CN105565548A - 一种脱硫废水软化的处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种脱硫废水软化的处理装置和方法，属于烟气脱硫系统中环境水处理领域。一种脱硫废水软化的处理装置，包括：废水初步软化池，其内部设有搅拌装置及在线pH监测仪A；沉淀池A；废水曝气软化池；沉淀池B；封闭式烟气曝气降温池，其内部底端设有曝气装置B；降温烟气气水分离器。本发明还涉及一种脱硫废水软化的处理方法。本发明所述装置和方法可以将传统脱硫废水处理工艺中用盐酸调节脱硫废水pH值改为用烟气中CO2中和，从而降低了系统的设备成本，提高了系统的安全性。

Description

一种脱硫废水软化的处理装置和方法
技术领域
本发明涉及一种脱硫废水软化的处理装置和方法，属于烟气脱硫系统中环境水处理领域。
背景技术
作为一种技术成熟、运行可靠、成本经济的发电技术，火电一直并将长期作为我国能源结构中的重要组成部分。随经济的不断发展，我国火电装机容量迅速上升，而火电引发的环境问题也越来越引发大家关注。火电厂的脱硫废水由于成分复杂，处理技术难度大，是燃煤电厂集中最难处理的废物之一。脱硫废水中含有多种重金属离子，以及浓度极高的钙、镁、硫酸根及氯离子。传统脱硫废水处理通常采用化学沉淀法去除掉水中的各种重金属离子，但这种方法费用高，且无法有效去除废水中钙、镁离子。随我国相关环保要求的提高，传统化学沉淀法将难以为继。因此，开发脱硫废水的深度处理技术，将成为今后我国水处理领域的一个重点课题。
水中大量钙镁离子的去除，其传统处理工艺为石灰乳加纯碱或“双碱法”处理。由于脱硫废水中含有大量钙离子，这种方法需要消耗大量纯碱，因此传统软化工艺处理脱硫废水成本很高。而钙盐中除碳酸钙不溶于水外，硫酸钙在水中溶度积也很小，仅微溶于水。由于脱硫废水中含有大量硫酸根，而且工业级硫酸钠即芒硝的价格远低于纯碱。因此，可以利用同离子效应，向水中添加足量芒硝，从而使得钙离子以硫酸钙形式从水中脱除出来。该方法可以大幅降低钙离子去除成本。
同时，电厂等部门每天会向环境中排放大量烟气，这种烟气中含有15～18％浓度的二氧化碳，且温度可达80度左右。二氧化碳是造成温室效应的主要污染物，同时大量的高温烟气还会造成环境热污染。烟气的节能减排也是各大电厂一直致力研究的方向。而电厂烟气中的二氧化碳恰好可以为脱硫废水提供丰富的碳酸根，与经芒硝处理过的脱硫废水反应，进一步去除水中的钙离子。
而烟气曝气软化时，由于烟气温度较高，会使得大量水分蒸发及液滴飞溅至环境中，这会导致水量的损失。同时，由于飞溅出的液滴仍是液态形式，其中含有高浓度盐分，这会对环境造成严重污染。而用高温烟气对已软化的废水进行加热，不仅可以减少后续对废水进一步处理所需要花费的加热费用，更可以使得烟气降温，有效减少液滴飞溅现象。
发明内容
为实现脱硫废水深度处理，CO2减排并减少热污染，本发明的目的在于提供一种脱硫废水软化的处理装置和方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种脱硫废水软化的处理装置，包括：
废水初步软化池，其内部设有搅拌装置及在线pH监测仪A，所述废水初步软化池底部设有污泥排污口；
沉淀池A，其输入端与所述废水初步软化池的输出端连接，所述沉淀池A底部设有污泥排污口；
废水曝气软化池，其输入端与所述沉淀池A的输出端连接，所述废水曝气软化池内部设有曝气装置A和在线pH监测仪B，所述曝气装置A与降温烟气支路A连接；所述废水曝气软化池底部设有污泥排污口，所述废水曝气软化池一侧还设有氢氧化钠药剂入口；
沉淀池B，其输入端与所述废水曝气软化池的输出端连接，所述沉淀池B底部设有污泥排污口；
封闭式烟气曝气降温池，其输入端与所述沉淀池B的输出端连接，所述封闭式烟气曝气加热池底部设有曝气装置B，所述曝气装置B与烟气进气管路连接，所述烟气进气管路经鼓风机连接电厂排烟管路；所述封闭式烟气曝气降温池末端设有出水口，所述封闭式烟气曝气降温池末端上方设有排气口，所述排气口与排气管路连接；所述封闭式烟气曝气降温池顶端还设有蒸发废水回流入口，其与蒸发废水回流管路连接；所述封闭式烟气曝气降温池内部还设有在线温度监测仪；
