CN110642415A - 脱硫废水的处理方法及处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及废水处理领域，公开了一种脱硫废水的处理方法及处理设备。本发明中，脱硫废水的处理方法，包括以下步骤：(1)在预处理废水中加入可溶性碳酸盐，调节预处理废水的pH值至预设值，并去除部分金属离子，得到含有沉淀物的悬浮液；(2)在悬浮液中加入硫化物，让汞离子形成沉淀物析出；并加入絮凝剂，促进沉淀物团聚；(3)在团聚后的沉淀物中加入助凝剂，进一步促进沉淀物的团聚，且将沉淀物脱水，排出脱水后的沉淀物，并溢流排出清水。与现有技术相比，使得降低有机硫消耗情况下，实现汞的有效脱除，让废水可近零排放，且降低设备成本。
Description
技术领域
本发明实施例涉及废水处理领域，特别涉及脱硫废水的处理方法及处理设备。
背景技术
自水俣病曝出以来，汞的高毒性、易迁移性、生物累积性开始引起广泛关注。《上海市污水综合排放标准》(DB31/199-2018)对废水汞离子排放限值做了明确规定(0.005mg/L)，如何低成本脱除脱硫废水中的汞也成为燃煤电厂的一大课题。
目前，火电厂的脱硫废水大多采用三联箱工艺进行处理，其中汞的脱除主要通过加入有机硫实现。然而，废水中钙、镁、锰等金属离子含量远高于汞含量，并且这些离子与价格较高的有机硫也有一定的反应活性，导致有机硫消耗过高，增加了运行成本。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种脱硫废水的处理方法及处理设备，使得降低有机硫消耗情况下，实现汞的有效脱除，让废水可近零排放，且降低设备成本。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种脱硫废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)在预处理废水中加入可溶性碳酸盐，调节所述预处理废水的pH值至预设值，并去除部分金属离子，得到含有沉淀物的悬浮液；
(2)在所述悬浮液中加入硫化物，让汞离子形成沉淀物析出；并加入絮凝剂，促进沉淀物团聚；
(3)在团聚后的所述沉淀物中加入助凝剂，进一步促进所述沉淀物的团聚，且将所述沉淀物脱水，排出脱水后的所述沉淀物，并溢流排出清水。
本发明实施方式相对于现有技术而言，通过在预处理废水中加入可溶性碳酸盐，调节预处理废水的pH值，且可溶性碳酸盐中的碳酸根与金属离子形成碳酸盐的难溶性物质，形成沉淀物，得到含有沉淀物的悬浮液。再将硫化物和絮凝剂加入含有沉淀物的悬浮液中，硫化物与汞离子发生反应生成难溶性物质，将汞析出，实现汞的深度处理，又通过絮凝剂，让沉淀物进行絮凝，在静置预设时长后，部分沉淀物团聚在一起，且静置的状态下团聚的沉淀物重量增加，可下沉沉淀下来。且再向沉淀物中加入助凝剂，助凝剂进一步促进沉淀物团聚在一起，并将沉淀物脱水，让悬浮液中的沉淀物和清水分层，上层的清水可溢流排，将溢流排出的清水进行排放，实现废水的近零排放。由于通过先添加相对廉价的可溶性碳酸盐，而废水中金属离子包括钙离子、镁离子、锰离子、汞离子等金属离子，可溶性碳酸盐可先将钙离子、镁离子沉淀下来，再添加硫化物，在没有钙离子、镁离子、锰离子等离子干扰的情况下，硫化物可全与汞离子反应，将更多的汞离子沉淀析出。进而在降低有机硫消耗情况下，实现汞的有效脱除。且可溶性碳酸盐价格较低，有机硫消耗也减少，进一步的降低了成本。同时，通过可溶性碳酸盐和硫化物可将金属离子去除，处理设备可更为简化，降低设备成本。
本发明的实施方式还提供了一种脱硫废水的处理设备，包括：
第一反应箱，用于容纳预处理废水、可溶性碳酸盐，还用于所述预处理废水和所述可溶性碳酸盐发生反应，调节所述预处理废水的PH值至预设值，去除部分金属离子，得到含有沉淀物的悬浮液；
