CN105565549B - 一种高效的脱硫废水软化处理装置和方法 - Google Patents

一种高效的脱硫废水软化处理装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高效的脱硫废水软化处理装置和方法，属于烟气脱硫系统中环境水处理领域。一种高效的脱硫废水软化处理装置，包括：废水曝气沉降池，其一侧设有进水口，其内部设有在线pH监测仪、搅拌装置和曝气装置A；沉淀池；封闭式废水曝气加热池，其底部设有曝气装置B，其通过排气管路与降温烟气气水分离器连通。本发明还涉及一种脱硫废水软化处理方法。本发明所述装置和方法可以有效利用烟气中的CO2并降低烟气余热，在降低碳排放的同时，可以降低热污染。

Description

一种高效的脱硫废水软化处理装置和方法
技术领域
本发明涉及一种高效的脱硫废水软化处理装置和方法，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处理。其原理是向水中引入碳酸根与氢氧根形成碳酸钙与氢氧化镁沉淀。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，其主要作用是向水中引入碳酸根。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。
本发明将电厂外排废烟气与工业生产中的脱硫废水相结合组成的脱硫废水软化的处理装置可以有效利用烟气中的CO2，降低燃煤电厂碳排放。同时，本发明中用作软化的烟气经过预降温，可以有效降低烟气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。
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高效的脱硫废水软化处理装置和方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种高效的脱硫废水软化处理装置，包括：
废水曝气沉降池，其内部设有在线pH监测仪、搅拌装置和曝气装置A，所述曝气装置A与降温烟气支路A连接；所述废水曝气沉降池一侧设有进水口，所述废水曝气沉降池底部设有污泥排污口；
沉淀池，其输入端与所述废水曝气沉降池的输出端连接，所述沉淀池的底部设有污泥排污口；
封闭式废水曝气加热池，其输入端与所述沉淀池的输出端连接，所述封闭式废水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；所述封闭式废水曝气加热池末端设有出水口，所述封闭式废水曝气加热池末端上方设有排气口，所述排气口与排气管路连接；所述封闭式废水曝气加热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；所述封闭式废水曝气加热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；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；
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A的出气端与所述曝气装置A连接，所述降温烟气支路B的出气端与电厂烟气排放管路连接。
进一步的，所述废水曝气沉降池底部的污泥排污口连接有排污管路A，所述沉淀池的底部的污泥排污口连接有排污管路B。
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，所述降温烟气支路A上设有阀门C，所述降温烟气支路B上设有阀门D。
进一步的，所述的高效的脱硫废水软化处理装置还包括自动控制装置，其分别连接所述在线pH监测仪、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监测仪和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，所述废水曝气沉降池和沉淀池均为上宽下窄漏斗形。
一种使用上述所述的脱硫废水软化处理装置脱硫废水软化处理方法，其包括以下步骤：
步骤1，将脱硫废水引入所述废水曝气沉降池，加入氢氧化钠药剂，启动搅拌装置，均匀混合得到加药废水，调节所述加药废水pH为12.5～14；
步骤2，所述步骤1完成5～40分钟后，打开阀门C，向所述废水曝气沉降池中引入降温烟气，调节所述加药废水pH为10.5～12.5；
步骤3，将所述加药废水引入沉淀池进行沉降得到上清液，所述加药废水在所述沉淀池中水力停留时间为10～40分钟；
步骤4，将所述沉淀池中上清液引入所述封闭式废水曝气加热池，对所述上清液进行曝气加热，将所述上清液加热至50～90℃后排出；
进一步的，脱硫废水在所述废水曝气沉降池中水力停留时间为20～70分钟。
