CN201325916Y - 一种电厂废水处理系统 - Google Patents

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CN201325916Y CNU2008202352344U CN200820235234U CN201325916Y CN 201325916 Y CN201325916 Y CN 201325916Y CN U2008202352344 U CNU2008202352344 U CN U2008202352344U CN 200820235234 U CN200820235234 U CN 200820235234U CN 201325916 Y CN201325916 Y CN 201325916Y
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朱春福
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Abstract

本实用新型涉及一种电厂废水处理系统。该系统包括相连接的预处理系统、以及蒸发结晶系统;预处理系统接入电厂废水,然后混凝沉淀除去电厂废水中的大部分SS、重金属、Mg2+、F、以及硫酸根,并除去有机污染物及氨氮;然后,调节废水中的CaSO4的含量,使其远小于其饱和浓度,然后,对pH值进行回调,使部分CO3 2-转化为HCO3 ;经预处理系统处理后的废水流入到蒸发结晶系统中,经蒸发浓缩后的废水中的溶解性固体达到饱和并超过饱和浓度形成盐结晶,然后进行固液分离。本实用新型有效去除电厂废水中的悬浮物、有机物、氟及重金属,并能除去传统电厂废水处理无法去除的Ca2+、Mg2+、Cl、SO4 2-等溶解性盐类,基本能够达到“零排放”,且处理后的废水可重新利用。

Description

一种电厂废水处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种污废水处理工艺系统,更具体地说,涉及一种电厂的 脱硫废水或含有盐分的废水处理系统。
背景技术
燃煤电厂烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程产生的废水来源于脱硫吸收 塔排放废水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡,防止烟气中可溶部 分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量,必须从系统中排放一定量的废水,废 水主要来自石膏脱废水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱 和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属,其中很多是国家环保标准中要求严格控制 的第一类污染物。
出于技术、经济等原因,国内外燃煤电厂脱硫废水目前大部分采用混凝沉
淀处理后直接排放,技术相对比较成熟。这些工艺虽然对于其中重金属、ss (悬
浮微粒)、F、 COD (Chemical OxygenDemand)、硫化物等排放标准中所列的污 染物能有效去除,但对于Ca2+、 Cr、 Na+、 S042—等排放标准中不做要求的溶解 性物质则无法去除。随着国家对环保要求的逐步提高,己开始要求部分新建燃
煤电厂达到废水"零排放"。如此一来,主要含高浓度cr和大量溶解性固体的
脱硫废水的深度处理就是摆在电厂面前的紧迫问题。 脱硫废水水质如表1所示。
表1 脱硫废水水质
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从表中可以看出,脱硫废水的主要特征是呈现弱酸性,pH值为5.7;悬浮 物高,主要成分为粉尘和脱硫产物(CaS04和CaS03);可溶性的氯化物和氟化 物、硝酸盐等含量高;Hg、 Pb、 Ni、 As、 Cd、 Cr等重金属离子在弱酸环境下主 要为离子态,溶解性较好。