第二反应箱，与所述第一反应箱相贴近，用于容纳从所述第一反应箱中溢流出的所述悬浮液，且容纳硫化物和絮凝剂；还用于所述硫化物和悬浮液在其中发生反应，让汞离子形成沉淀物析出；
澄清池，与所述第二反应箱相通，用于容纳从所述第二反应箱中流出的悬浮液；所述澄清池的底部连通有排污管道，所述排污管道用于容纳助凝剂，还用于将所述沉淀物排出；
出水箱，与所述澄清池相连通，用于容纳从所述澄清池内溢流出的清水；且所述出水箱还开设有排水口。
本发明实施方式相对于现有技术而言，由于设有第一反应箱、第二反应箱、澄清池、出水箱，预处理废水在第一反应箱中和可溶性碳酸盐发生反应生成沉淀物，将部分金属离子形成难溶解物析出。在第二反应箱与第一反应箱相贴近，含有沉淀物的悬浮液溢流到第二反应箱中，硫化物与汞离子发生反应生成难溶性物质，将汞析出，实现汞的深度处理，又通过絮凝剂让沉淀物团聚在一起。而其他预处理废水可继续通入到第一反应箱中进行反应处理。澄清池与第二反应箱相通，悬浮液通入到澄清池中，悬浮液中团聚在一起的沉淀物重量增加，静置后可下沉沉淀下来，澄清池底部又连通有排污管道，沉淀物下沉后进入排污管道。又由于在排污管道中容纳有助凝剂，助凝剂进一步促进沉淀物团聚在一起，并将沉淀物脱水，让沉淀物排出。即让悬浮液形成分层，上层为清水，下层为沉淀物，下层的沉淀物从排污管道中排出，上层的清水溢流到出水箱中，从出水箱的排水口排出，从而实现废水的近零排放。由于通过先添加相对廉价的可溶性碳酸盐，而废水中金属离子包括钙离子、镁离子、锰离子、汞离子等金属离子，可溶性碳酸盐可先将钙离子、镁离子沉淀下来，再添加硫化物，在没有钙离子、镁离子、锰离子等离子干扰的情况下，硫化物可全与汞离子反应，将更多的汞离子沉淀析出。进而在降低有机硫消耗情况下，实现汞的有效脱除。且可溶性碳酸盐价格较低，有机硫消耗也减少，进一步的降低了成本。另外，处理设备也较为简单，降低设备成本。
另外，步骤(1)中的所述可溶性碳酸盐为碳酸钠和\或碳酸钾；且加入所述预处理废水中的所述可溶性碳酸盐的摩尔量为所述预处理废水中金属离子化学计量比的1-1.5倍。
另外，步骤(1)中pH值的预设值为9.0-9.5。
另外，所述絮凝剂选自PAM、聚铁、聚铝中的一种或若干种组合，且浓度为0.2-2g/L。
另外，所述硫化物选自有机硫、硫化钠、硫化钾中的一种或若干种组合，且所述硫化物的摩尔量为所述汞离子化学计量比的1-2.5倍。
另外，所述助凝剂选自PAM、聚铁、聚铝中的一种或若干种组合，且浓度为0.2-2g/L。
另外，所述澄清池包括：与所述第二反应箱相连通的容纳区、与所述容纳区的底部相连通的引导区，且所述引导区远离所述容纳区的一端与所述排污管道相连通。
另外，所述引导区的侧壁为斜面，所述斜面朝向远离所述容纳区的一侧聚拢。
另外，所述第一反应箱、所述第二反应箱容量相同。
另外，所述澄清池的上端与所述出水箱相连通。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明第一实施方式中脱硫废水的处理设备的结构示意图；
图2是本发明第一实施方式中脱硫废水的处理方法的流程图；
图3是本发明第二实施方式中脱硫废水的处理设备的结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种脱硫废水的处理方法，如图1和图2所示，图1中箭头A为溶液流向，箭头B为污泥排出流向，包括以下步骤：
步骤1，在预处理废水中加入可溶性碳酸盐，调节预处理废水的pH值至预设值，并去除部分金属离子，得到含有沉淀物的悬浮液；具体的说，将预处理废水流入第一反应箱1中，预处理废水中钙、镁、锰等金属离子含量远高于汞含量，在第一反应箱1中加入可溶性碳酸盐，反应0.5-2小时，钙、镁、锰等金属离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙、碳酸镁、碳酸锰等碳酸盐的难溶性物质，从而废水中的部分金属离子从废水中分离。
