CN106517605A - 一种脱硫废水的零排放工艺及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫废水的零排放工艺，脱硫废水经过废水收集池、快速澄清分离装置、软化装置、固液分离装置、微电解除氯装置和氯气吸收装置的处理，先去除悬浮物、去除废水中镁和硫酸根、微电解除氯根和次氯酸钠产品生产，最后得到脱硫系统石灰石浆液配置用水和次氯酸钠商品；还公开了一种脱硫废水的零排放设备，包括废水收集池、快速澄清分离装置、软化装置、固液分离装置、提升泵、微电解除氯装置、氯气吸收装置；本发明将脱硫废水微电解处理回用至脱硫系统中的石灰石浆液配水以达到废水零排放并将废物资源化，设备投资及能耗非常低其投资与运行成本大大低于其他的零排放工艺及设备。
Description
技术领域
本发明属于脱硫废水零排放及资源化处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水的零排放工艺及设备。
背景技术
现有的用于脱硫废水的处理技术存在以下不足：
1、湿法烟气脱硫是硫大气污染处理一种成熟、高效的脱硫工艺，广泛应用于各种烟气脱硫装置；但是湿法脱硫会产生脱硫废水，这部分废水中含有大量的悬浮物、钙镁硬度、活性硅、重金属、COD、氯化钠、高盐量及其他特殊物质；现阶段脱硫废水基本上是简单处理后排放，这样浪费水资源，最主要对环境带来很大影响；所以，如何综合处理回用脱硫废水，达到废水零排放并使之回用是脱硫废水处理的一种趋势，同时也是一个技术难题。
2、现有的关于脱硫废水处理的技术研究，方法和原理存在一些问题：
在中国专利号为CN104743732A《一种电厂脱硫废水零排放回用的方法》,CN104843927A《脱硫废水零排放工艺及系统》、CN105110543A《一种火力发电厂燃煤机组脱硫废水零排放系统》、CN105502792A《一种脱硫废水零排放处理方法》、CN105254101A《一种燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺》及中国专利号为201110076844《脱硫废水零排放处理方法及系统》,还有中国专利号为201110204147《脱硫废水处理方法》等现有技术，在相关脱硫废水回收利用研究中，他们共同的特点是：在脱硫废水中加入药剂，将悬浮物和部分重金属沉淀分离出来，然后将处理的水排放；或是将处理后的水通过雾化装置和静电除尘器蒸干达到零排放。上述技术工艺的缺点是：1）水未进行回用；2）简单处理后排放的脱硫废水，其中含盐量及其它污染物如重金属离子、钙镁硬度离子、硅、COD和其他污染物质都排放到环境中，对环境造成新方式的污染；3）即使达到零排放，也是最后采用投资、运行成本更高的蒸发结晶器进行零排放处理，最后分盐得到工业盐。
脱硫系统排放废水最主要是因为废水中含有大量的氯离子（Cl-）,硫酸根离子（SO4 2-）和镁离子(Mg2+)；氯离子（Cl-）太高时，造成脱硫处理设备的腐蚀，硫酸根离子（SO4 2-）太高会抑制脱硫效果，而镁离子(Mg2+)太高会形成催化剂中毒，影响脱硫效果；所以脱硫过程中这三个因素达到一定浓度后就排放部分废水；基于此，采用加药处理去除镁和硫酸根离子，再选择采用微电解的方法去除氯离子，去除这三种影响因素后的废水回用到脱硫工艺配水，达到脱硫废水零排放的目的。而现有的脱硫废水零排放技术都是将废水的污染物去除后，采用蒸发结晶器或膜浓缩+蒸发结晶器的方法，将水蒸发出来，生于盐分变成杂盐或提纯得到工业盐，其投资和运行成本非常高，而且有二次固废（杂盐）产生。
发明内容
本发明的目的之一在于根据现有技术的不足，根据湿法脱硫系统用水和脱硫废水的特点及要求，提供一种脱硫废水微电解处理回用至脱硫系统中的石灰石浆液配水以达到废水零排放并将废物资源化的工艺，其投资与运行成本大大低于其他的零排放工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：1、一种脱硫废水的零排放工艺，包括以下步骤
A、废水水质调节：将脱硫废水排入废水收集池，使水质波动大的废水调节为均匀的水质；
B、分离废水中悬浮物：将A步骤脱硫废水中的悬浮物絮凝组团，通过快速澄清分离装置从废水中分离，并将悬浮物通过污泥脱水装置压缩成泥饼；