进一步的，步骤4中，上清液在所述封闭式废水曝气加热池中水力停留时间为20～60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废水曝气加热池；当所述废水曝气沉降池不曝气时，所述自动控制装置自动打开所述阀门D，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℃。
本发明的有益效果为：
本发明将电厂外排废烟气与工业生产中的脱硫废水相结合组成的脱硫废水软化处理装置可以有效利用烟气中的CO2并降低烟气余热，在降低碳排放的同时，可以降低热污染。同时，本发明中用作软化的烟气经过预降温，可以有效降低烟气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。
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-废水曝气沉降池，2-在线pH监测仪，3-搅拌装置，4-曝气装置A， 5-排污管路A，6-阀门A，7-沉淀池，8-排污管路B，9-阀门B，10-封闭式废水曝气加热池，11-在线温度监测仪，12-曝气装置B，13-鼓风机，14-烟气进气管路，15-降温烟气气水分离器，16-蒸发废水回流管路，17-降温烟气总管路，18-降温烟气支路A，19-阀门C，20-降温烟气支路B，21-阀门D，22-排气管路。
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。
如图1所示，一种高效的脱硫废水软化处理装置，包括：
废水曝气沉降池1，其呈上宽下窄漏斗形，其内部设有在线pH监测仪2、搅拌装置3和曝气装置A4，所述曝气装置A4与降温烟气支路A18连接；所述废水曝气沉降池1一侧设有进水口，所述废水曝气沉降池1底部设有污泥排污口，所述废水曝气沉降池1底部的污泥排污口连接有排污管路A5，所述排污管路A5上设有阀门A6；
沉淀池7，其呈上宽下窄漏斗形，其输入端与所述废水曝气沉降池1的输出端连接，所述沉淀池7的底部设有污泥排污口，所述沉淀池7的底部的污泥排污口连接有排污管路B8，所述排污管路B8上设有阀门B9。
封闭式废水曝气加热池10，其输入端与所述沉淀池7的输出端连接，所述封闭式废水曝气加热池10底部设有曝气装置B12，所述曝气装置B12与烟气进气管路14连接，所述烟气进气管路14经鼓风机13连接电厂排烟管路；所述封闭式废水曝气加热池10末端设有出水口，所述封闭式废水曝气加热池 10末端上方设有排气口，所述排气口与排气管路22连接；所述封闭式废水曝气加热池10顶端还设有蒸发废水回流入口，其与蒸发废水回流管路16连接；所述封闭式废水曝气加热池10内部还设有在线温度监测仪11；
降温烟气气水分离器15，其进气端与所述排气管路22 连接，所述降温烟气气水分离器15的顶端设有排气口，并与降温烟气总管路17的进气端连接；所述降温烟气气水分离器15的一侧设有排水口，并与所述蒸发废水回流管路 16连接；
降温烟气总管路17，其出气端分别连接所述降温烟气支路A18和降温烟气支路B20的进气端，所述降温烟气支路A18的出气端与所述曝气装置A4 连接，所述降温烟气支路B20的出气端与电厂烟气排放管路连接。
所述降温烟气支路A18上设有阀门C19，所述降温烟气支路B20上设有阀门D21。
所述脱硫废水软化处理装置还包括自动控制装置，其分别连接所述在线 pH监测仪2、所述在线温度监测仪11、所述搅拌装置3、所述鼓风机13和各阀门，并根据所述在线pH监测仪2和在线温度监测仪11的检测结果，控制所述搅拌装置3、鼓风机13和各阀门的开闭。
一种使用上述脱硫废水软化处理装置脱硫废水软化处理方法，包括以下步骤：
步骤1，将脱硫废水引入所述废水曝气沉降池，加入氢氧化钠药剂，根据所示自动控制装置的控制，启动搅拌装置，均匀混合得到加药废水，调节所述加药废水pH为12.5～14；
步骤2，所述步骤1完成5～40分钟后，打开阀门C，向所述废水曝气沉降池中引入降温烟气，通过在线pH监测仪实时监测废水曝气沉降池中pH变化情况，调节所述加药废水pH为10.5～12.5；脱硫废水在所述废水曝气沉降池中水力停留时间为20～70分钟；
步骤3，将所述加药废水引入沉淀池进行沉降得到上清液，所述加药废水在所述沉淀池中水力停留时间为10～40分钟；
步骤4，将所述沉淀池中上清液引入所述封闭式废水曝气加热池，对所述上清液进行曝气加热，通过在线温度监测仪实时监测封闭式废水曝气加热池中温度变化情况，将所述上清液加热至50～90℃后排出；上清液在所述封闭式废水曝气加热池中水力停留时间为20～60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废水曝气加热池；当所述废水曝气沉降池不曝气时，所述自动控制装置自动打开所述阀门D，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。
所述氢氧化钠药剂为质量浓度为10％～20％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℃。
