CN108744863A - 一种废水减量处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种废水减量处理装置及方法，属于危险废物焚烧处置领域。废水减量处理装置用于与烟气处理装置进行配合以减少烟气无害化处理过程中所排放的废水的量。烟气处理装置包括依次连接的急冷塔、干式脱酸塔、除尘塔、冷却塔以及洗涤塔。废水减量处理装置包括依次连接的澄清水池、反应池、冷却水池、洗涤水池，澄清水池还与急冷塔、冷却塔连接，反应池还与干式脱酸塔连接，冷却水池还与冷却塔连接，洗涤水池还与洗涤塔连接。废水减量处理装置的使用可以将现有系统的废水排放量极大地减小。

Description

一种废水减量处理装置及方法

技术领域

本发明涉及危险废物焚烧处置领域，具体而言，涉及一种废水减量处理装置及方法。

背景技术

当前，世界范围内广泛使用危险废物焚烧处置来处理含重金属、有毒、有害、有机、高热值的可燃废弃污染物。

该方法适应性极强，能够用于处理各类危险废物，因而在行业领域内得到了广泛的应用。

但焚烧会产生大量的含烟尘、重金属、氮氧化物、二噁英等复杂成分的烟气，并且需要配置专门的除尘、降温、脱硫、脱硝设备，同时不可避免的产生大量含盐废水。

以往的洗涤循环水通常需配套三效蒸发器、冷却塔或大量外排到污水处理系统，实现中水回用。这导致现有的处理方法的成本高、设备工艺复杂。另外，洗涤水使用30％的氢氧化钠溶液进行脱酸，而氢氧化钠与二氧化硫、氯化氢反应，从而导致循环水温度及含盐量不断升高，因此需定时外排进行降温和除盐。

此外，为保证脱酸效果，经过干式脱酸塔产生的飞灰中往往含约30％的氢氧化钙。该部分飞灰通常被直接进行固化填埋，从而造成了氢氧化钙资源的浪费。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为改善、甚至解决现有技术中的至少一个问题，本发明提出了一种废水减量处理装置及方法。

本发明是这样实现的：

在第一方面，本发明实例提供了一种废水减量处理装置。

废水减量处理装置用于与烟气处理装置进行配合以减少烟气无害化处理过程中所排放的废水的量。

其中，烟气处理装置包括依次连接的急冷塔、干式脱酸塔、除尘塔、冷却塔以及洗涤塔。

废水减量处理装置包括依次连接的澄清水池、反应池、冷却水池、洗涤水池。其中，澄清水池还与急冷塔、冷却塔连接，反应池还与干式脱酸塔连接，冷却水池还与冷却塔连接，洗涤水池还与洗涤塔连接。

