区与沉淀区相连通,沉淀区的出口端通过沉淀池出水管与酸调区安装的下进水口相连通。
[0016] 而且,所述碱调区平行设置于酸调区的上方,所述碱调区的中部横向同轴设置多层进水混流翼,进水混流翼两端的碱调区内分别设置进水缓冲区和进水调节区,进水缓冲区侧的碱调区的外侧连通安装上进水口,上进水口与碱调区之间连通安装碱加药口,碱调区上设置出水管,该出水管与反应区连通安装。
[0017] 而且,所述进水混流翼为方形或者圆形。
[0018] 而且,所述酸调区的中部横向同轴平行设置多层出水混流翼,出水混流翼两端的酸调区内分别设置出水缓冲区和出水调节区,出水缓冲区侧的酸调区的外侧连通安装下进水管,下进水管与酸调区之间连通安装酸加药管。
[0019] 而且,所述出水混流翼为方形或者圆形。
[0020] 而且,所述反应区包括加药反应区和絮凝吸附区,所述加药反应区平行设置于絮凝吸附区的上方,絮凝吸附区与加药反应区的两侧相连通。
[0021] 而且,所述絮凝吸附区与加药反应区之间以隔板分隔,隔板两侧设连通口。
[0022] 而且,所述加药反应区设置连通的前反应单元和后反应单元,前反应单元与后反应单元之间设置一导流板,前反应单元与后反应单元之间设有过流口 ;所述导流板两侧的前反应单元和后反应单元内均设有加药反应推流器;前反应单元近碱调区与管道相连接,前反应单元的外侧设置有机硫加药口 ;所述后反应单元的外侧间隔设置絮凝剂加药口和助凝剂加药口。
[0023] 而且,所述絮凝吸附区内设置多个絮凝吸附推流器,絮凝吸附区内底部设有翻板步水口,该翻板步水口与沉淀区相连接。
[0024] 而且,所述沉淀区的底部均布间隔设有多个泥斗,泥斗内均布间隔设置多个穿孔排泥管,泥斗上方的沉淀区内设置斜管/板沉淀,斜管/板沉淀的上方的沉淀区内均布间隔设置多个出水堰,沉淀区的外侧与沉淀区连通设置一沉淀池出水管,沉淀池出水管的入水口与多个出水堰的出水口相连通,沉淀池出水管的出水口与下进水口相连通。
[0025] 本发明的优点和积极效果是:
[0026] 1、本发明装置采用一体化装置,采用了高负荷的混流反应单元,减少了反应区体积;设置了较大的絮凝吸附区,提高了处理效率,减少了沉淀池体积;通过大量的泥渣循环,使反应更加充分,节约了药剂,该装置是一种结构紧凑、控制简单、处理高效的新型工艺集成装置。
[0027] 2、本发明装置加药反应水力条件佳,并设有内部泥水循环系统,大大提高了加药的反应效率;絮凝区设置于加药反应区下层,停留时间为15-30分钟,缩短了反应时间。
[0028] 3、本发明装置基于预沉淀系统设计,减少了用药量和沉淀池的固体负荷,负荷为传统脱硫废水澄清池1.5-2倍,大大节省了建造成本;同时加大了反应、絮凝区的污泥回流量,使得絮凝吸附效果好,絮体大,易于沉淀。
[0029] 4、本发明装置采用一体化建造,反应单元之间不需要管道连接,加药系统可以分设两侧,大大减少了管路拥堵的可能性。
[0030] 5、本发明装置能够降低传统脱硫废水处理系统的占地面积,降低了脱硫废水处理系统的一次投资,节约了企业的生产成本。
附图说明
[0031] 图1为本发明的各部件结构布置图;
[0032] 图2为图1的A-A向截面剖视图;
[0033] 图3为图1的1-1向截面剖视图;
[0034] 图4为图1的B-B向截面剖视图;
[0035] 图5为图1的I1-1I向截面剖视图。
具体实施方式
[0036] 下面以附图实施方式为例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本发明的保护范围。
[0037] 一种脱硫废水处理装置,如图1和图2所示,包括pH调节区4、反应区1、沉淀区2,所述PH调节区包括相互独立设置的碱调区16和酸调区18,该碱调区的一端设置上进水口5,酸调区的一侧设置下出水口 6,酸调区的另一侧安装下进水口 21,碱调区通过出水管7与反应区连通,反应区与沉淀区相连通,沉淀区的出口端通过沉淀池出水管3与下进水口相连通。