C、软化：将B步骤中的上清液放入软化装置，加药处理后将水体中的镁和硫酸根从离子态转化为固体颗粒态；
D、固液分离：将软化装置中的固体悬浮物从水中分离出来并压缩成泥饼；
E、微电解除氯：将去除镁和硫酸根的水样经过微电解除氯装置的处理，经过微电解除氯，使水能够满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求；
F、氯气吸收：采用氢氧化钠溶液吸收微电解除氯装置中阳极产生的氯气，得到高品质的次氯酸钠商品。
所述的一种脱硫废水的零排放工艺，其C步骤通过添加氢氧化钙去除水体中的镁和硫酸根，废水的pH调节在10.0～11.5之间。
所述的一种脱硫废水的零排放工艺，其C步骤中处理后的水体中氯离子降低到1000mg/l以下，硫酸根降低到1500mg/l以下，镁离子降低到150mg/l以下。
本发明的目的之二在于根据脱硫废水水质特点、脱硫系统用水要求及在脱硫系统中属于污染物的物质可在其他领域变成有用资源的特点，提供一种脱硫废水的零排放设备，该解决方案的投资与运行成本大大低于其他的零排放工艺及设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种脱硫废水的零排放设备，按水流方向顺序安装的装置及部件包括：废水收集池、快速澄清分离装置、软化装置、固液分离装置、滤液罐、提升泵、微电解除氯装置、产水箱和氯气吸收装置；所述的废水收集池内设置有潜水泵，潜水泵出口与快速澄清分离装置的入口相连，或者与软化装置的入口相连，快速澄清分离装置的出口与软化装置的入口相连；所述的软化装置至少有一个加药装置，所述的软化装置的出口分别与离心泵和滤液罐的入口相连，离心泵出口与固液分离装置入口相连；固液分离装置的上清液与滤液罐的入口相连，滤液罐的出口与提升泵的入口相连，提升泵的出口与微电解除氯装置的入口相连，所述的微电解除氯装置上设置有液体出口和气体出口，所述的液体出口与产水箱的入口相连，所述的气体出口与氯气吸收装置相连。
所述的一种脱硫废水的零排放设备，其氯气吸收装置为碱液箱，所述的碱液箱内设置有氢氧化钠溶液。
所述的一种脱硫废水的零排放设备，其快速澄清分离装置上还设置有污泥脱水装置。
所述的一种脱硫废水的零排放设备，其微电解除氯装置的气体出口与碱液箱之间还设置有真空泵。
所述的一种脱硫废水的零排放设备，其软化装置前方还设置有多个反应池，第一个反应池内投放石灰粉，最后一个反应池和软化装置的入口之间设置过渡区。
本发明的有益效果是：
1，本发明工艺是将脱硫废水中的悬浮物除去，然后进入软化装置、固液分离装置和微电解除氯装置，微电解除氯装置的产水可满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求，另外在微电解除氯装置中会产生氯气，用氢氧化钠吸收，产生高纯度的次氯酸钠产品；废水的综合回用最终到达液体零排放。
2，本发明工艺在软化装置中加入氢氧化钙，这样可以减少在电解电极上结垢风险，同时提高脱硫系统脱硫的效果。
3，本发明工艺及设备中的微电解除氯装置可以去除对脱硫工艺设备有严重腐蚀性的氯离子。
4，本发明中微电解除氯装置的产水可以作为脱硫系统中石灰石浆液的配水；
5，本发明中能得到次氯酸钠产品。
综上所述，本发明的原理是去除影响脱硫系统中脱硫效果的镁和硫酸根以及进入脱硫废水中腐蚀脱硫设备的氯离子，其他物质及废水回用至脱硫系统配制石灰石浆液，从而达到废水零排放，同时在去除氯离子过程中会产生氯气，采用氢氧化钠溶液吸收，生产次氯酸钠产品，达到资源化的目的。该处理工艺简单而无需采用精密的过滤设备，设备投资及能耗非常低。
附图说明
图1是本发明工艺的流程示意图；
图2是本发明设备的结构示意图。
图中各附图标记的名称为：1—废水收集池，2—快速澄清分离装置，3—软化装置，4—固液分离装置，5—滤液罐，6—提升泵，7—微电解除氯装置，8—真空泵，9—碱液箱，10—离心泵，11—产水箱。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1所示，本发明公开了一种脱硫废水的零排放工艺及设备，包括以下步骤：
A、废水收集池：脱硫废水是阶段性排水，水质波动大，在此调节均匀水质；