在其他的一个或多个示例中，澄清水池通过压滤机与反应池连接。

在其他的一个或多个示例中，反应池连接有冷却风机。

在其他的一个或多个示例中，废水减量处理装置还包括石灰乳液搅拌装置。

在其他的一个或多个示例中，洗涤水池还连接有冷却风机。

在其他的一个或多个示例中，急冷塔连接有结晶盐仓。

在其他的一个或多个示例中，急冷塔与干式脱酸塔之间设置有石灰投料装置。

在其他的一个或多个示例中，干式脱酸塔与除尘塔之间设置有活性炭投料装置。

在其他的一个或多个示例中，除尘塔与冷却塔之间还设置有引风机。

在第二方面，本发明实施例提供了一种废水减量处理方法。

废水减量处理方法采用前述的废水减量处理装置实施。

废水减量处理方法包括：

可选地接受由反应池中液体经过固液分离产生的分离液，并通过澄清水池向急冷塔输入由分离液的部分形成的冷却水以使通入至急冷塔的烟气被降温，且冷却水中的盐分结晶而析出；

经过降温的烟气在干式脱酸塔中被脱除硫化物，且硫化物被通入至反应池并通过反应而被固化在固体物质中，反应池中的液体可被固液分离形成分离液并被可选地输入至澄清水池；

经过降温的烟气在干式脱酸塔中被脱除硫化物，且硫化物被通入至反应池并通过反应而被固化在固体物质中，反应池中的分离液能够被可选地输入至澄清水池；

脱除硫化物后的烟气在除尘塔除尘后被通入到冷却塔，并被由澄清水池输入且由分离液的部分构成的冷却水冷却，且冷却水随后回流至冷却水池；

烟气经过冷却塔冷却后在洗涤塔中由洗涤水池中输入的洗涤水除去盐分，被除去的盐分与洗涤水一并回流至洗涤水池，且能够被可选地与回流至冷却水池的冷却水一同输入至反应池。

有益效果：

本发明实施例提供的废水减量处理装置能够充分利用现有烟气处理中的废水，并实现将废水在整个装置中循环利用。废水被循环使用，从而不必进行外排(实现废水排放的减量)；同时，废水的循环利用可以减少由外部引入新鲜水的消耗。另外，在废水的循环使用过程中，烟气中所携带的酸性物质(如硫化物，二氧化硫等)、水溶性盐、在水中以沉淀形式存在沉淀物(难溶盐/不溶盐)等可以被分离，从而也在一定程度上使外排水中的有毒、有害等物质被消除。利用本发明实施例提供的装置可以在减少废水外排量的同时，还能够降低所排放的水中的污染物含量，从而给后续的废水处理厂降低压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为现有技术中的烟气处理装置的示意图；

图2为图1所示烟气处理装置工作时烟气的流向的示意图；

图3示出了本发明实施例中的废水减量处理装置与图1中的烟气处理装置配合连接的示意图；

图4为图3所示烟气处理装置和废水减量处理装置工作时烟气和循环水的流向的示意图(实线双侧箭头为烟气、虚线单侧箭头为循环水、实线单侧箭头为干式脱酸塔排出的飞灰)。

图标：1-高热烟气；2-急冷塔；3-干式脱酸塔；4-除尘塔；5-引风机；6-冷却塔；7-洗涤塔；8-烟囱；9-石灰投料装置；10-活性炭投料装置；11-冷却水池；12-洗涤水池；13-石灰乳液搅拌装置；14-冷却风机；15-澄清水池；16-反应池；17-压滤机；18-结晶盐仓；19-隔膜泵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，在不矛盾或冲突的情况下，本发明的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本发明中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本发明公开的内容自制。在本发明中，为了突出本发明的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

危险废物目前通常通过焚烧/燃烧的方式来进行处理，而燃烧后主要包括固体和气体排放物，且通常气体排放物中会含有大量的粉尘、燃料等等固体物质。

为了使烟气达到相关的排放标准需要对其进行无害化处理。由于废气中含有大量的各种酸碱性物质、固体物质，而其处理常常需要使用大量的液体(水)、液体试剂，从而导致烟气的无害化处理过程中产生了大量废水。废水中的各种污染物也导致其需要被特别地处理，且排放量过大，对后端废水处理厂形成的很大的压力。

有鉴于此，提出一种设备和/或以将对焚烧系统产生的烟气进行处理，并将在处理过程中的高浓度含盐废水减少是很有必要的。

参阅图1至图4。

本实施例提供了一种废水减量处理装置。

废水减量处理装置能够被用于与烟气处理装置进行配合以减少烟气无害化处理过程中所排放的废水的量。

烟气处理装置包括依次连接的急冷塔2、干式脱酸塔3、除尘塔4、冷却塔6以及洗涤塔7。各个塔之间通过管道、阀门、法兰等机械构件间的相互配合进行连接。

其中，急冷塔2能够被用来对输入至烟气处理装置的烟气进行降温。

在配合废水减量处理装置工作时，温度为550℃的高热烟气1进入到急冷塔2，与急冷塔2内由顶部喷淋下的雾化含盐废水(能够由废水减量处理装置提供，可通过隔膜泵19提供输送动力)对烟气进行冷却，使其温度被降到一定的温度(可以是200℃附近，如210℃、220℃、196℃等)，从而实现降温。另一方面，雾化含盐废水能够迅速蒸发，盐分则沉降到急冷塔2的底部，形成结晶盐。