步骤2，在悬浮液中加入硫化物，让汞离子形成沉淀物析出；并加入絮凝剂，促进沉淀物团聚；将含有沉淀物的悬浮液从第一反应箱1后溢流进入到第二反应箱2中，再向第二反应箱2中加入硫化物和絮凝剂，硫化物与汞离子发生反应生成难溶性物质，将汞析出，实现汞的深度处理，又通过絮凝剂，让沉淀物絮凝团聚在一起。在第二反应箱2中反应时，可以将新的待处理废水通入第一反应箱1中，从而将废水分批连续处理。
步骤3，在团聚后的沉淀物中加入助凝剂，进一步促进沉淀物的团聚，且将沉淀物脱水，排出脱水后的沉淀物，并溢流排出清水；具体的说，将悬浮液通入到澄清池3中，悬浮液中团聚在一起的沉淀物重量增加，静置后可下沉沉淀下来，澄清池3底部连通有排污管道20，沉淀物下沉后进入排污管道20。助凝剂放置在排污管道20中，助凝剂进一步促进沉淀物团聚在一起，并将沉淀物脱水，让沉淀物排出。即让悬浮液形成分层，上层为清水，下层为沉淀物，下层的沉淀物从排污管道20中排出，上层的清水溢流到与澄清池3相通的出水箱4中，从出水箱的排水口中流出，从而实现废水的净零排放。
通过上述内容不难发现，通过在预处理废水中加入可溶性碳酸盐，调节预处理废水的pH值，且可溶性碳酸盐中的碳酸根与金属离子形成碳酸盐的难溶性物质，形成沉淀物，得到含有沉淀物的悬浮液。再将硫化物和絮凝剂加入含有沉淀物的悬浮液中，硫化物与汞离子发生反应生成难溶性物质，将汞析出，实现汞的深度处理，又通过絮凝剂，让沉淀物进行絮凝，在静置预设时长后，部分沉淀物团聚在一起，且静置的状态下团聚的沉淀物重量增加，可下沉沉淀下来。且再向沉淀物中加入助凝剂，助凝剂进一步促进沉淀物团聚在一起，并将沉淀物脱水，让悬浮液中的沉淀物和清水分层，上层的清水可溢流排，将溢流排出的清水进行排放，实现废水的近零排放。由于通过先添加相对廉价的可溶性碳酸盐，而废水中金属离子包括钙离子、镁离子、锰离子、汞离子等金属离子，可溶性碳酸盐可先将钙离子、镁离子沉淀下来，再添加硫化物，在没有钙离子、镁离子、锰离子等离子干扰的情况下，硫化物可全与汞离子反应，将更多的汞离子沉淀析出。进而在降低有机硫消耗情况下，实现汞的有效脱除。且可溶性碳酸盐价格较低，有机硫消耗也减少，进一步的降低了成本。
进一步的，步骤1中的可溶性碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾，也可以是碳酸钠和碳酸钾两种，碳酸钠和碳酸钾在水中均为形成碳酸根离子，钙、镁、锰等金属离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙、碳酸镁、碳酸锰等碳酸盐的难溶性物质。且加入预处理废水中的可溶性碳酸盐的摩尔量为预处理废水中金属离子化学计量比的1-1.5倍。
优选的，步骤1中pH值的预设值为9.0-9.5。让硫离子和汞离子的反应效果更好。
另外，絮凝剂选自PAM、聚铁、聚铝中的一种或若干种组合，且浓度为0.2-2g/L。
更值得一提的是，硫化物选自有机硫、硫化钠、硫化钾中的一种或若干种组合，且硫化物的摩尔量为汞离子化学计量比的1-2.5倍。
具体的说，有机硫以三巯基均三嗪三钠盐TMT-15为例，与汞离子反应的离子方程式如下：
而硫化钠、硫化钾等在水溶液中产生硫离子，硫离子和汞离子反应生成硫化汞沉淀。
从而可知，在第二反应箱2中加入硫化物后，汞离子可生产沉淀物析出。
另外，助凝剂选自PAM、聚铁、聚铝中的一种或若干种组合，且浓度为0.2-2g/L。
