CN112158896A

CN112158896A - 一种高效湿法脱硫废水处理净水剂及应用

Info

Publication number: CN112158896A
Application number: CN202010936843.8A
Authority: CN
Inventors: 刘理方; 刘良华; 宋健; 闻宇; 甘平湘; 胡丹凤
Original assignee: Changsha Xiangji Environmental Protection Technology Co ltd; Hunan Datang Energy Saving Science And Technology Co ltd
Current assignee: Changsha Xiangji Environmental Protection Technology Co ltd; Hunan Datang Energy Saving Science And Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2021-01-01

Abstract

本发明公开了一种高效湿法脱硫废水处理净水剂及应用，净水剂原料包括以下按质量百分比计的组分：氢氧化钙10‑15％、聚合氯化铝45‑75％、NOC‑1型生物絮凝剂10‑20％、螯合剂3‑5％、活性炭2‑5％。各组分搭配，可有效去除脱硫废水中的SS、重金属离子、COD、氟化物、硫化物等，适用于pH值6‑9的条件，废水处理效率高，适用工艺简单，出水可达标排放或回用，特别适用于脱硫废水的处理，尤其适合高SS浓度的脱硫废水的处理。

Description

一种高效湿法脱硫废水处理净水剂及应用

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种高效湿法脱硫废水处理净水剂及应用。

背景技术

脱硫废水中主要含有的杂质包括：高浓度的悬浮物、硫酸盐和亚硫酸盐及重金属、COD、氟化物等，其中有很多污染因子，如重金属中的汞、镉、砷、铅、铬是国家环保标准中严格控制的第一类污染物，还具有盐分含量高、重金属含量高、腐蚀性强、硬度大等特点，处理难度极大、成本高、效果差。

目前国内外企业对脱硫废水进行一定的处理，一般采用的处理工艺及原理如下：

1)采用氢氧化钙/石灰乳(Ca(OH)₂)进行碱化处理：

用Ca(OH)₂调节pH，使金属离子与氢氧根结合形成微溶的氢氧化物从废水中沉淀出来。研究表明，对存在于脱硫废水中的大多数重金属的沉淀来说，pH值在9.0—9.5之间较合适。

2)采用有机硫化物沉淀重金属：

并非所有重金属都能以氢氧化物的形式沉淀出来，尤其是镉和汞，通过加入有机硫化物(如TMT-15)，使其与镉和汞等重金属形成微溶化合物，以固体形式沉淀出来。

3)固体沉淀物的絮凝：

为了改善对固体物的沉降能力，通常加入絮凝剂(如FeClSO₄)形成小粒子絮凝物。为了使沉淀颗粒长大更易沉降，向废水中加入助凝剂，使沉淀物表面张力降低，使其形成易于沉降的大粒子絮凝物。

上述工艺中存在的问题：

废水处理中需用氢氧化钙调节pH值至9-9.5，超出了排放标准值6-9，为了达标排放，后续需加酸回调pH值，造成工艺繁琐；有机硫去除重金属需要在pH大于9的条件下效果好，pH值6-9，效果相对较差；絮凝过程耗费时间较长，固液分离不彻底，尤其对降低废水中悬浮物的作用不明显；处理剂应用工艺复杂、设备一次性投资大、加药繁琐、运维成本高、水质难以达标排放。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高效湿法脱硫废水处理净水剂，对重金属、悬浮物等去除效果优异，适用于pH6-9的条件，出水可达标排放或回用，废水处理效率高，适用工艺简单，特别适用于脱硫废水的处理。

本发明还提出上述高效湿法脱硫废水处理净水剂的应用。

本发明还提出一种脱硫废水处理设备。

本发明还提出一种脱硫废水处理方法。

根据本发明的第一方面实施方式的高效湿法脱硫废水处理净水剂，包括以下按质量百分比计的组分：氢氧化钙10-15％、聚合氯化铝45-75％、NOC-1型生物絮凝剂10-20％、螯合剂3-5％、活性炭2-5％。其中，聚合氯化铝可选为50-70％。

氢氧化钙用于调节废水pH值，使部分重金属离子在中性或碱性条件下生成难溶的氢氧化物沉淀；螯合剂与重金属离子反应生成难溶于水的螯合重金属盐沉淀；活性炭吸附有机质去除废水中的COD，同时为废水中的极微小悬浮物颗粒提供聚合的结核，起辅助沉淀作用，可选为普通活性炭或表面改性活性炭；聚合氯化铝具有较强的架桥吸附性能，同时在聚合氯化铝的水解过程中伴随发生凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程，絮凝沉淀速度快，聚合氯化铝和生物絮凝剂、螯合剂等组分配合，能与废水中的悬浮物SS、重金属离子、COD、氟化物等反应形成混凝小颗粒，并利用生物絮凝剂使混凝小颗粒形成大的粗颗粒迅速沉降，易于固液分离，通过生物絮凝剂的卷扫与网捕作用，将废水中的极微小颗粒进一步从废水中分离。发明人创造性地发现，NOC-1型生物絮凝剂与其他组分的配合效果明显优于现有的有机、无机絮凝剂及其他微生物絮凝剂，尤其对悬浮物的去除效果明显更优。