进一步地，急冷塔2连接有结晶盐仓18。结晶盐仓18能够收集前述形成的结晶盐，从而将废水中的盐分含量在一定程度上降低。

其中，干式脱酸塔3可以在一定程度上将烟气中的部分酸性物质(气体和/或固体)去除，并被后续排除系统外。配合与本发明实施例中的废水减量处理装置，由干式脱酸塔3排除的酸性物质能够与由废水减量处理装置提供的适当的化学试剂进行反应以被固化(形成固体)，以便分离。

例如，烟气中的亚硫酸根离子可以被氧化为硫酸根，而硫酸根则可以进一步与烟气中携带或人为补充的氢氧化钙(氢氧化钙可以通过由独立设置的石灰投料装置9提供，石灰水化形成氢氧化钙)结合形成硫酸钙；烟气中的碳酸根也可以与烟气中携带或人为补充的氢氧化钙结合形成碳酸钙。

进一步地，以上形成的硫酸钙、碳酸钙等物质可以被废水减量处理装置从液体中分离，从而去除烟气中的盐分；同时，分理出的如液体物质可以被其他设备(如急冷塔2、洗涤塔7等)利用。

其中，除尘塔4对烟气进行进一步的处理。除尘塔4将烟气中的不能或难以通过简单的化学方法处理的固体废物(如粉尘、砂石、金属碎屑等)去除。烟气中的细颗粒粉尘可以通过采用如活性炭(活性炭可以通过由独立设置的活性炭投料装置10提供)吸附的方式来实现，以将粒径小的细颗粒团聚为更大粒径的颗粒，进而更易被分离。

其中，冷却塔6进一步对由除尘塔4处理并输出的烟气进行降温。进一步，冷却塔6所采用的冷却液可以是由废水减量处理装置提供的废水。废水在降温的同时，还能够在一定程度洗脱烟气中部分固体废物或一些化学物质。同时，冷却液被利用后可以被废水减量处理装置中的设备收集，以进行循环利用。

其中，洗涤塔7主要被用来对由冷却塔6处理后并输入的烟气进行洗涤处理。洗涤处理主要包括对烟气进行进一步的净化脱酸，同时还有一定的降温作用。洗涤液可以是由废水减量处理装置提供的废水。其废水被洗涤塔7利用后，还可以被回流到洗涤塔7继续使用，或者被废水减量处理装置的其他设备和装置利用。

进一步地，烟气处理装置还可以根据需要设置烟囱8，以便将被处理后、清洁且满足相关的排放标准的气体排放。

由于烟气处理装置被提供来处理烟气，形成封闭的管道系统，烟气(包括各种气体或固体物质)在管道系统中的气体输送动力可以由风机(如设置在除尘塔4和冷却塔6之间的引风机5)引流来实现。另外，为了控制各个设备、管道部分的气流速度、流量、压力等参数，在各个适当的连接部位可以通过阀门、气压表等进行适当的监控。

废水减量处理装置主要包括依次连接的澄清水池15、反应池16、冷却水池11、洗涤水池。其中，澄清水池15还与急冷塔2、冷却塔6连接。反应池16还与干式脱酸塔3连接。冷却水池11还与冷却塔6连接。洗涤水池还与洗涤塔7连接。

废水减量处理装置能够与烟气处理装置配合，将烟气处理装置中所涉及废水进行利用，以便在辅助处理烟气的过程中，将烟气处理得更加清洁。同时，烟气中被去除的有毒、有害物质能够被无害化地以固体形式分离，实现无害化处理。这在一方面使废水被循环利用，而不至于直接排放，减少废水处理厂的压力。另一方面，废水中部分固体污染物被分离，从而使排放废水中更易于被处理，污染物含量更低。

澄清水池15能够将整个系统中所循环利用的废水(部分或大部分去除了其中的固体物质)反哺回流到急冷塔2以作为降温处理。作为一种示例，系统中的循环废水在输入至澄清水池15之前(含有相当量的固体物质)，可以进行固液分离。例如，澄清水池15通过压滤机17与反应池16连接。压滤机17将废水压滤，从而将固体分离。液体则可以被回流使用，且根据不同的需要可以按需分流为不同的数量的支流，以便进行相应的使用。