降温烟气气水分离器，其进气端与所述排气管路连接，所述降温烟气气水分离器的顶端设有排气口，并与降温烟气总管路的进气端连接，降温烟气总管路，其出气端分别连接所述降温烟气支路A和降温烟气支路B的进气端，所述降温烟气支路B的出气端与电厂排烟管路连通；所述降温烟气气水分离器的一侧设有排水口，并与所述蒸发废水回流管路连接。
进一步的，所述废水初步软化池底部的污泥排污口连接有排污管路A，所述沉淀池A底部的污泥排污口连接有排污管路B，所述废水曝气软化池底部的污泥排污口连接有排污管路C，所述沉淀池B底部的污泥排污口连接有排污管路D，所述废水曝气软化池一侧的氢氧化钠药剂入口连接有氢氧化钠药剂管路。
进一步的，所述排污管路A上设有阀门A，所述排污管路B上设有阀门B，所述氢氧化钠药剂管路上设有阀门C，所述排污管路C上设有阀门D，所述排污管路D上设有阀门E，所述降温烟气支路A上设有阀门F，所述降温烟气支路B上设有阀门G。
进一步的，所述脱硫废水软化的处理装置还包括自动控制装置，连接所述pH检测仪A、所述pH检测仪B、所述在线温度监测仪、所述搅拌装置、所述鼓风机和各阀门，并根据所述在线pH检测仪A、所述pH检测仪B和所述在线温度监测仪的检测结果，控制所述搅拌装置、鼓风机和各阀门的开闭。
进一步的，所述曝气装置A位于所述废水曝气软化池的内部底端或内部顶端。
进一步的，所述废水初步软化池、沉淀池A、废水曝气软化池和沉淀池B均为上宽下窄漏斗形。
一种使用所述的脱硫废水软化的处理装置脱硫废水软化的方法，包括以下步骤：
步骤1，首先将脱硫废水引入所述废水初步软化池，打开所述搅拌装置，而后将石灰乳药剂与硫酸钠药剂引入所述废水初步软化池得到加药废水，通过所述在线pH检测仪A检测所述加药废水的pH值，调节所述加药废水pH值为12.5～14；
步骤2，将所述加药废水引入所述沉淀池A得到上清液，水力停留时间10～50分钟；
步骤3，将所述沉淀池A中的上清液引入所述废水曝气软化池中，再引入氢氧化钠药剂得到混合加药废水；通过所述在线pH检测仪B检测所述混合加药废水的pH值，将所述混合加药废水的pH值调节至13～14；
步骤4，打开鼓风机，向所述废水曝气软化池中引入降温烟气并开始曝气；通过所述在线pH检测仪B检测所述废水曝气软化池中混合加药废水的pH值，将所述混合加药废水pH值调节至10.5～12.5；
步骤5，将所述混合加药废水引入所述沉淀池B得到上清液，水力停留时间10～50分钟；
步骤6，将所述沉淀池B中上清液引入所述封闭式烟气曝气降温池中，通过在线温度监测仪监测封闭式烟气曝气降温池温度，将所述上清液加热至50～90℃排出。
进一步的，所述沉淀池A上清液在废水曝气软化池中水力停留时间为15～40分钟。
进一步的，所述沉淀池B上清液在所述封闭式烟气曝气降温池中水力停留时间为5～30分钟。
进一步的，所述脱硫废水软化处理装置采用重力流进水方式持续运行，在所述脱硫废水软化处理装置持续运行时，高温烟气持续进入所述封闭式烟气曝气降温池；当所述废水曝气软化池和封闭式烟气曝气降温池不曝气时，所述自动控制装置自动打开所述阀门G，过量降温烟气通过所述降温烟气支路B引入所述电厂烟气排放管路。
进一步的，所述石灰乳药剂为质量浓度为1％～30％的石灰乳乳浊液。
进一步的，所述硫酸钠药剂为质量浓度为1％～30％的硫酸钠溶液，且所述硫酸钠溶液温度为20～35℃。
进一步的，所述氢氧化钠药剂为质量浓度为1％～30％的氢氧化钠溶液。
进一步的，所述降温烟气总管路中降温烟气温度为25～60℃。