目前,应用最广泛的脱硫废水处理工艺为化学沉淀法。该工艺过程包括:
(1) 废水中和沉淀。排出的废水直接进入中和反应池,向反应池中加入NaOH 或Ca(OH)2等碱性物质,在升高废水pH值的同时,脱硫废水中的F^+、 Zn2+、 Cu2+、 Ni2+、 0"3+等大部分重金属离子生成氢氧化物沉淀得以去除。
(2) 重金属沉淀。在经过加碱中和反应之后,仍有部分Hg2+、 Pb^等以离子 的形态留在废水中,而HgS、 PbS等的溶度积比较小,因此,加入S2—或有机硫 能使废水中的Hg^、 PP+等离子成为硫化物沉淀。
(3) 混凝沉淀。在经过以上两步反应之后,废水中仍含有许多细小而分散的 颗粒和胶体物质,再加入絮凝剂使它们凝聚成大颗粒沉淀下来。
(4) 澄清。混凝后的废水进入澄清池,依靠重力进行沉降,上清液达标后排 出,污泥进行浓縮处理。调节好化学沉淀法的运行条件,Ni、 Cd、 Zn、 Cr等金 属离子的去除率均能达到90%,处理后的废水基本满足国家排放标准。
通过以上的处理系统,可以有效地降低脱硫废水中的悬浮物、有机物、氟、 微量重金属的含量,但处理过的废水中Ca2+、 Mg2+、 Cl—、 SO,等的含量仍然较 高,并没有去除脱硫废水中Ca2+、 Mg2+、 Cr、 S042—等溶解性盐类的有效方法,长期排放会对环境造成不利影响,同时也不利于处理后脱硫废水的重新利用。 随着国家对环保要求的逐步提高,脱硫废水的深度处理成为必须解决的问题。 在一些其他的含有溶解性盐的废水中,也会存在相同的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于,提供一种能够使电厂废水中溶解性固 体以固体结晶盐的形式去除的电厂废水处理系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种电厂废水处理 系统,包括接入电厂废水、并除去电厂废水中的大部分重金属、Mg2+、 F—、以及
硫酸根、并调节废水中的CaS04的含量远小于其饱和浓度、并对PH值进行回调 使部分C032—转化为HCCV的预处理系统,以及,接入经所述预处理系统处理后 的废水、进行蒸发浓縮结晶、经蒸发后的废水中的溶解性固体达到饱和浓度形 成盐结晶的蒸发结晶系统。
在本实用新型的电厂废水处理系统中,所述预处理系统包括依次连接的调 节池、第一反应池、第一机械搅拌澄清池、第二反应池、第二机械搅拌澄清池、 中间废水池;
所述电厂废水进入所述调节池,并在COD和氨氮超标时加入氧化剂除去有 机污染物和氨氮,电厂废水流入所述第一反应池,并在所述第一反应池中加入 石灰,电厂废水流入所述第一搅拌澄清池,并在第一反应池反应混和后,加入 混凝剂、以及絮凝剂,所述第一搅拌澄清池的上清液流入到所述第二反应池, 并在所述第二反应池中加入能够形成CaC03沉淀的物质,所述第二反应池的废 水流入到所述第二机械搅拌澄清池,所述第二机械搅拌澄清池的上清液流入到 所述中间废水池;并且在中间废水池与所述蒸发结晶系统之间设置PH值回调加 药装置。
在本实用新型的电厂废水处理系统中,所述蒸发结晶系统为四效蒸发结晶 系统,包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、 一级预热器、 二级预热器、三级预热器、四级预热器、五级预热器、冷凝器、冷凝水箱、真 空发生装置、以及盐分离装置;
6所述一效蒸发器接入一次蒸汽,所述一效蒸发器的冷凝水出口与所述三级 预热器的预热废水接口连通,所述一效蒸发器的电厂废水进口与所述五级预热 器的电厂废水出口连通,所述一效蒸发器的电厂废水出口与所述二效蒸发器的 电厂废水进口连通,所述一效蒸发器的二次蒸汽出口同时与所述二效蒸发器的 蒸汽进口和所述五级预热器的蒸汽进口连通;
所述二效蒸发器的电厂废水进口与所述一效蒸发器的电厂废水出口连通, 所述二效蒸发器的蒸汽出口同时与所述三效蒸发器的蒸汽进口和所述四级预热 器的蒸汽进口连通,所述二效蒸发器和五级预热器的冷凝水出口同时连通到所 述三效蒸发器;
