CN109626716A - 一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种“混凝沉淀‑好氧‑化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，该方法包括如下步骤：1)在混凝池搅拌桨的搅拌作用下，投加石灰或石灰乳，废水中悬浮物、重金属离子、氟离子和钙离子与之作用形成沉淀物；2)步骤1)混凝出水进入竖流式沉淀池进行固液分离；3)步骤2)沉淀出水进入中间贮水池，并调节废水pH为6.5‑9及BOD5:N:P为100:5:1；4)步骤3)中间贮水池出水进入好氧池，好氧池选用膜生物反应池(MBR)；5)步骤4)好氧出水进入化学氧化池，在进水管道上安装有管道静态混合器以实现氧化剂与废水的混合，化学氧化池内安装有紫外灯管，废水pH为6‑9，化学氧化时间为2‑4小时，出水COD<150mg/L和氟离子浓度<10mg/L。通过本发明方法可实现废水稳定达标处理，且运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程废水处理技术领域，尤其涉及一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法。
背景技术
我国的能源结构是“富煤少油”以煤炭为主，燃煤电厂在煤炭燃烧时产生大量酸性气体SO2，会严重污染环境和危害人民健康。因此，国家不断提高了燃煤电厂大气污染物的排放标准。对于烟气中SO2的治理，石灰石-石膏法烟气脱硫技术是目前最成熟、应用最多的脱硫工艺，该工艺会排放一定量的脱硫废水以防止设备腐蚀和保证石膏质量，这种脱硫废水含有悬浮物、硫酸盐、氯离子、氟化物、硬度、重金属离子和一定量有机物等，必须加以治理。
燃煤电厂烟气脱硫废水的主要处理方法有：1)蒸发法。即废水在烟道中完全蒸发，然后回收处理产生的固态物，该方法维护成本低，但控制要求和能耗都较高。2)化学沉淀法。该方法能够去除重金属离子、氟离子和悬浮物，应用广泛且操作简单，但有机物和悬浮物两项指标往往不能稳定达标。3)化学沉淀+超滤膜法。该方法出水洁净，悬浮物含量极低，但有机物含量不一定达标且超滤膜污堵严重，运行成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是目前处理方法存在烟气脱硫废水稳定达标的技术瓶颈问题，提出一种采用“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合技术对难处理的烟气脱硫废水进行治理的方法。
本发明涉及一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，处理出水达到排放要求，处理工艺采用混凝沉淀、好氧和化学氧化联合的处理工艺方法，具体包括如下步骤：
1)混凝：在混凝池搅拌桨的搅拌作用下，向烟气脱硫废水中投加石灰或石灰乳，将废水中悬浮物、重金属离子、氟离子和钙离子与之作用形成沉淀物；以石灰干基计算，石灰或石灰乳的投加量与烟气脱硫废水量的质量比为0.001-0.002，搅拌反应时间为10-20分钟；
2)沉淀：步骤1)混凝出水进入竖流式沉淀池进行固液分离，沉淀时间为1-2小时；
3)中间贮水：步骤2)沉淀出水进入中间贮水池，并调节废水pH为6.5-9，BOD5:N:P为100:5:1，废水在中间贮水池的水力停留时间为0.5-1小时；
4)好氧：步骤3)中间贮水池出水进入好氧池，好氧池选用膜生物反应池(MBR),废水在MBR的水力停留时间为4-8小时；
5)化学氧化：步骤4)好氧出水与氧化剂混合后进入化学氧化池，氧化剂投加质量与烟气脱硫废水质量之比为0.0010-0.0015；在pH为6-9、紫外线作用下化学氧化2-4小时，得到COD<150mg/L和氟离子浓度<10mg/L的出水。