B、快速澄清分离装置：将脱硫废水中悬浮物絮凝组团，并快速从废水中分离，并将悬浮物通过污泥脱水装置压缩成泥饼；
C、软化装置：快速澄清分离装置中的上清液进入该装置，经过加药处理，将水体中的镁和硫酸根从离子态转化为固体颗粒态，通过添加氢氧化钙预先去除水体中的镁和硫酸根，氢氧化钙加药量由pH值来控制，废水的pH调节在10.0～11.5之间，处理后的水体中氯离子降低到1000mg/l以下，硫酸根降低到1500mg/l以下，镁离子降低到150mg/l以下；
D、固液分离装置：软化装置中的固体悬浮物从水中分离出来并压缩成泥饼；
E、微电解除氯装置：去除镁和硫酸根的水样再经过微电解装置的处理，经过微电解除氯，以使水能够满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求，除氯后的水可以回用至脱硫系统中石灰石浆液配置用水；
F、氯气吸收：采用氢氧化钠溶液吸收微电解除氯装置中阳极产生的氯气，得到高品质的次氯酸钠商品。
发明原理
脱硫系统排放废水最主要是因为废水中含有大量的氯离子（Cl-）,硫酸根离子（SO4 2-）和镁离子(Mg2+)；氯离子（Cl-）太高时，造成脱硫处理设备的腐蚀，硫酸根离子（SO4 2-）太高会抑制脱硫效果，而镁离子(Mg2+)太高会形成催化剂中毒，影响脱硫效果；所以脱硫过程中这三个因素达到一定浓度后就排放部分废水；基于此，采用加药处理去除镁和硫酸根离子，再选择采用微电解的方法去除氯离子，去除这三种影响因素后的废水回用到脱硫工艺配水，达到脱硫废水零排放的目的。
本发明脱硫废水零排放的工艺，是将脱硫废水中悬浮物除去，然后进入软化装置，加入氢氧化钙，调节pH至10.0～11.5，将水体中的镁和硫酸根从离子态转化为固体颗粒态，经固液分离装置后上清液再进入微电解除氯装置；微电解除氯装置的产水可满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求，另外在微电解除氯装置中会产生氯气，用氢氧化钠吸收，产生高纯度的次氯酸钠产品；废水的综合回用最终到达液体零排放
参照图2所示，本发明还公开了一种脱硫废水的零排放设备，按水流方向顺序安装的装置及部件包括：废水收集池1、快速澄清分离装置2、软化装置3、固液分离装置4、滤液罐5、提升泵6、微电解除氯装置7、产水箱11和氯气吸收装置；所述的废水收集池1的入口与脱硫废水的来水相连通，废水收集池1内设置有潜水泵，潜水泵出口与快速澄清分离装置2的入口相连，或者可以直接与软化装置3的入口相连，快速澄清分离装置2的出口也与软化装置3的入口相连，快速澄清分离装置2上还设置有污泥脱水装置，快速澄清分离装置2通过排泥口把污泥排出；所述的软化装置3至少有一个加药装置，所述的软化装置3的出口分别与离心泵10和滤液罐5的入口相连，离心泵10出口与固液分离装置4入口相连；其中软化装置3前方还可设置一个或多个反应池，若是多个反应池则在第一个反应池内投放石灰粉，最后一个反应池和软化装置3的入口之间设置过渡区，软化装置3的上清液出口和固液分离装置4的压滤液出口均与滤液罐5的入口相连，固液分离装置4将分离得到的泥饼外运，滤液罐5的出口与提升泵6的入口相连，提升泵6的出口与微电解除氯装置7的入口相连，所述的微电解除氯装置7上设置有液体出口和气体出口，所述的液体出口与产水箱11的入口相连，所述的气体出口与氯气吸收装置相连，微电解除氯装置7的气体出口与碱液箱9之间还设置有真空泵8，所述的氯气吸收装置为碱液箱9，所述的碱液箱9内设置有氢氧化钠溶液。
工作时，脱硫废水先进入废水收集池1调节均匀水质，脱硫废水经过潜水泵的提升分别进入快速澄清分离装置2和软化装置3，快速澄清分离装置2将脱硫废水中悬浮物絮凝组团，并快速从废水中分离，并将悬浮物通过污泥脱水装置压缩成泥饼，快速澄清分离装置2的产水进入软化装置3；软化装置3的加药装置里设置有氢氧化钙，将水体中的镁和硫酸根从离子态转化为固体颗粒态，软化装置3中带固体悬浮物的废水经离心泵10进入固液分离装置4，而软化装置3中的上清液进入滤液罐5；固液分离装置4将固体悬浮物从水中分离出来并压缩成泥饼，固液分离装置4的产水也进入滤液罐5；去除镁和硫酸根的水样经提升泵6从滤液罐5进入微电解除氯装置7，再经过微电解除氯装置7的处理，以使水能够满足脱硫系统中石灰石浆液的配置要求，其他物质及废水经微电解除氯装置7的液体出口进入产水箱11，回用至脱硫系统配制石灰石浆液，从而达到废水零排放；同时在去除氯离子过程中会产生氯气，氯气经过微电解除氯装置7的气体出口经真空泵8进入碱液箱9，碱液箱9内设置有氢氧化钠溶液，氯气经过氢氧化钠溶液的吸收，生产出高品质的次氯酸钠产品。