如前述，反应池16中能够反应亚硫酸根的氧化反应，因此，可以根据需要使反应池16连接冷却风机14。冷却风机14通过空气，可以提供氧化环境，促进氧化反应的进行。另外。冷却风机14向反应池16中通入空气，空气在循环废水中形成上升的空气泡，通过空气泡的扰动还可以对洗涤循环水进行降温。

如前述，洗涤塔7用以对烟气进一步脱酸，而洗涤水池与洗涤塔7。从洗涤塔7中脱除产生的酸性物质，能够在洗涤水池中被反应，以实现无害化处理。一种示例中，废水减量处理装置相应设置有石灰乳液搅拌装置13。石灰乳液搅拌装置13将石灰乳液输送到洗涤水池被用来反应、消耗酸性物质。进一步地，洗涤水池还连接有冷却风机14。相同地，冷却风机14可用以进行降温，同时实现搅动作用。冷却风机14对洗涤水池中的循环废水进行降温，以便使其温度可控在80℃以下；同时，石灰乳液搅拌装置13输出氢氧化钙乳液，并被用于在洗涤塔7中脱除烟气中的酸性物质。如此，循环废水的温度及盐分含量被降低，以便废水被再次利用时更好地实现脱酸效果。

基于以上烟气处理装置和废水减量处理装置，本发明实施例中，还提供了一种废水减量处理方法。

废水减量处理方法主要采用废水减量处理装置实施。

利用本发明实施例提供的废水减量处理方法，将原烟气处理系统中产的废水进行循环利用，并且在循环利用过程中，还将废水中的各种有害物质，部分或大部分地从液体中以固体的形式分离。如此，废水的排放量减少，且所被排放的废水中的有害物质也被去除，一些能够被再利用的物质也被提前分离获得，从而使后端的废水处理厂的压力更小、处理难度更低。

应当指出的，本发明实施例提供的废水减量处理方法是一个封闭的循环处理系统。其中，焚烧系统产生的烟气持续地通入至系统中，而废水在其中被循环利用，同时在处理过程中各种所需的试剂被按需和适时地补充。因此，在以下所述的方法中各个操作步骤并无特别的先后执行顺序。

废水减量处理方法包括：

危险废物焚烧处置产生的高热烟气通入到急冷塔。通过澄清水池15向急冷塔2输入由分离液的部分形成的冷却水以使通入至急冷塔2的烟气被降温，且冷却水中的盐分结晶而析出。其中，澄清水池能够按需适时地接受由反应池16中的液体经过固液分离产生的分离液，例如前述压滤机处理后的分出的压滤液通过隔膜泵被泵送到澄清水池。澄清水池中的澄清液也可以通过泵而被泵送到急冷塔。

经过在急冷塔降温的烟气在干式脱酸塔3中被脱酸(主要是脱除硫化物)，且硫化物被通入至反应池16并通过反应而被固化在固体物质中。其中反应池中的废水是系统循环而来(其中可以根据需要被添加各种适当试剂和反应物料，氢氧化钙或石灰)，并且反应池16中的液体经过固液分离产生的分离液能够被在适当且必须的情况下输入至澄清水池15。

脱除硫化物(脱酸)后的烟气在除尘塔4除尘后被通入到冷却塔6，并被由澄清水池15输入且由分离液的部分构成的冷却水冷却，且冷却水随后回流至冷却水池11。其中，结合前述，澄清水池中输出的澄清液被分流为输入急冷塔的第一部分、输入冷却塔的第二部分。第一部分能够在急冷塔中被雾化，并在随后可以与石灰(由石灰投料装置提供)反应产生氢氧化钙，以便在干式脱酸塔中以及反应池中结合吸收硫化物。第二部分能够在冷却塔的喷淋中对烟气进行冷却，并随后进入冷却水池，以被后续通过反应池而被利用。

