CN107585904A - 一种脱硫废水高效分离系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫废水高效分离系统，包括进水管、超滤膜装置、纳滤膜装置和出水管，所述进水管上设有第一高压泵，所述超滤膜装置的进水口与所述进水管连通，所述纳滤膜装置的进水口连通所述超滤膜装置的淡水出口，所述纳滤膜装置的淡水出口连通所述出水管，所述纳滤膜装置的进水口处设有第二高压泵，所述超滤膜装置和纳滤膜装置均为错流式过滤设备且均设有反冲洗配件，所述超滤膜装置的淡水出口与所述纳滤膜装置的淡水出口处分别设有超滤膜淡水阀以及纳滤膜淡水阀。本发明可反洗的超滤膜和纳滤膜装置及独特的反洗操作增强了超滤膜和纳滤膜的抗污堵能力，提高了膜的使用寿命，延长了清洗周期，简化了工艺流程，延长了设备的维护周期。

Description

一种脱硫废水高效分离系统

技术领域

本发明涉及火力发电厂脱硫领域，尤其涉及一种脱硫废水高效分离系统。

背景技术

燃煤发电在我国能源产业中仍然占据主导地位，高污染高耗能的现实迫使政府逐年加强对燃煤发电的管控，不断提高环保标准以加速火电产业的节能减排改革。石灰石-石膏湿法脱硫技术在我国应用广泛，目前我国90％以上的燃煤电厂均采用这种技术脱除烟气中的二氧化硫。然而该工艺产生的脱硫废水具有盐分高，悬浮物浓度高，硬度高，腐蚀性强及含有某些重金属离子等特点，成为燃煤电厂最难处理的废水之一。由于直接排放会对环境造成较大的污染，根据DL/T 5196-2004火力发电厂延期脱硫设计技术规程，在有脱硫废水产生的电厂，需单独设置脱硫废水处理系统，脱硫废水必须经过严格处理才能排放。随着国务院《水十条》的推行，国家逐年强化对各领域水污染的治理力度，为响应国家政策，可实现废水资源化、减量化的零排放技术受到了广泛的关注。

脱硫废水的零排放是指采用一定的技术手段使经过前处理后出水水质达到标准的脱硫废水不以液体的形式排出电厂的过程，一般分为前处理、浓缩、固化三个步骤。由于脱硫废水多呈弱酸性(pH为4～6.5)，且包含Ca2+、Mg2+、SO42-、SO32-、Cl-、Na+、K+、Cd、Hg、Cr、As、Pb、Ni、Cu、Zn、F-、硅、氨氮、硫化物等几十种各类污染物、大量悬浮颗粒物，具有水质水量波动大、腐蚀性强、硬度盐分高等特点，因此如何高效的去除脱硫废水中各类污染物，以最大限度的减小对后续系统的影响，是脱硫废水零排放技术的关键。

脱硫废水传统的前处理工艺主要以简单的物理化学处理为主，包括中和、絮凝沉降、泥水分离等工序，俗称三联箱，然而经过该工艺处理后的出水水质仍然较差，悬浮颗粒物、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等物质引起的污堵问题仍然无法满足后续零排放处理工艺的要求。

因此有必要设计一种脱硫废水高效分离系统，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种脱硫废水高效分离系统，其目的在于针对经传统前处理工艺处理后的脱硫废水出水水质不能满足进一步零排放要求的问题，提出一种高效分离系统，可反洗的超滤膜及独特的反洗操作大大增强了超滤膜的抗污堵能力，提高了膜的使用寿命，延长了清洗周期，不仅实现了脱硫废水的高效固液和液质分离，还大大简化了工艺流程，延长了设备的维护周期。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种脱硫废水高效分离系统包括进水管、超滤膜装置、纳滤膜装置和出水管，所述进水管上设有第一高压泵，所述超滤膜装置的进水口与所述进水管连通，所述纳滤膜装置的进水口连通所述超滤膜装置的淡水出口，所述纳滤膜装置的淡水出口连通所述出水管，所述纳滤膜装置的进水口处设有第二高压泵，所述超滤膜装置和纳滤膜装置均为错流式过滤设备且均设有反冲洗配件，所述超滤膜装置的淡水出口与所述纳滤膜装置的淡水出口处分别设有超滤膜淡水阀以及纳滤膜淡水阀。

进一步地，所述超滤膜装置和所述纳滤膜装置之间的流道上还设有多介质过滤器。

进一步地，还包括前处理池组，所述进水管的进水口与所述前处理池组相连通，所述超滤膜装置的浓水出口和所述纳滤膜装置的浓水出口均与所述前处理池组通过水管相连通。

进一步地，所述前处理池组包括依次连通的废水收集池、初级沉淀池、二级沉淀池、三级沉淀池和第一清水池，所述第一清水池与所述进水管连通，所述三级沉淀池与所述超滤膜装置的浓水出口通过水管相连通，所述二级沉淀池与所述纳滤膜装置的浓水出口通过水管相连通。

