CN113200623A - 一种脱硫废水处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水处理系统及方法。本发明提供一种脱硫废水处理系统，包括：调节池、混凝池、药品投加装置和澄清池。本发明还提供一种脱硫废水处理方法，包括以下步骤：S1、向脱硫废水中加入盐酸溶液调至酸性，搅拌均匀后静置；S2、向静置后的脱硫废水中加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺后，搅拌混凝；S3、将混凝后的脱硫废水澄清后，固液分离。该方法能去除脱硫废水中90％以上的悬浮物，防止重金属的沉降，减小污泥毒性，降低处理污泥的成本。本发明还提供一种脱硫废水处理系统，包括：调节池、混凝池、药品投加装置和澄清池。本发明提供的脱硫废水处理系统及方法，解决了目前脱硫废水中在碱性条件下絮凝时，重金属与悬浮物共同沉降的问题，可降低污泥重金属毒性。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种脱硫废水处理系统及方法。
背景技术
我国绝大多数火电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术去除烟气中的硫氧化物。在烟气脱硫过程中，需对外排放脱硫废水。该脱硫废水呈弱酸性(pH约4.0-6.5)，悬浮物含量高(可达7％)，含有多种重金属(Pb、Hg、Cr、Cd等)。为了使脱硫废水达到排放标准，目前国内大多火电厂采用“三联箱”工艺对废水进行处理。首先，该工艺需要向脱硫废水中投加熟石灰，使部分重金属沉降，然后将pH调整至9.0-10.0左右，使其满足后续絮凝要求；其次，向脱硫废水中投加有机硫等药剂，进一步去除废水重金属；最后，投加絮凝剂将重金属和悬浮物一并沉淀分离。“三联箱”工艺可使大多数废水重金属达到排放标准。然而，由于该工艺是在投加碱之后进行絮凝，废水中的重金属离子会在碱性环境下形成沉淀物，这些沉淀物与水中的悬浮物在絮凝剂的作用下共同沉降，产生的污泥会被定性为危险废物，从而增加处理成本和污染风险。若能在酸性环境下实现废水中悬浮物的沉降分离，则可以避免重金属沉降混合于污泥中，降低污泥毒性和处理成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种脱硫废水处理系统及方法，解决目前在碱性条件下絮凝，脱硫废水中重金属会随悬浮物一起沉降，致使悬浮物沉降所形成污泥毒性大的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种脱硫废水处理系统，包括：调节池、混凝池、药品投加装置和澄清池；
所述调节池、所述混凝池与所述澄清池依次连通；
所述药品投加装置分别与所述调节池和所述混凝池连通。
药品投加装置可以向调节池内的脱硫废水中投加盐酸溶液，将脱硫废水调至酸性。调至酸性的脱硫废水通入混凝池中，药品投加装置可以向混凝池中投加硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺，实现对脱硫废水的混凝。混凝后的脱硫废水通入澄清池中，最终实现固液分离。通过发明提供的系统，使得悬浮物发生絮凝沉淀时，重金属离子仍游离在脱硫废水中，不沉降到污泥沉淀中，从而降低了废水中污泥的毒性，避免了污泥被定性为危险废物而增加处理成本。因此，本系统降低了污泥毒性和处理成本。
进一步，所述混凝池包括第一混凝池和第二混凝池，所述第一混凝池与所述第二混凝池连通；
所述药品投加装置包括第一投加装置、第二投加装置和第三投加装置，所述第一投加装置与所述调节池连通，所述第二投加装置和所述第三投加装置分别与所述第一混凝池连通。
第一投加装置向调节池中投加盐酸溶液，第二投加装置向第一混凝池中投加硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液，第三投加装置向第一混凝池内投加聚丙烯酰胺，增强脱硫废水的混凝效果。
进一步，所述第二投加装置包括第一加药管道和第一加药计量泵，所述第一加药计量泵设置在所述第一加药管道上；
所述第三投加装置包括第二加药管道和第二加药计量泵，所述第二加药计量泵设置在所述第二加药管道上；
所述第一加药管道和所述第二加药管道均与所述第一混凝池连通。
第一加药计量泵可以控制通过第一加药管道投加的硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液的量；第二加药计量泵可以控制通过第二加药管道投加的聚丙烯酰胺的量。
进一步，所述调节池、所述第一混凝池和所述第二混凝池的内部均设有一搅拌装置。
一方面，搅拌装置通过自身的转动，实现所投加药剂与脱硫废水的充分混合；另一方面搅拌可以增强第一混凝池和第二混凝池的混凝效果。
