CN108706764B - 一种脱硫废水的处理设备和处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理领域，公开了一种脱硫废水的处理设备和处理方法。该脱硫废水的处理设备包括进料管道(1)、旋流沉降室(2)和除氨室(4)，所述进料管道(1)与所述旋流沉降室(2)连接，且使得进料以切向方式进入所述旋流沉降室(2)，所述除氨室(4)设置于所述旋流沉降室(2)的顶部，并通过设置在所述除氨室(4)的底部并向所述旋流沉降室(2)延伸的中心管(41)与所述旋流沉降室(2)连通。采用本发明提供的处理设备对脱硫废水进行处理时，能够在一台设备中同时去除脱硫废水中的重金属离子和氨，所用药剂价廉易得，处理效果显著。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种脱硫废水的处理设备和处理方法。
背景技术
因石灰石-石膏法脱硫工艺具有脱硫效率高、运行稳定的特性，因而在电厂烟气处理中广泛应用。但该工艺产生的脱硫废水成分复杂，主要是由悬浮物、高浓度的硫酸盐、氯化物、氟化物、微量的重金属离子(如Hg、As、Cr、Pb等)以及脱硝催化过程中逃逸的大量氨溶解到脱硫废水中形成复杂的高盐废水，并且其中的重金属、氟化物等还是污水综合排放标准中要求严格控制的第一类污染物。
随着国家对环保的要求越来越严格，发电企业正在加紧对废水回用等技术问题的研究。其中一些电厂采用蒸发结晶技术对脱硫废水进行深度处理回用，但因其投资高、运行费用高，使得该技术难以推广。
因此，急需提供一种操作简单且运行费用低廉的处理设备，使经过该设备处理后脱硫废水能够被再利用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的对脱硫废水进行处理时，处理设备操作复杂且运行费用高的问题，提供一种脱硫废水的处理设备，该设备操作简单，能够在一台设备中同时去除脱硫废水中的重金属离子和氨，所用药剂价廉易得，处理效果显著。
发明人发现脱硫废水中含有大量的氯离子，其浓度接近于海水氯离子浓度。因此，可对脱硫废水进行处理，利用处理后的脱硫废水作为电解制氯水源，产生低浓度的次氯酸钠溶液，作为电厂循环冷却水的杀菌药剂，从而实现对脱硫废水的利用，基于上述发现，完成了本发明。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供了脱硫废水的处理设备，其中，该脱硫废水的处理设备包括进料管道、旋流沉降室和除氨室，所述进料管道与所述旋流沉降室连接，且使得进料以切向方式进入所述旋流沉降室，所述除氨室设置于所述旋流沉降室的顶部，并通过设置在所述除氨室的底部并向所述旋流沉降室延伸的中心管与所述旋流沉降室连通。
本发明第二方面提供了一种脱硫废水的处理方法，使用本发明提供的脱硫废水的处理设备进行处理。
本发明的处理设备，通过将脱硫废水与饱和石灰乳的混合液以切向方式通入旋流沉降室，在离心力的作用下，使重金属离子的氢氧化物沉淀沿旋流沉降室壁沉降，达到去除重金属离子的目的；水流在旋流沉降室下部形成向上的涡流，通过中心管进入除氨室，在除氨室中以氨气形式逸出，从而达到脱硫废水除氨的目的。另外，采用本发明的设备处理的脱硫废水，能够作为电解制氯水源，实现对脱硫废水的利用，具有重要的应用价值。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1为本发明脱硫废水的处理设备的主视剖面图；
图2为本发明脱硫废水的处理设备的左视剖面图；
图3为本发明脱硫废水的处理设备的左视图；
图4为本发明脱硫废水的处理设备的混合器的左视剖面图；
图5为本发明脱硫废水的处理设备的沉泥斗的俯视图；
图6为本发明脱硫废水的处理设备的除氨室的俯视剖面图。
附图标记说明
1、进料管道 11、混合器
2、旋流沉降室 21、隔板
3、沉泥斗 31、防混罩
32、阀门 4、除氨室
41、中心管 42、搅拌器
43、温度控制器 43a、加热器
43b、温度传感器 44、冷却装置
5、集气室
