CN105621742B - 脱硫废水软化处理装置及方法 - Google Patents

脱硫废水软化处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种脱硫废水软化处理装置及方法。能够通过对脱硫废水进行预处理,使脱硫废水符合RO等膜分离技术要求,并且能够大幅度降低运行和处理成本。装置,包括:一除镁除重池,设有一第一加药管路;与所述除镁除重池连通的一初沉池,其底部设有一第一排泥管道;与所述初沉池连通的一除钙沉淀池组。方法,包括以下步骤:1)脱硫废水进入除镁除重池,向除镁除重池内投加氢氧化钙和有机硫,控制池内pH为9~12,得到除镁除重废水;2)除镁除重废水进入初沉池,进行泥水分离,得到初沉污泥及低浓度废水;3)低浓度废水进入除钙沉淀池组,进行除钙,沉淀及中和处理,得到出水及二沉污泥。

Description

脱硫废水软化处理装置及方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域,具体涉及一种脱硫废水软化处理装置及方法。
背景技术
燃煤发电在我国能源供给中占有重要地位。为了保护大气环境,近年来我国大多数电厂采用了石灰石-石膏湿法脱硫技术,用以去除烟气中的二氧化硫。采用前述脱硫技术会产生大量的脱硫废水,燃煤电厂的湿法脱硫废水成分复杂,含有高浓度悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、氯离子、硫酸盐以及多种重金属。
目前,脱硫废水主要采用化学沉淀法处理,部分指标达标困难,即使达标处理后,由于废水中大量的硫酸盐和氯化物的存在,出水含盐量仍高达2%~4%,很难重复利用,外排后还会引起地表水和土壤生态破坏,引起二次污染。因此,脱硫废水零排放处理技术的研发越来越受到重视。
蒸发结晶法是目前主要的脱硫废水零排放处理工艺,而蒸发结晶法具有能耗高、设备易结垢和投资大的缺点。而且,蒸发结晶法处理脱硫废水成本太高,吨水处理费用普遍要达到60元以上;为了降低处理成本,在一些实际施工中,会采用RO(反渗透)等膜分离技术首先对废水进行减量化处理,膜分离产生的浓水再进行蒸发结晶,这样可以有效降低蒸发结晶的处理负荷并节约处理成本。但是采用RO等膜分离技术时,需要提前对脱硫废水进行严格的预处理,由于废水中钙镁浓度高,硫酸钙处于过饱和状态,会造成软化预处理成本极高。有的时候,甚至仅吨水软化成本就高达30元以上,仍然无法达到有效控制成本的目的。
中国实用新型专利(CN204752423U)和发明专利申请(CN104843927A)中均公开了采用硫酸钠结合烟气软化法处理处理脱硫废水,但采用烟气提供碳酸根进行除钙存在以下缺点:曝气过程控制困难,一旦烟气过量,会造成脱硫废水的pH值降低,进而引起碳酸钙再次溶解;并且,烟道中的烟气为高温气体,会通过热交换对废水进行加热,造成废水损失,同时,两篇专利文献公开的工艺中没有除汞措施,很容易造成汞的逃逸,这样一来,还需要额外对烟气进行净化处理,增加额外的处理设备,变相增加了脱硫系统的复杂程度,提高了运行和维护成本。
因此,为了避免环境污染和回收水资源,鉴于脱硫废水软化处理成本高的缺点和不足,开发经济高效的脱硫废水软化处理技术对湿法脱硫技术领域而言,是至关重要的。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种脱硫废水软化处理装置及方法。能够通过对脱硫废水进行预处理,使脱硫废水符合RO等膜分离技术要求,并且能够大幅度降低运行和处理成本。
为达上述目的,本发明采取的具体技术方案是:
一种脱硫废水软化处理装置,包括:
一除镁除重池,设有一第一加药管路;
与所述除镁除重池连通的一初沉池,其底部设有一第一排泥管道;
与所述初沉池连通的一除钙沉淀池组。
进一步地,所述除钙沉淀池组包括依次连通的一初次除钙池、一二次除钙池及一二沉池;所述初次除钙池设有一第二加药管路;所述二次除钙池设有一第三加药管路;所述二沉池底部设有一第二排泥管道并与一出水管路连通;所述出水管路连通一中和加药管路。
进一步地,所述除镁除重池、初次除钙池及二次除钙池均设有液混装置。
进一步地,所述液混装置为一搅拌装置或一曝气装置。
进一步地,所述初沉池及二沉池的底部均为斗状,所述斗状的尖端连通第一排泥管道或第二排泥管道。
