CN206735967U - 一种脱硫废水资源化利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水处理领域，尤其涉及一种脱硫废水资源化利用系统。该系统包括：初级澄清池；与初级澄清池相连的一级反应箱，其上设置有石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂加料口；与一级反应箱相连的一级澄清池；与一级澄清池相连的二级反应箱，其上设置有碱金属氢氧化物加料口；与二级反应箱相连的二级澄清池；与二级澄清池相连的三级反应箱，其上设置有碱金属偏铝酸盐加料口；与三级反应箱相连的三级澄清池；与三级澄清池相连的四级反应箱，其上设置有CO₂进气口；与四级反应箱的出口相连的四级澄清池。采用该系统处理得到的废水满足脱硫塔的补充水水质要求，同时可将废水中的资源回收制备氢氧化镁、硫铝酸钙/氯铝酸钙和氢氧化铝等化工品。

Description

一种脱硫废水资源化利用系统

技术领域

本实用新型属于水处理领域，尤其涉及一种脱硫废水资源化利用系统。

背景技术

“石灰石/石灰-石膏法”因具有系统可靠性高、效率高等特点而广泛应用于火电厂的烟气脱硫治理。但是为了维持烟气脱硫系统的物料平衡，防止脱硫系统的氯离子超过规定值和保证石膏的质量，必须从系统中排放一定的废水。这部分废水(脱硫废水)水质复杂多变，主要含有固体悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐、氯化物、钙镁离子以及微量重金属。尤其高浓度的氯离子在偏酸性的条件下具有腐蚀性大的特点，导致处理后的废水无法进入系统回用。

目前燃煤电厂烟气湿法脱硫废水通过传统的化学沉淀方法进行处理后的水质基本可以满足火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标(DL/T 997-2006)。该工艺一般采用石灰中和、絮凝、沉降等工序处理脱硫废水，经过固液分离，产水进行干灰拌湿或者直接排放。但是该方法有两个缺点：一是出水具有高硫酸根、高氯根、高硬度(高钙高镁)的含盐水质特性，若直接排放，势必造成土壤的盐碱化、影响生物生长环境；二是我国是以煤炭为基础的火电大国，我国火电厂取水量约占工业水量的30％～40％，若出水直接排放，将造成能源的巨大浪费。因此，随着环保的要求越来越高，有必要针对电厂脱硫废水的特点进行合理地工艺设计，以实现脱硫废水资源化、产水得到回用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种脱硫废水资源化利用系统，采用本实用新型提供的系统处理脱硫废水可将废水中的资源回收制备化工品，同时可获得满足回用要求的出水。

本实用新型提供了一种脱硫废水资源化利用系统，包括：

初级澄清池；

与初级澄清池的出水口相连的一级反应箱，一级反应箱上设置有石灰乳加料口、碱金属硫化物加料口和絮凝剂加料口；

与一级反应箱的出口相连的一级澄清池；

与一级澄清池的出水口相连的二级反应箱，二级反应箱上设置有碱金属氢氧化物加料口；

与二级反应箱的出口相连的二级澄清池；

与二级澄清池的出水口相连的三级反应箱，三级反应箱上设置有碱金属偏铝酸盐加料口；

与三级反应箱的出口相连的三级澄清池；

与三级澄清池的出水口相连的四级反应箱，四级反应箱上设置有二氧化碳进气口；

与四级反应箱的出口相连的四级澄清池。

优选的，所述一级反应箱、二级反应箱、三级反应箱和四级反应箱内均设置有搅拌器。

优选的，所述一级反应箱、二级反应箱、三级反应箱和四级反应箱内均设置有pH计。

优选的，所述初级澄清池的沉淀物出口连接有初级澄清池压滤机；

所述一级澄清池的沉淀物出口连接有一级澄清池压滤机；

所述二级澄清池的沉淀物出口连接有二级澄清池压滤机；

所述三级澄清池的沉淀物出口连接有三级澄清池压滤机；

所述四级澄清池的沉淀物出口连接有四级澄清池压滤机。

优选的，所述初级澄清池的沉淀物出口与初级澄清池压滤机的连接管路上设置有初级澄清池排泥泵；

所述一级澄清池的沉淀物出口与一级澄清池压滤机的连接管路上设置有一级澄清池排泥泵；

所述二级澄清池的沉淀物出口与二级澄清池压滤机的连接管路上设置有二级澄清池排泥泵；

所述三级澄清池的沉淀物出口与三级澄清池压滤机的连接管路上设置有三级澄清池排泥泵；

所述四级澄清池的沉淀物出口与四级澄清池压滤机的连接管路上设置有四级澄清池排泥泵。

优选的，所述初级澄清池压滤机的滤液出口与初级澄清池的进水口相连，初级澄清池压滤机的滤液出口与初级澄清池进水口的连接管路上设置有初级澄清池压滤机出水提升泵。

优选的，一级反应箱的出口与一级澄清池的连接管路上设置有一级澄清池提升泵；

二级反应箱的出口与二级澄清池的连接管路上设置有二级澄清池提升泵；

三级反应箱的出口与三级澄清池的连接管路上设置有三级澄清池提升泵；

四级反应箱的出口与四级澄清池的连接管路上设置有四级澄清池提升泵。

本实用新型提供了一种脱硫废水资源化利用方法，包括以下步骤：

a)、脱硫废水进行澄清，得到第一上清液；

b)、所述第一上清液与石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂混合反应，澄清，得到第二上清液；

c)、所述第二上清液与碱金属氢氧化物混合反应，澄清，得到第三上清液和氢氧化镁沉淀；

d)、所述第三上清液与碱金属偏铝酸盐混合反应，澄清，得到第四上清液和胶状物；所述胶状物为硫铝酸钙和氯铝酸钙混合物。

e)、所述第四上清液与CO₂混合反应，澄清，得到处理后废水和氢氧化铝沉淀。

优选的，步骤b)中，混合的方式为依次向第一上清液中添加石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂；