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
图1-图3是本发明脱硫废水的处理设备的结构示意图。其中，图1为本发明脱硫废水的处理设备的主视剖面图；图2为本发明脱硫废水的处理设备的左视剖面图；图3为本发明脱硫废水的处理设备的左视图。图4为本发明脱硫废水的处理设备的混合器的左视剖面图；图5为本发明脱硫废水的处理设备的沉泥斗的俯视图；图6为本发明脱硫废水的处理设备的除氨室的俯视剖面图。下面结合附图进一步说明本发明，但本发明并不限于此。
如图1-3所示，本发明提供了一种脱硫废水的处理设备，该脱硫废水的处理设备包括进料管道1、旋流沉降室2和除氨室4，所述进料管道1与所述旋流沉降室2连接，且使得进料以切向方式进入所述旋流沉降室2，所述除氨室4设置于所述旋流沉降室2的顶部，并通过设置在所述除氨室4的底部并向所述旋流沉降室2延伸的中心管41与所述旋流沉降室2连通。
通过采用本发明的处理设备，将脱硫废水与饱和石灰乳的混合液以切向方式通入旋流沉降室2，在离心力的作用下，使重金属离子的氢氧化物沉淀沿旋流沉降室壁沉降，达到去除重金属离子的目的；水流在旋流沉降室2下部形成向上的涡流，通过中心管41进入除氨室4，最终以氨气形式逸出，从而达到脱硫废水除氨的目的。该设备操作简单，能够在一台设备中同时去除脱硫废水中的重金属离子和氨，所用药剂价廉易得，处理效果显著。另外，采用本发明的设备处理的脱硫废水，能够作为电解制氯水源，实现对脱硫废水的利用，具有重要的应用价值。
在本发明中，将脱硫废水与饱和石灰乳充分混合，形成pH值为9～10的混合液(混合液pH值可用NaOH溶液调节)，经混合器充分混合后，脱硫废水中的Hg、As、Cr、Pb等重金属离子与石灰乳中氢氧根生成难溶的氢氧化物，产生均匀的重金属离子的氢氧化物沉淀，重金属离子的氢氧化物沉淀随水流切向进入旋流沉降室2。
如图2所示，在本发明的一个优选实施方式中，旋流沉降室2上部以法兰连接除氨室4，旋流沉降室2与除氨室4的连接部分，除中心管41外全部为封闭状态。
为了使脱硫废水与饱和石灰乳充分混合，优选地，所述进料管道1中设有混合器11。
为了进一步促进脱硫废水与饱和石灰乳充分混合，形成重金属离子的氢氧化物沉淀，如图4所示，优选地，所述混合器11为管式静态混合器。通过采用管式静态混合器来改变脱硫废水的流态，使得脱硫废水与石灰乳充分混合，进一步促使脱硫废水中的重金属离子和NH4 +能与石灰乳中的氢氧根接触、反应，生成易于沉降的重金属离子氢氧化物沉淀，并且利于后续氨气的逸出。
为了促进重金属离子的氢氧化物沉淀沿旋流沉降室壁沉降，优选地，所述旋流沉降室2为锥形或螺线形。
为了进一步促进重金属离子的氢氧化物沉淀沿旋流沉降室壁沉降，优选地，所述旋流沉降室2内设有自旋向下的隔板21。通过内设有自旋向下的隔板，使得切向进入旋流沉降室的脱硫废水，沿旋流沉降室壁面形成自上而下的旋流，使旋流沉降室中的水流各点具备一定的线速度，为水中的重金属离子的氢氧化物沉淀提供足够克服水流阻力的离心力，使得水流向壁面运动，到达壁面附近后，由于边界层内较小的湍流，重金属离子的氢氧化物沉淀会沿着旋流沉降室壁面沉降，从而得到分离。
为了促进沉淀物的排出，优选地，所述旋流沉降室2下方连接有沉泥斗3，用于收集沉淀物。
如图3所示，在本发明的一个优选实施方式中，锥形旋流沉降室2上部以法兰连接除氨室4，下部以法兰盘连接陀螺形沉泥斗3。
为了进一步促进沉淀物的排出，优选地，所述沉泥斗3为陀螺形。
为了防止反混现象的发生，进一步保证沉降效果，优选地，所述沉泥斗3内设有防混罩31，用于防止反混现象的发生。通过防混罩的设置，隔离旋流沉降室下部的涡流和沉泥斗中的沉淀物，防止涡流将沉淀物卷起，引起返混现象，影响处理效果。
为了进一步促进沉淀物的排出，保证沉降效果，所述沉泥斗3的排泥口设有阀门32。通过阀门的设置，可定期排放沉泥斗中的沉淀物，防止因沉泥斗中沉淀物过多而引起的返混现象，影响处理效果。
如图5所示，在本发明的一个优选实施方式中，沉泥斗3内部设有防混罩31，下部排泥口处设有阀门32。
为了促进氨气的逸出，优选地，所述除氨室4内设有搅拌器42。通过搅拌器使除氨室中的脱离废水受热均匀，提升氨气逸出的效率。
