CN106396231A - 一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统及处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种工业废水处理领域，尤其是涉及一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统及处理方法。该利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，包括TMF微滤单元、热交换单元、冷却塔单元、结晶沉淀单元、流砂过滤单元。本发明具有能够有效降低蒸发器结垢、降低能耗、便于杂盐回收利用、投资成本低、运行稳定、几乎实现零排放等有益效果。

Description

一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及一种工业废水处理领域，尤其是涉及一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统及处理方法。
背景技术
烟气脱硫被认为是控制SO2最有效及经济的途径，石灰石-石膏湿法脱硫是国内最普遍采用的烟气脱硫工艺。这种湿法烟气脱硫工艺所产生的脱硫废水含有大量的悬浮物（石膏颗粒、SiO2、铝和铁的氢氧化物）、活性硅、COD、氯离子、氟离子、钙离子、镁离子和微量的重金属离子，如砷、镉、铬、汞等，TDS一般在25000-60000mg/l，其中Cl-含量一般在5000-20000mg/l，直接排放对环境造成严重危害。常见的处理方法是化学沉淀法处理，该方法可以对废水中的重金属、悬浮物、氟离子、COD、硫化物等污染物进行部分去除，但对废水中的Ca2+、Cl-、Na+、SO4 2-等溶解性物质无法有效去除，且该方法投药量大，产生大量污泥，带来二次污染，且上清液中TDS浓度高达25000-60000mg/l，直接排放对水体造成很大的污染。现在流行的脱硫废水零排工艺主要有如下几种：预处理+蒸发结晶、预处理+电渗析+蒸发结晶，预处理+蝶管式反渗透+蒸发结晶、预处理+海水反渗透+正渗透+蒸发结晶等，这些工艺存在蒸发器结构、能耗大、杂盐难以回收利用、投资运行费用高、运行不稳定等诸多问题。
发明内容
本发明主要是针对上述问题，提供一种能够有效降低蒸发器结垢、降低能耗、便于杂盐回收利用、投资成本低、运行稳定、几乎实现零排放的脱硫废水处理系统及处理方法。
本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的：一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，包括TMF微滤单元、热交换单元、冷却塔单元、结晶沉淀单元、流砂过滤单元、TMF污泥脱水单元、盐脱水单元；
所述的TMF微滤单元包括调节池、若干个依次相连的微滤水箱、TMF膜组，调节池通过废水提升泵与最前端的微滤水箱相连，最末端的微滤水箱的输出端通过循环泵与TMF膜组的输入端相连，TMF膜组的输出端与最末端的微滤水箱的输入端相连；
所述的热交换单元包括冷却水池和换热器，TMF膜组的滤出液与冷却水池的输入端相连，冷却水池的输出端通过冷却水泵与换热器冷侧输入端相连；
所述的冷却塔单元包括风筒式自然通风冷却塔，换热器的输出端与风筒式自然通风冷却塔相连；
所述的结晶沉淀单元包括杂盐沉淀池，杂盐沉淀池位于风筒式自然通风冷却塔的正下方，杂盐沉淀池的底部通过盐泵与盐脱水机相连，盐脱水机与调节池相连；
所述的流砂过滤单元包括流砂过滤器，流砂过滤器通过过滤器给水泵与杂盐沉淀池上端侧面相连，流砂过滤器的洗砂水输出端与调节池相连，流砂过滤器的滤出液输出端与冷却水池相连。