向第一上清液中添加石灰乳后的混合体系pH值为9.0～9.5；碱金属硫化物的添加量为第一上清液所含重金属离子质量的1.1～1.8倍；絮凝剂的添加量为第一上清液的0.05～0.5wt％。

优选的，步骤c)中，所述第二上清液与碱金属氢氧化物混合后的混合体系pH值为11.5～12.5。

优选的，步骤d)中，混合的方式为向第三上清液中添加碱金属偏铝酸盐；

所述混合反应的过程中，待混合体系的pH值即将上升时停止添加碱金属偏铝酸盐。

优选的，步骤e)中，混合的方式为向第四上清液中通入CO₂；

CO₂通入过程中，混合体系的pH值不断下降，待混合体系的pH不再下降时停止通入CO₂。

优选的，步骤a)中，所述第一上清液的pH值为3～7，悬浮固体含量为1000～80000mg/L，Ca²⁺含量为500～6000mg/L，Mg²⁺含量为200～9000mg/L，SO₄ ^2-含量为1000～25000mg/L，Cl^-含量为1000～15000mg/L，F^-含量为5～40mg/L，Pb²⁺含量为2～15mg/L，Ni⁺含量为0.1～5mg/L，全Fe含量为0.1～5mg/L，Hg²⁺含量为0.1～5mg/L，Cd²⁺含量为1～10mg/L。

与现有技术相比，本实用新型提供了一种脱硫废水资源化利用系统。本实用新型提供的脱硫废水资源化利用系统包括：初级澄清池；与初级澄清池的出水口相连的一级反应箱，一级反应箱上设置有石灰乳加料口、碱金属硫化物加料口和絮凝剂加料口；与一级反应箱的出口相连的一级澄清池；与一级澄清池的出水口相连的二级反应箱，二级反应箱上设置有碱金属氢氧化物加料口；与二级反应箱的出口相连的二级澄清池；与二级澄清池的出水口相连的三级反应箱，三级反应箱上设置有碱金属偏铝酸盐加料口；与三级反应箱的出口相连的三级澄清池；与三级澄清池的出水口相连的四级反应箱，四级反应箱上设置有二氧化碳进气口；与四级反应箱的出口相连的四级澄清池。本实用新型提供的系统运行过程为：1)、脱硫废水在初级澄清池中进行沉淀，得到初级澄清池上清液；2)、将所述初级澄清池上清液输送至一级反应箱，并向一级反应箱投加石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂，得到一级反应箱混合液；3)、将所述一级反应箱混合液输送至一级澄清池，一级反应箱混合液在一级澄清池中进行沉淀，得到一级澄清池上清液；4)、将一级澄清池上清液输送至二级反应箱，并向二级反应箱投加碱金属氢氧化物，得到二级反应箱混合液；5)、将所述二级反应箱混合液输送至二级澄清池，二级反应箱混合液在二级澄清池中进行沉淀，得到二级澄清池上清液和氢氧化镁沉淀；6)、将二级澄清池上清液输送至三级反应箱，并向三级反应箱投加碱金属偏铝酸盐，得到三级反应箱混合液；7)、将所述三级反应箱混合液输送至三级澄清池，三级反应箱混合液在三级澄清池中进行沉淀，得到三级澄清池上清液和胶状物，所述胶状物为硫铝酸钙和氯铝酸钙混合物；8)、将三级澄清池上清液输送至四级反应箱，并向四级反应箱通CO₂，得到四级反应箱混合液；9)、将所述四级反应箱混合液输送至四级澄清池，四级反应箱混合液在四级澄清池中进行沉淀，得到四级澄清池上清液和氢氧化铝沉淀。在本实用新型中，将脱硫废水经过初级澄清池获得较为澄清的上清液，添加石灰乳，调节pH使重金属离子、氟离子、砷离子和部分硫酸根离子等与氢氧化钙形成沉淀物而除去；再添加碱金属氢氧化物溶液，再次调节pH，除去溶液中的镁离子，从而制备得到氢氧化镁产品，氢氧化镁用途广泛，可用于阻燃剂、绿色水处理剂；上述清液中添加碱金属偏铝酸盐，与溶液中的钙离子、硫酸根、氯离子反应制备得到硫铝酸钙/氯铝酸钙胶状物，硫铝酸钙/氯铝酸钙用途广泛，可用于水处理剂、堵漏剂、吸附剂；最后通入过量的二氧化碳去除剩余的碱金属偏铝酸盐和降低溶液的pH值，产水进行回用或者深度处理，同时得到产品氢氧化铝，氢氧化铝用途广泛，可作为无机阻燃剂使用。本实用新型提供的脱硫废水资源化利用系统采用碱金属氢氧化物除镁，碱金属偏铝酸盐除钙、硫酸根、氯离子，二氧化碳来处理过量的碱金属偏铝酸盐，可有效降低废水硬度，同时还能除去高氯根、高硫酸根，有效地解决了高氯根带来的设备腐蚀问题；而且本实用新型提供的系统在处理废水的过程中没有废水排放(零排放)，产水可满足回用要求，污染物可得到充分回收利用(资源化)，实现了脱硫废水由“零排放”向“资源化”的转变，达到了节能减排、变废为宝的目的；另外本实用新型提的系统工艺路线简单，使用的设备造价低，易于维护，对环境友好，具有良好的经济效益和社会效益。实验结果表明，采用本实用新型提供的系统处理得到的废水满足脱硫塔的补充水水质要求，同时可将废水中的资源回收制备氢氧化镁、硫铝酸钙/氯铝酸钙和氢氧化铝等化工品。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的实施例，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获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的脱硫废水资源化利用系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种脱硫废水资源化利用系统，包括：