所述三效蒸发器的电厂废水进口与所述二效蒸发器的电厂废水出口连通, 所述三效蒸发器的蒸汽出口与四效蒸发器的蒸汽进口连通;
所述四效蒸发器的电厂废水进口与所述三效蒸发器的电厂废水出口连通, 所述四效蒸发器的蒸汽出口与所述一级预热器的蒸汽进口连通,同时,所述四 效蒸发器的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽进口连通;所述真空发生装置通过所述冷 凝器在所述四效蒸发器的蒸汽出口处产生真空;所述四效蒸发器的电厂废水出 口与所述盐分离装置连通;
所述一级预热器的电厂废水进口与所述中间废水池的出口连通,并且所述 一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器、五级预热器的电厂废水 进废水口和出废水口依次串联连接。
在本实用新型的电厂废水处理系统中,所述二效蒸发器和五级预热器的冷 凝水出口同时连接到第一闪蒸器,并通过所述第一闪蒸器连通到所述三效蒸发 器;所述第一闪蒸器的闪蒸汽和冷凝水出口连接到三效蒸发器的加热室。
在本实用新型的电厂废水处理系统中,所述四级预热器的冷凝水出口、四 效蒸发器的冷凝水出口、三效蒸发器冷凝水出口同时连接到第二闪蒸器,并且 所述第二闪蒸器的冷凝水出口与所述二级预热器热源进口连接,第二闪蒸器的 闪蒸汽出口与四效蒸发器的加热室连接。
实施本实用新型的电厂废水处理系统的有益效果是:本实用新型能够有效 去除电厂废水中的悬浮物、有机物、氟及微量重金属,并且能够除去传统电厂废水处理无法去除的Ca2+、 Mg2+、 Cl—、 S042—等溶解性盐类,基本能够达到"零 排放",同时也利于处理后的电厂废水的重新利用。本实用新型应用到燃煤电厂
电厂废水深度处理上,具有以下的特点:
1、 运行温度低,限制了结垢和腐蚀;
2、 不产生"二次污染":分离出的盐外运或经烘干包装后作为产品销售;
3、 可达到"零排放":出废水可达到GB/T19923-2005中敞开式循环冷却 废水补充废水的要求,符合循环经济的要求;
4、 运行可靠性和稳定性强;
5、 节省能源:采用低温多效蒸发,蒸汽用量少;
6、 系统抗冲击能力强:系统可适应的水质范围较大,可以处理电厂其它 高含盐废水;
7、 运行维护简单。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明,附图中: 图1是本实用新型电厂废水处理系统的预处理的流程示意图; 图2是本实用新型电厂废水处理系统的预处理系统的一个实施例的示意图。 图3是本实用新型电厂废水处理系统的多效蒸发结晶系统的示意图。
具体实施方式
本实用新型的电厂废水处理系统包括相连接的预处理系统和蒸发结晶系 统。在预处理系统的进废水口接入电厂废水;首先加入石灰(熟石灰Ca(OH)2 和/或生石灰CaO),混合反应后,加入混凝剂和絮凝剂(如铁盐混凝剂和PAM 类絮凝剂),进行混凝沉淀除去电厂废水中的大部分SS、重金属、Mg2+、 F—、以 及硫酸根。在此过程中,为保证废水的COD和氨氮能够达标,可在必要时加入 氧化剂,除去有机污染物及氨氮;然后,加入Na2COs,以去除过量的Ca2+,使 废水中的CaS04的含量远小于其饱和浓度,减轻蒸发时形成CaS04垢的可能性。 然后,对PH值进行回调,使部分C032转化为HC(V,使CaC03在蒸发结晶系统的预热和浓缩初期达不到饱和状态,减轻蒸发时形成CaC03垢的可能性;经 预处理系统处理后的废水流入到蒸发结晶系统中,进行蒸发,经蒸发浓縮后的 废水中的溶解性固体最终达到并超过饱和浓度形成盐结晶,然后进行固液分离, 实现将废水中的盐除去的目的。分离出的结晶盐可以进行填埋或作为工业原料;
而蒸发冷凝后的水可以进行回用,以达到环保、循环再用的要求。
