CN114920341A - 一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及环境保护与化学污泥处理技术领域，更具体而言，涉及一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用及其方法，将脱硫废水除氯单元污泥与FeCl3联用，实现剩余污泥的深度脱水调理。本发明在脱硫废水处理阶段所用的化学药剂均为火力发电厂常用的脱硫废水处理化学药剂，所需要的反应单元对火力发电厂现有设备改造较小，利于工程提标改造。严格控制反应加药量和反应条件，所得到可利用的固体沉淀物纯度较高，固体沉淀物不需要额外的处理手段进行提纯，利于资源化利用。本发明将除氯沉淀物资源化作为剩余污泥调理剂，能实现污泥的深度脱水，满足污泥填埋的国家标准要求，同时解决了电厂废水处理化学污泥处置难题。
Description
技术领域
本发明涉及环境保护与化学污泥处理技术领域，更具体而言，涉及一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用及其方法。
背景技术
目前，我国90％以上的火力发电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术，会产生含有大量污染物的脱硫废水。我国2017年颁布了《火电厂污染防治技术政策》，文件鼓励燃煤电厂实行脱硫废水的零排放，由于脱硫废水中污染物含量较高，实现废水零排放时会产生大量的化学污泥。这些化学污泥中含有大量高价值元素，若能够使化学污泥实现资源化利用，能够降低电厂运行成本并减少环境污染。
中国专利CN201911032882.9公开了一种两段法去除废水中氯离子的工艺，该工艺通过化学沉淀法去除废水中污染物离子，处理后废水满足厂内回用标准。该工艺除氯单元污泥主要成分为弗里德尔盐(弗氏盐)和钙矾石，二者均为双层金属氢氧化物(LDH)，近年来LDH广泛应用于吸附、催化和污泥调理等领域。
发明内容
本发明旨在提供一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用及其方法，减少化学污泥排放量及污泥处置成本。
本发明实现上述目的的技术方案如下：
一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用，将脱硫废水除氯沉淀物用作剩余污泥的调理剂。
一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，包括以下步骤：
S1、脱硫废水通过加入钙盐和铝盐进行除氯，产生除氯沉淀物；
S2、将S1中除氯沉淀物进行脱水、烘干、研磨、过筛处理制得调理剂；
S3、将剩余污泥浓缩至含水率为96.5％-97.5％，投入三氯化铁调理5-30分钟；
S4、将S2制得的调理剂投入在S3调理后的剩余污泥中，调理5-30分钟，压滤，完成对剩余污泥的浓缩。
进一步地，所述钙盐为氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、氯酸钙、碳酸氢钙、葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙、溴化钙、碘化钙等中的一种或几种，铝盐为氧化铝、氢氧化铝、氯化铝、铝酸钠中的一种或几种。
进一步地，所述S1中除氯采用两段式除氯工艺：分别向两段中投加钙盐和铝盐，第一段获得钙矾石，第二段获得弗氏盐。
进一步地，所述钙矾石或弗氏盐作为除氯沉淀物获得调理剂。
进一步地，所述钙矾石与弗氏盐的混合物作为除氯沉淀物获得调理剂。
进一步地，所述S1中除氯采用一段式除氯工艺：投加钙盐和铝盐后获得钙矾石与弗氏盐混合物。
进一步地，所述三氯化铁为20～40％三氯化铁水溶液。
进一步地，所述调理剂粒径为100-300目。
进一步地，所述三氯化铁与所述调理剂的添加顺序对调。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用及其方法，将脱硫废水除氯单元污泥与FeCl3联用，实现剩余污泥的深度脱水调理。本发明在脱硫废水处理阶段所用的化学药剂均为火力发电厂常用的脱硫废水处理化学药剂，反应方式为匀速搅拌。所需要的反应单元对火力发电厂现有设备改造较小，利于工程提标改造。严格控制反应加药量和反应条件，所得到可利用的固体沉淀物纯度较高，固体沉淀物不需要额外的处理手段进行提纯，利于资源化利用。本发明能够将脱硫废水除氯工艺产生的化学污泥进行资源化利用，降低化学污泥排放量，降低电厂的污泥处置成本，污水处理厂利用除氯工艺污泥作为剩余污泥脱水调理药剂，实现剩余污泥的深度脱水，能够降低药剂成本，具有显著的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例中一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用路线；
图2为脱硫废水两段式除氯路线；
图3为脱硫废水一段式除氯路线；