作为优选，所述的微滤水箱由最前端至最末端依次为TMF中和水箱、TMF软化水箱、TMF浓缩水箱。
作为优选，所述的最末端的微滤水箱底部排放端通过污泥外排泵与污泥脱水机相连，污泥脱水机的滤出液与调节池相连。
作为优选，所述的杂盐沉淀池上端侧面设置有倾斜设置的挡水板、竖直设置的布水矮墙、集水池，流砂过滤器通过过滤器给水泵与集水池相连。
作为优选，所述的风筒式自然通风冷却塔内部设置有喷嘴，喷嘴呈实心锥形，换热器与喷嘴相连，换热器与喷嘴连接过程中部分回流至冷却水池中。
作为优选，所述的杂盐沉淀池与盐脱水机连接过程中部分回流至杂盐沉淀池。
调节池输出端与废水提升泵输入端连接，废水提升泵的输出端与TMF中和水箱的输入端连接，TMF中和水箱的输出端与TMF软化水箱输入端连接，TMF软化水箱的输出端与TMF浓缩水箱输入端连接，TMF浓水箱输出端与TMF循环泵输入端连接，TMF循环泵输出端与TMF膜组连接，TMF浓水箱污泥输出端通过污泥泵与污泥脱水单元连接，TMF膜组滤出液输出端与热交换单元连接，TMF膜组浓水输出端与TMF浓水箱连接。调节池内设置曝气管，防止调节池底部积泥，脱硫废水在调节池进行收集，并与洗砂废水、冷却水外排水进行匀质后，由废水提升泵泵入TMF中和水箱，TMF中和水箱内设置搅拌机，通过投加生石灰，调节pH值至7-8后，自流进入TMF软化水箱，TMF软化水箱内设置搅拌机，通过投加纯碱对废水进行软化后，自流进入TMF浓缩水箱，TMF浓缩水箱内设置搅拌机并投加硫酸铁形成氢氧化铁， TMF中和水箱、TMF软化水箱、TMF浓水箱后，硬度、重金属、COD、氟离子，石膏、活性硅等形成不溶性物质，废水混合液由TMF循环泵泵入TMF膜组进行过滤，废水中绝大部分的硬度、重金属、COD、氟离子，石膏、活性硅被截留在TMF浓水中，TMF浓水回流至TMF浓水箱，TMF膜组滤出液流入冷却水池，TMF浓水箱的泥水混合液含固率达到3-4%后，部分经污泥泵泵入污泥脱水机，剩余部分与废水很合后继续进行循环。换热器单元包括调节池冷却水池、换热器， TMF单元软化过滤后的废水、流砂过滤单元滤出液、冷却水补充水在冷却水池混合匀质，经冷却水泵增压后进去热交换器冷测，换热后进入风筒式自然通风冷却塔，乏蒸汽由交换器热侧进入，交换热量后冷凝水由热交换器热侧流出。冷却塔单元包括风筒式自然通风冷却塔，冷却塔采用实心锥形喷嘴进行布水，内部不安装布水填料，以防止饱和盐水在填料上结晶造成填料透气孔堵塞，废水在冷却塔里进行蒸发冷却后，滴落在盐沉淀池。结晶沉淀单元包括杂盐沉淀池、挡水板、盐泵、布水矮墙、集水池，其中盐沉淀池、挡水板、布水矮墙、集水池采用钢砼结构，并用玻璃钢三布五油防腐，废水经冷却塔单元蒸发冷却后，进入盐沉淀池，盐在盐沉淀池结晶出来后形成沉淀，为布水均匀，设置挡水板和布水矮墙，盐沉淀物由盐泵抽出，部分回流至沉淀池为盐结晶提供晶核，剩余盐水混合物泵入盐脱水机，废水经盐结晶沉淀后在布水矮墙上方溢流进入集水池，集水池内设置曝气搅拌装置，防止盐分在集水池结晶沉淀。流砂过滤单元包括过滤器给水泵、流砂过滤器。废水经过滤器给水泵增压后，部分盐分饱和的废水排入调节池与洗砂废水、脱硫废水混合匀质，剩余部分进入流砂过滤器进行过滤，去除悬浮物及由于盐分结晶形成的颗粒物，滤出液自流进入冷却水池，洗砂废水进入调节池。TMF污泥脱水单元包括污泥外排泵、污泥脱水机。TMF浓缩水箱内废水含固率达到3-4%时，抽取部分泥水混合物至污泥脱水机进行脱水，滤出液自流进入调节池，污泥外运处理。盐脱水单元包括盐泵、盐脱水机。盐结晶沉淀池内盐水混合物经盐泵增压后，部分盐水混合物回流至盐结晶沉淀池提供晶核，剩余部分泵入盐脱水机，滤出液自流至调节池，盐外运处理。