如图l、 2所示,是本实用新型的电厂废水处理系统的预处理系统的原理及 结构示意图。下面以电厂的脱硫废水为例子进行说明,当然,该系统和方法也 可以用于电厂的其他排污废水,如含盐废水等。为保证预处理系统出废水能够 达到国家排放标准,同时保证后续蒸发结晶系统能长期稳定运行,减少清洗次 数,需要对其中易结垢的物质进行处理,本实施例中,采用二级混凝沉淀预处 理工艺对脱硫废水进行预处理。该预处理系统包括依次连接的调节池101、第一 反应池102、第一机械搅拌澄清池103、第二反应池104、第二机械搅拌澄清池 105、中间水池106等。该预处理步骤包括一级混凝沉淀和二级混凝沉淀。
一级混凝沉淀:首先,电厂出来的脱硫废水进入到调节池101,进一步的, 可以同时接入电厂内间歇排放的少量高含盐废水,进行均量调解后与脱硫废水 一起进入调节池101,采用罗茨风机109进行鼓风暴气搅拌混合,在必要时(如 为保证废水的COD和氨氮能够达标),向调节池101中加入(可通过氧化剂加 药装置108加入)氧化剂(例如NaClO、、 C102、 03、液氯等氧化剂中的一种或 多种),将废水中的COD (如S032.、有机物等)、氨氮等物质氧化成稳定物质, (如SO户、C032—、 H20等或N2、 NO,)的形式去除,而降低废水中的COD、 氨氮的含量;
然后,调节池101内的废水均匀地进入到第一反应池102,进行沉淀除去脱 硫废水中的大部分SS、重金属、Mg2+、 F—以及硫酸根;本实施例中,通过石灰 桨制备系统107制备石灰桨,并将石灰浆加入到第一反应池102内,调整池内 的PH值成碱性状态(如pH值在10〜ll左右),大部分的SS、重金属、Mg2+、 F、硫酸根等与石灰进行反应生成沉淀被去除;当然,也可以采用其他常规方法, 除去SS、重金属、Mg2+、 F—、硫酸根等。
然后,在第一反应池102出来的废水进入到第一机械搅拌澄清池103,并通过混凝剂加药装置110和絮凝剂加药装置111往废水中加入混凝剂(如FeCl) 和有机高分子絮凝剂[如PAM (聚丙烯酰胺)类絮凝剂]等,增大沉淀的颗粒, 利用重力作用,在第一机械搅拌澄清池103内完成固液分离。可以理解的,混 凝剂和絮凝剂可以同时使用,也可以仅使用其中一种;混凝剂和絮凝剂也可以 选用其他物质。
进一步的,为了提高效率,第一机械搅拌澄清池103内生成的污泥(沉淀 物) 一部分回流到第一反应池102,利用石膏晶种法的原理,去除其中的过饱和 石膏,另一部分进入到污泥浓縮池112进行污泥浓縮,浓縮池内的上清液回流 到第一反应池102进行再处理,浓縮污泥则由箱式压滤机113进行固液分离, 压滤液同样回流进入第一反应池102进行再处理,压滤形成的污泥泥饼进行外 运处理。
二级混凝沉淀:第一机械搅拌澄清池103的上清液进入到第二反应池104, 为了保证重金属能够达标,在必要时可选择在第二反应池104内加入硫化物(如 有机硫)以去除剩余的少量重金属。
经过一级混凝沉淀处理的废水中的F—等污染物指标已能达到排放标准,但 对于排放标准中不作要求的Cf等易结垢的物质比较多,且CaS04处于饱和状 态,加热后很容易在换热管上结垢,在蒸发结晶系统中若形成硬质的CaS04垢 是比较难以去除的,酸洗的效果也不好,为保证蒸发结晶系统能长期稳定运行, 减少清洗次数,需要对其中易结垢的物质进行处理。在第二反应池104内加入 能够去除过量Ca2+的物质,例如Na2C03、 NaHC03、 C02、 K2C03、 KHC03中的 一种或多种,将废水中的(^2+以沉淀物的形式沉淀去除,而降低废水中的CaC03 的含量。
本实施例中通过Na2C03制备系统114加入Na2C03,将废水中的Ca^以 CaC03沉淀的方式去除,同时强化Si的共沉,使废水中CaS04的含量远远小于 其饱和浓度,则在蒸发浓縮初期不会有CaS04晶体析出。
然后,第二反应池104的出废水进入到第二机械搅拌澄清池105,与一级混 凝沉淀相似,可在废水中加入混凝剂和/或有机高分子絮凝剂,增大沉淀颗粒, 使得废水在第二机械搅拌澄清池105内,利用重力进行沉淀分离。沉淀污泥中含有大量CaC03,可回流到电厂烟气处理系统回用或送到压滤机113进行脱废 水外运;而第二机械搅拌澄清池105的上清液进入到中间水池106,此时废水呈 碱性,pH值约为10-11, Ca"的浓度降到100mg/l, 一部分废水可回用到石灰浆 制备系统107,另一部分废水通过加入酸进行pH值回调,将废水的pH值降低 0.5〜1,以使废水中的CO^部分转化为HC(V,使废水中CaC03处于不饱和状 态。该酸可以为盐酸、硝酸中的一种或多种,本实施例中选用盐酸。pH值回调 到8.5~9.5左右的废水作为蒸发结晶系统的进废水,或者pH值回调到6~9左右, 达标排放。
