CN105384281B - 一种半地埋式一体化脱硫废水处理装置 - Google Patents

一种半地埋式一体化脱硫废水处理装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半地埋式脱硫废水一体化处理装置，所述装置包括废水处理区、加药区和污泥处理区。本装置采用一体式设计，其中废水处理流程全部采用地埋式设计，设置于地面之下，全部处理设施采用共壁设计，由导流槽联通。废水装置内搅拌设施全部采用水下搅拌机，节约了空间，使设备布置更加紧凑。储药装置与沉淀区共壁，设置于废水处理流程的上方，方便加药装置的运行、排空。污泥处理设施设置于加药反应区的上方，位于地平面以上。

Description

一种半地埋式一体化脱硫废水处理装置
技术领域
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，尤其是一种半地埋式一体化脱硫废水处理装置。
背景技术
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，SO2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、SiO2、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。
燃煤烟气中含有少量从原煤中带来的F-和Cl-，进入脱硫吸收塔后被洗涤下来并进入浆液，F-与浆液中的铝联合作用对脱硫吸收剂石灰石的溶解产生屏蔽影响，致使石灰石溶解性减弱，脱硫效率降低；同时，Cl-浓度过高对吸收塔系统和结构有腐蚀作用，因此，石灰石-石膏湿法烟气脱硫过程通常需要排出一部分吸收塔浆液作为脱硫废水，以到达控制F-和Cl-离子浓度的目的。
脱硫废水的水质特点主要为：(1)脱硫废水pH较低，呈酸性；(2)悬浮物含量高，主要是冲灰颗粒、二氧化硅以及铁、铝的氢氧化物；(3)脱硫废水中含有微量的重金属离子，氟化物和硫化物也超标；(4)化学耗氧量较高，脱硫废水中的化学耗氧量与通常的废水不同，在脱硫废水中，形成化学耗氧量的主要因素不是有机物，而是亚硫酸盐、亚铁离子等还原性物质造成的，同时水样中高浓度的氯离子也是影响COD超标的重要因素；(5)脱硫废水中的主要阳离子是Mg2+和Ca2+，主要阴离子是SO4 2+和Cl-。其中，酸性物质和阴离子主要来源于烟气，阳离子和重金属离子主要来源于脱硫所用的石灰石。烟气脱硫废水的水量不大，但是由于其特殊的水质特征，排放前仍需处理，以免对周边环境造成影响。
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：系统复杂，设备占地大，通常需要布置在2-3层中，造成管路复杂容易拥堵，同时也增大了整体建筑物的尺寸，提高了造价。
通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利公开文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，针对传统脱硫废水处理系统的上述不足，提供一种结构紧凑、降低成本、一体化集成的半地埋式一体化脱硫废水处理装置。
本发明实现目的的技术方案是：
一种半地埋式脱硫废水一体化处理装置，所述装置包括废水处理区、加药区和污泥处理区；
所述废水处理区包括依次相连接的pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区、沉淀分离区和出水调节区，该pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区、沉淀分离区、出水调节区采用一体化共壁设置且均设置于地平面以下；
所述加药区包括沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱和助凝剂溶药储药箱，该沉淀剂储药箱与沉淀反应区相连接并向沉淀反应区内加药，该混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱分别与混凝反应区相连接并均向混凝反应区内加药，该沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱一体化设置于沉淀分离区上方的地平面上，且与沉淀分离区共壁设置；
所述污泥处理区与沉淀分离区相连接设置，该污泥处理区包括污依次相连接的污泥脱水机、螺杆输送机、污泥提升机和干泥外运车，该污泥脱水机、螺杆输送机和污泥提升机从上至下依次设置于pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区或其几种的上方，所述干泥外运车设置于地平面上。
而且，所述pH调节区、沉淀反应区和混凝反应区内分别设置潜水搅拌机；pH调节区、沉淀反应区和混凝反应区之间通过导流槽相联通安装在一起；所述沉淀分离区内的中部设置斜管沉淀装置，斜管沉淀装置上方的沉淀分离区为清水区，在清水区的沉淀分离区与出水调节区相连通设置有溢流堰，清水区内的清水经溢流堰排出至出水调节区；所述出水调节区内设排水泵，将处理后的污水排出系统；所述斜管沉淀装置下方的沉淀分离区为污泥区，在污泥区的沉淀分离区一侧与混凝反应区相连通设置布水槽，在污泥区底部设置污泥斗，该污泥斗与污泥脱水机相连通安装在一起。
而且，所述潜水搅拌机为2台或多台。
而且，所述污泥斗中的污泥经排泥泵进入污泥脱水机。
而且，所述加药区的沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱通过各自相对应的沉淀剂加药泵、混凝剂加药泵和助凝剂加药泵进行加药，所述沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱内分别均设置有独立的潜水搅拌机。
而且，所述助凝剂溶药储药箱设置为三个反应区，各个反应区均相连通且均设置有独立的潜水搅拌机，每个反应区之间采用隔板相隔。
本发明的优点和积极效果是：