为了进一步促进氨气的逸出，优选地，所述搅拌器42为同轴串联双叶搅拌器。本发明的同轴串联双叶搅拌器，由一根主轴及其上串联的两组旋叶构成，并由一台电机驱动，其与加热器配合使用，不断搅拌除氨室中的脱硫废水，使其受热更均匀，进一步提升氨气逸出的效率。
为了进一步脱除氨气，优选地，所述除氨室4顶部设有集气室5。通过集气室收集逸出的氨气，对其进行后续处理、利用。
在本发明的一个优选实施方式中，在集气室5的出口处还连接有气体输送泵，将集气室5收集的氨气输送到吸收池，吸收池中的水吸收氨气后，形成纯度较高的氨水，便于后续利用。
为了提高氨气的逸出效率，优选地，所述除氨室4设有温度控制器43。
为了进一步提高氨气的逸出效率，优选地，所述温度控制器43由加热器43a和温度传感器43b组成，所述加热器43a和温度传感器43b设置于所述除氨室4中。通过加热器将脱硫废水加热至氨气能够逸出所需的温度，同时经由温度传感器，对脱硫废水的温度进行实时监测，进一步提高氨气的逸出效率。
如图6所示，在本发明的一个优选实施方式中，温度控制器43的两端分别与加热器43a和温度传感器43b连接，加热器43a具体为加热棒，多个加热棒呈阵列状均匀地排布在除氨室4的内壁上，由温度控制器43控制，为氨气逸出提供所需温度，在搅拌器42(具体为同轴双叶搅拌器)的协同作用下，不断搅拌除氨室4中的脱硫废水，使其受热均匀，提升氨气逸出的效率。
为了降低除氨室出水温度过高对后续处理造成的不良影响，优选地，所述除氨室4一侧设有温度控制器43，另一侧与冷却装置44相连。除氨过程中需要将脱硫废水加热至80～90℃，通过冷却装置的运行对温度较高的除氨室出水进行冷却，降低了温度过高对后续处理造成的不良影响。该冷却装置可以采用直接通入海水的方式进行冷却。
下面结合附图对本发明的脱硫废水的处理方法进行说明。
图1-图3中，进料管道1与旋流沉降室2(锥形)连接，除氨室4通过设置在除氨室4的底部并向旋流沉降室2延伸的中心管41与旋流沉降室2连通，旋流沉降室2底部设有沉泥斗3(陀螺形)，旋流沉降室2上部以法兰连接除氨室4，下部以法兰盘连接沉泥斗3。进料管道1中设有混合器11(具体为管式静态混合器)，旋流沉降室2上的进料管道1入口处设有自旋向下的隔板21，沉泥斗3内设有防混罩31，沉泥斗3的排泥口处设有阀门32，除氨室4内设有搅拌器42，搅拌器42具体为同轴串联双叶搅拌器，其由一根主轴及其上串联的两组旋叶构成，并由一台电机驱动，除氨室4上设有温度控制器43，温度控制器43的两端分别连接加热器43a和一根温度传感器43b，加热器43a由若干均匀排布在除氨室4内壁上的加热棒组成，除氨室4的出水端设有冷却装置44。
图1中所示设备处理脱硫废水的方法为：将脱硫废水与饱和石灰乳通入进料管道1中，经混合器11(具体为管式静态混合器)充分混合后(脱硫废水与石灰乳混合后形成pH值为9～10的混合液)，脱硫废水中的Hg、As、Cr、Pb等重金属离子与石灰乳中氢氧根生成难溶的氢氧化物，产生均匀的重金属离子氢氧化物沉淀，沉淀随水流切向进入旋流沉降室2，进入旋流沉降室2的水流通过内置自旋向下隔板21后形成沿旋流沉降室2锥体壁面向下的旋转水流，水中的重金属离子氢氧化物沉淀由于离心力的作用克服水流的阻力向壁面运动，到达壁面附近后，由于边界层内较小的湍流，重金属离子氢氧化物沉淀会沿着旋流沉降室2锥体壁面进入其下方连接的陀螺形沉泥斗3中，沉淀物可定期由排泥口排出，从而脱除重金属离子，且沉泥斗3内部安装有防混罩31，可有效防止沉淀物在水流的作用下产生返混。当水流到达旋流沉降室2锥体下部时，流向变为沿锥体中心向上的涡流，涡流通过中心管41进入除氨室4，进入除氨室4的水流在由若干均匀排布在除氨室4内壁上的加热棒组成的阵列加热器43a及搅拌器42(具体为同轴串联双叶搅拌器)的协同作用下，使除氨室4中的脱硫废水均匀受热，同时经由温度传感器43b，对脱硫废水的水温进行实时监测。由于石灰乳的加入引入了大量的氢氧根，其与脱硫废水中以NH4 +形式存在的氨结合生成NH3，当其被加热至80～90℃时，脱硫废水中的氨最终以氨气的形式释放出来，逸出的氨气进入集气室5，并由气体输送泵输送至吸收池从而去除氨，除氨后的脱硫废水流经冷却装置44，经冷却后排出。