本发明将石灰乳芒硝与电厂烟气相结合脱硫废水软化处理装置，可以经济有效地软化燃煤电厂脱硫废水。同时，用作软化的烟气经过预降温，可以有效降低烟气直接曝气软化过程中因烟气高温所导致大量的水分蒸发及液滴夹带，并可减少高温烟气排放带来的热污染。此外，本发明所述装置和方法可以将传统脱硫废水处理工艺中用盐酸调节脱硫废水pH值改为用烟气中CO2中和，从而降低了系统的设备成本，提高了系统的安全性。
附图说明
图1为本发明所述脱硫废水软化处理装置的结构示意图；
其中，1-废水初步软化池，2-搅拌装置，3-在线pH监测仪，4-排污管路A，5-阀门A，6-沉淀池A，7-排污管路B，8-阀门B，9-废水曝气软化池，10-曝气装置A，11-在线pH监测仪B，12-氢氧化钠药剂管路，13-阀门C，14-排污管路C，15-阀门D，16-沉淀池B，17-排污管路D，18-阀门E，19-封闭式烟气曝气降温池，20-曝气装置B，21-在线温度监测仪，22-降温烟气气水分离器，23-蒸发废水回流管路，24-降温烟气总管路，25-降温烟气支路A，26-阀门F，27-降温烟气支路B，28-阀门G，29-鼓风机，30-排气管路，31-烟气进气管路。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种脱硫废水软化的处理装置，包括：
废水初步软化池1，其内部设有搅拌装置2及在线pH监测仪A3，所述废水初步软化池1底部设有污泥排污口，所述废水初步软化池1底部的污泥排污口连接有排污管路A4，所述排污管路A4上设有阀门A5；
沉淀池A6，其输入端与所述废水初步软化池1的输出端连接，所述沉淀池A6底部设有污泥排污口，所述沉淀池A6底部的污泥排污口连接有排污管路B7，所述排污管路B7上设有阀门B8；
废水曝气软化池9，其输入端与所述沉淀池A6的输出端连接，所述废水曝气软化池9内部设有曝气装置A10和在线pH监测仪B11，所述曝气装置A10与降温烟气支路A25连接；所述废水曝气软化池9底部设有污泥排污口，所述废水曝气软化池9底部的污泥排污口连接有排污管路C14，所述排污管路C14上设有阀门D15；所述废水曝气软化池9一侧还设有氢氧化钠药剂入口，所述废水曝气软化池9一侧的氢氧化钠药剂入口连接有氢氧化钠药剂管路12，所述氢氧化钠药剂管路12上设有阀门C13。
沉淀池B16，其输入端与所述废水曝气软化池9的输出端连接，所述沉淀池B16底部设有污泥排污口，所述沉淀池B16底部的污泥排污口连接有排污管路D17，所述排污管路D17上设有阀门E18。
封闭式烟气曝气降温池19，其输入端与所述沉淀池B16的输出端连接，所述封闭式烟气曝气加热池19底部设有曝气装置B20，所述曝气装置B20与烟气进气管路31连接，所述烟气进气管路31经鼓风机29连接电厂排烟管路；所述封闭式烟气曝气降温池10末端设有出水口，所述封闭式烟气曝气降温池10末端上方设有排气口，所述排气口与排气管路30连接；所述封闭式烟气曝气降温池19顶端还设有蒸发废水回流入口，其与蒸发废水回流管路23连接；所述封闭式烟气曝气降温池19内部还设有在线温度监测仪21；
降温烟气气水分离器22，其进气端与所述排气管路30连接，所述降温烟气气水分离器22的顶端设有排气口，并与降温烟气总管路24的进气端连接，降温烟气总管路24，其出气端分别连接所述降温烟气支路A25和降温烟气支路B27的进气端，所述降温烟气支路B27的出气端与电厂排烟管路连通，所述降温烟气支路A25上设有阀门F26，所述降温烟气支路B27上设有阀门G28；所述降温烟气气水分离器22的一侧设有排水口，并与所述蒸发废水回流管路23连接。
所述脱硫废水软化的处理装置还包括自动控制装置，连接所述pH检测仪A3、所述pH检测仪B11、所述在线温度监测仪21、所述搅拌装置2、所述鼓风机29和各阀门，并根据所述在线pH检测仪A3、所述pH检测仪B11和所述在线温度监测仪21的检测结果，控制所述搅拌装置2、鼓风机29和各阀门的开闭。
一种使用上述脱硫废水软化的处理装置脱硫废水软化的方法，包括以下步骤：