进一步，所述澄清池的底部设有一污泥管道，所述污泥管道与所述澄清池连通，所述澄清池的底部为锥斗状。
澄清池的底部为锥斗状，使得静置后收集的污泥沉淀物通过污泥管道排出。
进一步，所述调节池、所述第一混凝池、所述第二混凝池与所述澄清池依次通过废水管道连通。
废水管道能够实现调节池、第一混凝池、第二混凝池与澄清池的连通。
进一步，所述调节池的一侧设有一进水管道；所述澄清池的一侧设有一出水管道。
脱硫废水通过进水管道进入调节池。经过本系统处理后的脱硫废水，通过出水管道排出。
一种利用上述系统的脱硫废水处理方法，包括以下步骤：
S1、向脱硫废水中加入盐酸溶液调至酸性，搅拌均匀后静置；
S2、向静置后的脱硫废水中加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺后，搅拌混凝；
S3、将混凝后的脱硫废水澄清后，固液分离。
加入盐酸溶液将脱硫废水调至酸性，使得在去除脱硫废水中悬浮物时，Pb、Hg、Cr、Cd等重金属离子不发生沉降。向酸性的脱硫废水中加入絮凝剂—硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液，脱硫废水中的悬浮物发生混凝作用而形成沉淀。聚丙烯酰胺作为助凝剂，能加快悬浮物的沉淀。
通过本发明提供的方法，使得悬浮物发生絮凝沉淀时，重金属离子仍溶解于脱硫废水中，不沉降至污泥沉淀中，从而降低了废水中污泥的毒性，降低了污泥处理的难度和成本。
进一步，所述步骤S1具体包括：
向脱硫废水中投加盐酸溶液，调节pH值至4-6，以100-200r/min的转速搅拌均匀后静置。
搅拌后，盐酸溶液与脱硫废水能够充分混匀。将pH值至4-6，可避免重金属沉淀。
进一步，所述步骤S2具体包括：
将静置后的脱硫废水引入第一混凝池，向其中加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺，以240-340r/min的转速搅拌0.5-1.5min。再将废水引入第二混凝池，以30-60r/min的转速搅拌15-45min；
其中，硅酸钠与聚合氯化铝混合熟化溶液中，硅和铝的摩尔比为3：(1-2)；每升脱硫废水加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液10-30mg、聚丙烯酰胺1-3mg。
以硅和铝的摩尔比为3：(1-2)配制的硅酸钠与聚合氯化铝混合熟化溶液，对脱硫废水中的飞灰等悬浮物具有非常有效的絮凝作用。它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使悬浮物凝聚。聚丙烯酰胺是一种线状的有机高分子聚合物，同时也是一种高分子水处理絮凝剂产品，专门可以吸附水中的悬浮颗粒，在颗粒之间起链接架桥作用，使细颗粒形成比较大的絮团，并且加快了悬浮物沉淀的速度。
每升脱硫废水加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液10-30mg，聚丙烯酰胺1-3mg，能够去除脱硫废水中90％以上的悬浮物。
先以240-340r/min的转速搅拌0.5-1.5min，能够促进硅酸钠与聚合氯化铝混合熟化溶液、聚丙烯酰胺与脱硫废水的充分混合。然后，以30-60r/min的转速搅拌15-45min，增加混凝的效果。
与现有技术相比，本发明提供的脱硫废水处理系统，包括：调节池、混凝池、药品投加装置和澄清池。调节池可以将脱硫废水调至酸性；通过混凝池和药品投加装置的配合，可沉降脱硫废水中的悬浮物，同时避免重金属的沉降；通过澄清池的静置作用，排放达标污水，排出污泥。通过本发明提供的系统，使得悬浮物发生絮凝沉淀时，重金属离子仍游离在脱硫废水中，不沉降到污泥沉淀中，从而降低了废水中污泥的毒性，避免了污泥被定性为危险废物而增加处理成本。本系统降低了污泥毒性和处理成本
本发明提供的脱硫废水处理方法，在酸性环境下，将硅酸钠、聚合氯化铝的混合熟化溶液与聚丙烯酰胺混合。本发明提供的脱硫废水处理方法，能去除脱硫废水中90％以上的悬浮物，防止重金属的沉降，减小污泥毒性，降低处理污泥的成本。
附图说明
图1为本发明提供的脱硫废水处理系统整体示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、调节池，2、第一混凝池，3、第二混凝池，4、澄清池，5、进水管道，6、第一投加装置，7、搅拌装置，8、第一加药管道，9、第一加药计量泵，10、第二加药管道，11、第二加药计量泵，12、污泥管道，13、出水管道，14、废水管道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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。
