CN104326604A - 基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺及其处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺，包括中和氧化调质、气浮-浮选固液分离和过滤净化等步骤。本发明还公开了一种基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统。本发明通过以上工艺步骤，完成了洗涤水中亚硫酸盐的氧化处理，pH值的调整，颗粒、杂质物的絮凝、气浮以及洗涤水携带的细分散乳化油的吸附，可确保船舶洗涤水出水水质满足IMO对船舶废气清洁系统的洗涤水排放pH、PAH、浊度、温度等指标的要求。

Description

基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺及其处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理，尤其涉及一种基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺及其处理系统。

背景技术

船舶废气洗涤脱硫技术是目前处理船用柴油机废气中SO_X的主要技术，使用废气洗涤脱硫技术必然会产生需要处理的脱硫洗涤水，国际海事组织(IMO)对船舶废气清洁系统的洗涤水排放标准也做出了严格规定，因此船舶脱硫洗涤水的处理成为船舶废气洗涤系统的关键。

由于船舶废气洗涤脱硫技术属于新兴技术，国内外船舶废气洗涤脱硫装置对于其洗涤水的处理工艺很少有详细介绍。目前基于钠碱法的船舶废气洗涤脱硫技术由于脱硫效率高等原因成为国内外船舶废气洗涤脱硫的主流技术。废气进入洗涤塔与氢氧化钠喷淋液接触反应，且系统运行中洗涤液循环使用，气体中的颗粒污染物及未燃尽的燃油等部分被喷淋液吸收，同时碱性喷淋液吸收SO₂形成亚硫酸及硫酸盐溶液，共同构成了需要处理的脱硫洗涤水。脱硫洗涤水的主要成分为亚硫酸盐、硫酸盐及少量油污、杂质及颗粒等。因此需要一种有效的洗涤水处理工艺对脱硫洗涤水进行定时处理，以达到IMO关于洗涤水排放pH、PAH、浊度、温度等指标的要求。目前，基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理方向尚未从公开资料中获得详细、有效的船舶洗涤水处理工艺。

现有技术陆用处理与船舶脱硫洗涤水成分相似废水的废水处理工艺中，气浮-浮选废水处理法由于分离时间较短，浮渣含水率较低，自动化程度高等优势被广泛使用，但该工艺在船舶应用环境中可能存在以下弊端：

1.处理工艺所用设备主要包括氧化风机、中和池、氧化池、输送泵、空压机、溶气罐、气浮池等，导致整体设备占地面积大，能耗较高；

2.柴油机的工况时刻都在发生变化，导致不同工况下需要处理的洗涤水污染物浓度不同，一方面有可能导致出水水质不稳定，另一方面柴油机低工况运行时造成水处理药剂的浪费；

3.洗涤水携带的油污主要是细分散的乳化油，通过絮凝-气浮工艺较难使得细分散的乳化油随气泡自然上浮，可能影响出水水质。

此外，在申请号为201310422883.0、发明名称为“一种船舶脱硫废水处理装置及方法”的申请文本中提出了一种针对镁基-海水法脱硫后废水处理的方法。该船舶脱硫废水处理方法也存在以下弊端：

1.废水处理中固液分离工艺采用旋风分离器利用离心沉降的原理实现，由于旋流器内流体的流动产生一定的剪切作用，容易将絮凝的固体颗粒打散，降低处理效果，恶化分离过程；

2.处理后的液体经过大孔树脂吸附柱后排放，吸附油污效率低，不易再生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理效果好，设备占用空间小、能耗低、运行成本低、适合船舶废气脱硫洗涤水质的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺及其处理系统。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺，包括以下步骤：

A、中和氧化调质

将船舶废气脱硫洗涤水引入中和氧化一体池，通过曝气风机向池中鼓入空气将亚硫酸盐氧化为硫酸盐，加入氢氧化钠溶液调节中和氧化一体池中的船舶废气脱硫洗涤水的pH值达到排放标准，并利用曝气扰动进行中和调质；

B、气浮-浮选固液分离

将调质后的排放水与空气及絮凝剂在气水混合泵中完成溶气、混合后，泵入气浮池，在气浮池中发生气浮作用，浮渣因浮力作用聚集在气浮池顶部，由刮渣板将浮渣收集至污泥罐，分离后的水进入下一步骤；