1、本装置采用半地埋式一体式设计，其中废水处理区集成一体化且全部采用地埋式设计，设置于地面之下，全部处理设施采用共壁设计，由导流槽联通；废水处理区内的搅拌设施全部采用水下搅拌机，使污泥浓缩装置的集成成为了可能，节约了空间，大大提高了设备的空间利用率，使设备布置更加紧凑；加药区的储药装置与沉淀分离区共壁，加药区和污泥处理流区设置于废水处理区的上方，位于地平面以上，方便加药装置的运行、排空和污泥的外运；废水处理区内的搅拌装置全部采用水下搅拌机，节约了空间，使设备布置更加紧凑；该装置将原本需要布置在三层的设备集中在一层，大大节省了装置的占地面积和内部管路，降低了脱硫废水装置的造价，该装置为一种结构紧凑、成本节约的高效集成工艺装置。
2、本装置采用水下搅拌机，整体地埋装置无外露设备；该装置的沉淀分离区采用强化的斜管沉淀装置，增大了表面负荷，取消刮泥机等外露设备，整体适用于地埋式工艺要求，提高了处理效率，减少了沉淀池体积，使地埋式一体化装置成为可能。
3、本装置采用一体化建造，各反应单元之间不需要管道连接，加药系统集中设置，大大减少了管路拥堵的可能性。
4、本装置主体工艺适用于钢砼结构，降低投资的同时对于防腐方面有着独特的优势。
附图说明
图1为本发明装置的±0.00以下的俯视平面图；
图2为本发明装置的±0.00以上的仰视平面图；
图3为本发明装置的结构立面剖视示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施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，并非以此限定本发明的保护范围，凡是熟悉此项技术者，运用本发明的原理及技术特征者，所做的各种变更及修改，皆应涵盖于本发明所界定的保护范畴之内。
一种半地埋式脱硫废水一体化处理装置，如图1、图2和图3所示，所述装置包括废水处理区、加药区和污泥处理区(图中均未标号)；
所述废水处理区包括依次相连接的pH调节区1、沉淀反应区3、混凝反应区4、沉淀分离区5和出水调节区7，该pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区、沉淀分离区、出水调节区采用一体化共壁设置且均设置于地平面以下；
所述加药区包括沉淀剂储药箱8、混凝剂储药箱9和助凝剂溶药储药箱16，该沉淀剂储药箱与沉淀反应区相连接并向沉淀反应区内加药，该混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱分别与混凝反应区相连接并均向混凝反应区内加药，该沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱一体化设置于沉淀分离区上方的地平面上，且与沉淀分离区共壁设置；
所述污泥处理区与沉淀分离区相连接设置，该污泥处理区包括污依次相连接的污泥脱水机12、螺杆输送机13、污泥提升机14和干泥外运车17，该污泥脱水机、螺杆输送机和污泥提升机从上至下依次设置于pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区或其几种的上方(即地平面上或地面上方)，所述干泥外运车设置于地平面上。
在本实施例中，所述pH调节区、沉淀反应区和混凝反应区内分别设置潜水搅拌机2，在使用过程中，混凝反应区的反应时间大于其它反应区，在实际使用中，可以按照需要设置2台或多台潜水搅拌机；pH调节区、沉淀反应区和混凝反应区之间通过导流槽18相联通安装在一起；所述沉淀分离区内的中部设置斜管沉淀装置6，斜管沉淀装置上方的沉淀分离区为清水区22，在清水区的沉淀分离区与出水调节区相连通设置有溢流堰19，清水区内的清水经溢流堰排出至出水调节区；所述出水调节区内设排水泵24，将处理后的污水排出系统；所述斜管沉淀装置下方的沉淀分离区为污泥区23，在污泥区的沉淀分离区一侧与混凝反应区相连通设置布水槽20，在污泥区底部设置污泥斗21，分离出来的污泥下沉至污泥区底部的污泥斗中，该污泥斗与污泥脱水机相连通安装在一起，污泥斗中的污泥可以经排泥泵(图中未示出)进入污泥脱水机，经脱水后的干泥(在本实施例中，通过泥斗)落在设置于下方的污泥的螺杆输送机，污泥的螺杆输送机连接污泥提升机，将干泥提升至干泥外运车上，外运排出。
在本实施例中，所述加药区的沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱通过各自相对应的加药计量泵进行加药：沉淀剂加药泵10、混凝剂加药泵11和助凝剂加药泵15，所述沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱内分别均设置有独立的潜水搅拌机。
在本实施中，所述助凝剂溶药储药箱设置为三个反应区25，各个反应区均相连通且均设置有独立的潜水搅拌机，每个反应区之间采用隔板相隔。
本发明半地埋式脱硫废水一体化处理装置的工作原理为：
脱硫废水进入进水pH调节区，在pH调节区与碱液混合，经过水下搅拌机的充分掺混反应，调节废水的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CaF2,达到除氟的效果。废水通过导流槽进入沉淀反应区，加入沉淀剂TMT15，使其与残余的Cd2+、Hg2+反应形成难溶的硫化物。由于悬浮物粒径较小，不易沉降，在絮凝混凝区内加入絮凝剂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。絮凝区停留时间较长，有利于大片的絮体吸附使细小的絮凝物，成为更易沉积的絮凝体。絮凝反应后的废水从布水槽折流进入沉淀区，絮凝物下沉落入泥斗中，清水通过斜管沉淀区，自上层的溢流堰进入出水调节池。出水调节池内进行最终的pH调节，并进行出水的取样连续监测，确保出水水质达标。
储药罐全部设置于地平面，送药车可以直接经卸料泵将药液打入储药罐。储药罐分设搅拌机，防止药品的沉积沉淀。助凝剂溶液无法长期存储，采用固体药箱，经螺旋加药机给料进入溶药箱，经过混合-溶解-储存的制备流程，最后储存在储药箱内。