初级澄清池；

与初级澄清池的出水口相连的一级反应箱，一级反应箱上设置有石灰乳加料口、碱金属硫化物加料口和絮凝剂加料口；

与一级反应箱的出口相连的一级澄清池；

与一级澄清池的出水口相连的二级反应箱，二级反应箱上设置有碱金属氢氧化物加料口；

与二级反应箱的出口相连的二级澄清池；

与二级澄清池的出水口相连的三级反应箱，三级反应箱上设置有碱金属偏铝酸盐加料口；

与三级反应箱的出口相连的三级澄清池；

与三级澄清池的出水口相连的四级反应箱，四级反应箱上设置有二氧化碳进气口；

与四级反应箱的出口相连的四级澄清池。

参见图1，图1是本实用新型实施例提供的脱硫废水资源化利用系统流程图。其中，1为初级澄清池，2为一级反应箱，3为一级澄清池，4为二级反应箱，5为二级澄清池，6为三级反应箱，7为三级澄清池，8为四级反应箱，9为四级澄清池，1-1为初级澄清池压滤机，1-2为初级澄清池排泥泵，1-3为初级澄清池压滤机出水提升泵，2-1为一级反应箱pH计，2-2为一级反应箱搅拌器，3-1为一级澄清池压滤机。3-2为一级澄清池排泥泵，3-3为一级澄清池提升泵，4-1为二级反应箱pH计，4-2为二级反应箱搅拌器，5-1为二级澄清池压滤机，5-2为二级澄清池排泥泵，5-3为二级澄清池提升泵，6-1为三级反应箱pH计，6-2为三级反应箱搅拌器，7-1为三级澄清池压滤机，7-2为三级澄清池排泥泵，7-3为三级澄清池提升泵，8-1为四级反应箱pH计，8-2为四级反应箱搅拌器，9-1为四级澄清池压滤机，9-2为四级澄清池排泥泵，9-3为四级澄清池提升泵。

本实用新型提供的脱硫废水资源化利用系统包括初级澄清池1、一级反应箱2、一级澄清池3、二级反应箱4、二级澄清池5、三级反应箱6、三级澄清池7、四级反应箱8和四级澄清池9。其中，初级澄清池1用于对脱硫废水进行第一次澄清分离，其上设置有进水口、出水口和沉淀物出口。在本实用新型提供的一个实施例中，初级澄清池1的沉淀物出口连接有初级澄清池压滤机1-1，用于对初级澄清池排出的沉淀物进行压滤。在本实用新型提供的一个实施例中，初级澄清池压滤机1-1的滤液出口与初级澄清池1的进水口相连，初级澄清池压滤机1-1的滤液出口与初级澄清池1进水口的连接管路上设置有初级澄清池压滤机出水提升泵1-3，用于将压滤滤液返回至初级澄清池1。在本实用新型提供的一个实施例中，初级澄清池1与初级澄清池压滤机1-1的连接管路上设置有初级澄清池排泥泵1-2，用于初级澄清池池底沉淀物的输送。

在本实用新型中，一级反应箱2用于废水与石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂混合反应，从而使废水中的重金属离子、氟离子、砷离子和部分硫酸根离子等形成沉淀物，其上设置有石灰乳加料口、碱金属硫化物加料口、絮凝剂加料口、废水进口和出口，一级反应箱2的废水进口与初级澄清池1的出水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，一级反应箱2内设置有一级反应箱pH计2-1，用于检测反应箱内的pH值，从而调控试剂添加量。在本实用新型提供的一个实施例中，一级反应箱2内设置有一级反应箱搅拌器2-2。

在本实用新型中，一级澄清池3用于对脱硫废水进行第二次澄清分离，其上设置有进水口、出水口和沉淀物出口，一级澄清池3的进水口与一级反应箱2的出口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，一级澄清池3的进水口与一级反应箱2的出口的连接管路上设置有一级澄清池提升泵3-3，用于将反应箱内的混合液输送至澄清池。在本实用新型提供的一个实施例中，一级澄清池3的沉淀物出口连接有一级澄清池压滤机3-1，用于对一级澄清池排出的沉淀物进行压滤。在本实用新型提供的一个实施例中，一级澄清池压滤机3-1的滤液出口与一级澄清池3相连，用于将压滤滤液返回至一级澄清池3。在本实用新型提供的一个实施例中，一级澄清池3与一级澄清池压滤机3-1的连接管路上设置有一级澄清池排泥泵3-2，用于一级澄清池池底沉淀物的输送。

在本实用新型中，二级反应箱4用于废水与碱金属氢氧化物混合反应，从而使废水中的镁离子形成沉淀物，其上设置有碱金属氢氧化物加料口、废水进口和出口，二级反应箱4的废水进口与一级澄清池3的出水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，二级反应箱4内设置有二级反应箱pH计4-1，用于检测反应箱内的pH值，从而调控试剂添加量。在本实用新型提供的一个实施例中，二级反应箱4内设置有二级反应箱搅拌器4-2。

