CN113072212A - 一种高钙脱硫废水自软化预处理系统及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高钙脱硫废水自软化预处理系统，包括依次连接的初沉池、软化池、第一澄清池、沉淀池、第二澄清池、微滤池和反渗透池，其中，所述沉淀池的顶部连接有钡盐投放管道和混凝剂投放管道；所述反渗透池的底部连接有回流排水管路，所述回流排水管路的另一端和所述软化池的侧壁连接，所述回流排水管路用于将Ca2+浓缩液送至所述软化池内去除SO4 2‑离子。本发明的高钙脱硫废水自软化预处理系统可减少处理过程中沉淀剂的投放量和降低投药成本，减少反应过程中沉淀物的生成量和降低污泥处置费用。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫废水处理技术领域，具体为一种高钙脱硫废水自软化预处理系统及工艺。
背景技术
近年来发布的“火电厂污染防治可行技术指南”中明确提出废水近零排放的关键是实现脱硫废水零排放，而脱硫废水由于其具有高悬浮物、高含盐量以及重金属种类多等特点，是处理难度较大的一类废水。
目前，处理脱硫废水主要采取化学软化，蒸发减量和浓缩结晶等方法，而浓缩减量多采取膜处理技术。膜处理技术单元对进水要求较高(膜污染指数SDI≤5)，若膜处理技术直接处理高硬度脱硫废水，会严重影响膜法处理脱硫废水的膜通量，导致膜堵塞和膜污染现象，进而缩短膜的使用寿命。因此，在使用膜技术处理脱硫废水时，对脱硫废水进行软化前处理是十分必要的。对于高钙硬度脱硫废水，大都采用双碱法进行软化前处理。如宝钢以脱硫废水为原水，使用双碱法进行软化前处理时，每小时进水量控制在1吨左右，其碳酸钠溶液(浓度为11.11％左右)投加量为70L/h。还有其他使用碳酸钠来降低脱硫废水硬度，碳酸钠投加量高达20g/L，且经沉淀后，再投加盐酸将废水pH调节至6.53。虽然双碱法进行废水预处理效果好，但是也存在药剂消耗量大，沉淀物生成量多、沉淀难以沉降和成本高等问题。因此，针对高钙硬度的脱硫废水，研发新型低成本防垢预处理技术具有十分重要的意义。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高钙脱硫废水自软化预处理系统，该预处理系统通过回流排水管道将Ca2+浓缩液送至软化池内去除部分SO4 2-离子，从而减少处理过程中沉淀剂的投放量和降低投药成本，减少反应过程中沉淀物的生成量和降低污泥处理费用。
本发明的第二目的在于提供一种高钙脱硫废水自软化预处理工艺，该工艺有利于节约能耗，达到比现有工艺更好的软化效果。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高钙脱硫废水自软化预处理系统，包括依次连接的初沉池、软化池、第一澄清池、沉淀池、第二澄清池、微滤池和反渗透池，其中，所述沉淀池的顶部连接有钡盐投放管道和混凝剂投放管道；所述反渗透池的底部连接有回流排水管路，所述回流排水管路的另一端和所述软化池的侧壁连接，所述回流排水管路用于将Ca2+浓缩液送至所述软化池内去除部分SO4 2-离子。
进一步的，所述钡盐投放管道内填充有钡盐，所述钡盐包括氯化钡、氢氧化钡中的任意一种。
进一步的，所述混凝剂投放管道内填充有混凝剂，所述混凝剂由絮凝剂和助凝剂组成。
进一步的，所述反渗透池内设置有反渗透膜。
进一步的，所述微滤池内设置有微滤池膜。
进一步的，所述微滤池膜的滤径为1～10微米。
进一步的，所述软化池和沉淀池内均设置有机械搅拌装置。
进一步的，所述初沉池的底部、软化池的底部、第一澄清池的底部和沉淀池的底部均设置有排泥管道。
除此之外，本发明还提供了一种高钙脱硫废水自软化预处理工艺，其采用上述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，包括以下步骤：
(1)脱硫废水经初步沉降后，进入软化池内与经回流排水管路的Ca2+浓缩液反应，去除部分SO4 2-离子；
(2)软化池出水经初步沉降分离后进入沉淀池内，在所述沉淀池内投入钡盐和混凝剂进一步去除剩余的SO4 2-离子；
(3)沉淀池出水经再次沉降分离后进入微滤池，所述微滤池出水经反渗透处理后，得到的Ca2+浓缩液经回流排水管路进入所述软化池内。
进一步的，所述步骤(2)中的混凝剂的投入量为沉淀量的5～20％。
进一步的，所述絮凝剂和助凝剂投入的质量比为50:1。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、用反渗透回流的高浓度Ca2+浓缩液处理脱硫废水中的SO42-，可初步去除40％～60％的SO42-，减少后续沉淀剂使用量，从而降低投药成本和污泥处置成本；
2、投加钡盐结合混凝剂，可使SO42-的去除率高达98.0～99.9％，有效缓解后续膜处理过程中废水悬浮物和CaSO4对膜堵塞的问题；
3、自软化预处理工艺在原废水弱酸条件下具有最好的软化效果，无需向废水添加中pH调节药剂；
4、副产物高纯度CaSO4可作为建筑材料或工业原料，获得额外经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明提出的高钙脱硫废水自软化预处理系统的结构示意图。
附图标记说明：
1-初沉池； 2-软化池；
3-第一澄清池； 4-沉淀池；
5-第二澄清池； 6-微滤池；
7-反渗透池； 8-钡盐投放管道；
9-混凝剂投放管道； 10-回流排水管路；