脱硫废水经过两级混凝沉淀处理后,出废水水质指标见下表1:
表l预处理系统处理出废水水质
序号 项目 单位 出废水 备注
1 PH 作为深度处理进废水8.5〜9.5 作为排放用废水6.0〜9.0
2 SS mg/L 70
3 CODCr mg/L 100 (通过预处理投加氧化剂保 证)
4 铁 mg/L 10
5 Ca2+ mg/L 500
7 Mg2+ mg/L 200
8 Si mg/L 50
9 cr mg/L 20000
10 so42- mg/L 2000
11 HC03- mg/L 100
12 氨氮 mg/L 10 (通过预处理投加氧化剂保 证)
13 溶解性总固体 mg/L 40000
14 总荥 mg/1 0.05
15 总镉 mg/1 0.1
16 总铬 mg/1 1.5
17 总砷 mg/1 0.5
11<table>table see original document page 12</column></row> <table>
^对于COD、氨氮值的保证,在预处理系统中设有NaClO氧化剂投加装置。
经预处理后的废水进入到蒸发结晶系统进行蒸发,蒸发得到的冷凝水排出 并可根据需要进行回用,而废水中的溶解性固体达到饱和浓度形成盐结晶,然 后进行固液分离,根据需要,分离出的固体盐填埋或作为工业原料,分离出废 水回蒸发系统继续处理。可以理解的,对于不同进废水量的情况下,可选择单 效、二效、三效、四效、五效等不同的蒸发结晶系统。在本实施例中,蒸发结 晶系统采用四效蒸发结晶系统,下面对四效蒸发结晶系统进行介绍。
根据预处理系统出废水排放要求和蒸发结晶系统的特点,蒸发结晶系统的 进废水水质如下表2所示:
表2多效蒸发结晶系统进废水水质
<table>table see original document page 12</column></row> <table>如图3所示,该四效蒸发结晶系统包括一效蒸发器Al、 二效蒸发器A2、 三效蒸发器A3、四效蒸发器A4、 一级预热器B1、 二级预热器B2、三级预热器 B3、四级预热器B4、五级预热器B5、冷凝器、冷凝水箱、真空发生装置、以 及盐分离装置等。
一效蒸发器A1接入一次蒸汽, 一效蒸发器A1的冷凝水出口与三级预热器 B3的预热废水接口连通, 一效蒸发器Al的脱硫废水进口与五级预热器B5的脱 硫废水出口连通, 一效蒸发器A1的脱硫废水出口与二效蒸发器A2的脱硫废水 进口连通, 一效蒸发器A1的二次蒸汽出口同时与二效蒸发器A2的蒸汽进口和 五级预热器B5的蒸汽进口连通;
二效蒸发器A2的脱硫废水进口与一效蒸发器A1的脱硫废水出口连通,二 效蒸发器A2的蒸汽出口同时与三效蒸发器A3的蒸汽进口和四级预热器B4的 蒸汽进口连通,二效蒸发器A2和五级预热器B5的冷凝水出口同时连接到第一 闪蒸器D1并连通到三效蒸发器A3;
三效蒸发器A3的脱硫废水进口与二效蒸发器A2的脱硫废水出口连通,三 效蒸发器A3的蒸汽出口与四效蒸发器A4的蒸汽进口连通;
四效蒸发器A4的脱硫废水进口与三效蒸发器A3的脱硫废水出口连通,四 效蒸发器A4的蒸汽出口与一级预热器B1的蒸汽进口连通,同时,四效蒸发器 的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽进口连通;真空发生装置通过冷凝器在四效蒸发器 A4的蒸汽出口处产生真空;四效蒸发器A4的脱硫废水出口与盐分离装置连通, 第一闪蒸器D1的闪蒸汽和冷凝水出口连接到三效蒸发器的加热室、四级预热器 B4的冷凝水出口出口 、四效蒸发器A4的冷凝水出口 、三效蒸发器的冷凝水出 口同时连接到第二闪蒸器D2,并且第二闪蒸器D2的冷凝水出口与二级预热器 B2热源进口连接,第二闪蒸器的闪蒸汽出口与四效蒸发器的加热室连接;