在本实用新型中，二级澄清池5用于对脱硫废水进行第三次澄清分离，其上设置有进水口、出水口和沉淀物出口，二级澄清池5的进水口与二级反应箱4的出口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，二级澄清池5的进水口与二级反应箱4的出口的连接管路上设置有二级澄清池提升泵5-3，用于将反应箱内的混合液输送至澄清池。在本实用新型提供的一个实施例中，二级澄清池5的沉淀物出口连接有二级澄清池压滤机5-1，用于对二级澄清池排出的沉淀物进行压滤。在本实用新型提供的一个实施例中，二级澄清池压滤机5-1的滤液出口与二级澄清池5相连，用于将压滤滤液返回至二级澄清池5。在本实用新型提供的一个实施例中，二级澄清池5与二级澄清池压滤机5-1的连接管路上设置有二级澄清池排泥泵5-2，用于二级澄清池池底沉淀物的输送。

在本实用新型中，三级反应箱6用于废水与碱金属偏铝酸盐混合反应，从而使废水中的钙离子、硫酸根、氯离子形成硫铝酸钙和氯铝酸钙胶状物，其上设置有碱金属偏铝酸盐加料口、废水进口和出口，三级反应箱6的废水进口与二级澄清池5的出水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，三级反应箱6内设置有三级反应箱pH计6-1，用于检测反应箱内的pH值，从而调控试剂添加量。在本实用新型提供的一个实施例中，三级反应箱6内设置有三级反应箱搅拌器6-2。

在本实用新型中，三级澄清池7用于对脱硫废水进行第四次澄清分离，其上设置有进水口、出水口和沉淀物出口，三级澄清池7的进水口与三级反应箱6的出口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，三级澄清池7的进水口与三级反应箱6的出口的连接管路上设置有三级澄清池提升泵7-3，用于将反应箱内的混合液输送至澄清池。在本实用新型提供的一个实施例中，三级澄清池7的沉淀物出口连接有三级澄清池压滤机7-1，用于对三级澄清池排出的沉淀物进行压滤。在本实用新型提供的一个实施例中，三级澄清池压滤机7-1的滤液出口与三级澄清池7相连，用于将压滤滤液返回至三级澄清池7。在本实用新型提供的一个实施例中，三级澄清池7与三级澄清池压滤机7-1的连接管路上设置有三级澄清池排泥泵7-2，用于三级澄清池池底沉淀物的输送。

在本实用新型中，四级反应箱8用于废水与CO₂混合反应，从而去除废水中剩余的偏铝酸盐，其上设置有二氧化碳进气口、废水进口和出口，四级反应箱8的废水进口与三级澄清池7的出水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，四级反应箱8内设置有四级反应箱pH计8-1，用于检测反应箱内的pH值，从而调控CO₂添加量。在本实用新型提供的一个实施例中，四级反应箱8内设置有四级反应箱搅拌器8-2。

在本实用新型中，四级澄清池9用于对脱硫废水进行第五次澄清分离，其上设置有进水口、出水口和沉淀物出口，四级澄清池9的进水口与四级反应箱8的出口相连。在本实用新型提供的一个实施例中，四级澄清池9的进水口与四级反应箱8的出口的连接管路上设置有四级澄清池提升泵9-3，用于将反应箱内的混合液输送至澄清池。在本实用新型提供的一个实施例中，四级澄清池9的沉淀物出口连接有四级澄清池压滤机9-1，用于对四级澄清池排出的沉淀物进行压滤。在本实用新型提供的一个实施例中，四级澄清池压滤机9-1的滤液出口与四级澄清池9相连，用于将压滤滤液返回至四级澄清池9。在本实用新型提供的一个实施例中，四级澄清池9与四级澄清池压滤机9-1的连接管路上设置有四级澄清池排泥泵9-2，用于四级澄清池池底沉淀物的输送。

本实用新型提供的系统运行过程为：1)、脱硫废水在初级澄清池中进行沉淀，得到初级澄清池上清液；2)、将所述初级澄清池上清液输送至一级反应箱，并向一级反应箱投加石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂，得到一级反应箱混合液；3)、将所述一级反应箱混合液输送至一级澄清池，一级反应箱混合液在一级澄清池中进行沉淀，得到一级澄清池上清液；4)、将一级澄清池上清液输送至二级反应箱，并向二级反应箱投加碱金属氢氧化物，得到二级反应箱混合液；5)、将所述二级反应箱混合液输送至二级澄清池，二级反应箱混合液在二级澄清池中进行沉淀，得到二级澄清池上清液和氢氧化镁沉淀；6)、将二级澄清池上清液输送至三级反应箱，并向三级反应箱投加碱金属偏铝酸盐，得到三级反应箱混合液；7)、将所述三级反应箱混合液输送至三级澄清池，三级反应箱混合液在三级澄清池中进行沉淀，得到三级澄清池上清液和胶状物，所述胶状物为硫铝酸钙和氯铝酸钙混合物；8)、将三级澄清池上清液输送至四级反应箱，并向四级反应箱通CO₂，得到四级反应箱混合液；9)、将所述四级反应箱混合液输送至四级澄清池，四级反应箱混合液在四级澄清池中进行沉淀，得到四级澄清池上清液和氢氧化铝沉淀。