各组分搭配，可有效去除脱硫废水中的SS、重金属离子、COD、氟化物、硫化物等，适用于pH值6-9的条件。废水处理效率高，适用工艺简单，例如可适用于一次加药工艺，出水可达标排放或回用，特别适用于脱硫废水的处理，尤其适合高SS浓度的脱硫废水的处理，例如对悬浮物浓度不低于10⁴mg/L的脱硫废水，悬浮物的去除率高达99.9％。而现有的水处理剂，一般只能适用于悬浮物浓度10²mg/L以内的废水处理，对于更高悬浮物浓度的废水，悬浮物的去除率明显下降，难以达标排放，很难满足应用需求。

根据本发明的一些实施方式，各组分的粒度为：氢氧化钙不粗于200目、聚合氯化铝不粗于100目、NOC-1型生物絮凝剂不粗于100目、螯合剂不粗于100目、活性炭不粗于200目。原料的粒度控制，有利于固体粉末的快速溶解，提高净水效率。

根据本发明的一些实施方式，所述螯合剂为DTC型，对络合型的重金属离子去除效果更好，也可使用本领域知晓的其他螯合剂。

根据本发明的第二方面实施方式的高效湿法脱硫废水处理净水剂的应用，适用于脱硫废水处理。尤其适合高SS浓度的脱硫废水处理，例如悬浮物浓度为0.5-8％质量百分数的脱硫废水，悬浮物示例为硅、硫酸钙等。

根据本发明的一些实施方式，所述高效湿法脱硫废水处理净水剂的用量为300-500g/M³。具体用量可根据实际水质情况进行调整。

根据本发明的第三方面实施方式的脱硫废水处理设备，其净水剂采用上述的高效湿法脱硫废水处理净水剂。所述的脱硫废水处理设备包括但不限于三联箱水处理系统。

根据本发明的第四方面实施方式的脱硫废水处理方法，应用于三联箱水处理系统，该方法包括步骤：将脱硫废水送入一级搅拌箱，在一级搅拌箱中加入上述的高效湿法脱硫废水处理净水剂，搅拌，处理后的废水依次经二级搅拌箱、三级搅拌箱搅拌后，再进入沉降池，得到处理后的清液。

该方法药剂一次加入，工艺简便，废水处理效率高，运维成本较低，易于工业化应用。可在5-10min内实现废水中悬浮物颗粒的快速沉降，达到固液分离的效果；同时废水中的重金属离子、COD及氟化物等均达到排放标准或中水回用标准。

根据本发明的一些实施方式，所述高效湿法脱硫废水处理净水剂的用量为300-500g/M³。废水pH，示例为3-6。在实际应用中，可通过监测脱硫废水的进水流量、SS浓度，以及出水pH和浊度等水质情况，对净水剂用量进行调整。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明实施例脱硫废水的处理工艺流程示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合测试数据予以说明。

以下实施例和对比例中，脱硫废水为某火力发电厂湿法脱硫废水，废水pH为3-6，悬浮物浓度不低于10⁴mg/L，废水中重金属离子，如汞、镉、铬、砷、铅等均有不同程度的超标，废水中COD、氟化物等均超标，具体水质情况见表1。

以应用于三联箱水处理系统为例，对本发明的高效湿法脱硫废水处理净水剂及其应用进行说明。三联箱水处理系统，包括依次连接的一级搅拌箱、二级搅拌箱、三级搅拌箱，三级搅拌箱的出水端与斜板沉降池相连，一级搅拌箱、二级搅拌箱、三级搅拌箱与斜板沉降池构成一体化处理系统，如图1所示，其中的各部件为本领域公知，其结构及工作原理不再详述。

实施例1

一种高效湿法脱硫废水处理净水剂，包括以下成分：粒度200目的氢氧化钙10％、粒度100目的聚合氯化铝65％、粒度100目的NOC-1型生物絮凝剂15％、粒度100目的DTC型螯合剂5％、粒度200目的活性炭5％，将各成分混合，搅拌均匀制成净水剂。

一种脱硫废水处理方法，如图1所示，包括以下步骤：

将脱硫废水送入一级搅拌箱，同时在一级搅拌箱中加入上述净水剂，净水剂加入量为350g/M³，搅拌，充分混溶，废水pH值调整至7.21，废水中部分重金属离子在弱碱性条件下生成难溶的金属氢氧化物沉淀物；同时螯合剂与部分重金属离子继续反应生成难溶于水的螯合重金属盐沉淀；

经一级搅拌箱处理后的废水进入二级搅拌箱内，净水剂中的聚合氯化铝、生物絮凝剂、螯合剂充分溶解，进一步与废水中的SS、重金属离子、COD、氟化物等反应形成小颗粒混凝物；活性炭吸附有机质而降低废水中的COD，在活性炭的结核作用下，废水中的极微小沉淀物、微细胶体、微细颗粒物等极微小悬浮物颗粒逐步形成小颗粒状悬浮物；