本发明将电厂外排废烟气与工业生产中的脱硫废水相结合组成的脱硫废水软化的处理装置可以有效利用烟气中的CO2并降低烟气余热，在降低碳排放的同时，可以降低热污染。同时，本发明中用作软化的烟气经过预降温，可以有效降低烟气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。
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 (8)

1.一种高效的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，包括：
废水曝气沉降池(1)，其内部设有在线pH监测仪(2)、搅拌装置(3)和曝气装置A(4)，所述曝气装置A(4)与降温烟气支路A(18)连接；所述废水曝气沉降池(1)一侧设有进水口，所述废水曝气沉降池(1)底部设有污泥排污口；
沉淀池(7)，其输入端与所述废水曝气沉降池(1)的输出端连接，所述沉淀池(7)的底部设有污泥排污口；
封闭式废水曝气加热池(10)，其输入端与所述沉淀池(7)的输出端连接，所述封闭式废水曝气加热池(10)底部设有曝气装置B(12)，所述曝气装置B(12)与烟气进气管路(14)连接，所述烟气进气管路(14)经鼓风机(13)连接电厂排烟管路；所述封闭式废水曝气加热池(10)末端设有出水口，所述封闭式废水曝气加热池(10)末端上方设有排气口，所述排气口与排气管路(22)连接；所述封闭式废水曝气加热池(10)顶端还设有蒸发废水回流入口，其与蒸发废水回流管路(16)连接；所述封闭式废水曝气加热池(10)内部还设有在线温度监测仪(11)；
降温烟气气水分离器(15)，其进气端与所述排气管路(22)连接，所述降温烟气气水分离器(15)的顶端设有排气口，并与降温烟气总管路(17)的进气端连接；所述降温烟气气水分离器(15)的一侧设有排水口，并与所述蒸发废水回流管路(16)连接；
降温烟气总管路(17)，其出气端分别连接所述降温烟气支路A(18)和降温烟气支路B(20)的进气端，所述降温烟气支路A(18)的出气端与所述曝气装置A(4)连接，所述降温烟气支路B(20)的出气端与电厂烟气排放管路连接；
所述废水曝气沉降池(1)底部的污泥排污口连接有排污管路A(5)，所述沉淀池(7)的底部的污泥排污口连接有排污管路B(8)；
所述废水曝气沉降池(1)和沉淀池(7)均为上宽下窄漏斗形。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，所述排污管路A(5)上设有阀门A(6)，所述排污管路B(8)上设有阀门B(9)，所述降温烟气支路A(18)上设有阀门C(19)，所述降温烟气支路B(20)上设有阀门D(21)。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水软化处理装置，其特征在于，所述的高效的脱硫废水软化处理装置还包括自动控制装置，其分别连接所述在线pH监测仪(2)、所述在线温度监测仪(11)、所述搅拌装置(3)、所述鼓风机(13)和各阀门，并根据所述在线pH监测仪(2)和在线温度监测仪(11)的检测结果，控制所述搅拌装置(3)、鼓风机(13)和各阀门的开闭。
4.一种使用权利要求3所述的脱硫废水软化处理装置的脱硫废水软化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将脱硫废水引入所述废水曝气沉降池，加入氢氧化钠药剂，启动搅拌装置，均匀混合得到加药废水，调节所述加药废水pH为12.5～14；
步骤2，所述步骤1完成5～40分钟后，打开阀门C，向所述废水曝气沉降池中引入降温烟气，调节所述加药废水pH为10.5～12.5；
步骤3，将所述加药废水引入沉淀池进行沉降得到上清液，所述加药废水在所述沉淀池中水力停留时间为10～40分钟；
步骤4，将所述沉淀池中上清液引入所述封闭式废水曝气加热池，对所述上清液进行曝气加热，将所述上清液加热至50～90℃后排出。
5.根据权利要求4所述的脱硫废水软化处理方法，其特征在于，
脱硫废水在所述废水曝气沉降池中水力停留时间为20～70分钟；
步骤4中，上清液在所述封闭式废水曝气加热池中水力停留时间为20～60分钟。
6.根据权利要求4所述的脱硫废水软化处理方法，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废水曝气加热池；当所述废水曝气沉降池不曝气时，所述自动控制装置自动打开所述阀门D，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。
7.根据权利要求4所述的脱硫废水软化处理方法，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。
8.根据权利要求4所述的脱硫废水软化处理方法，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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