基于前述装置进行脱硫废水软化处理的方法,包括以下步骤:
1)脱硫废水进入除镁除重池,向除镁除重池内投加氢氧化钙和有机硫,控制池内pH为9~12,得到除镁除重废水;
2)除镁除重废水进入初沉池,进行泥水分离,得到初沉污泥及低浓度废水;
3)低浓度废水进入除钙沉淀池组,进行除钙,沉淀及中和处理,得到出水及二沉污泥。
进一步的,步骤1)还包括向除镁除重池中投加絮凝剂和/或助凝剂。
进一步地,所述初沉污泥进行浓缩脱水处理后填埋处置;所述二沉污泥通过一石膏脱水机进行脱水处理,作为石膏副产品综合利用。
进一步地,步骤3)中低浓度废水进入除钙沉淀池组,进行除钙,沉淀及中和处理包括:
3-1)低浓度废水进入初次除钙池,向初次除钙池中硫酸盐,使低浓度废水中钙离子浓度降低至300~800mg/L,得到初次除钙废水;
3-2)初次除钙废水进入二次除钙池,向二次除钙池加入碳酸盐、絮凝剂及助凝剂,使废水中剩余的钙离子生成碳酸钙沉淀,得到二次除钙废水;
3-3)二次除钙废水进入二沉池,进行沉淀澄清,使二次除钙废水中钙离子浓度降低至10mg/L以下,得到二沉污泥及出水;
3-4)向出水中投加盐酸,将出水的pH值调节至6~8。
通过采取上述技术方案,由于硫酸盐,例如硫酸钠等药剂价格低廉,在实现脱硫废水软化目的的同时,有利于降低脱硫废水软化处理成本,同时可以实现脱硫废水中重金属达标排放,避免废水中的重金属引起环境污染。此外,除镁除重过程产生的污泥含有多种重金属,可能为危险废物,而除钙过程产生污泥主要为硫酸钙和碳酸钙,为一般固废,可以作为石膏副产品,因此对产生的初沉污泥和二沉污泥进行不同处理,可以有效降低污泥处置量。综上,本发明的脱硫废水软化处理装置及方法具有运行成本低、软化效果好、污泥产生量少和易于与其他工艺相结合的优点。
附图说明
图1为本发明一实施例中的脱硫废水软化处理装置的布置示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图作详细说明如下。
如图1所示,在一实施例中,提供一种脱硫废水软化处理装置,包括:
除镁除重池1,设有第一加药管路;与除镁除重池1连通的初沉池3,其底部设有第一排泥管道4;与初沉池3连通的一除钙沉淀池组。
除钙沉淀池组包括依次连通的初次除钙池5、二次除钙池7及二沉池9;初次除钙池7设有一第二加药管路;二次除钙池7设有一第三加药管路;二沉池9底部设有第二排泥管道10并与出水管路连通;该出水管路连通一中和加药管路。
从图中可以看到,除镁除重池1、初次除钙池5及二次除钙池7均设有液混装置,即第一搅拌装置2、第二搅拌装置6及第三搅拌装置8。搅拌装置仅是液混装置的一种实现形式,在其他实施例中,也可以采用曝气装置做为液混装置。
另外,初沉池3及二沉池9的底部均为斗状,斗状的尖端连通第一排泥管道4或第二排泥管道10。有利于污泥的集中淤积和排放。
在对脱硫废水进行软化处理时,首先,脱硫废水进入除镁除重池1,向除镁除重池内投加组合药剂A,包括氢氧化钙和有机硫,控制池内pH为9~12,使脱硫废水中的镁和大部分重金属生成氢氧化物沉淀,脱硫废水中的汞生成硫化物沉淀,从而去除脱硫废水中镁硬度和铅、锌、铬和汞等重金属;得到除镁除重废水。
然后,除镁除重废水进入初沉池3,进行泥水分离,初沉池出水中镁浓度降低至15mg/L以下,得到初沉污泥及低浓度废水,初沉污泥进行浓缩脱水处理后填埋处置,重金属实现达标排放;
再然后,低浓度废水,即初沉池上清液进入除钙沉淀池组,进行除钙,沉淀及中和处理,得到出水及二沉污泥。
为了强化后续泥水分离效果,可以向除镁除重池1中投加絮凝剂和/或助凝剂。
二沉污泥通过一石膏脱水机进行脱水处理,作为石膏副产品综合利用。
除钙,沉淀及中和处理具体包括:
1)低浓度废水进入初次除钙池,向除钙池中加入药剂B,药剂B为硫酸盐,优选为硫酸钠,通过增加低浓度废水中硫酸根浓度,使低浓度废水中过饱和的硫酸钙析出,从而达到去除部分钙离子的目的,低浓度废水中硫酸钠投加量为0.01~0.3mol/L,使低浓度废水中钙离子浓度降低至300~800mg/L;得到初次除钙废水;
2)初次除钙废水进入二次除钙池,向二次除钙池加入组合药剂C包括碳酸盐、絮凝剂及助凝剂,使废水中剩余的钙离子生成碳酸钙沉淀,同时根据沉淀情况确定是否投加絮凝剂和助凝剂以进一步提高污泥沉淀性能;得到二次除钙废水;碳酸盐优选为碳酸钠;