本发明提供的脱硫废水的处理设备，具有操作简单的特性，能够实现在一台设备中同时去除脱硫废水中的重金属离子和氨的目的，该设备所用药剂价廉易得，处理效果显著。采用本发明的设备处理后的脱硫废水中Hg的浓度不大于0.05mg/L、As的浓度不大于0.50mg/L、Cr的浓度不大于1.50mg/L、Pb的浓度不大于1.00mg/L，能够作为电解制氯水源，实现对脱硫废水的利用。本发明提供的脱硫废水处理方法与目前较成熟的蒸发结晶技术处理脱硫废水相比，可节约四分之三的投资成本和五分之四的运行费用，具有重要的应用价值。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (13)
1.一种脱硫废水的处理设备，其特征在于，该脱硫废水的处理设备包括进料管道(1)、旋流沉降室(2)和除氨室(4)，所述进料管道(1)与所述旋流沉降室(2)连接，且使得进料以切向方式进入所述旋流沉降室(2)，所述除氨室(4)设置于所述旋流沉降室(2)的顶部，并通过设置在所述除氨室(4)的底部并向所述旋流沉降室(2)延伸的中心管(41)与所述旋流沉降室(2)连通；
其中，所述进料为脱硫废水与饱和石灰乳的混合液；
所述旋流沉降室(2)为锥形或螺线形；所述旋流沉降室(2)内设有自旋向下的隔板(21)；
所述除氨室(4)内设有搅拌器(42)，所述除氨室(4)顶部设有集气室(5)。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述进料管道(1)中设有混合器(11)。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述混合器(11)为管式静态混合器。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述旋流沉降室(2)下方连接有沉泥斗(3)，用于收集沉淀物。
5.根据权利要求4所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述沉泥斗(3)为陀螺形。
6.根据权利要求5所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述沉泥斗(3)内设有防混罩(31)，用于防止反混现象的发生。
7.根据权利要求4所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述沉泥斗(3)的排泥口设有阀门(32)。
8.根据权利要求7所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述搅拌器(42)为同轴串联双叶搅拌器。
9.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述除氨室(4)设有温度控制器(43)。
10.根据权利要求9所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述温度控制器(43)由加热器(43a)和温度传感器(43b)组成，所述加热器(43a)和温度传感器(43b)设置于所述除氨室(4)中。
11.根据权利要求9所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述除氨室(4)一侧设有温度控制器(43)，另一侧与冷却装置(44)相连。
12.一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，使用权利要求1-11中任意一项所述的脱硫废水的处理设备进行处理。
13.根据权利要求12所述的脱硫废水的处理方法，其特征在于，将脱硫废水与饱和石灰乳的混合液以切向方式通入所述脱硫废水的处理设备的旋流沉降室(2)中进行处理。
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