上述利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统的处理方法如下：1）调节池内的液体通过废水提升泵依次经过TMF中和水箱、TMF软化水箱和TMF浓缩水箱，再由循环泵进入TMF膜组内并由TMF膜组回流至TMF浓缩水箱，TMF膜组的滤出液进入冷却水池中；2）冷却水池内的液体通过换热器换热后进入风筒式自然通风冷却塔；3）经过风筒式自然通风冷却塔冷却完成后进入杂盐沉淀池，沉淀物由杂盐沉淀池底部的盐泵排入盐脱水机中，排放过程中部分回流至杂盐沉淀池内，盐脱水机的滤出液回流至调节池循环使用；4）杂盐沉淀池上端的液体通过过滤器给水泵进入流砂过滤器中，流砂过滤器中的废水和洗砂水回流至调节池中循环使用，流砂过滤器的滤出液回流至冷却水池循环使用。
作为优选，步骤1）中TMF浓缩水箱的污泥通过污泥外排泵进入污泥脱水机，污泥脱水机的滤出液回流至调节池中。
作为优选，步骤2）中换热器与风筒式自然通风冷却塔连接过程中部分回流至冷却水池中。
因此，本发明的一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统及处理方法具备下述优点：能够有效降低蒸发器结垢、降低能耗、便于杂盐回收利用、投资成本低、运行稳定、几乎实现零排放。
附图说明
附图1是本发明的处理方法方框图；
附图2是本发明的一种结构示意图。
图示说明：1、调节池，2、废水提升泵，3、TMF中和水箱，4、TMF软化水箱，5、TMF浓缩水箱，6、循环泵，7、TMF膜组，8、污泥外排泵，9、污泥脱水机，10、冷却水池，11、冷却水泵，12、换热器，13、风筒式自然通风冷却塔，14、喷嘴，15、盐沉淀池，16、挡水板，17、盐泵，18、盐脱水机，19、布水矮墙，20、集水池，21、过滤器给水泵，22、流砂过滤器。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如图2所示，一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，包括TMF微滤单元、热交换单元、冷却塔单元、结晶沉淀单元、流砂过滤单元。TMF微滤单元包括调节池、TMF中和水箱、TMF软化水箱、TMF浓缩水箱、TMF膜组，调节池通过废水提升泵2与TMF中和水箱3相连，TMF浓缩水箱5的输出端通过循环泵6与TMF膜组7的输入端相连，TMF膜组的输出端与TMF浓缩水箱5的输入端相连。热交换单元包括冷却水池10和换热器12，换热器通过冷却水泵11与冷却水池相连，TMF膜组的滤出液与冷却水池的输入端相连，冷却水池的输出端与换热器相连。冷却塔单元包括风筒式自然通风冷却塔13，换热器的冷侧输出端与风筒式自然通风冷却塔相连。结晶沉淀单元包括盐沉淀池15，盐沉淀池位于风筒式自然通风冷却塔的正下方，盐沉淀池的底部通过盐泵17与盐脱水机18相连，盐脱水机滤液输出端与调节池相连。流砂过滤单元包括流砂过滤器，流砂过滤器通过过滤器给水泵与集水池20上端侧面相连，流砂过滤器的洗砂水与调节池相连，流砂过滤器的滤出液与冷却水池相连。TMF浓缩水箱5底部排放端通过污泥外排泵8与污泥脱水机9相连，污泥脱水机的滤出液与调节池相连。盐沉淀池上端侧面设置有倾斜设置的挡水板16、竖直设置的布水矮墙19、集水池20，流砂过滤器22通过过滤器给水泵21与集水池相连。风筒式自然通风冷却塔内部设置有喷嘴14，喷嘴呈实心锥形，换热器与喷嘴相连。盐沉淀池与盐脱水机连接过程中部分回流至盐沉淀池。