在本实用新型中，将脱硫废水经过初级澄清池获得较为澄清的上清液，添加石灰乳，调节pH使重金属离子、氟离子、砷离子和部分硫酸根离子等与氢氧化钙形成沉淀物而除去；再添加碱金属氢氧化物溶液，再次调节pH，除去溶液中的镁离子，从而制备得到氢氧化镁产品，氢氧化镁用途广泛，可用于阻燃剂、绿色水处理剂；上述清液中添加碱金属偏铝酸盐，与溶液中的钙离子、硫酸根、氯离子反应制备得到硫铝酸钙/氯铝酸钙胶状物，硫铝酸钙/氯铝酸钙用途广泛，可用于水处理剂、堵漏剂、吸附剂；最后通入过量的二氧化碳去除剩余的碱金属偏铝酸盐和降低溶液的pH值，产水进行回用或者深度处理，同时得到产品氢氧化铝，氢氧化铝用途广泛，可作为无机阻燃剂使用。

本实用新型提供的脱硫废水资源化利用系统采用碱金属氢氧化物除镁，碱金属偏铝酸盐除钙、硫酸根、氯离子，二氧化碳来处理过量的碱金属偏铝酸盐，可有效降低废水硬度，同时还能除去高氯根、高硫酸根，有效地解决了高氯根带来的设备腐蚀问题；而且本实用新型提供的系统在处理废水的过程中没有废水排放(零排放)，产水可满足回用要求，污染物可得到充分回收利用(资源化)，实现了脱硫废水由“零排放”向“资源化”的转变，达到了节能减排、变废为宝的目的；另外本实用新型提的系统工艺路线简单，使用的设备造价低，易于维护，对环境友好，具有良好的经济效益和社会效益。实验结果表明，采用本实用新型提供的系统处理得到的废水满足脱硫塔的补充水水质要求，同时可将废水中的资源回收制备氢氧化镁、硫铝酸钙/氯铝酸钙和氢氧化铝等化工品。

本实用新型提供了一种脱硫废水资源化利用方法，包括以下步骤：

a)、脱硫废水进行澄清，得到第一上清液；

b)、所述第一上清液与石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂混合反应，澄清，得到第二上清液；

c)、所述第二上清液与碱金属氢氧化物混合反应，澄清，得到第三上清液和氢氧化镁沉淀；

d)、所述第三上清液与碱金属偏铝酸盐混合反应，澄清，得到第四上清液和胶状物；所述胶状物为硫铝酸钙和氯铝酸钙混合物。

e)、所述第四上清液与CO₂混合反应，澄清，得到处理后废水和氢氧化铝沉淀。

在本实用新型提供的方法中，脱硫废水首先进行澄清。在本实用新型中，脱硫废水优选在上文所述初级澄清池中进行澄清，脱硫废水在所述初级澄清池中的停留时间优选为1h～2h。澄清后，得到第一上清液和沉淀物。沉淀物优选进行压滤，压滤得到的滤液优选返回澄清工序，压滤得到的污泥外排。在本实用新型提供的一个实施例中，所述第一上清液的pH值为3～7，具体可为5.4或6.9；所述第一上清液的悬浮固体含量为1000～80000mg/L，具体可为9227mg/L或12560mg/L；所述第一上清液的Ca²⁺含量为500～6000mg/L，具体可为1952mg/L或5511mg/L；所述第一上清液的Mg²⁺含量为200～9000mg/L，具体可为922mg/L或8655mg/L；所述第一上清液的SO₄ ^2-含量为1000～25000mg/L，具体可为1468mg/L或4231mg/L；所述第一上清液的Cl^-含量为1000～15000mg/L，具体可为12025mg/L或14386mg/L；所述第一上清液的F^-含量为5～40mg/L，具体可为8mg/L或9mg/L；所述第一上清液的Pb²⁺含量为2～15mg/L，具体可为5mg/L或6mg/L；所述第一上清液的Ni⁺含量为0.1～5mg/L，具体可为1mg/L或2mg/L；所述第一上清液的全Fe(Fe²⁺和Fe³⁺)含量为0.1～20mg/L，具体可为1mg/L或5mg/L；所述第一上清液的Hg²⁺含量为0.1～5mg/L，具体可为1mg/L或5mg/L；所述第一上清液的Cd²⁺含量为1～10mg/L，具体可为2mg/L或3mg/L。

得到第一上清液后，将所述第一上清液与石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂混合反应。其中，所述碱金属硫化物优选为硫化钾和/或硫化钠；所述絮凝剂优选为聚丙烯酰胺。在本实用新型中，第一上清液与石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂混合的方式优选为依次向第一上清液中添加石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂。其中，石灰乳的浓度优选为1～10wt％，更优选为5～6wt％，石灰乳的添加量优选通过混合体系pH值控制，向第一上清液中添加石灰乳后的混合体系pH值优选为9.0～9.5；碱金属硫化物的添加量优选为第一上清液所含重金属离子质量的1.1～1.8倍；絮凝剂的添加量优选为第一上清液的0.05～0.5wt％，具体可为0.1wt％。在本实用新型中，优选在第一上清液中添加碱金属硫化物后搅拌1h，再向废水中添加絮凝剂。在本实用新型中，所述第一上清液与石灰乳、碱金属硫化物和絮凝剂优选在上文所述一级反应箱内混合反应。混合反应过程中，第一上清液中的重金属离子、氟离子、砷离子和部分硫酸根离子等可与石灰乳形成沉淀物，混合反应结束后，得到含沉淀物的混合液。得到混合液后，将所述混合液进行澄清。在本实用新型中，混合液优选在上文所述一级澄清池中进行澄清，混合液在所述一级澄清池中的停留时间优选为1h～2h，具体可为1.5h。澄清后，得到第二上清液和沉淀物。所述沉淀物优选进行压滤，压滤得到的滤液优选返回澄清工序，压滤得到的污泥外排。