图4为本发明实施例中在相同投加量下，药剂种类和投加顺序对剩余污泥泥饼含水率的影响；
图5为本发明实施例中在相同投加量下，药剂种类和投加顺序对剩余污泥泥饼含水率的影响；
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，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制；基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
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该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，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申请中的具体含义。
一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用，将脱硫废水除氯沉淀物用作剩余污泥的调理剂。
如图1所示，一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，包括以下步骤：
S1、脱硫废水通过加入钙盐和铝盐进行除氯，产生除氯沉淀物；
S2、将S1中除氯沉淀物进行脱水、烘干、研磨、过筛处理制得调理剂；
S3、将剩余污泥浓缩至含水率为96.5％-97.5％，投入三氯化铁调理5-30分钟；
S4、将S2制得的调理剂投入在S3调理后的剩余污泥中，调理5-30分钟，压滤，完成对剩余污泥的浓缩。
在本申请的一些实施例中，所述钙盐为氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、氯酸钙、碳酸氢钙、葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙、溴化钙、碘化钙等中的一种或几种，铝盐为氧化铝、氢氧化铝、氯化铝、铝酸钠中的一种或几种。
所述S1中除氯采用两段式除氯工艺，如图2所示：分别向两段中投加钙盐和铝盐，第一段获得钙矾石，第二段获得弗氏盐。
在本申请的一些实施例中，所述钙矾石或弗氏盐作为除氯沉淀物获得调理剂。
在本申请的一些实施例中，所述钙矾石与弗氏盐的混合物作为除氯沉淀物获得调理剂。
所述S1中除氯采用一段式除氯工艺，如图3所示：投加钙盐和铝盐后获得钙矾石与弗氏盐混合物。
在本申请的一些实施例中，所述三氯化铁为20～40％三氯化铁水溶液。
在本申请的一些实施例中，所述调理剂粒径为100-300目。
在本申请的一些实施例中，所述三氯化铁与所述调理剂的添加顺序对调。
在本申请的一些实施例中，剩余污泥经上述方法脱水后得到含水率低于60％的剩余污泥泥饼。
实施例1
将经过预处理的脱硫废水通入除氯单元，采用两段式除氯工艺，第一段按摩尔比Ca/S＝2.5:1，Al/S＝1:1，投加钙盐和铝盐获得钙矾石，第二段按摩尔比Ca/Cl＝4.5:1，Al/Cl＝1.5:1，投加钙盐和铝盐获得弗氏盐；将钙矾石使用板框式压滤机进行脱水处理，脱水后泥饼在60℃烘箱中烘干24h，将烘干后固体沉淀物研磨呈粉末状，通过250目筛网，制得调理剂；
取污水处理厂的剩余污泥测定含水率为98.1％，并将剩余污泥含水率进一步浓缩至96.5％；投加0.05g/g DS的三氯化铁，调理10分钟，再投加0.20g/g DS的调理剂，调理10分钟后进行压滤，得到的泥饼含水率为61.9％。
实施例2
将经过预处理的脱硫废水通入除氯单元，采用两段式除氯工艺，第一段按摩尔比Ca/S＝2.5:1，Al/S＝1:1，投加钙盐和铝盐获得钙矾石，第二段按摩尔比Ca/Cl＝4.5:1，Al/Cl＝1.5:1，投加钙盐和铝盐获得弗氏盐；将弗氏盐使用板框式压滤机进行脱水处理，脱水后泥饼在60℃烘箱中烘干24h，将烘干后固体沉淀物研磨呈粉末状，通过250目筛网，制得调理剂；
取污水处理厂的剩余污泥测定含水率为98.1％，并将剩余污泥含水率进一步浓缩至97.5％；投加0.05g/g DS的三氯化铁，调理10分钟，再投加0.20g/g DS的调理剂，调理10分钟后进行压滤，得到的泥饼含水率为59.5％。
实施例3
将经过预处理的脱硫废水通入除氯单元，采用一段式除氯工艺，除氯单元中按摩尔比Ca/S＝2.5:1，Al/S＝1:1和Ca/Cl＝4.5:1，Al/Cl＝1.5:1，投加钙盐和铝盐，获得弗氏盐与钙矾石的混合物。将弗氏盐与钙矾石的混合物使用板框式压滤机进行脱水处理，脱水后泥饼在60℃烘箱中烘干24h，将烘干后固体沉淀物研磨呈粉末状，通过250目筛网，制得调理剂；
取污水处理厂的剩余污泥测定含水率为98.1％，并将剩余污泥含水率进一步浓缩至96.5％；投加0.05g/g DS的三氯化铁，调理10分钟，再投加0.20g/g DS的调理剂，调理10分钟后进行压滤，得到的泥饼含水率为55.5％。
实施例4