[0038] 为保证该处理装置结构紧凑,本实施例中将反应区与沉淀区并行设置于pH调节区的同一侧,不仅节约了该处理装置的占地面积,而且也缩短了所使用的管道的长度,进一步降低了企业的成本。
[0039] 如图2所示,所述碱调区平行设置于酸调区的上方,所述碱调区的中部横向同轴设置多层进水混流翼13,进水混流翼可使碱液与污水充分地混合,进水混流翼可以为方形或者圆形,进水混流翼两端的碱调区内分别设置进水缓冲区15和进水调节区11,进水缓冲区可以保证进水后流态稳定,进水调节区保证污水通过进水混流翼反应完全之后,能够均匀的进入反应区,进水缓冲区侧的碱调区的外侧连通安装上进水口,前设的缓冲沉淀池通过该上进水口进水,上进水口与碱调区之间连通安装碱加药口 17,使得进水在进入pH调节槽前完成管道加药;碱调区上设置出水管,该出水管与反应区连通安装;
[0040] 所述酸调区的中部横向同轴平行设置多层出水混流翼14,使酸液与污水充分地混合,出水混流翼可以为方形或者圆形,出水混流翼两端的酸调区内分别设置出水缓冲区19和出水调节区12,出水缓冲区可以保证进水后流态稳定,出水调节区保证污水通过出水混流翼反应完全之后,能够均匀地进入出水管,出水缓冲区侧的酸调区的外侧连通安装下进水管,经沉淀区处理完毕后的水通过该下进水管进水,下进水管与酸调区之间连通安装酸加药管20,使得进水在进入酸调区前完成管道加药。
[0041] 酸调区结构形式类似碱调区,由于是同向出水,出水缓冲区较碱调区可设置的稍小。
[0042] 如图3和图4 (图3中箭头方向表示液体或泥渣的流向)所示,所述反应区包括加药反应区22和絮凝吸附区26,所述加药反应区平行设置于絮凝吸附区的上方,絮凝吸附区与加药反应区的两侧相连通,本实施例中絮凝吸附区与加药反应区之间以隔板25分隔,隔板两侧设连通口 31,一侧作为污水的进水,另一侧以推流器为动力,完成污泥的回流;泥渣循环通过絮凝区与反应区之间设置的连通口实现,通过推流器的调节可以控制循环量。
[0043] 所述加药反应区设置连通的前反应单元30和后反应单元24,前反应单元与后反应单元之间设置一导流板29,导流板引导水流方向,前反应单元与后反应单元之间设有过流口 27,通过系统的水压实现两个反应单元间的污水输送;所述导流板两侧的前反应单元和后反应单元内均设有加药反应推流器28,前反应单元和后反应单元均通过加药反应推流器与导流板配合实现单元内部的充分混合;前反应单元近碱调区与管道相连接,实现进水,前反应单元的外侧设置有机硫加药口 8,进水依次经过两个反应区,与反应区内加入的药剂混合,通过单元内部的充分混合完成有机硫与污水的反应;所述后反应单元的外侧间隔设置絮凝剂加药口 10和助凝剂加药口 9,可以通过该絮凝剂加药口和助凝剂加药口向后反应单元内加药,进水在后反应单元内部完成絮凝剂的混合反应;
[0044] 所述絮凝吸附区内设置多个絮凝吸附推流器23,该推流器一方面完成絮凝吸附区内部的搅拌,另一方面实现污泥的回流,絮凝吸附区内底部设有翻板步水口 32,该翻板步水口与沉淀区相连接,污泥通过折流进入沉淀区。
[0045] 如图4和图5所示,所述沉淀区的底部均布间隔设有多个泥斗35,泥斗内均布间隔设置多个穿孔排泥管36,泥斗上方的沉淀区内设置斜管/板沉淀34,斜管/板沉淀的上方的沉淀区内均布间隔设置多个出水堰33,沉淀区的外侧与沉淀区连通设置一沉淀池出水管,沉淀池出水管的入水口与多个出水堰的出水口相连通,沉淀池出水管的出水口与下进水口相连通。出水堰收集上层出水,进入沉淀池出水管,沉淀池出水管通过管道连接至下进水口,通过酸加药管调节出水的pH值,进而通过下出水口排出。
[0046] 本发明脱硫废水处理装置的工作原理为:
[0047] 脱硫废水经缓冲沉淀池,进入碱调区,在进口处与碱液混合,经过混流翼的充分反应,提高废水的PH值到9.0以上,使重金属离子在碱性环境中生成难溶的氢氧化物沉淀;同时,石灰乳中的Ca2+与废水中的部分F-反应,生成难溶的CaF 2,达到除氟的效果;固液混合物进入反应区,在反应区中,加入有机硫化物TMT15,使其与残余的Cd2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物。悬浮物粒径较小,不易沉降,在反应区第二反应单元中加入絮凝剂FeClSO4和阴离子混凝剂PAM,使废水中的细小颗粒凝聚成大颗粒而沉积下来。在絮凝吸附区小颗粒进一步聚集,大片的絮体吸附使细小的絮凝物,成为更易沉积的絮凝体。部分絮状污泥回流进入反应区,增大反应区的污泥浓度,提高反应的去除效率。絮凝后的废水从下部折流进入沉淀区,絮凝物沉积在底部浓缩成污泥,上部则为处理出水。处理出水进入酸调区,调节PH为
6-8,即完成处理。

Claims (9)

1.一种脱硫废水处理装置,包括PH调节区、反应区、沉淀区,其特征在于:所述pH调节区包括相互独立设置的碱调区和酸调区,该碱调区的一端设置上进水口,酸调区的一侧设置下出水口,酸调区的另一侧安装下进水口,碱调区通过出水管与反应区连通,反应区与沉淀区相连通,沉淀区的出口端通过沉淀池出水管与酸调区安装的下进水口相连通; 所述碱调区平行设置于酸调区的上方,所述碱调区的中部横向同轴设置多层进水混流翼,进水混流翼两端的碱调区内分别设置进水缓冲区和进水调节区,进水缓冲区侧的碱调区的外侧连通安装上进水口,上进水口与碱调区之间连通安装碱加药口,碱调区上设置出水管,该出水管与反应区连通安装。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述进水混流翼为方形或者圆形。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述酸调区的中部横向同轴平行设置多层出水混流翼,出水混流翼两端的酸调区内分别设置出水缓冲区和出水调节区,出水缓冲区侧的酸调区的外侧连通安装下进水管,下进水管与酸调区之间连通安装酸加药管。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述出水混流翼为方形或者圆形。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述反应区包括加药反应区和絮凝吸附区,所述加药反应区平行设置于絮凝吸附区的上方,絮凝吸附区与加药反应区的两侧相连通。
6.根据权利要求5所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述絮凝吸附区与加药反应区之间以隔板分隔,隔板两侧设连通口。
7.根据权利要求5所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述加药反应区设置连通的前反应单元和后反应单元,前反应单元与后反应单元之间设置一导流板,前反应单元与后反应单元之间设有过流口 ;所述导流板两侧的前反应单元和后反应单元内均设有加药反应推流器;前反应单元近碱调区与管道相连接,前反应单元的外侧设置有机硫加药口 ;所述后反应单元的外侧间隔设置絮凝剂加药口和助凝剂加药口。
8.根据权利要求5所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述絮凝吸附区内设置多个絮凝吸附推流器,絮凝吸附区内底部设有翻板步水口,该翻板步水口与沉淀区相连接。
9.根据权利要求1所述的脱硫废水处理装置,其特征在于:所述沉淀区的底部均布间隔设有多个泥斗,泥斗内均布间隔设置多个穿孔排泥管,泥斗上方的沉淀区内设置斜管/板沉淀,斜管/板沉淀的上方的沉淀区内均布间隔设置多个出水堰,沉淀区的外侧与沉淀区连通设置一沉淀池出水管,沉淀池出水管的入水口与多个出水堰的出水口相连通,沉淀池出水管的出水口与下进水口相连通。
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