得到第二上清液后，将所述第二上清液与碱金属氢氧化物混合反应。其中，所述碱金属氢氧化物优选为氢氧化钾和/或氢氧化钠；碱金属氢氧化物的用量优选通过混合体系pH值控制，所述第二上清液与碱金属氢氧化物混合后的混合体系pH值优选为11.5～12.5，具体可为12；所述碱金属氢氧化物优选以碱金属氢氧化物水溶液的形式与第二上清液混合，所述金属氢氧化物水溶液的浓度优选为10～35wt％，更优选为25～30wt％。在本实用新型中，优选在第二上清液与碱金属氢氧化物混合后搅拌1h。在本实用新型中，所述第二上清液与碱金属氢氧化物优选在上文所述二级反应箱内混合反应。混合反应过程中，第二上清液中的镁离子可与碱金属氢氧化物形成氢氧化镁沉淀物，混合反应结束后，得到含氢氧化镁沉淀物的混合液。得到混合液后，将所述混合液进行澄清。在本实用新型中，混合液优选在上文所述二级澄清池中进行澄清，混合液在所述二级澄清池中的停留时间优选为1h～2h，具体可为1.5h。澄清后，得到第三上清液和氢氧化镁沉淀。所述氢氧化镁沉淀优选进行压滤，压滤得到的滤液优选返回澄清工序，压滤得到的滤饼即为氢氧化镁产品。

得到第三上清液后，将所述第三上清液与碱金属偏铝酸盐混合反应。其中，所述碱金属偏铝酸盐优选为偏铝酸钾和/或偏铝酸钠。在本实用新型中，第三上清液与碱金属偏铝酸盐混合的方式优选为向第三上清液中添加碱金属偏铝酸盐，碱金属偏铝酸盐的添加量优选通过混合体系pH值控制，混合反应的过程中，优选待混合体系的pH值即将上升时停止添加碱金属偏铝酸盐。在本实用新型中，随着碱金属偏铝酸盐的缓慢加入，混合体系的pH值有一先下降后上升的变化趋势，原因在于反应开始时都是消耗氢氧根离子(OH^-)的过程，反应结束后，加入呈碱性的碱金属偏铝酸盐导致混合体系pH值上升，因此可在pH值即将上升时立即停止添加碱金属偏铝酸盐。在本实用新型中，所述碱金属偏铝酸盐优选以碱金属偏铝酸盐水溶液的形式与第三上清液混合，所述碱金属偏铝酸盐水溶液的浓度优选为10～40wt％，更优选为15～20wt％。在本实用新型中，优选在第三上清液与碱金属偏铝酸盐混合后搅拌1h。在本实用新型中，所述第三上清液与碱金属偏铝酸盐优选在上文所述三级反应箱内混合反应。混合反应过程中，第三上清液中的钙离子、硫酸根、氯离子等可与碱金属偏铝酸盐形成由硫铝酸钙和氯铝酸钙混合物构成的胶状物，混合反应结束后，得到含胶状物的混合液。得到混合液后，将所述混合液进行澄清。在本实用新型中，混合液优选在上文所述三级澄清池中进行澄清，混合液在所述三级澄清池中的停留时间优选为1h～2h，具体可为1.5h。澄清后，得到第四上清液和胶状物。所述胶状物优选进行压滤，压滤得到的滤液优选返回澄清工序，压滤得到的滤饼即为硫铝酸钙/氯铝酸钙产品。

得到第四上清液后，将所述第四上清液与CO₂混合反应。在本实用新型中，所述第四上清液与CO₂混合的方式优选为向所述第四上清液中通入CO₂。CO₂通入过程中，混合体系的pH值不断下降，优选在混合体系的pH不再下降时停止通入CO₂。在本实用新型中，所述第四上清液与CO₂混合后的混合体系pH值优选为7～8，具体可为7.53。在本实用新型中，优选在第四上清液与CO₂混合后搅拌1h。在本实用新型中，所述第四上清液与CO₂优选在上文所述四级反应箱内混合反应。混合反应过程中，第四上清液中剩余的偏铝酸盐可与CO₂形成氢氧化铝沉淀物，混合反应结束后，得到含氢氧化铝沉淀物的混合液。得到混合液后，将所述混合液进行澄清。在本实用新型中，混合液优选在上文所述四级澄清池中进行澄清，混合液在所述四级澄清池中的停留时间优选为1h～2h，具体可为1.5h。澄清后，得到第四上清液和氢氧化铝沉淀。其中，第四上清液即为本实用新型方法得到的处理后废水，该处理后废水可作为脱硫塔的补充水回用，或进一步深度处理。所述氢氧化铝沉淀优选进行压滤，压滤得到的滤液优选返回澄清工序，压滤得到的滤饼即为氢氧化铝产品。