3)二次除钙废水进入二沉池,进行沉淀澄清,使二次除钙废水中钙离子浓度降低至10mg/L以下,得到二沉污泥及出水;
4)向出水中投加药剂D,即盐酸,将出水的pH值调节至6~8,以备做进一步处理(例如直接蒸发结晶或模浓缩处理后再进行蒸发结晶)或达标排放。
以一实际工程为例,取某电厂脱硫废水,首先进入除镁除重池,开启搅拌装置,向反应池内投加氢氧化钙和有机硫,控制反应器内pH为11.5左右,使废水中的镁和大部分重金属生成氢氧化物沉淀,废水中的汞生成硫化物沉淀,然后废水进入初沉池,经过泥水分离后初沉池出水中镁浓度降低至15mg/L以下,重金属实现达标排放,初沉池产生污泥与除镁除重池产生的污泥进一步浓缩脱水处理,最终安全填埋处置。
初沉池上清液进入初次除钙池,向除钙池中加入硫酸钠,投加量为0.1mol/L,通过增加废水中硫酸根浓度,使废水中过饱和的硫酸钙析出,从而达到去除部分钙离子的目的,废水中硫酸钠的投加量为0.01~0.3mol/L,使废水中钙离子浓度由2500mg/L降低至约500mg/L。然后废水进入二次除钙池,向废水中加入碳酸钠、絮凝剂和助凝剂,使废水中剩余的钙离子生成碳酸钙沉淀,同时加入絮凝剂和助凝剂提高污泥沉淀性能,废水进入二沉池,经过沉淀澄清后,使废水中钙离子浓度降低至10mg/L以下,二沉池、除钙池、二次除钙池产生的污泥排往石膏脱水机进行脱水处理,作为石膏副产品综合利用。
二沉池的上清液通过投加盐酸,将废水pH回调至6~8,可满足蒸发结晶或膜浓缩对水质的要求,可根据实际工况选择达标排放或做进一步处理。
整个软化处理过程中,经核算,吨水软化成本约为15元;污泥通过分置处理,其处理成本可较常规脱硫废水软化处理工艺降低50%。
需说明的是,以上所述,为本发明的较佳实施案例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种脱硫废水软化处理的方法,包括以下步骤:
1)脱硫废水进入除镁除重池,向除镁除重池内投加氢氧化钙和有机硫,控制池内pH为9~12,得到除镁除重废水;
2)除镁除重废水进入初沉池,进行泥水分离,得到初沉污泥及低浓度废水;所述初沉污泥进行浓缩脱水处理后填埋处置;
3)低浓度废水进入除钙沉淀池组,进行除钙,沉淀及中和处理,包括:
3-1)低浓度废水进入初次除钙池,向初次除钙池内加入硫酸盐,使低浓度废水中钙离子浓度降低至300~800 mg/L,得到初次除钙废水;
3-2)初次除钙废水进入二次除钙池,向二次除钙池内加入碳酸盐、絮凝剂及助凝剂,使废水中剩余的钙离子生成碳酸钙沉淀,得到二次除钙废水;
3-3)二次除钙废水进入二沉池,进行沉淀澄清,使二次除钙废水中钙离子浓度降低至10 mg/L以下,得到二沉污泥及出水;所述二沉污泥通过一石膏脱水机进行脱水处理,作为石膏副产品综合利用;
3-4)向出水中投加盐酸,将出水的pH值调节至6~8。
2.如权利要求1所述的脱硫废水软化处理的方法,其特征在于,步骤1)还包括向除镁除重池中投加絮凝剂和/或助凝剂。
3.如权利要求1所述的脱硫废水软化处理的方法,其特征在于,所述硫酸盐为硫酸钠。
4.一种基于权利要求1至3任一项所述方法的脱硫废水软化处理装置,其特征在于,包括:
一除镁除重池,设有一第一加药管路,用以投加氢氧化钙和有机硫;
与所述除镁除重池连通的一初沉池,其底部设有一第一排泥管道;
与所述初沉池连通的一除钙沉淀池组,包括依次连通的一初次除钙池、一二次除钙池及一二沉池;所述初次除钙池设有一第二加药管路,用以投加硫酸盐;所述二次除钙池设有一第三加药管路,用以投加碳酸盐、絮凝剂及助凝剂;所述二沉池底部设有一第二排泥管道,该二沉池还与一出水管路连通;所述出水管路连通一中和加药管路。
5.如权利要求4所述的脱硫废水软化处理装置,其特征在于,所述除镁除重池、初次除钙池及二次除钙池均设有液混装置。
6.如权利要求5所述的脱硫废水软化处理装置,其特征在于,所述液混装置为一搅拌装置或一曝气装置。
7.如权利要求4所述的脱硫废水软化处理装置,其特征在于,所述初沉池及二沉池的底部均为斗状,所述斗状的尖端连通第一排泥管道或第二排泥管道。
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