Claims (5)

1.一种半地埋式脱硫废水一体化处理装置，其特征在于：所述装置包括废水处理区、加药区和污泥处理区；
所述废水处理区包括依次相连接的pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区、沉淀分离区和出水调节区，该pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区、沉淀分离区、出水调节区采用一体化共壁设置且均设置于地平面以下；
所述加药区包括沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱和助凝剂溶药储药箱，该沉淀剂储药箱与沉淀反应区相连接并向沉淀反应区内加药，该混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱分别与混凝反应区相连接并均向混凝反应区内加药，该沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱一体化设置于沉淀分离区上方的地平面上，且与沉淀分离区共壁设置；
所述污泥处理区与沉淀分离区相连接设置，该污泥处理区包括污依次相连接的污泥脱水机、螺杆输送机、污泥提升机和干泥外运车，该污泥脱水机、螺杆输送机和污泥提升机从上至下依次设置于pH调节区、沉淀反应区、混凝反应区或其几种的上方，所述干泥外运车设置于地平面上；
所述pH调节区、沉淀反应区和混凝反应区内分别设置潜水搅拌机；pH调节区、沉淀反应区和混凝反应区之间通过导流槽相联通安装在一起；所述沉淀分离区内的中部设置斜管沉淀装置，斜管沉淀装置上方的沉淀分离区为清水区，在清水区的沉淀分离区与出水调节区相连通设置有溢流堰，清水区内的清水经溢流堰排出至出水调节区；所述出水调节区内设排水泵，将处理后的污水排出系统；所述斜管沉淀装置下方的沉淀分离区为污泥区，在污泥区的沉淀分离区一侧与混凝反应区相连通设置布水槽，在污泥区底部设置污泥斗，该污泥斗与污泥脱水机相连通安装在一起。
2.根据权利要求1所述的半地埋式脱硫废水一体化处理装置，其特征在于：所述潜水搅拌机为2台或多台。
3.根据权利要求1所述的半地埋式脱硫废水一体化处理装置，其特征在于：所述污泥斗中的污泥经排泥泵进入污泥脱水机。
4.根据权利要求1所述的半地埋式脱硫废水一体化处理装置，其特征在于：所述加药区的沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱通过各自相对应的沉淀剂加药泵、混凝剂加药泵和助凝剂加药泵进行加药，所述沉淀剂储药箱、混凝剂储药箱、助凝剂溶药储药箱内分别均设置有独立的潜水搅拌机。
5.根据权利要求1至4任一项所述的半地埋式脱硫废水一体化处理装置，其特征在于：所述助凝剂溶药储药箱设置为三个反应区，各个反应区均相连通且均设置有独立的潜水搅拌机，每个反应区之间采用隔板相隔。
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