在本实用新型中，将脱硫废水经过初级澄清池获得较为澄清的上清液，添加石灰乳，调节pH使重金属离子、氟离子、砷离子和部分硫酸根离子等与氢氧化钙形成沉淀物而除去；再添加碱金属氢氧化物溶液，再次调节pH，除去溶液中的镁离子，从而制备得到氢氧化镁产品，氢氧化镁用途广泛，可用于阻燃剂、绿色水处理剂；上述清液中添加碱金属偏铝酸盐，与溶液中的钙离子、硫酸根、氯离子反应制备得到硫铝酸钙/氯铝酸钙胶状物，硫铝酸钙/氯铝酸钙用途广泛，可用于水处理剂、堵漏剂、吸附剂；最后通入过量的二氧化碳去除剩余的碱金属偏铝酸盐和降低溶液的pH值，产水进行回用或者深度处理，同时得到产品氢氧化铝，氢氧化铝用途广泛，可作为无机阻燃剂使用。本实用新型提供的脱硫废水资源化利用系统采用碱金属氢氧化物除镁，碱金属偏铝酸盐除钙、硫酸根、氯离子，二氧化碳来处理过量的碱金属偏铝酸盐，可有效降低废水硬度，同时还能除去高氯根、高硫酸根，有效地解决了高氯根带来的设备腐蚀问题；而且本实用新型提供的系统在处理废水的过程中没有废水排放(零排放)，产水可满足回用要求，污染物可得到充分回收利用(资源化)，实现了脱硫废水由“零排放”向“资源化”的转变，达到了节能减排、变废为宝的目的；另外本实用新型提的系统工艺路线简单，使用的设备造价低，易于维护，对环境友好，具有良好的经济效益和社会效益。实验结果表明，采用本实用新型提供的方法处理得到的废水满足脱硫塔的补充水水质要求，同时可将废水中的资源回收制备氢氧化镁、硫铝酸钙/氯铝酸钙和氢氧化铝等化工品。

为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。

实施例1

A)脱硫废水资源化利用系统

本实施例提供的系统主要包括初级澄清池、一级反应箱、一级澄清池、二级反应箱、二级澄清池、三级反应箱、三级澄清池、四级反应池和四级澄清池组成。其中，初级澄清池、一级澄清池、二级澄清池、三级澄清池和四级澄清池均带有出水口和沉淀物出口，初级澄清池出水口与一级反应箱相连通，一级反应箱出口与一级澄清池入口相连通，一级澄清池出水口与二级反应箱相连通，二级反应箱出口与二级澄清池相连通，二级澄清池出水后与三级反应箱相连通，三级反应箱出口与三级澄清池入口相连通，三级澄清池出水口与四级反应箱相连通，四级反应箱出口与四级澄清池相连通。所述一级反应箱、二级反应箱、三级反应箱、四级反应箱均设有搅拌器和pH计。所述初级澄清池、一级澄清池、二级澄清池、三级澄清池、四级澄清池沉淀物入口均设有相应的提升泵。所述初级澄清池、一级澄清池、二级澄清池、三级澄清池、四级澄清池沉淀物出口均设污泥泵及相应的压滤机，压滤机的滤液出口与相应澄清池的进水口相连。

B)脱硫废水资源化利用方法

取某燃煤电厂烟气湿法脱硫废水，采用上述系统进行脱硫废水资源化利用，具体过程包括：

1)脱硫废水首先经过初级澄清池进行澄清分离1.5h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至初级澄清池，滤饼进行外运处理。并对澄清池废水进行取样，并做水质检测分析，其主要成分如下：

2)初级澄清池上清液经水质检测后输入到一级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时加入5wt％的石灰乳调节pH值为9.5后停止添加石灰乳，然后加入硫化钠，硫化钠的投加量为20mg/L，搅拌1h后加入聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的投加量为0.1wt％。上述固液混合物经过澄清池提升泵进入一级澄清池澄清分离1.5h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至一级澄清池，滤饼进行外运处理。经本步骤处理后的水质检测分析如下：

a)pH：9.5 b)Ca²⁺：7587mg/L c)Mg²⁺：896mg/L

d)SO₄ ^2-：1489mg/L e)Cl^-：11789mg/L f)F^-：痕量

h)其他重金属离子：痕量

3)一级澄清池上清液输入到二级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时加入30wt％的氢氧化钠调节pH值为12.0，然后搅拌1h。获得的固液混合物经过澄清池提升泵进入二级澄清池澄清分离1.5h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至二级澄清池，滤饼即为氢氧化镁产品。经本步骤处理后的水质检测分析如下：

a)pH：12.0 b)Ca²⁺：7620mg/L c)SO₄ ^2-：1423mg/L

d)Cl^-：11800mg/L

4)二级澄清池上清液输入到三级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时加入20wt％的偏铝酸钠溶液，pH值由12.0逐渐下降至10.6并保持一段时间，pH值上升时立即停止添加偏铝酸钠溶液，然后搅拌1h。获得的固液混合物经过澄清池提升泵进入三级澄清池澄清分离1.5h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至三级澄清池，滤饼即为硫铝酸钙/氯铝酸钙产品。经本步骤处理后的水质检测分析如下：

a)pH：10.6 b)Ca²⁺：156mg/L c)SO₄ ^2-：245mg/L

d)Cl^-：5423mg/L e)Al：2455mg/L

5)三级澄清池上清液输入到四级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时通入二氧化碳，二氧化碳通入过程中混合体系的pH值不断下降，待pH值不再下降时，停止通入二氧化碳，然后搅拌1h。获得的固液混合物经过澄清池提升泵进入四级澄清池澄清分离1.5h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至四级澄清池，滤饼即为氢氧化铝产品。经本步骤处理后的水质变化如下：

a)pH：7.5 b)Ca²⁺：167mg/L c)SO₄ ^2-：261mg/L

d)Cl^-：5356mg/L

经本实用新型方法处理后的脱硫废水满足脱硫塔的补充水水质要求，可作为脱硫塔的补充水得以回用。

实施例2：

取另一某燃煤电厂烟气湿法脱硫废水，采用实施例1的系统进行脱硫废水资源化利用，具体过程包括：

1)脱硫废水首先经过初级澄清池进行澄清分离2h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液经初级澄清池压滤机出水提升泵返回至初级澄清池，滤饼进行外运处理。并对澄清池废水进行取样，并做水质检测分析，其主要成分如下：