步骤1，首先将脱硫废水引入所述废水初步软化池，打开所述搅拌装置，而后将石灰乳药剂与硫酸钠药剂引入所述废水初步软化池得到加药废水，通过所述在线pH检测仪A检测所述加药废水的pH值，调节所述加药废水pH值为12.5～14；
步骤2，将所述加药废水引入所述沉淀池A得到上清液，水力停留时间10～50分钟；
步骤3，将所述沉淀池A中的上清液引入所述废水曝气软化池中，再引入氢氧化钠药剂得到混合加药废水；通过所述在线pH检测仪B检测所述混合加药废水的pH值，将所述混合加药废水的pH值调节至13～14；
步骤4，打开鼓风机，向所述废水曝气软化池中引入降温烟气并开始曝气；通过所述在线pH检测仪B检测所述废水曝气软化池中混合加药废水的pH值，将所述混合加药废水pH值调节至10.5～12.5；
步骤5，将所述混合加药废水引入所述沉淀池B得到上清液，水力停留时间10～50分钟；
步骤6，将所述沉淀池B中上清液引入所述封闭式烟气曝气降温池中，通过在线温度监测仪监测封闭式烟气曝气降温池温度，将所述上清液加热至50～90℃排出。
所述沉淀池A上清液在废水曝气软化池中水力停留时间为15～40分钟；
所述沉淀池B上清液在所述封闭式烟气曝气降温池中水力停留时间为5～30分钟。
所述脱硫废水软化处理装置采用重力流进水方式持续运行，在所述脱硫废水软化处理装置持续运行时，高温烟气持续进入所述封闭式烟气曝气降温池；当所述废水曝气软化池和封闭式烟气曝气降温池不曝气时，所述自动控制装置自动打开所述阀门G，过量降温烟气通过所述降温烟气支路B引入所述电厂烟气排放管路。
所述石灰乳药剂为质量浓度为1％～30％的石灰乳乳浊液；所述硫酸钠药剂为质量浓度为1％～30％的硫酸钠溶液，且所述硫酸钠溶液温度为20～35℃。
所述氢氧化钠药剂为质量浓度为1％～30％的氢氧化钠溶液。
所述降温烟气总管路中降温烟气温度为25～60℃。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱硫废水软化的处理装置，其特征在于，包括：
废水初步软化池(1)，其内部设有搅拌装置(2)及在线pH监测仪A(3)，所述废水初步软化池(1)底部设有污泥排污口；
沉淀池A(6)，其输入端与所述废水初步软化池(1)的输出端连接，所述沉淀池A(6)底部设有污泥排污口；
废水曝气软化池(9)，其输入端与所述沉淀池A(6)的输出端连接，所述废水曝气软化池(9)内部设有曝气装置A(10)和在线pH监测仪B(11)，所述曝气装置A(10)与降温烟气支路A(25)连接；所述废水曝气软化池(9)底部设有污泥排污口，所述废水曝气软化池(9)一侧还设有氢氧化钠药剂入口；
沉淀池B(16)，其输入端与所述废水曝气软化池(9)的输出端连接，所述沉淀池B(16)底部设有污泥排污口；
封闭式烟气曝气降温池(19)，其输入端与所述沉淀池B(16)的输出端连接，所述封闭式烟气曝气加热池(19)底部设有曝气装置B(20)，所述曝气装置B(20)与烟气进气管路(31)连接，所述烟气进气管路(31)经鼓风机(29)连接电厂排烟管路；所述封闭式烟气曝气降温池(10)末端设有出水口，所述封闭式烟气曝气降温池(10)末端上方设有排气口，所述排气口与排气管路(30)连接；所述封闭式烟气曝气降温池(19)顶端还设有蒸发废水回流入口，其与蒸发废水回流管路(23)连接；所述封闭式烟气曝气降温池(19)内部还设有在线温度监测仪(21)；
降温烟气气水分离器(22)，其进气端与所述排气管路(30)连接，所述降温烟气气水分离器(22)的顶端设有排气口，并与降温烟气总管路(24)的进气端连接，降温烟气总管路(24)，其出气端分别连接所述降温烟气支路A(25)和降温烟气支路B(27)的进气端，所述降温烟气支路B(27)的出气端与电厂排烟管路连通；所述降温烟气气水分离器(22)的一侧设有排水口，并与所述蒸发废水回流管路(23)连接。