上述利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统的处理方法如下，如图1所示：1）调节池内的液体通过废水提升泵依次经过TMF中和水箱、TMF软化水箱和TMF浓缩水箱，再由循环泵进入TMF膜组内并由TMF膜组回流至TMF浓缩水箱，TMF膜组的滤出液进入冷却水池中；2）冷却水池内的液体通过换热器换热后进入风筒式自然通风冷却塔；3）经过风筒式自然通风冷却塔冷却完成后进入杂盐沉淀池，沉淀物由杂盐沉淀池底部的盐泵排入盐脱水机中，排放过程中部分回流至盐沉淀池内，盐脱水机的滤出液回流至调节池；4）集水池内的液体通过过滤器给水泵进入流砂过滤器中，流砂过滤器中的洗砂水回流至调节池中循环使用，流砂过滤器的滤出液回流至冷却水池。其中步骤1）中TMF浓缩水箱的污泥通过污泥外排泵进入污泥脱水机，污泥脱水机的滤出液回流至调节池中。其中步骤
调节池输出端与废水提升泵输入端连接，废水提升泵的输出端与TMF中和水箱的输入端连接，TMF中和水箱的输出端与TMF软化水箱输入端连接，TMF软化水箱的输出端与TMF浓缩水箱输入端连接，TMF浓水箱输出端与TMF循环泵输入端连接，TMF循环泵输出端与TMF膜组连接，TMF浓水箱污泥输出端通过污泥泵与污泥脱水单元连接，TMF膜组滤出液输出端与热交换单元连接，TMF膜组浓水输出端与TMF浓水箱连接。调节池内设置曝气管，防止调节池底部积泥，脱硫废水在调节池进行收集，并与洗砂废水、冷却水外排水进行匀质后，由废水提升泵泵入TMF中和水箱，TMF中和水箱内设置搅拌机，通过投加生石灰，调节pH值至7-8后，自流进入TMF软化水箱，TMF软化水箱内设置搅拌机，通过投加纯碱对废水进行软化后，自流进入TMF浓缩水箱，TMF浓缩水箱内设置搅拌机并投加硫酸铁形成氢氧化铁， TMF中和水箱、TMF软化水箱、TMF浓水箱后，硬度、重金属、COD、氟离子，石膏、活性硅等形成不溶性物质，废水混合液由TMF循环泵泵入TMF膜组进行过滤，废水中绝大部分的硬度、重金属、COD、氟离子，石膏、活性硅被截留在TMF浓水中，TMF浓水回流至TMF浓水箱，TMF膜组滤出液流入冷却水池，TMF浓水箱的泥水混合液含固率达到3-4%后，部分经污泥泵泵入污泥脱水机，剩余部分与废水很合后继续进行循环。换热器单元包括调节池冷却水池、换热器， TMF单元软化过滤后的废水、流砂过滤单元滤出液、冷却水补充水在冷却水池混合匀质，经冷却水泵增压后进去热交换器冷测，换热后进入风筒式自然通风冷却塔，乏蒸汽由交换器热侧进入，交换热量后冷凝水由热交换器热侧流出。冷却塔单元包括风筒式自然通风冷却塔，冷却塔采用实心锥形喷嘴进行布水，内部不安装布水填料，以防止饱和盐水在填料上结晶造成填料透气孔堵塞，废水在冷却塔里进行蒸发冷却后，滴落在盐沉淀池。结晶沉淀单元包括杂盐沉淀池、挡水板、盐泵、布水矮墙、集水池，其中盐沉淀池、挡水板、布水矮墙、集水池采用钢砼结构，并用玻璃钢三布五油防腐，废水经冷却塔单元蒸发冷却后，进入盐沉淀池，盐在盐沉淀池结晶出来后形成沉淀，为布水均匀，设置挡水板和布水矮墙，盐沉淀物由盐泵抽出，部分回流至沉淀池为盐结晶提供晶核，剩余盐水混合物泵入盐脱水机，废水经盐结晶沉淀后在布水矮墙上方溢流进入集水池，集水池内设置曝气搅拌装置，防止盐分在集水池结晶沉淀。流砂过滤单元包括过滤器给水泵、流砂过滤器。废水经过滤器给水泵增压后，部分盐分饱和的废水排入调节池与洗砂废水、脱硫废水混合匀质，剩余部分进入流砂过滤器进行过滤，去除悬浮物及由于盐分结晶形成的颗粒物，滤出液自流进入冷却水池，洗砂废水进入调节池。TMF污泥脱水单元包括污泥外排泵、污泥脱水机。TMF浓缩水箱内废水含固率达到3-4%时，抽取部分泥水混合物至污泥脱水机进行脱水，滤出液自流进入调节池，污泥外运处理。盐脱水单元包括盐泵、盐脱水机。盐结晶沉淀池内盐水混合物经盐泵增压后，部分盐水混合物回流至盐结晶沉淀池提供晶核，剩余部分泵入盐脱水机，滤出液自流至调节池，盐外运处理。