进一步地，还包括泥水分离装置，所述初级沉淀池、二级沉淀池和三级沉淀池均与所述泥水分离装置的进水口通过水管相连通。

进一步地，所述泥水分离装置的出水口与所述初级沉淀池通过水管相连通。

进一步地，所述泥水分离装置为板框压滤机。

进一步地，还包括第二清水池，所述出水管与所述第二清水池相连通。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供的一种脱硫废水高效分离系统，可反洗的超滤膜和纳滤膜装置及独特的反洗操作大大增强了超滤膜和纳滤膜的抗污堵能力，提高了膜的使用寿命，延长了清洗周期；

2、本发明提供的一种脱硫废水高效分离系统，有效降低脱硫废水中的各类污染物质，把硬度物质截留在污泥中，将脱硫废水转化成为以硫酸钠和氯化钠为主要溶质的溶液，减少废水在零排放处理工艺中的结垢和污堵倾向；

3、本发明提供的一种脱硫废水高效分离系统，不仅实现了脱硫废水的高效固液和液质分离，还大大简化了工艺流程，延长了设备的维护周期。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的脱硫废水高效分离系统的示意图；

1、废水收集池；2、初级沉淀池；3、二级沉淀池；4、三级沉淀池；5、第一清水池；6、超滤膜装置；7、多介质过滤器；8、纳滤膜装置；9、第二清水池；10、泥水分离装置；11、超滤膜淡水阀；12、纳滤膜淡水阀；13、第一高压泵；14、第二高压泵；15、反冲洗配件；16、进水管；17、出水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供包括进水管16、超滤膜装置6、纳滤膜装置8和出水管17，所述进水管上设有第一高压泵13，所述超滤膜装置的进水口与所述进水管连通，所述纳滤膜装置的进水口连通所述超滤膜装置的淡水出口，所述纳滤膜装置的淡水出口连通所述出水管，所述纳滤膜装置8的进水口处设有第二高压泵14，所述超滤膜装置6和纳滤膜装置8均为错流式过滤设备且均设有反冲洗配件15，所述超滤膜装置6的淡水出口与所述纳滤膜装置8的淡水出口处分别设有超滤膜淡水阀11以及纳滤膜淡水阀12。

本发明实施例工作过程为：在大流量高压泵13的动力下，脱硫废水经进水管16进入超滤膜装置6，超滤膜装置6每运行5分钟，超滤膜淡水阀11关闭20秒，进行保压反洗，随后运行和反洗交替进行。超滤膜装置6正常运行时，超滤膜淡水阀11处于常开状态，此时废水经大流量高压泵13进入超滤膜装置6，废水中的颗粒物被截留在膜一侧且大部分随浓水排出超滤膜装置6，少量附着在膜孔表面形成可逆污堵，淡水经超滤膜淡水阀11排出；超滤膜装置6运行5分钟后，超滤膜淡水阀11进入关闭状态，此时淡水侧停止产水，淡水侧管道压力上升，膜孔表面形成的可逆污堵在淡水侧压力的作用下松动，并在大流量高压泵13产生的搅动作用下脱离膜表面，最终随浓水离开超滤膜装置6，运行20S完成一次自清洗，大大延长膜系统寿命；出水进入纳滤膜装置8，同样地，纳滤膜装置8每运行10分钟，超滤膜淡水阀12关闭20秒，进行保压反洗，随后运行和反洗交替进行。

相关解释如下：所述错流式多虑装置为在泵的推动下料液平行于膜面流动，料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平，对固含量高于0.5％的料液通常采用错流过滤，随着错流过滤操作技术的发展，在许多领域有代替死端过滤的趋势；而死端过滤为传统的硅藻土过滤，板框过滤，压滤等都属于死端过滤，即料液过滤时垂直于滤膜，透过液和进料液是一个方向，缺点是大分子的颗粒和杂质残留在滤膜的表面，易产生堵塞，更换滤膜频繁；所述超滤膜装置为错流式，自带反冲洗装置，膜孔径<0.45微米，系统每运行5分钟淡水阀关闭20秒；所述纳滤膜装置为错流式，自带反冲洗装置，膜孔径<2纳米，系统每运行10分钟淡水阀关闭20秒；所述高压泵为大流量循环高压泵，流量Q>250立方米每小时，所述高压泵也有逆止的功能，即防止液体倒流；