一级预热器B1的脱硫废水进口与中间水池106的出口连通,并且一级预热 器B1、 二级预热器B2、三级预热器B3、四级预热器B4、五级预热器B5的脱 硫废水进废水口和出废水口依次串联连接。其工艺流程为:
1) 一次蒸汽流程: 一效蒸发器Al用来自电厂的蒸汽(经减温减压至 135~150°C,绝压0.3〜0.5MPA,最佳为147。C、绝压0.441Mpa的饱和蒸汽,以下称一次蒸汽)作为热源,进入一效蒸发器Al对经预处理的废水进行加热蒸发,
产生一效二次蒸汽; 一次蒸汽冷凝水被疏水至三级预热器B3对经预处理的废水 进行预热,以进行热量回收。由于一次蒸汽品质优良、制备成本高,最好能够 回收。因此,经三级预热器B3换热后的一次蒸汽冷凝水实行在线监测,水质达 到指标要求时返回电厂锅炉的疏水箱回收,以节约成本;水质达不到标准时自 动切换到循环冷却废水、脱硫废水等厂内其他对水质要求不高的用水点。
2) 二次蒸汽流程:为方便描述,从一效蒸发器Al出来的二次蒸汽称为 "一效二次蒸汽",对应的二效、三效、四效蒸发器A4出来的二次蒸汽称为"二
效二次蒸汽"、"三效二次蒸汽"、"四效二次蒸汽"。
一效二次蒸汽作为热源,用于加热二效蒸发器A2的废水,并产生二效二 次蒸汽,同时一效二次蒸汽还用于加热五级预热器B5; —效二次蒸汽的温度约 为120〜13(TC,绝压约为0.2〜0.3MPa,较佳为温度128。C,绝压0.25 MPa。 一效 二次蒸汽经二效蒸发和五级预热后的冷凝水作为三效蒸发的部分热源。
二效二次蒸汽作为主要热源,用于加热三效蒸发器A3的废水,并产生三 效二次蒸汽,同时二效二次蒸汽还用于加热四级预热器B4; 二效二次蒸汽的温 度约为100〜110°C,绝压约为0.1〜0.15MPa,较佳为温度108°C,绝压0.13MPa。 二效二次蒸汽经三效蒸发和四级预热后的冷凝水作为四效蒸发的部分热源。
三效二次蒸汽作为主要热源,用于加热四效蒸发器A4的废水,并产生四 效二次蒸汽,同时四效二次蒸汽部分还用于加热一级预热器B1,对经预处理的 废水进行一效预热,部分进入冷凝器冷凝。三效二次蒸汽的温度约为80〜9(TC, 绝压约为0.03〜0.07MPa,较佳为温度85。C,绝压0.05 MPa。四效二次蒸汽的温 度约为50〜7(TC,绝压约为0.01〜0.03MPa,较佳为温度60。C,绝压0.02 MPa。 通过多效蒸发充分利用了热量,提高蒸发效果。同时,三效蒸发的冷凝水、四 效蒸发的冷凝水和四效预热的冷凝水同时作为二效预热的热源,对经预处理的 废水进行二效预热,经预热后的冷凝水回冷凝水箱。
3) 脱硫废水流程:预处理系统出来的废水依次经过一级预热器Bl、 二 级预热器B2、三级预热器B3、四级预热器B4、五级预热器B5,由上述的蒸汽 流程产生的蒸汽进行五级预热后,依次进入一效蒸发器Al、 二效蒸发器A2、三效蒸发器A3、四效蒸发器A4进行蒸发浓縮结晶。每一级预热器B1的废水出 口的温度分别为45〜55。C、 64~74°C、 83〜93°C、 103~113°C、 U9〜129。C,较佳为 50。C、 69°C、 88°C、 108°C、 124°C。
4) 二次蒸汽冷凝水流程:由于二次蒸发器和五级预热器B5产生的二次 蒸汽冷凝水的能量较高,二效蒸发器和五级预热器的冷凝水出口同时连接到闪 蒸器Dl ,闪蒸器Dl的闪蒸汽和冷凝水出口连接到三效蒸发器A3的加热室进行 加热,以进行热量回收;四级预热器B4的冷凝水出口、四效蒸发器A4的冷凝 水出口、三效蒸发器的冷凝水出口同时连接到第二闪蒸器D2,并且与二级预热 器热源进口连接,第二闪蒸器的闪蒸汽出口与四效蒸发器的加热室连接,蒸汽 回用到四效蒸发器A4加热;而冷凝水进入二级预热器B2进行热量回收,然后 换热后的冷凝水进入冷凝水箱WT; —级预热器B1产生的二次蒸汽冷凝水也直 接进入冷凝水箱WT,冷凝水箱WT中冷凝水用泵加压至冷却水回水管。四效二 次蒸汽通过直接混合式冷凝器C1产生的冷凝液,用泵加压至冷却水回水管。