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水软化的处理装置，其特征在于，所述废水初步软化池(1)底部的污泥排污口连接有排污管路A(4)，所述沉淀池A(6)底部的污泥排污口连接有排污管路B(7)，所述废水曝气软化池(9)底部的污泥排污口连接有排污管路C(14)，所述沉淀池B(16)底部的污泥排污口连接有排污管路D(17)，所述废水曝气软化池(9)一侧的氢氧化钠药剂入口连接有氢氧化钠药剂管路(12)。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水软化的处理装置，其特征在于，所述排污管路A(4)上设有阀门A(5)，所述排污管路B(7)上设有阀门B(8)，所述氢氧化钠药剂管路(12)上设有阀门C(13)，所述排污管路C(14)上设有阀门D(15)，所述排污管路D(17)上设有阀门E(18)，所述降温烟气支路A(25)上设有阀门F(26)，所述降温烟气支路B(27)上设有阀门G(28)。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水软化的处理装置，其特征在于，所述脱硫废水软化的处理装置还包括自动控制装置，连接所述pH检测仪A(3)、所述pH检测仪B(11)、所述在线温度监测仪(21)、所述搅拌装置(2)、所述鼓风机(29)和各阀门，并根据所述在线pH检测仪A(3)、所述pH检测仪B(11)和所述在线温度监测仪(21)的检测结果，控制所述搅拌装置(2)、鼓风机(29)和各阀门的开闭。
5.一种使用上述任一项权利要求所述的脱硫废水软化的处理装置脱硫废水软化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，首先将脱硫废水引入所述废水初步软化池，打开所述搅拌装置，而后将石灰乳药剂与硫酸钠药剂引入所述废水初步软化池得到加药废水，通过所述在线pH检测仪A检测所述加药废水的pH值，调节所述加药废水pH值为12.5～14；
步骤2，将所述加药废水引入所述沉淀池A得到上清液，水力停留时间10～50分钟；
步骤3，将所述沉淀池A中的上清液引入所述废水曝气软化池中，再引入氢氧化钠药剂得到混合加药废水；通过所述在线pH检测仪B检测所述混合加药废水的pH值，将所述混合加药废水的pH值调节至13～14；
步骤4，打开鼓风机，向所述废水曝气软化池中引入降温烟气并开始曝气；通过所述在线pH检测仪B检测所述废水曝气软化池中混合加药废水的pH值，将所述混合加药废水pH值调节至10.5～12.5；
步骤5，将所述混合加药废水引入所述沉淀池B得到上清液，水力停留时间10～50分钟；
步骤6，将所述沉淀池B中上清液引入所述封闭式烟气曝气降温池中，通过在线温度监测仪监测封闭式烟气曝气降温池温度，将所述上清液加热至50～90℃排出。
6.根据权利要求5所述的脱硫废水软化的方法，其特征在于，
所述沉淀池A上清液在废水曝气软化池中水力停留时间为15～40分钟；
所述沉淀池B上清液在所述封闭式烟气曝气降温池中水力停留时间为5～30分钟。
7.根据权利要求5所述的脱硫废水软化的方法，其特征在于，所述脱硫废水软化处理装置采用重力流进水方式持续运行，在所述脱硫废水软化处理装置持续运行时，高温烟气持续进入所述封闭式烟气曝气降温池；当所述废水曝气软化池和封闭式烟气曝气降温池不曝气时，所述自动控制装置自动打开所述阀门G，过量降温烟气通过所述降温烟气支路B引入所述电厂烟气排放管路。
8.根据权利要求5所述的脱硫废水软化的方法，其特征在于，所述石灰乳药剂为质量浓度为1％～30％的石灰乳乳浊液；所述硫酸钠药剂为质量浓度为1％～30％的硫酸钠溶液，且所述硫酸钠溶液温度为20～35℃。
9.根据权利要求7所述的脱硫废水软化的方法，其特征在于，所述氢氧化钠药剂为质量浓度为1％～30％的氢氧化钠溶液。
10.根据权利要求7所述的脱硫废水软化的方法，其特征在于，所述降温烟气总管路中降温烟气温度为25～60℃。
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