烟气经过冷却塔6冷却后在洗涤塔7中由洗涤水池中输入的洗涤水除去盐分，被除去的盐分与洗涤水一并回流至洗涤水池12，且能够被可选地与回流至冷却水池11的冷却水一同输入至反应池16。洗涤水池中可以根据需要添加石灰乳液，并且能够通过管道被从洗涤水池输送到洗涤塔顶喷淋，从而对烟气进一步脱酸。而经过脱酸处理作用的洗涤液可以回流到洗涤水池或者随后向反应池输送。

在实施以上废水减量处理方法时，各流体的输送通道可以被人为地操控开启和关闭，以调节是否进行输送、输送时机、输送量、输送频率等参数的操作和控制。相应地，各个管道设置阀门，如各种机械阀门(如关断阀、止回阀、调节阀等)。

较佳地，阀门是可以通过电动操作的，如电磁阀。进一步，各个阀门可以通过控制器进行集中化控制。控制器可以是各种能够进行一定数据处理的电子器件。例如，中央处理器(CPU)、微控制单元(MCU)、可编辑逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)、工业控制计算机(IPC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)等等。

总体上而言，本发明实施例提供了一种用于危险废物焚烧系统中的含盐废水减量方法。

本发明至少实现了充分利用急冷塔2的烟温，并且通过干式脱酸塔3分离的过量氢氧化钙(或结合人为引入的氢氧化钙)对洗涤循环水(循环废水)进行脱盐的功能。此外，减量方法还可以对洗涤循环水实现降温、减少废水排放，降低污水处理系统的处理压力。进一步地，上述装置和方法中，使用氢氧化钙乳化液作为洗涤塔7的脱酸剂，可以不引入钠元素，从而为后续需处理的高浓废水中SO₄ ^2-、Na⁺、CO₃ ^2-等盐分显著降低，污水系统运营管理显著改善。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种废水减量处理装置，用于与烟气处理装置进行配合以减少烟气无害化处理过程中所排放的废水的量，所述烟气处理装置包括依次连接的急冷塔、干式脱酸塔、除尘塔、冷却塔以及洗涤塔，其特征在于，所述废水减量处理装置包括依次连接的澄清水池、反应池、冷却水池、洗涤水池，所述澄清水池还与所述急冷塔、所述冷却塔连接，所述反应池还与所述干式脱酸塔连接，所述冷却水池还与所述冷却塔连接，所述洗涤水池还与所述洗涤塔连接。

2.根据权利要求1所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述澄清水池通过压滤机与所述反应池连接。

3.根据权利要求1或2所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述反应池连接有冷却风机。

4.根据权利要求1所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述废水减量处理装置还包括石灰乳液搅拌装置。

5.根据权利要求1所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述洗涤水池还连接有冷却风机。

6.根据权利要求1所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述急冷塔连接有结晶盐仓。

7.根据权利要求1所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述急冷塔与所述干式脱酸塔之间设置有石灰投料装置。

8.根据权利要求1所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述干式脱酸塔与所述除尘塔之间设置有活性炭投料装置。

9.根据权利要求1所述的废水减量处理装置，其特征在于，所述除尘塔与所述冷却塔之间还设置有引风机。

10.一种废水减量处理方法，采用如权利要求1～9中任意一项所述的废水减量处理装置实施，其特征在于，所述废水减量处理方法包括：

可选地接受由所述反应池中液体经过固液分离产生的分离液，并通过所述澄清水池向所述急冷塔输入由所述分离液的部分形成的冷却水以使通入至所述急冷塔的烟气被降温，且冷却水中的盐分结晶而析出；

经过降温的烟气在所述干式脱酸塔中被脱除硫化物，且所述硫化物被通入至所述反应池并通过反应而被固化在固体物质中，所述反应池中的液体可被固液分离形成分离液并被可选地输入至所述澄清水池；

脱除硫化物后的烟气在所述除尘塔除尘后被通入到所述冷却塔，并被由所述澄清水池输入且由所述分离液的部分构成的冷却水冷却，且冷却水随后回流至所述冷却水池；

烟气经过所述冷却塔冷却后在所述洗涤塔中由所述洗涤水池中输入的洗涤水除去盐分，被除去的盐分与洗涤水一并回流至所述洗涤水池，且能够被可选地与回流至所述冷却水池的冷却水一同输入至所述反应池。