5) 盐结晶流程:脱硫废水在四效蒸发器A4内达到饱和并形成盐结晶, 结晶盐在四效蒸发器A4内呈悬浮态, 一部分带悬浮结晶盐的饱和液被泵入增稠 器E1进行结晶盐的浓縮,增稠器E1的上清液进入浓盐水箱E3,随后送入四效 蒸发器A4继续蒸发结晶,增稠器El底部浓缩盐进入盐分离机E2进行固液分 离,分离液也进入浓盐水箱E3,分离出的盐外运处理或今后经烘干包装后作为 产品销售。
6) 抽真空流程:在设备条件、进水、 一次蒸汽条件确定时,整套多效蒸 发结晶系统各单元的工艺参数是由系统末效真空度确定的,通过自动水环式真 空泵组VP1来自动控制直接混合式冷凝器Cl和冷凝水箱WT的真空度,产生恒 定的压差,以维持系统的稳定运行。
7) 冷却水流程:蒸发结晶系统的冷却水给水可以引自电厂循环冷却水给 水管,冷却水回水送回电厂循环冷却水回水管。蒸发结晶系统的末效(四效) 二次蒸汽冷凝采用直接混合式冷凝器Cl,用冷却水给水和四效二次蒸汽直接接 触冷凝,冷凝后的混合水用泵送回冷却水回水管;系统真空泵组VP1冷却水给 水从系统冷却水给水管上接出,真空泵组VP1冷却水回水接到直接混合式冷凝器C1的水池中。
8) 阻垢剂投加系统:考虑到脱硫废水中含有易结垢的物质,通过阻垢剂 投加系统向经预处理的废水中投加少量高分子阻垢剂,减缓结垢物质在加热管 壁上结晶析出。
上述蒸发结晶系统的冷凝水出水的水质如下表3:
表3 多效蒸发结晶系统预计出水水质
项目 单位 预测结果
PH "7〜9
mg/l 0.15
mg/1 0.06
mg/l 0.6
cr mg/1 6.0
TDS mg/】 30
r mg/l 小于0.01
从表3中,可以知道蒸发结晶系统的出水水质达到《工业循环冷却水处理 设计规范》GB50050-2007中"间冷开式系统循环冷却水水质指标"的要求。
上述设备的预热器可以采用列管式预热器和/或板式预热器;冷凝器可以选 用直接混合式冷凝器。当然,也可以选用其他形式的预热器和冷凝器。
本实施例的多效蒸发结晶系统还可以采用以下的防垢措施:
A、 脱硫废水经过Ca(OH)2和Na2C03两级混凝处理后,以及盐酸pH的回 调使其CaS04和CaC03处于不饱和状态,在没有蒸发浓縮仅有加热升温的预热 罐基本没有塘的形成;
B、 在整套蒸发结晶系统中最高加热温度段为A1,然后依次降低,经过A3 蒸发后其浓縮倍率仅有3.5倍左右,也就是说经过预处理后,脱硫废水在加热蒸 发温度最高的A1、 A2、 A3段其主要结垢物质CaS04、 CaC03等均没有达到饱 和状态,不会或仅有少量垢会形成;
C、 在蒸发结晶系统进水口设置高分子阻垢剂投加装置,必要时可利用螯合 剂将水中(^2+等离子隔离,减缓结垢的发生;
D、 各级蒸发器均采用强制循环蒸发器形式,利用强制循环泵对加热管的冲
16刷作用,减缓在加热管壁上形成结垢;
E、 在蒸发浓縮出盐阶段(即A4段),是系统中蒸发温度最低的单元(仅6(TC), 参照海水淡化工艺,在此温度下CaS04不易形成硬垢;CaC03则很容易被酸去 除,具有比较方便的操作性;
F、 在蒸发浓缩出盐阶段(S卩A4段),由于持续浓缩,脱硫废水中的主要结 街物质CaS04、 CaC03最终会达到过饱和状态,由于A4段的出盐部分的循环液 中含有少部分晶核,这部分晶核即作为"晶种法"的晶核,防止A3蒸发器中形成 CaS04、 CaC03的过饱和溶液而形成污垢;
G、 其他微量结垢物质如磷酸钙、Mg2+、 F、 Si、 Sr、 B等物质在出盐阶段 的A4中经过多次循环,最终会达到饱和状态,但由于循环液中有"晶种法"的晶 核存在,所形成的结晶和在晶核上沉积或吸附,这种过程就是"选择性吸附过程", 防止了大量结垢物质在加热面上的沉积;
H、 除上述防垢方法外,对于长期运行所形成的垢,其中主要成分为CaC03, 采用酸洗法,从而可以快速地去除污垢,在最短时间内恢复生产;
I、 另外,根据工业锅炉炉水的运行经验,当水的pH值为10〜12时,金属 受热面腐蚀速度最小,并且蒸发浓縮析出的CaC03和Mg(OH)2成为松散泥渣聚 集在一起,POZ和<^2+才能形成流动性羽毛雪花状的沉渣而不结垢。本工艺蒸 发结晶系统进水为碱性,在A3蒸发浓縮罐,各种结垢物质和浓縮盐都会析出, 除上述除垢防垢措施外,罐内pH值最终也会浓縮到ll左右,这从另一方面防 止了C^+、 Mg^等物质形成硬垢。