上述“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法中，优选，步骤1)所述待处理烟气脱硫废水的COD为420mg/L，pH为6.82,电导率为25ms/cm，硫酸根浓度为6000mg/L，氯离子浓度为5600mg/L，钙离子浓度871mg/L，镁离子浓度为2444mg/L，钠离子浓度为739mg/L，钾离子浓度为216mg/L,氟离子浓度为93mg/L。
优选，步骤2)所述沉淀后的烟气脱硫废水的硫酸根浓度<5000mg/L，氟离子浓度<10mg/L。
步骤4)中，化学氧化池的进水管道上安装有管道静态混合器以实现氧化剂与废水的混合；氧化剂优选为质量分数30％的双氧水；紫外线波长优选为200-380nm。
本发明的原理：
混凝单元用于降低烟气脱硫废水中的硫酸根、氟离子和重金属离子等的浓度，比如使得硫酸根浓度<5000mg/L和氟离子浓度<10mg/L，这样能够尽量消除它们对后续好氧单元内微生物的抑制和毒害作用。
好氧单元选用MBR处理工艺，是因为混凝沉淀出水COD<420mg/L适宜好氧处理，同时MBR工艺具有成熟、生物量大和出水水质好的特点，因此选用MBR好氧工艺。还有就是充分利用好氧单元低运行成本的优势，将烟气脱硫废水中可被生化的有机物充分降解，以降低后续化学氧化单元的氧化剂消耗量。
化学氧化单元是对好氧单元出水中不具有生化性的有机物进行分解的有效方法和单元设置，该方法被广泛应用于生化出水的深度处理中，利用双氧水耦合紫外光能够产生强氧化性的羟基自由基，将废水中难生化的有机物充分矿化。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
1)利用混凝单元将烟气脱硫废水的硫酸根浓度降到5000mg/L以下，氟离子浓度降到10mg/L以下，同时也降低了重金属离子的浓度，这样就可以降低它们对微生物的抑制和毒害作用，有利于后续好氧单元的进行。2)利用好氧单元低运行成本的优势，将废水中能够生化的有机物充分降解，以减少后续化学氧化单元的氧化剂消耗量。3)利用化学氧化单元对好氧出水中难生化的有机物强分解的特点将好氧出水的COD降低到150mg/L以下；选择双氧水作氧化剂是因为双氧水的氧化性强而且不产生二次污染；选择紫外线耦合双氧水的工艺，是因为相比Fenton和类Fenton来说，紫外线耦合双氧水工艺中不用调节酸性也不用调节碱性，双氧水用量因为紫外线的存在而显著降低而且没有铁泥之类危险废物的产生，既减化了流程又减少了投资，同时降低了废水中盐分对环境的危害。因此，通过本发明方法处理可以得到COD<150mg/L和氟离子浓度<10mg/L的出水，实现稳定达标处理，且运行成本低。
附图说明
图1是一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法流程示意图。
图1中，1是混凝池、2是竖流式沉淀池、3是中间贮水池、4是MBR、5是自吸泵、6是管道静态混合器、7是化学氧化池、11是搅拌电机，31是pH计，41溶氧仪，42是超滤膜，71是紫外灯。
具体实施方式
下面通过具体实施例及说明书附图对本发明技术方案做进一步描述。
以下实施例中，烟气脱硫废水水质均为：COD为420mg/L，pH为6.82,电导率为25ms/cm，硫酸根浓度为6000mg/L，氯离子浓度为5600mg/L，钙离子浓度871mg/L，镁离子浓度为2444mg/L，钠离子浓度为739mg/L，钾离子浓度为216mg/L,氟离子浓度为93mg/L。
实施例1
首先在混凝池1投加石灰乳进行混凝处理，石灰乳投加以石灰干基与烟气脱硫废水质量之比为0.001，pH约为9，反应时间为10分钟；然后混凝出水进入竖流式沉淀池2，沉淀时间为1小时；接着沉淀出水进入中间贮水池3并调节pH为7.5和BOD5:N:P为100:5:1，废水在中间贮水池3的水力停留时间为1小时；接着废水进入MBR 4，在MBR的水力停留时间为4小时；最后MBR出水在化学好氧池7进水管道上安装的管道静态混合器6内与加入的双氧水混合后，进入化学氧化池7，控制双氧水投加质量与烟气脱硫废水质量之比为0.0010，调节pH为7.5，在紫外灯71发出波长254nm的紫外线照射下，化学氧化2小时，得到化学氧化出水COD为116mg/L，氟离子浓度为7mg/L，满足处理要求。