一种脱硫废水处理系统，包括：调节池1、混凝池、药品投加装置和澄清池4；
调节池1、混凝池与澄清池4依次连通；
药品投加装置分别与调节池1和混凝池连通。
脱硫废水先通入调节池1中，利用药品投加装置添加盐酸溶液。然后，通入混凝池，再利用药品投加装置分别添加硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液和聚丙烯酰胺。最后，通入澄清池4进行静置，实现固液分离。
为了实现絮凝剂与助凝剂的分别添加，优选的，混凝池包括第一混凝池2和第二混凝池3，第一混凝池2与第二混凝池3连通；
药品投加装置包括第一投加装置6、第二投加装置和第三投加装置，第一投加装置6与调节池1连通，第二投加装置和第三投加装置分别与第一混凝池2连通。
脱硫废水先通入调节池1中，利用第一投加装置6添加盐酸溶液。然后，通入第一混凝池2，再利用第二投加装置添加硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液，利用第三投加装置投加聚丙烯酰胺。再次，脱硫废水通入第二混凝池3，停留15-45min后，通入澄清池4静置15-45min。
为了控制药剂的投加量，在上述方案的基础上，第二投加装置包括第一加药管道8和第一加药计量泵9，第一加药计量泵9设置在第一加药管道8上；
第三投加装置包括第二加药管道10和第二加药计量泵11，第二加药计量泵11设置在第二加药管道10上；
第一加药管道8和第二加药管道10均与第一混凝池2连通。
第一加药计量泵9能够控制硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液的投加量；第二加药计量泵11能够控制聚丙烯酰胺的投加量。
为了充分发挥药剂的作用，优选的，调节池1、第一混凝池2和第二混凝池3的内部均设有一搅拌装置7。
调节池1内的搅拌装置7可将盐酸溶液与脱硫废水混合均匀；第一混凝池2内的搅拌装置7可将硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液和聚丙烯酰胺混合均匀；第二混凝池3内的搅拌装置7，通过低速搅拌，促进脱硫废水中悬浮物的絮凝沉淀。
在上述方案的基础上，为了将絮凝后形成的沉淀排出，澄清池4的底部设有一污泥管道12，污泥管道12与澄清池4连通，澄清池4的底部为锥斗状。
澄清池4的底部为锥斗状，有利于收集沉淀的污泥。沉淀后形成的污泥，通过污泥管道12排出。
优选的，调节池1、第一混凝池2、第二混凝池3与澄清池4依次通过废水管道14连通。
为了实现脱硫废水的输入和输出，优选的，调节池1的一侧设有一进水管道5，进水管道5与调节池1连通；
澄清池4的一侧设有一出水管道13，出水管道13与澄清池4连通。
脱硫废水通过进水管道5输入；处理后的脱硫废水通过出水管道13输出。
一种脱硫废水处理方法，包括以下步骤：
S1、向脱硫废水中加入盐酸溶液调至酸性，搅拌均匀后静置；
S2、向静置后的脱硫废水中加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺后，搅拌混凝；
S3、将混凝后的脱硫废水澄清后，固液分离。
将脱硫废水加入盐酸溶液调至酸性，能够避免脱硫废水中所含有的重金属离子发生沉淀。向酸性的脱硫废水中加入絮凝剂—硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液，脱硫废水中的悬浮物发生混凝作用而形成沉淀。聚丙烯酰胺作为助凝剂，能加快悬浮物的沉淀。
在上述方案的基础上，步骤S1具体包括：向脱硫废水中投加盐酸溶液，将pH值调节至4-5，以100-200r/min的转速搅拌均匀后静置。
将脱硫废水pH值调至4-6，并以100-200r/min的转速混匀，既可抑制重金属离子的沉淀，又可促进悬浮物的沉淀。
为了实现悬浮物的充分絮凝沉淀，步骤S2具体包括：
将静置后的脱硫废水引入第一混凝池，向其中加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺，以240-340r/min的转速搅拌0.5-1.5min，再将废水引入第二混凝池，,以30-60r/min的转速搅拌15-45min；
其中，硅酸钠与聚合氯化铝混合熟化溶液中，硅和铝的摩尔比为3：1-3:2；每升脱硫废水加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液10-30mg、聚丙烯酰胺1-3mg。