C、过滤净化

将步骤B分离后的水泵入过滤器进行过滤净化，通过过滤器吸收洗涤水携带的细分散的乳化油。

本发明还提供了一种基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统，其特点在于，包括曝气风机、中和氧化一体池、絮凝罐、气水混合泵、气浮池、提升泵和过滤器；中和氧化一体池设有污水进口管路、碱液进口管路、进风口和出口；曝气风机的出口通过管路与中和氧化一体池的进风口连通；气水混合泵具有液体进口、空气进口和出口，该气水混合泵的液体进口通过管路分别与中和氧化一体池的出口和絮凝罐的出口连通，气水混合泵的出口与气浮池的进口连通，气浮池的第一出口与提升泵的入口连通，气浮池的第二出口与污泥罐的进口连通，该气浮池内设有刮渣板；提升泵的出口与过滤器的进口连通。

本发明针对基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水质，通过中和氧化调质、气浮-浮选固液分离和过滤净化的工艺进行洗涤水处理，实现了船舶洗涤水处理后水质满足IMO对洗涤水的排放标准。具体具有以下的优点和特点：

1.在实现氧化的同时引入碱液中和调质，中和、氧化在一个池内完成，较分别采用中和池、氧化池进行调质节省了空间。利用节省的空间增加了过滤器，提升了处理效果。同时利用气水混合泵代替传统的空压机、溶气罐，一方面节省了空压机、溶气罐的设备空间，同时也降低了能耗，解决了陆用气浮-浮选工艺整体设备占地面积大，能耗较高的问题；

2.在气浮池内设置了浊度传感器，结合柴油机工况根据洗涤水浊度反馈自动调节溶气水量及处理药剂使用量，低工况下节省了水处理药剂的使用量，能够确保出水水质基本一致；

3.固液分离后的洗涤水经过滤器过滤，去除细分散的乳化油，解决了部分乳化油无法通过絮凝气浮自然上浮而影响出水水质的问题；

4.固液分离工艺采用溶气-气浮原理，利用水在不同压力下溶解度不同的特性，在加压或负压条件下使水中产生微气泡。在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，促进微细气泡粘附絮凝颗粒物上浮到水面，通过刮渣板实现固液分离，相比离心沉降原理实现固液分离具有处理效果好，出水水质稳定的优势；

5.采用核桃壳过滤器过滤净化去除洗涤水携带的细分散乳化油污，确保排放水废液含油量满足排放标准，具有吸附力强，能进行油、悬浮物双效去除的特点，反洗时核桃壳在运动中相互磨擦，脱附、再生能力强，化学稳定性好，适用于船舶环境。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统的示意图。

附图标记说明：1、曝气风机；2、控制阀；3、污水进口管路；4、中和氧化一体池；5、絮凝罐；6、气水混合泵；7、气浮池；8、浊度传感器；9、污泥罐；10、提升泵；11、过滤器；12、视镜；13、搅拌器；14、反冲洗管路；15、截止阀；16、刮渣板；17、压力表；18、流量计；19、进气流量控制阀；20、碱液进口管路；21、进风口。

具体实施方式

请参考图1。根据本发明一实施例的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统包括：曝气风机1、中和氧化一体池4、絮凝罐5、气水混合泵6、气浮池7、提升泵10和过滤器11。

中和氧化一体池4设有污水进口管路3、碱液进口管路20、进风口21和出口，进风口21上设有控制阀2。曝气风机1的出口通过管路与中和氧化一体池4的进风口连通。气水混合泵6具有液体进口、空气进口和出口，气水混合泵6的液体进口通过管路分别与中和氧化一体池4的出口和絮凝罐5的出口连通，气水混合泵6的出口与气浮池7的进口连通。气水混合泵6后设压力表17，气水混合泵6的空气进口设有流量计18和进气流量控制阀19。气浮池7的第一出口与提升泵10的入口连通，气浮池7的第二出口与污泥罐9的进口连通，该气浮池7内设有和浊度传感器8，从而可根据洗涤水浊度反馈自动调节溶气水量及絮凝剂的使用量。气浮池7内还设有刮渣板16。提升泵10的出口与过滤器11的进口连通。过滤器11设有反冲洗管路14，反冲洗管路14上设有截止阀15，过滤器11通过反冲洗管路14定期进行反冲洗，实现脱附再生。优选地，该过滤器11为核桃壳过滤器，核桃壳过滤器内设有视镜12和搅拌器13。

以下结合一具体的实施例说明本发明的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺。

某船舶主推动力装置为额定功率为4500kW、额定转速为163.6r/min的低速柴油机，采用本发明的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺,定时将洗涤水抽取至中和氧化一体池，抽取量800L/h。洗涤水处理的工艺及步骤如下：