本实施例的有益效果为，可反洗的超滤膜及独特的反洗操作大大增强了超滤膜和纳滤膜装置的抗污堵能力，提高了超滤膜和纳滤膜膜的使用寿命，延长了清洗周期；不仅实现了脱硫废水的高效固液和液质分离，还大大简化了工艺流程，延长了设备的维护周期。

优化上述实施例，所述超滤膜装置6和所述纳滤膜装置8之间的流道上还设有多介质过滤器7。超滤膜装置6产生的淡水进入由石英砂和颗粒活性炭作填料的多介质过滤器7后，出水进入纳滤膜装置8，纳滤膜装置8产生的淡水经出水管17流出，纳滤膜装置8每运行10分钟，超滤膜淡水阀12关闭20秒，进行保压反洗，随后运行和反洗交替进行。

优化上述实施例，还包括前处理池组，所述进水管15的进水口与所述前处理池组相连通，所述超滤膜装置6的浓水出口和所述纳滤膜装置8的浓水出口均与所述前处理池组通过水管相连通。

优化上述实施例，所述前处理池组包括依次连通的废水收集池1、初级沉淀池2、二级沉淀池3、三级沉淀池4和第一清水池5，所述第一清水池5与所述进水管15连通，所述三级沉淀池4与所述超滤膜装置6的浓水出口通过水管相连通，所述二级沉淀池3与所述纳滤膜装置8的浓水出口通过水管相连通。其中，所述三级沉淀池4与所述超滤膜装置6的浓水出口相连的水管处设有逆止阀，所述二级沉淀池3与所述纳滤膜装置8的浓水出口相连的水管处也设有逆止阀；废水收集池1、初级沉淀池2、二级沉淀池3、三级沉淀池4和第一清水池5依次相连的水管中，进水口多为悬空式与液面不接触，即使压力为零时收集容器内的废水也不会出现倒流。所述废水收集池1为常规的废水废水收集池体，以调节脱硫废水水质和水量，减少波动；所述初级沉淀池2为普通沉淀池体，通过重力作用去除脱硫废水中颗粒较大的物质；所述二级沉淀池3为普通沉淀池体，通过加入调节剂、重捕剂、助凝剂并依靠重力作用去除脱硫废水中的悬浮颗粒、重金属离子、部分硫酸根，所述调节剂是普通石灰乳，调节脱硫废水酸碱度，和部分重金属离子、部分硫酸根形成沉淀不溶物；所述重捕剂为含硫重捕剂。所述重捕剂是普通含硫重捕剂，能和废水中剩余重金属离子结合形成沉淀不溶物；所述助凝剂为聚合硫酸铁。所述助凝剂是普通聚合硫酸铁，把已经形成的各种不溶物和悬浮颗粒物团聚成大颗粒；所述三级沉淀池4内设有软化剂，所述软化剂为碳酸钠，可同钙、镁反应形成不溶物。脱硫废水原水进入废水收集池1调节水质和水量，出水进入初级沉淀池2。废水中大颗粒物沉入初级沉淀池2底部，清水进入二级沉淀池3。通过向二级沉淀池3中顺次加入调节剂、重捕剂、助凝剂等药剂，废水中的悬浮颗粒物、重金属和部分硫酸根变成污泥，沉积在二级沉淀池3的底部，清水进入三池沉淀池4，三池沉淀池4通过加入软化剂去除脱硫废水中大部分钙、镁、铝等硬度物质，废水中的钙、镁等硬度物质变成污泥，沉积在三级沉淀4的底部，清水进入第一清水池5。

优化上述实施例，还包括泥水分离装置10，所述初级沉淀池2、二级沉淀池3和三级沉淀池4均与所述泥水分离装置10的进水口通过水管相连通。废水中大颗粒物沉入初级沉淀池2底部，含有颗粒物的泥水定期排放至泥水分离装置10；沉积在二级沉淀池3的底部，泥水定期排放至泥水分离装置10；通过向三级沉淀4中投加碳酸钠软化剂，废水中的钙、镁等硬度物质变成污泥，沉积在三级沉淀4的底部，泥水定期排放至泥水分离装置10。

优化上述实施例，所述泥水分离装置10的出水口与初级沉淀池2的入口相连通。泥水分离装置10定期通过板框压滤机进入泥水分离，压滤回到初级沉淀2，其中留在泥水分离装置10底部的污泥定期清理，一个处理周期结束。

优化上述实施例，所述泥水分离装置10为板框压滤机。所述污泥脱水系统是常规的板框压滤机，把不溶物以泥饼的形式从废水中分离出来。

优化上述实施例，还包括第二清水池9，所述出水管17与第二清水池9相连通。纳滤膜装置8产生的淡水直接进入第二清水池9，脱硫废水的零排放是指采用一定的技术手段使经过前处理后出水水质达到标准的脱硫废水不以液体的形式排出电厂的过程，一般分为前处理、浓缩、固化三个步骤；其中第二清水池9的水质满足后续浓缩处理的水质要求。