应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，包括TMF微滤单元、热交换单元、冷却塔单元、结晶沉淀单元、流砂过滤单元、TMF污泥脱水单元、盐脱水单元；
所述的TMF微滤单元包括调节池、若干个依次相连的微滤水箱、TMF膜组，调节池通过废水提升泵与最前端的微滤水箱相连，最末端的微滤水箱的输出端通过循环泵与TMF膜组的输入端相连，TMF膜组的输出端与最末端的微滤水箱的输入端相连；
所述的热交换单元包括冷却水池和换热器，TMF膜组的滤出液与冷却水池的输入端相连，冷却水池的输出端通过冷却水泵与换热器冷侧输入端相连；
所述的冷却塔单元包括风筒式自然通风冷却塔，换热器的输出端与风筒式自然通风冷却塔相连；
所述的结晶沉淀单元包括杂盐沉淀池，杂盐沉淀池位于风筒式自然通风冷却塔的正下方，杂盐沉淀池的底部通过盐泵与盐脱水机相连，盐脱水机与调节池相连；
所述的流砂过滤单元包括流砂过滤器，流砂过滤器通过过滤器给水泵与杂盐沉淀池上端侧面相连，流砂过滤器的洗砂水输出端与调节池相连，流砂过滤器的滤出液输出端与冷却水池相连。
2.根据权利要求1所述的一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，所述的微滤水箱由最前端至最末端依次为TMF中和水箱、TMF软化水箱、TMF浓缩水箱。
3.根据权利要求1所述的一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，所述的最末端的微滤水箱底部排放端通过污泥外排泵与污泥脱水机相连，污泥脱水机的滤出液与调节池相连。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，所述的杂盐沉淀池上端侧面设置有倾斜设置的挡水板、竖直设置的布水矮墙、集水池，流砂过滤器通过过滤器给水泵与集水池相连。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，所述的风筒式自然通风冷却塔内部设置有喷嘴，喷嘴呈实心锥形，换热器与喷嘴相连，换热器冷侧输出端与喷嘴相连，废水经喷嘴喷出散热后进入盐沉淀池。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统，其特征在于，所述的杂盐沉淀池与盐脱水机连接过程中部分回流至杂盐沉淀池。
7.一种如权利要求1至6中任意一项所述的利用冷却塔蒸发结晶脱硫废水处理系统的处理方法，其特征在于，方法如下：1）调节池内的液体通过废水提升泵依次经过TMF中和水箱、TMF软化水箱和TMF浓缩水箱，再由循环泵进入TMF膜组内并由TMF膜组回流至TMF浓缩水箱，TMF膜组的滤出液进入冷却水池中；2）冷却水池内的液体通过换热器换热后进入风筒式自然通风冷却塔；3）经过风筒式自然通风冷却塔冷却完成后进入杂盐沉淀池，沉淀物由杂盐沉淀池底部的盐泵排入盐脱水机中，排放过程中部分回流至杂盐沉淀池内，盐脱水机的滤出液回流至调节池循环使用；4）杂盐沉淀池上端的液体通过过滤器给水泵进入流砂过滤器中，流砂过滤器中的废水和洗砂水回流至调节池中循环使用，流砂过滤器的滤出液回流至冷却水池循环使用。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，步骤1）中TMF浓缩水箱的污泥通过污泥外排泵进入污泥脱水机，污泥脱水机的滤出液回流至调节池中。
9.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，步骤2）中换热器冷侧输出端与风筒式自然通风冷却塔连接过程中废水自流至盐沉淀池中。
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