一、中和氧化调质

将需要处理的洗涤水从循环系统通过污水进口管路3进入中和氧化一体池4，开启曝气风机1，并调节曝气风机后的控制阀门2，利用曝气扰动进行中和调质至亚硫酸盐氧化率>98％，完全曝气，并利用曝气扰动进行中和调质。同时池内设置pH传感器，通过PH传感器监测到的洗涤水的PH值定量控制碱液从碱液进口管路20加注，调节洗涤水pH值满足排放标准。

二、气浮-浮选固液分离

调质后的洗涤水进入气水混合泵6，气水混合泵进水口有一定负压，能吸入絮凝剂和空气，在输送调质后的洗涤液的同时从絮凝罐5吸入絮凝剂，从空气进口吸入空气，在混合泵内完成气水混合，加压溶气和药剂混合的过程。气浮池内装有浊度传感器8，根据柴油机不同工况采集洗涤水的浊度，通过控制进气流量自动调节溶气水量及絮凝剂用量，保证出水水质基本一致，起到节省药剂，节约运行成本的目的。在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下，裹有杂质、颗粒、少量重金属、油污的浮渣(该浮渣为微细气泡粘附絮凝颗粒物)因浮力作用聚集在气浮池顶部上浮到水面，通过刮渣板16实现固液分离，由刮渣板16将浮渣收集至污泥罐9。

三、过滤净化

气浮浮选后的洗涤水经提升泵10进入过滤器11净化吸附，主要吸收洗涤水携带的细分散的乳化油，确保油污处理满足排放要求。过滤器可通过反冲洗管路14定期进行反冲洗，吸收接近饱和时开启反冲洗管路冲洗水，实现脱附再生，进而延长核桃壳过滤器的使用寿命。

通过以上处理工艺，完成了洗涤水中亚硫酸盐的氧化处理，pH值的调整，颗粒、杂质物的絮凝、气浮以及洗涤水携带的细分散乳化油的吸附，确保船舶洗涤水出水水质满足IMO对船舶废气清洁系统的洗涤水排放洗涤水排放pH、PAH、浊度、温度等指标的要求。

Claims (9)

1.一种基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A、中和氧化调质

将船舶废气脱硫洗涤水引入中和氧化一体池，通过曝气风机向池中鼓入空气将亚硫酸盐氧化为硫酸盐，加入氢氧化钠溶液调节中和氧化一体池中的船舶废气脱硫洗涤水的pH值达到排放标准，并利用曝气扰动进行中和调质；

B、气浮-浮选固液分离

将调质后的排放水与空气及絮凝剂在气水混合泵中完成溶气、混合后，泵入气浮池，在气浮池中发生气浮作用，经絮凝剂处理后的浮渣因浮力作用聚集在气浮池顶部，由刮渣板将浮渣收集至污泥罐，分离后的水进入下一步骤；

C、过滤净化

将步骤B分离后的水泵入过滤器进行过滤净化，通过过滤器吸收洗涤水携带的细分散的乳化油。

2.如权利要求1所述的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺，其特征在于：所述的过滤器设有反冲洗管路，过滤器通过反冲洗管路定期进行反冲洗，实现脱附再生。

3.如权利要求1或2所述的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺，其特征在于，所述的过滤器为核桃壳过滤器。

4.如权利要求1所述的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺，其特征在于：所述气浮池内设有浊度传感器。

5.一种基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统，其特征在于，包括曝气风机、中和氧化一体池、絮凝罐、气水混合泵、气浮池、提升泵和过滤器；

所述的中和氧化一体池设有污水进口管路、碱液进口管路、进风口和出口；所述曝气风机的出口通过管路与中和氧化一体池的进风口连通；所述的气水混合泵具有液体进口、空气进口和出口，该气水混合泵的液体进口通过管路分别与所述中和氧化一体池的出口和所述絮凝罐的出口连通，气水混合泵的出口与气浮池的进口连通，气浮池的第一出口与提升泵的入口连通，气浮池的第二出口与污泥罐的进口连通，该气浮池内设有刮渣板；提升泵的出口与所述过滤器的进口连通。

6.如权利要求5所述的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统，其特征在于，所述的过滤器设有反冲洗管路，过滤器通过反冲洗管路定期进行反冲洗，实现脱附再生。

7.如权利要求5或6所述的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统，其特征在于，所述的过滤器为核桃壳过滤器。

8.如权利要求5所述的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统，其特征在于，所述气浮池内设有浊度传感器。

9.如权利要求5所述的基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理系统，其特征在于，所述气水混合泵的空气进口设有流量计和进气流量控制阀。