将经过预处理的脱硫废水通入除氯单元，采用两段式除氯工艺，第一段按摩尔比Ca/S＝2.5:1，Al/S＝1:1，投加钙盐和铝盐获得钙矾石，第二段按摩尔比Ca/Cl＝4.5:1，Al/Cl＝1.5:1，投加钙盐和铝盐获得弗氏盐；将钙矾石使用板框式压滤机进行脱水处理，脱水后泥饼在60℃烘箱中烘干24h，将烘干后固体沉淀物研磨呈粉末状，通过250目筛网，制得调理剂；
取污水处理厂的剩余污泥测定含水率为98.3％，并将剩余污泥含水率进一步浓缩至97.0％；投加0.20g/g DS的调理剂，调理5分钟，再投加0.05g/g DS的三氯化铁，调理10分钟后进行压滤，得到的泥饼含水率为64.2％。
实施例5
将经过预处理的脱硫废水通入除氯单元，采用两段式除氯工艺，第一段按摩尔比Ca/S＝2.5:1，Al/S＝1:1，投加钙盐和铝盐获得钙矾石，第二段按摩尔比Ca/Cl＝4.5:1，Al/Cl＝1.5:1，投加钙盐和铝盐获得弗氏盐；将弗氏盐使用板框式压滤机进行脱水处理，脱水后泥饼在60℃烘箱中烘干24h，将烘干后固体沉淀物研磨呈粉末状，通过250目筛网，制得调理剂；
取污水处理厂的剩余污泥测定含水率为98.3％，并将剩余污泥含水率进一步浓缩至97.0％；投加0.20g/g DS的调理剂，调理10分钟，再投加0.05g/g DS的三氯化铁，调理20分钟后进行压滤，得到的泥饼含水率为64.8％。
实施例6
将经过预处理的脱硫废水通入除氯单元，采用两段式除氯工艺，第一段按摩尔比Ca/S＝2.5:1，Al/S＝1:1，投加钙盐和铝盐获得钙矾石，第二段按摩尔比Ca/Cl＝4.5:1，Al/Cl＝1.5:1，投加钙盐和铝盐获得弗氏盐；将弗氏盐与钙矾石的混合物使用板框式压滤机进行脱水处理，脱水后泥饼在60℃烘箱中烘干24h，将烘干后固体沉淀物研磨呈粉末状，通过250目筛网，制得调理剂；
取污水处理厂的剩余污泥测定含水率为98.3％，并将剩余污泥含水率进一步浓缩至97.0％；投加0.06g/g DS的三氯化铁，调理5分钟，再投加0.15g/g DS的调理剂，调理20分钟后进行压滤，得到的泥饼含水率为54.8％。
图4为在相同投加量下，药剂种类和投加顺序对剩余污泥泥饼含水率的影响；在剩余污泥中先投加三氯化铁，后投加钙盐和铝盐混合制备的调理剂，含水率最低，但是无论投加先后顺序、投加为除氯沉淀物是否为混合物，均可达到理想含水量的泥饼。
图5为在相同投加量下，药剂种类和投加顺序对剩余污泥泥饼含水率的影响。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用，其特征在于：将脱硫废水除氯沉淀物用作剩余污泥的调理剂。
2.一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、脱硫废水通过加入钙盐和铝盐进行除氯，产生除氯沉淀物；
S2、将S1中除氯沉淀物进行脱水、烘干、研磨、过筛处理制得调理剂；
S3、将剩余污泥浓缩至含水率为96.5％-97.5％，投入三氯化铁调理5-30分钟；
S4、将S2制得的调理剂投入在S3调理后的剩余污泥中，调理5-30分钟，压滤，完成对剩余污泥的浓缩。
3.根据权利要求2所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述钙盐为氧化钙、氢氧化钙、氯化钙、氯酸钙、碳酸氢钙、葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙、溴化钙、碘化钙等中的一种或几种，铝盐为氧化铝、氢氧化铝、氯化铝、铝酸钠中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述S1中除氯采用两段式除氯工艺：分别向两段中投加钙盐和铝盐，第一段获得钙矾石，第二段获得弗氏盐。
5.根据权利要求4所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述钙矾石或弗氏盐作为除氯沉淀物获得调理剂。
6.根据权利要求4所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述钙矾石与弗氏盐的混合物作为除氯沉淀物获得调理剂。
7.根据权利要求2所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述S1中除氯采用一段式除氯工艺：投加钙盐和铝盐后获得钙矾石与弗氏盐混合物。
8.根据权利要求2所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述三氯化铁为20～40％三氯化铁水溶液。
9.根据权利要求2所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述调理剂粒径为100-300目。
10.根据权利要求2所述的一种脱硫废水除氯沉淀物资源化应用方法，其特征在于：所述三氯化铁与所述调理剂的添加顺序对调。
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