11-机械搅拌装置； 12-排泥管道。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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，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"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“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。
参阅图1所示，本发明提出的高钙脱硫废水自软化预处理系统，包括依次连接的初沉池1、软化池2、第一澄清池3、沉淀池4、第二澄清池5、微滤池6和反渗透池7，其中，沉淀池的顶部连接有钡盐投放管道8和混凝剂投放管道9，反渗透池7的底部连接有回流排水管路10，回流排水管路10用于将Ca2+浓缩液送至所述软化池内去除部分SO4 2-离子。本发明的高钙脱硫废水自软化预处理系统通过回流排水管路10，将反渗透回流的Ca2+浓缩液输送至软化池2内，可初步去除40％～60％的SO42-，减少了后续沉淀剂的使用量。
具体而言，钡盐投放管道8内填充有钡盐，钡盐包括氯化钡、氢氧化钡中的任意一种；混凝剂投放管道9内填充有混凝剂，混凝剂由絮凝剂和助凝剂组成。
本实施例中，为了提高反应效率，其中，软化池2和沉淀池4内均设置有机械搅拌装置11。初沉池1的底部、软化池2的底部、第一澄清池3的底部和沉淀池4的底部均设置有排泥管道12。
另外，在上述方案的基础上，反渗透池7内设置有反渗透膜，微滤池6内还设置有微滤池膜，作为优选，微滤池膜的滤径为1～10微米。
以下简要说明本发明的高钙脱硫废水自软化预处理系统的工作过程：
脱硫废水经初沉池1初步沉降后，进入软化池2内与经回流排水管路10的Ca2+浓缩液反应，去除部分SO4 2-离子；
软化池2出水在第一澄清池3内初步沉降分离后进入沉淀池4内，在沉淀池4内投入钡盐和混凝剂后再进一步去除剩余的SO4 2-离子，混凝剂的投入量为沉淀量的5～20％；混凝剂由絮凝剂和助凝剂组成，其中，絮凝剂和助凝剂投入的质量比为50:1；
沉淀池4出水再进入第二澄清池5内再次沉降分离后进入微滤池6，微滤池6出水进入反渗透池7内进行反渗透处理，得到的Ca2+浓缩液经回流排水管路10进入软化池2内。
应用例
以宝鸡市某火电厂高钙脱硫废水为例，其Ca2+和SO42-的浓度分别为3091mg/L和2450mg/L。在投加沉淀剂BaCl2前先将废水浓缩回流除去部分SO42-。当浓缩5倍与原水混合时，SO42-浓度可降至1150mg/L，再使用沉淀剂BaCl2絮凝剂进一步去除SO42-，出水SO42-可低至10mg/L。沉淀剂用量由6.23g/L废水降至3.05g/L废水，沉淀剂费用由18.69元/吨废水降至9.16元/吨废水，沉淀剂费用减少了50.9％。同时，副产物CaSO4等可作为工业用盐。因此，本发明所提出的回流浓缩加钡盐加混凝剂是一种有效的低成本的高钙低硫酸根脱硫废水软化预处理方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，包括依次连接的初沉池、软化池、第一澄清池、沉淀池、第二澄清池、微滤池和反渗透池，其中，所述沉淀池的顶部连接有钡盐投放管道和混凝剂投放管道；所述反渗透池的底部连接有回流排水管路，所述回流排水管路的另一端和所述软化池的侧壁连接，所述回流排水管路用于将Ca2+浓缩液送至所述软化池内去除部分SO4 2-离子。
2.根据权利要求1所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，所述钡盐投放管道内填充有钡盐，所述钡盐包括氯化钡、氢氧化钡中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，所述混凝剂投放管道内填充有混凝剂，所述混凝剂由絮凝剂和助凝剂组成。
4.根据权利要求1所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，所述反渗透池内设置有反渗透膜。
5.根据权利要求1所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，所述微滤池内设置有微滤池膜。
6.根据权利要求5所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，所述微滤池膜的滤径为1～10微米。
7.根据权利要求1所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，所述软化池和沉淀池内均设置有机械搅拌装置。
8.根据权利要求1所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，其特征在于，所述初沉池的底部、软化池的底部、第一澄清池的底部和沉淀池的底部均设置有排泥管道。
9.一种高钙脱硫废水自软化预处理工艺，其特征在于，其采用权利要求1-8任一项所述的高钙脱硫废水自软化预处理系统，所述的高钙脱硫废水自软化预处理工艺包括以下步骤：
(1)脱硫废水经初步沉降后，进入软化池内与经回流排水管路的Ca2+浓缩液反应，去除部分SO4 2-离子；
(2)软化池出水经初步沉降分离后进入沉淀池内，在所述沉淀池内投入钡盐和混凝剂进一步去除剩余的SO4 2-离子；
(3)沉淀池出水经再次沉降分离后进入微滤池，所述微滤池出水经反渗透处理后，得到的Ca2+浓缩液经回流排水管路进入所述软化池内。
10.根据权利要求1所述的高钙脱硫废水自软化预处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中的混凝剂的投入量为沉淀量的5～20％。
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