2)初级澄清池上清液经水质检测后输入到一级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时加入5wt％的石灰乳调节pH值为9.5后停止添加石灰乳，然后加入硫化钠，硫化钠的投加量为25mg/L，搅拌1h后加入聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的投加量为0.1wt％。上述固液混合物经过澄清池提升泵进入一级澄清池澄清分离2h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至一级澄清池，滤饼进行外运处理。经本步骤处理后的水质检测分析如下：

a)pH：9.5 b)Ca²⁺：4686mg/L c)Mg²⁺：8432mg/L

d)SO₄ ^2-：4134mg/L e)Cl^-：14350mg/L f)F^-：痕量

h)其他重金属离子：痕量

3)一级澄清池上清液输入到二级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时加入30％的氢氧化钠调节pH值为12.0，然后搅拌1h。获得的固液混合物经过澄清池提升泵进入二级澄清池澄清分离2h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至二级澄清池，滤饼即为氢氧化镁产品。经本步骤处理后的水质检测分析如下：

a)pH：12.0 b)Ca²⁺：4536mg/L c)SO₄ ^2-：3956mg/L

d)Cl^-：14349mg/L

4)二级澄清池上清液输入到三级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时加入20wt％的偏铝酸钠溶液，pH值由12.0逐渐下降至10.5并保持一段时间，pH值上升时立即停止添加偏铝酸钠溶液，然后搅拌1h。获得的固液混合物经过澄清池提升泵进入三级澄清池澄清分离2h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至三级澄清池，滤饼即为硫铝酸钙/氯铝酸钙产品。经本步骤处理后的水质检测分析如下：

a)pH：10.5 b)Ca²⁺：231mg/L c)SO₄ ^2-：321mg/L

d)Cl^-：6523mg/L e)Al：3556mg/L

5)三级澄清池上清液输入到四级反应箱，并启动箱内pH计、搅拌器，同时通入二氧化碳，二氧化碳通入过程中混合体系的pH值不断下降，待pH值不再下降时，停止通入二氧化碳，然后搅拌1h。获得的固液混合物经过澄清池提升泵进入四级澄清池澄清分离2h，沉淀物经澄清池排泥泵进入澄清池压滤机进行脱水，滤液返回至四级澄清池，滤饼即为氢氧化铝产品。经本步骤处理后的水质变化如下：

a)pH：7.3 b)Ca²⁺：232mg/L c)SO₄ ^2-：326mg/L

d)Cl^-：6521mg/L

经本实用新型方法处理后的脱硫废水可以作为脱硫塔的补充水得以回用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种脱硫废水资源化利用系统，包括：

初级澄清池；

与初级澄清池的出水口相连的一级反应箱，一级反应箱上设置有石灰乳加料口、碱金属硫化物加料口和絮凝剂加料口；

与一级反应箱的出口相连的一级澄清池；

与一级澄清池的出水口相连的二级反应箱，二级反应箱上设置有碱金属氢氧化物加料口；

与二级反应箱的出口相连的二级澄清池；

与二级澄清池的出水口相连的三级反应箱，三级反应箱上设置有碱金属偏铝酸盐加料口；

与三级反应箱的出口相连的三级澄清池；

与三级澄清池的出水口相连的四级反应箱，四级反应箱上设置有二氧化碳进气口；

与四级反应箱的出口相连的四级澄清池。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级反应箱、二级反应箱、三级反应箱和四级反应箱内均设置有搅拌器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级反应箱、二级反应箱、三级反应箱和四级反应箱内均设置有pH计。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述初级澄清池的沉淀物出口连接有初级澄清池压滤机；

所述一级澄清池的沉淀物出口连接有一级澄清池压滤机；

所述二级澄清池的沉淀物出口连接有二级澄清池压滤机；

所述三级澄清池的沉淀物出口连接有三级澄清池压滤机；

所述四级澄清池的沉淀物出口连接有四级澄清池压滤机。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述初级澄清池的沉淀物出口与初级澄清池压滤机的连接管路上设置有初级澄清池排泥泵；

所述一级澄清池的沉淀物出口与一级澄清池压滤机的连接管路上设置有一级澄清池排泥泵；

所述二级澄清池的沉淀物出口与二级澄清池压滤机的连接管路上设置有二级澄清池排泥泵；

所述三级澄清池的沉淀物出口与三级澄清池压滤机的连接管路上设置有三级澄清池排泥泵；

所述四级澄清池的沉淀物出口与四级澄清池压滤机的连接管路上设置有四级澄清池排泥泵。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述初级澄清池压滤机的滤液出口与初级澄清池的进水口相连，初级澄清池压滤机的滤液出口与初级澄清池进水口的连接管路上设置有初级澄清池压滤机出水提升泵。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，一级反应箱的出口与一级澄清池的连接管路上设置有一级澄清池提升泵；

二级反应箱的出口与二级澄清池的连接管路上设置有二级澄清池提升泵；

三级反应箱的出口与三级澄清池的连接管路上设置有三级澄清池提升泵；

四级反应箱的出口与四级澄清池的连接管路上设置有四级澄清池提升泵。