本发明的第二实施方式涉及一种脱硫废水的处理设备，如图3所示，图3中箭头A为溶液流向，箭头B为污泥排出流向，包括：第一反应箱1、第二反应箱2、澄清池3、出水箱4。第一反应箱1用于容纳预处理废水和可溶性碳酸盐，还用于预处理废水和可溶性碳酸盐发生反应，调节预处理废水的pH值至预设值，去除如钙离子、镁离子、锰离子等部分金属离子，得到含有沉淀物的悬浮液。第二反应箱2与第一反应箱1相贴近，第一反应箱1中的悬浮液溢流到第二反应箱2中，保证停留时间，使预处理废水与可溶性碳酸盐充分混合，避免加进来的废水直接流入第二反应箱2。第二反应箱2用于容纳从第一反应箱1中溢流出的含有沉淀物的悬浮液、絮凝剂和硫化物。澄清池3与第二反应箱2相通，用于容纳第二反应箱2中流出的悬浮液。澄清池的底部连通有排污管道，排污管道用于容纳助凝剂，还用于将沉淀物排出。出水箱4与澄清池3相连通，澄清池3的顶部与出水箱4相连，澄清池3上层的清水溢流出进入到出水箱4中，出水箱4容纳澄清池中流出的清水，出水箱4还开设有排水口，排水口处可设置有阀门，在打开阀门让清水从排水口中排出。
具体的说，如图3所示，将待处理的废水通入到第一反应箱1中，预处理废水中钙、镁、锰等金属离子含量远高于汞含量，在第一反应箱1中加入可溶性碳酸盐。可溶性碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾，也可以是碳酸钠和碳酸钾两种。反应0.5-2小时，碳酸根离子与钙、镁、锰等金属离子生成碳酸盐的难溶性物质，从而废水中的部分金属离子从废水中分离。含有沉淀物的悬浮液溢流到第二反应箱2中，再向第二反应箱2中加入絮凝剂和硫化物，硫化物选自有机硫、硫化钠、硫化钾中的一种或若干种组合。硫化物与汞离子发生反应生成难溶性物质，将汞析出，实现汞的深度处理，又通过絮凝剂，让沉淀物絮凝团聚在一起。在第二反应箱2中反应时，可以将新的待处理废水通入第一反应箱1中，从而将废水分批连续处理。将第二反应箱2中的悬浮液通入到澄清池3中，悬浮液中团聚在一起的沉淀物重量增加，静置后可下沉沉淀下来，又澄清池3底部连通有排污管道20，沉淀物下沉后进入排污管道20。助凝剂放置在排污管道20中，助凝剂进一步促进沉淀物团聚在一起，并将沉淀物脱水，让沉淀物排出。即让悬浮液形成分层，上层为清水，下层为沉淀物，下层的沉淀物从排污管道20中排出，上层的清水溢流到与澄清池3相通的出水箱4中，让清水从出水箱4的排水口10中排出。
通过上述内容不难发现，由于设有第一反应箱1、第二反应箱2、澄清池3、出水箱4，预处理废水在第一反应箱1中和钙碱和铝盐复配剂发生反应生成沉淀物，将部分金属离子形成难溶解物析出。在第二反应箱2与第一反应箱1相贴近，含有沉淀物的悬浮液溢流到第二反应箱2中，硫化物与汞离子发生反应生成难溶性物质，将汞析出，实现汞的深度处理，又通过絮凝剂让沉淀物团聚在一起。而其他预处理废水可继续通入到第一反应箱1中进行反应处理。澄清池3与第二反应箱2相通，悬浮液通入到澄清池3中，悬浮液中团聚在一起的沉淀物重量增加，静置后可下沉沉淀下来，澄清池3底部又连通有排污管道20，沉淀物下沉后进入排污管道20。又由于在排污管道中容纳有助凝剂，助凝剂进一步促进沉淀物团聚在一起，并将沉淀物脱水，让沉淀物排出。即让悬浮液形成分层，上层为清水，下层为沉淀物，下层的沉淀物从排污管道20中排出，上层的清水溢流到与澄清池相通的出水箱4中，从出水箱4的排水口10排出，从而实现废水的近零排放。由于通过先添加相对廉价的可溶性碳酸盐，而废水中金属离子包括钙离子、镁离子、锰离子、汞离子等金属离子，可溶性碳酸盐可先将钙离子、镁离子沉淀下来，再添加硫化物，在没有钙离子、镁离子、锰离子等离子干扰的情况下，硫化物可全与汞离子反应，将更多的汞离子沉淀析出。进而在降低有机硫消耗情况下，实现汞的有效脱除。且可溶性碳酸盐价格较低，有机硫消耗也减少，进一步的降低了成本。另外，处理设备也较为简单，降低设备成本。
进一步的，如图3所示，澄清池3包括：与第二反应箱2相连通的容纳区21、与容纳区21的底部相连通的引导区22，且引导区22远离容纳区21的一端与排污管道20相连通。
具体的说，如图3所示，引导区22的侧壁为斜面，斜面朝向远离容纳区21的一侧聚拢。沉淀物沿侧壁下滑至引导区22进入到排污管道20中向外排出。且可设置泵抽取排污管道20中的污泥。