以硅和铝的摩尔比为3：1-3:2配制的硅酸钠与聚合氯化铝混合熟化溶液，具有强力絮凝效果。每升脱硫废水加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液10-30mg，聚丙烯酰胺1-3mg。在此条件下，悬浮物沉降的速度更快，效果最好。高速搅拌，可使得药剂充分混合均匀。低速搅拌，加强悬浮物的絮凝沉淀效果。
综上所述，利用本发明提供的脱硫废水处理方法及系统，能够有效去除脱硫废水中90％以上的悬浮物。与此同时，在酸性条件下絮凝，能够防止Pb、Hg、Cr、Cd等重金属离子沉降到污泥中，减轻了污泥的毒性，降低了污泥处理的难度和成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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)
1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，包括：调节池(1)、混凝池、药品投加装置和澄清池(4)；
所述调节池(1)、所述混凝池与所述澄清池(4)依次连通；
所述药品投加装置分别与所述调节池(1)和所述混凝池连通。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，
所述混凝池包括第一混凝池(2)和第二混凝池(3)，所述第一混凝池(2)与所述第二混凝池(3)连通；
所述药品投加装置包括第一投加装置(6)、第二投加装置和第三投加装置，所述第一投加装置(6)与所述调节池(1)连通，所述第二投加装置和所述第三投加装置分别与所述第一混凝池(2)连通。
3.根据权利要求2所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述第二投加装置包括第一加药管道(8)和第一加药计量泵(9)，所述第一加药计量泵(9)设置在所述第一加药管道(8)上；
所述第三投加装置包括第二加药管道(10)和第二加药计量泵(11)，所述第二加药计量泵(11)设置在所述第二加药管道(10)上；
所述第一加药管道(8)和所述第二加药管道(10)均与所述第一混凝池(2)连通。
4.根据权利要求3所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述调节池(1)、所述第一混凝池(2)和所述第二混凝池(3)的内部均设有一搅拌装置(7)。
5.根据权利要求4所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述澄清池(4)的底部设有一污泥管道(12)，所述污泥管道(12)与所述澄清池(4)连通，所述澄清池(4)的底部为锥斗状。
6.根据权利要求5所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述调节池(1)、所述第一混凝池(2)、所述第二混凝池(3)与所述澄清池(4)依次通过废水管道(14)连通。
7.根据权利要求1-6任一项所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述调节池(1)的一侧设有一进水管道(5)，所述澄清池(4)的一侧设有一出水管道(13)。
8.一种利用权利要求1-7所述系统的脱硫废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向脱硫废水中加入盐酸溶液调至酸性，搅拌均匀后静置；
S2、向静置后的脱硫废水中加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺后，搅拌混凝；
S3、将混凝后的脱硫废水澄清后，固液分离。
9.根据权利要求8所述脱硫废水处理方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：
向脱硫废水中加入盐酸溶液，调节pH值至4-6，以100-200r/min的转速搅拌均匀后静置。
10.根据权利要求8所述脱硫废水处理方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：
将静置后的脱硫废水引入第一混凝池，向其中加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液以及聚丙烯酰胺，以240-340r/min的转速搅拌0.5-1.5min，再将废水引入第二混凝池，以30-60r/min的转速搅拌15-45min；
其中，硅酸钠与聚合氯化铝混合熟化溶液中，硅和铝的摩尔比为3：(1-2)；每升脱硫废水加入硅酸钠与聚合氯化铝的混合熟化溶液10-30mg、聚丙烯酰胺1-3mg。
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