经二级搅拌箱处理后的废水进入三级搅拌箱，在生物絮凝剂的作用下将二级搅拌箱内形成的小颗粒物形成大的粗颗粒悬浮物；

经三级搅拌箱处理后的废水进入斜板沉降池内进行固液分离，废水中的粗颗粒悬浮物在重力作用下迅速沉淀至斜板沉降池底部污泥斗内，上层澄清液往上溢出，进入清水箱回用或达标排放。

实施例2

一种高效湿法脱硫废水处理净水剂，包括以下成分：粒度200目的氢氧化钙12％、粒度100目的聚合氯化铝68％、粒度100目的NOC-1型生物絮凝剂12％、粒度100目的DTC型重金属螯合剂3％、粒度200目的活性炭5％，将各成分混合，搅拌均匀制成净水剂。

一种脱硫废水处理方法，参照实施例1，不同之处在于：净水剂加入量为400g/M³，搅拌，充分混溶，废水pH值调整至8.23。

实施例3

一种高效湿法脱硫废水处理净水剂，包括以下成分：粒度200目的氢氧化钙15％、粒度100目的聚合氯化铝58％、粒度100目的NOC-1型生物絮凝剂18％、粒度100目的重金属螯合剂5％、粒度200目的活性炭4％，将各成分混合，搅拌均匀制成净水剂。

一种脱硫废水处理方法，参照实施例1，区别在于：净水剂加入量为450g/M³，搅拌，充分混溶，废水pH值调整至8.51。

对比例1

与实施例1相比，不同之处在于：净水剂的成分中无活性炭，其余组分配比与实施例1相同；脱硫废水处理方法，水质pH值调整情况见表1，其余与实施例1相同。

对比例2

与实施例1相比，不同之处在于：净水剂的成分中聚合氯化铝添加量为40％，其余组分配比与实施例1相同；脱硫废水处理方法，水质pH值调整情况见表1，其余与实施例1相同。

对比例3

与实施例1相比，不同之处在于：净水剂的成分中聚合氯化铝添加量为80％，其余组分配比与实施例1相同；脱硫废水处理方法，水质pH值调整情况见表1，其余与实施例1相同。

测试例

依据GB/T19923-2005国家标准，对实施例1-3和对比例1-3处理后的水质进行检测，检测结果如表1所示。

可以看出，各实施例的净水剂能够高效去除脱硫废水中含有的SS、COD、重金属离子、氟化物、硫化物等杂质，实现废水回用或达标排放，尤其是对于悬浮物高达10⁴mg/L的高SS含量的脱硫废水，悬浮物的去除率高达99.9％，去除效果显著，明显优于现有的净水剂。所提供的净水剂能在5-10min内实现废水中悬浮物颗粒的快速沉降，达到固液分离的效果，净水剂可一次加入，工艺简便，废水处理效率高，运维成本较低，易于工业化应用。

对比例1-3的废水处理效果明显不及各实施例，特别是COD、悬浮物SS等高很多，说明组分搭配的不同对废水处理效果有显著影响。

表1

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种高效湿法脱硫废水处理净水剂，其特征在于，包括以下按质量百分比计的组分：

氢氧化钙10-15％、聚合氯化铝45-75％、NOC-1型生物絮凝剂10-20％、螯合剂3-5％、活性炭2-5％。

2.根据权利要求1所述的高效湿法脱硫废水处理净水剂，其特征在于，各组分的粒度为：氢氧化钙不粗于200目、聚合氯化铝不粗于100目、NOC-1型生物絮凝剂不粗于100目、螯合剂不粗于100目、活性炭不粗于200目。

3.根据权利要求1所述的高效湿法脱硫废水处理净水剂，其特征在于，所述螯合剂为DTC型。

4.如权利要求1-3任一项所述的高效湿法脱硫废水处理净水剂在脱硫废水处理中的应用。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述高效湿法脱硫废水处理净水剂的用量为300-500g/M³。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述脱硫废水的悬浮物质量百分数为0.5-8％。

7.一种脱硫废水处理设备，其特征在于，其净水剂采用权利要求1-3任一项所述的高效湿法脱硫废水处理净水剂。

8.一种脱硫废水处理方法，应用于三联箱水处理系统，其特征在于，包括步骤：

将脱硫废水送入一级搅拌箱，在一级搅拌箱中加入如权利要求1-3任一项所述的高效湿法脱硫废水处理净水剂，搅拌，处理后的废水依次经二级搅拌箱、三级搅拌箱搅拌后，再进入沉降池，得到处理后的清液。

9.根据权利要求8所述的脱硫废水处理方法，其特征在于，所述高效湿法脱硫废水处理净水剂的用量为300-500g/M³。

10.根据权利要求8所述的脱硫废水处理方法，其特征在于，所述脱硫废水的悬浮物质量百分数为0.5-8％。