Claims (5)

1、一种电厂废水处理系统,其特征在于,包括接入电厂废水、并除去电厂废水中的大部分重金属、Mg2+、F-、以及硫酸根、并调节废水中的CaSO4的含量远小于其饱和浓度、并对PH值进行回调使部分CO32-转化为HCO3-的预处理系统,以及,接入经所述预处理系统处理后的废水、进行蒸发浓缩结晶、经蒸发后的废水中的溶解性固体达到饱和浓度形成盐结晶的蒸发结晶系统。
2、 根据权利要求l所述的电厂废水处理系统,其特征在于,所述预处理系 统包括依次连接的调节池、第一反应池、第一机械搅拌澄清池、第二反应池、 第二机械搅拌澄清池、中间废水池;所述电厂废水进入所述调节池,并在cod和氨氮超标时加入氧化剂除去有 机污染物和氨氮,电厂废水流入所述第一反应池,并在所述第一反应池中加入 石灰,电厂废水流入所述第一搅拌澄清池,并在第一反应池反应混和后,加入 混凝剂、以及絮凝剂,所述第一搅拌澄清池的上清液流入到所述第二反应池, 并在所述第二反应池中加入能够形成CaC03沉淀的物质,所述第二反应池的废 水流入到所述第二机械搅拌澄清池,所述第二机械搅拌澄清池的上清液流入到 所述中间废水池;并且在中间废水池与所述蒸发结晶系统之间设置ph值回调加 药装置。
3、 根据权利要求2所述的电厂废水处理系统,其特征在于,所述蒸发结晶 系统为四效蒸发结晶系统,包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效 蒸发器、 一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器、五级预热器、 冷凝器、冷凝水箱、真空发生装置、以及盐分离装置;所述一效蒸发器接入一次蒸汽,所述一效蒸发器的冷凝水出口与所述三级 预热器的预热废水接口连通,所述一效蒸发器的电厂废水进口与所述五级预热 器的电厂废水出口连通,所述一效蒸发器的电厂废水出口与所述二效蒸发器的 电厂废水进口连通,所述一效蒸发器的二次蒸汽出口同时与所述二效蒸发器的 蒸汽进口和所述五级预热器的蒸汽进口连通;所述二效蒸发器的电厂废水进口与所述一效蒸发器的电厂废水出口连通,所述二效蒸发器的蒸汽出口同时与所述三效蒸发器的蒸汽进口和所述四级预热 器的蒸汽进口连通,所述二效蒸发器和五级预热器的冷凝水出口同时连通到所 述三效蒸发器;所述三效蒸发器的电厂废水进口与所述二效蒸发器的电厂废水出口连通,所述三效蒸发器的蒸汽出口与四效蒸发器的蒸汽进口连通;所述四效蒸发器的电厂废水进口与所述三效蒸发器的电厂废水出口连通,所述四效蒸发器的蒸汽出口与所述一级预热器的蒸汽进口连通,同时,所述四效蒸发器的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽进口连通;所述真空发生装置通过所述冷凝器在所述四效蒸发器的蒸汽出口处产生真空;所述四效蒸发器的电厂废水出口与所述盐分离装置连通;所述一级预热器的电厂废水进口与所述中间废水池的出口连通,并且所述一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器、五级预热器的电厂废水进废水口和出废水口依次串联连接。
4、 根据权利要求3所述的电厂废水处理系统,其特征在于,所述二效蒸发 器和五级预热器的冷凝水出口同时连接到第一闪蒸器,并通过所述第一闪蒸器 连通到所述三效蒸发器;所述第一闪蒸器的闪蒸汽和冷凝水出口连接到三效蒸 发器的加热室。
5、 根据权利要求3所述的电厂废水处理系统,其特征在于,所述四级预热 器的冷凝水出口、四效蒸发器的冷凝水出口、三效蒸发器冷凝水出口同时连接 到第二闪蒸器,并且所述第二闪蒸器的冷凝水出口与所述二级预热器热源进口 连接,第二闪蒸器的闪蒸汽出口与四效蒸发器的加热室连接。
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