废水分离系统的总流程为：脱硫废水原水进入收集池1调节水质和水量，出水进入初级沉淀池2。废水中大颗粒物沉入初级沉淀池2底部，含有颗粒物的泥水定期排放至泥水分离装置10，清水进入二级沉淀池3。通过向二级沉淀池3中顺次加入石灰乳、含硫重捕剂、聚合硫酸铁助凝剂等药剂，废水中的悬浮颗粒物、重金属和部分硫酸根变成污泥，沉积在二级沉淀池3的底部，泥水定期排放至泥水分离装置10，清水进入三池沉淀池4。通过向三级沉淀4中投加碳酸钠软化剂，废水中的钙、镁等硬度物质变成污泥，沉积在三级沉淀4的底部，泥水定期排放至泥水分离装置10，清水进入第一清水池5。第一清水池5中的脱硫废水经第一高压泵13的动力下进入超滤膜装置6，产生的淡水进入多介质过滤器7，浓水回到三级沉淀池4，超滤膜装置6每运行5分钟，超滤膜淡水阀11关闭20秒，进行保压反洗，随后运行和反洗交替进行。脱硫废水进入由石英砂和颗粒活性炭作填料的多介质过滤器7后，在第二高压泵14的动力下，出水进入纳滤膜装置8，纳滤膜装置8产生的淡水直接进入第二清水池9，浓水回到二级沉淀池3，纳滤膜装置8每运行10分钟，超滤膜淡水阀12关闭20秒，进行保压反洗，随后运行和反洗交替进行。泥水分离装置10定期通过板框压滤机进入泥水分离，压滤回到初级沉淀2，一个处理周期结束。本发明提供一种脱硫废水高效分离系统，有效降低脱硫废水中的各类污染物质，把硬度物质截留在污泥中，将脱硫废水转化成为以硫酸钠和氯化钠为主要溶质的溶液，减少废水在零排放处理工艺中的结垢和污堵倾向。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种脱硫废水高效分离系统，其特征在于：包括进水管(16)、超滤膜装置(6)、纳滤膜装置(8)和出水管(17)，所述进水管上设有第一高压泵(13)，所述超滤膜装置的进水口与所述进水管连通，所述纳滤膜装置的进水口连通所述超滤膜装置的淡水出口，所述纳滤膜装置的淡水出口连通所述出水管，所述纳滤膜装置(8)的进水口处设有第二高压泵(14)，所述超滤膜装置(6)和纳滤膜装置(8)均为错流式过滤设备且均设有反冲洗配件(15)，所述超滤膜装置(6)的淡水出口与所述纳滤膜装置(8)的淡水出口处分别设有超滤膜淡水阀(11)以及纳滤膜淡水阀(12)。

2.如权利要求1所述的脱硫废水高效分离系统，其特征在于：所述超滤膜装置(6)和所述纳滤膜装置(8)之间的流道上还设有多介质过滤器(7)。

3.如权利要求1所述的脱硫废水高效分离系统，其特征在于：还包括前处理池组，所述进水管(15)的进水口与所述前处理池组相连通，所述超滤膜装置(6)的浓水出口和所述纳滤膜装置(8)的浓水出口均与所述前处理池组通过水管相连通。

4.如权利要求3所述的脱硫废水高效分离系统，其特征在于：所述前处理池组包括依次连通的废水收集池(1)、初级沉淀池(2)、二级沉淀池(3)、三级沉淀池(4)和第一清水池(5)，所述第一清水池(5)与所述进水管(15)连通，所述三级沉淀池(4)与所述超滤膜装置(6)的浓水出口通过水管相连通，所述二级沉淀池(3)与所述纳滤膜装置(8)的浓水出口通过水管相连通。

5.如权利要求4所述的脱硫废水高效分离系统，其特征在于：还包括泥水分离装置(10)，所述初级沉淀池(2)、二级沉淀池(3)和三级沉淀池(4)均与所述泥水分离装置(10)的进水口通过水管相连通。

6.如权利要求5所述的脱硫废水高效分离系统，其特征在于：所述泥水分离装置(10)的出水口与所述初级沉淀池(2)通过水管相连通。

7.如权利要求5所述的脱硫废水高效分离系统，其特征在于：所述泥水分离装置(10)为板框压滤机。

8.如权利要求1所述的脱硫废水高效分离系统，其特征在于：还包括第二清水池(9)，所述出水管(17)与所述第二清水池(9)相连通。