实施例2
首先投加石灰乳进行混凝处理，石灰乳投加以石灰干基与烟气脱硫废水质量之比为0.0015，pH约为9.5，反应时间为15分钟；然后混凝出水进入竖流式沉淀池，沉淀时间为1.5小时；接着沉淀出水进入中间贮水池并调节pH为7.5和BOD5:N:P为100:5:1，废水在中间贮水池的水力停留时间为1小时；接着废水进入MBR，在MBR的水力停留时间为6小时；最后MBR出水进入化学氧化池，双氧水投加质量与烟气脱硫废水质量之比为0.0012，废水pH为8，化学氧化时间为3小时，紫外线波长254nm，化学氧化出水COD为110mg/L，氟离子浓度为4.5mg/L，满足处理要求。
实施例3
首先投加石灰乳进行混凝处理，石灰乳投加以石灰干基与烟气脱硫废水质量之比为0.002，pH约为10，反应时间为20分钟；然后混凝出水进入竖流式沉淀池，沉淀时间为2小时；接着沉淀出水进入中间贮水池并调节pH为7.5和BOD5:N:P为100:5:1，废水在中间贮水池的水力停留时间为1小时；接着废水进入MBR，在MBR的水力停留时间为8小时；最后MBR出水进入化学氧化池，双氧水投加质量与烟气脱硫废水质量之比为0.0015，废水pH为8.5，化学氧化时间为4小时，紫外线波长254nm，化学氧化出水COD为98mg/L，氟离子浓度为3mg/L，满足处理要求。
Claims (6)
1.一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
1)混凝：在混凝池搅拌桨的搅拌作用下，向烟气脱硫废水中投加石灰或石灰乳，使废水中悬浮物、重金属离子、氟离子和钙离子与石灰或石灰乳作用形成沉淀物；其中，以石灰干基计算，石灰或石灰乳的投加质量与烟气脱硫废水质量之比为0.001-0.002；
2)沉淀：步骤1)混凝出水进入竖流式沉淀池进行固液分离，沉淀时间为1-2小时；
3)中间贮水：步骤2)沉淀出水进入中间贮水池，并调节废水pH为6.5-9、BOD5:N:P为100:5:1，控制废水在中间贮水池的水力停留时间为0.5-1小时；
4)好氧：步骤3)中间贮水池出水进入好氧池，好氧池选用膜生物反应池，废水在膜生物反应池的水力停留时间为4-8小时；
5)化学氧化：步骤4)好氧出水与氧化剂混合后进入化学氧化池，氧化剂投加质量与烟气脱硫废水质量之比为0.0010-0.0015；在pH为6-9、紫外线作用下化学氧化2-4小时，得到COD<150mg/L和氟离子浓度<10mg/L的出水。
2.根据权利要求1所述的一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，其特征在于：步骤1)所述待处理烟气脱硫废水的COD为420mg/L，pH为6.82，电导率为25ms/cm，硫酸根浓度为6000mg/L，氯离子浓度为5600mg/L，钙离子浓度871mg/L，镁离子浓度为2444mg/L，钠离子浓度为739mg/L，钾离子浓度为216mg/L,氟离子浓度为93mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，其特征在于：步骤2)所述沉淀后的烟气脱硫废水的硫酸根浓度<5000mg/L，氟离子浓度<10mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，其特征在于：所述的氧化剂为质量分数30％的双氧水。
5.根据权利要求1所述的一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，其特征在于：紫外线波长为200-380nm。
6.根据权利要求1所述的一种“混凝沉淀-好氧-化学氧化”联合处理烟气脱硫废水的方法，其特征在于：所述化学氧化池的进水管道上安装有管道静态混合器，以实现氧化剂与废水的混合。
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