本发明的突出优点是：一是快速去除脱硫废水中的悬浮物，二是去除废水中影响脱硫效果的镁离子和硫酸根，三是采用微电解去除废水中氯离子，并将除氯离子后的水回用至脱硫系统的石灰配水，达到脱硫废水零排放，四是用氢氧化钠吸收微电解过程中氯气，产生副产品次氯酸钠，五是投资与运行费用低，不仅脱硫废水达到零排放，还有产生额外的经济价值（次氯酸钠商品）。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种脱硫废水的零排放工艺，其特征在于：包括以下步骤
A、废水水质调节：将脱硫废水排入废水收集池，使水质波动大的废水调节为均匀的水质；
B、分离废水中悬浮物：将A步骤脱硫废水中的悬浮物絮凝组团，通过快速澄清分离装置从废水中分离，并将悬浮物通过污泥脱水装置压缩成泥饼；
C、软化：将B步骤中的上清液放入软化装置，加药处理后将水体中的镁和硫酸根从离子态转化为固体颗粒态；
D、固液分离：将软化装置中的固体悬浮物从水中分离出来并压缩成泥饼；
E、微电解除氯：将去除镁和硫酸根的水样经过微电解除氯装置的处理，经过微电解除氯，使水能够满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求；
F、氯气吸收：采用氢氧化钠溶液吸收微电解除氯装置中阳极产生的氯气，得到高品质的次氯酸钠商品。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水的零排放工艺，其特征在于，所述的C步骤通过添加氢氧化钙去除水体中的镁和硫酸根，废水的pH调节在10.0～11.5之间。
3.根据权利要求1所述的一种脱硫废水的零排放工艺，其特征在于，所述的C步骤中处理后的水体中氯离子降低到1000mg/l以下，硫酸根降低到1500mg/l以下，镁离子降低到150mg/l以下。
4.一种用于权利要求1所述脱硫废水的零排放工艺的设备，其特征在于，按水流方向顺序安装的装置及部件包括：废水收集池（1）、快速澄清分离装置（2）、软化装置（3）、固液分离装置（4）、滤液罐（5）、提升泵（6）、微电解除氯装置（7）、产水箱（11）和氯气吸收装置；所述的废水收集池（1）内设置有潜水泵，潜水泵出口与快速澄清分离装置（2）的入口相连，或者与软化装置（3）的入口相连，快速澄清分离装置（2）的出口与软化装置（3）的入口相连；所述的软化装置（3）至少有一个加药装置，所述的软化装置（3）的出口分别与离心泵（10）和滤液罐（5）的入口相连，离心泵（10）出口与固液分离装置（4）入口相连；固液分离装置（4）的上清液与滤液罐（5）的入口相连，滤液罐（5）的出口与提升泵（6）的入口相连，提升泵（6）的出口与微电解除氯装置（7）的入口相连，所述的微电解除氯装置（7）上设置有液体出口和气体出口，所述的液体出口与产水箱（11）的入口相连，所述的气体出口与氯气吸收装置相连。
5.根据权利要求4所述的一种脱硫废水的零排放设备，其特征在于，所述的氯气吸收装置为碱液箱（9），所述的碱液箱（9）内设置有氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求4所述的一种脱硫废水的零排放设备，其特征在于，所述的快速澄清分离装置（2）上还设置有污泥脱水装置。
7.根据权利要求4所述的一种脱硫废水的零排放设备，其特征在于，所述的微电解除氯装置（7）的气体出口与碱液箱（9）之间还设置有真空泵（8）。
8.根据权利要求4所述的一种脱硫废水的零排放设备，其特征在于，所述的软化装置（3）前方还设置有多个反应池，第一个反应池内投放石灰粉，最后一个反应池和软化装置（3）的入口之间设置过渡区 。
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