另外，如图3所示，第二反应箱2、第一反应箱1容量相同。从而悬浮液可完全从第一反应箱1进入到第二反应箱2，且第二反应箱2和第一反应箱1也不会过大造成占有多余的空间。
另外，澄清池3的上端与出水箱4通过通道相连通，上澄清池上端的清水可进入到出水箱中。
由于第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (11)
1.一种脱硫废水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在预处理废水中加入可溶性碳酸盐，调节所述预处理废水的pH值至预设值，并去除部分金属离子，得到含有沉淀物的悬浮液；
(2)在所述悬浮液中加入硫化物，让汞离子形成沉淀物析出；并加入絮凝剂，促进沉淀物团聚；
(3)在团聚后的所述沉淀物中加入助凝剂，进一步促进所述沉淀物的团聚，且将所述沉淀物脱水，排出脱水后的所述沉淀物，并溢流排出清水。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中的所述可溶性碳酸盐为碳酸钠和\或碳酸钾；且加入所述预处理废水中的所述可溶性碳酸盐的摩尔量为所述预处理废水中金属离子化学计量比的1-1.5倍。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中pH值的预设值为9.0-9.5。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理方法，其特征在于，所述絮凝剂选自PAM、聚铁、聚铝中的一种或若干种组合，且浓度为0.2-2g/L。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理方法，其特征在于，所述硫化物选自有机硫、硫化钠、硫化钾中的一种或若干种组合，且所述硫化物的摩尔量为所述汞离子化学计量比的1-2.5倍。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水的处理方法，其特征在于，所述助凝剂选自PAM、聚铁、聚铝中的一种或若干种组合，且浓度为0.2-2g/L。
7.一种脱硫废水的处理设备，其特征在于，包括：
第一反应箱，用于容纳预处理废水、可溶性碳酸盐，还用于所述预处理废水和所述可溶性碳酸盐发生反应，调节所述预处理废水的PH值至预设值，去除部分金属离子，得到含有沉淀物的悬浮液；
第二反应箱，与所述第一反应箱相贴近，用于容纳从所述第一反应箱中溢流出的所述悬浮液，且容纳硫化物和絮凝剂；还用于所述硫化物和悬浮液在其中发生反应，让汞离子形成沉淀物析出；
澄清池，与所述第二反应箱相通，用于容纳从所述第二反应箱中流出的悬浮液；所述澄清池的底部连通有排污管道，所述排污管道用于容纳助凝剂，还用于将所述沉淀物排出；
出水箱，与所述澄清池相连通，用于容纳从所述澄清池内溢流出的清水；且所述出水箱还开设有排水口。
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，所述澄清池包括：与所述第二反应箱相连通的容纳区、与所述容纳区的底部相连通的引导区，且所述引导区远离所述容纳区的一端与所述排污管道相连通。
9.根据权利要求8所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述引导区的侧壁为斜面，所述斜面朝向远离所述容纳区的一侧聚拢。
10.根据权利要求7所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述第一反应箱、所述第二反应箱容量相同。
11.根据权利要求7所述的脱硫废水的处理设备，其特征在于，所述澄清池的上端与所述出水箱相连通。
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