CN206783451U - 一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备 - Google Patents
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- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备，按水流方向顺序安装的装置及部件包括废水收集池、快速澄清分离装置、一级软化装置、二级软化装置、TMF浓水箱、TMF提升泵、TMF系统、TMF产水箱、交换提升泵、离子交换树脂装置、中间产水箱、电解给水泵、微电解双极膜装置和产品水箱；根据脱硫废水水质特点、脱硫系统用水要求将在脱硫系统中属于污染物的物质可在其他领域变成有用资源，运行成本大大低于其他的零排放工艺及设备。
Description
技术领域
本实用新型属于脱硫废水零排放及资源化处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备。
背景技术
现有的用于脱硫废水处理技术存在以下不足之处：
1、湿法烟气脱硫是硫大气污染处理一种成熟、高效的脱硫工艺，广泛应用于各种烟气脱硫装置；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，这部分废水中含有大量的悬浮物、钙镁硬度、活性硅、重金属、COD、氯化钠、高盐量及其他特殊物质；现阶段脱硫废水基本上是简单处理后排放，这样浪费水资源，最主要对环境带来很大影响；所以，如何综合处理回用脱硫废水，达到废水零排放并使之回用是脱硫废水处理的一种趋势，同时也是一个技术难题。
2、现有的关于脱硫废水处理的技术研究，方法和原理存在一些问题：
在中国专利号为CN104743732A《一种电厂脱硫废水零排放回用的方法》,CN104843927A《脱硫废水零排放工艺及系统》、CN105110543A《一种火力发电厂燃煤机组脱硫废水零排放系统》、CN105502792A《一种脱硫废水零排放处理方法》、CN105254101A《一种燃煤电厂脱硫废水零排放处理工艺》及中国专利号为201110076844《脱硫废水零排放处理方法及系统》,还有中国专利号为201110204147《脱硫废水处理方法》等现有技术，在相关脱硫废水回收利用研究中，他们共同的特点是：在脱硫废水中加入药剂，将悬浮物和部分重金属沉淀分离出来，然后将处理的水排放；或是将处理后的水通过雾化装置和静电除尘器蒸干达到零排放。上述技术工艺的缺点是：1）水未进行回用；2）简单处理后排放的脱硫废水，其中含盐量及其它污染物如重金属离子、钙镁硬度离子、硅、COD和其他污染物质都排放到环境中，对环境造成新方式的污染；3）即使达到零排放，也是最后采用投资、运行成本更高的蒸发结晶器进行零排放处理，最后分盐得到工业盐。
脱硫系统排放废水最主要是因为废水中含有大量的氯离子（Cl-）,硫酸根离子（SO4 2-）和镁离子(Mg2+)；氯离子（Cl-）太高时，造成脱硫处理设备的腐蚀，硫酸根离子（SO4 2-）太高会抑制脱硫效果，而镁离子(Mg2+)太高会形成催化剂中毒，影响脱硫效果；所以脱硫过程中这三个因素达到一定浓度后就排放部分废水；基于此，采用加药处理去除镁和硫酸根离子，再选择采用微电解的方法去除氯离子，去除这三种影响因素后的废水回用到脱硫工艺配水，达到脱硫废水零排放的目的。而现有的脱硫废水零排放技术都是将废水的污染物去除后，采用蒸发结晶器或膜浓缩+蒸发结晶器的方法，将水蒸发出来，生于盐分变成杂盐或提纯得到工业盐，其投资和运行成本非常高，而且有二次固废（杂盐）产生。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术的缺点，根据湿法脱硫系统用水和脱硫废水的特点及要求，提供一种脱硫废水微电解处理回用至脱硫系统中石灰石浆液配水以达到废水零排放并将废物资源化的设备，其运行成本大大低于其他的零排放设备。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备，按水流方向顺序安装的装置及部件包括废水收集池、快速澄清分离装置、一级软化装置、二级软化装置、TMF浓水箱、TMF提升泵、TMF系统、TMF产水箱、交换提升泵、离子交换树脂装置、中间产水箱、电解给水泵、微电解双极膜装置和产品水箱；所述的废水收集池由收集池和位于收集池内的潜水泵组成，潜水泵出口同时与快速澄清分离装置和一级软化装置的入口相连；所述快速澄清分离装置的上清液出口与一级软化装置的入口相连；所述的一级软化装置具有至少一个加药装置，一级软化装置上清液出口与二级软化装置的入口相连；所述的二级软化装置的上清液出口与TMF浓水箱入口相连；所述的快速澄清分离装置、一级软化装置和TMF浓水箱的底部排放口同时连接污泥泵，污泥泵连接板框压滤机的入口，板框压滤机的出口连接废水收集池；所述TMF浓水箱的出口与TMF提升泵相连；所述的TMF提升泵与TMF系统的进水口相连；所述TMF系统的浓水回到TMF浓水箱，TMF系统的产水口与TMF产水箱相连；所述TMF产水箱的出水口与交换提升泵相连；所述的交换提升泵与离子交换树脂装置的进水口相连；所述离子交换树脂装置的出水口与中间产水箱相连；所述中间产水箱的出口与电解给水泵相连；所述的电解给水泵与微电解双极膜装置的进水口相连；所述的微电解双极膜装置通过中性出水口连接产品水箱，微电解双极膜装置分别通过酸性出水口和碱性出水口与酸液箱和碱液箱相连。
所述的一种脱硫废水的零排放设备，其快速澄清分离装置上清液出口与一级软化装置的入口之间还依次连接反应池和过滤池。
本实用新型的有益效果是：一是能快速去除脱硫废水中的悬浮物，二是能去除废水中影响脱硫效果的镁离子和硫酸根离子，三是采用二氧化碳和催化剂去除废水中的钙离子，四是利用微电解双极膜装置对预处理后的高含盐量废水进行淡化，使处理的废水满足回用至脱硫系统的石灰石浆液配水，达到脱硫废水零排放，五是微电解双极膜装置淡化废水的过程中产生酸和氢氧化钠商品，六是运行费用低，不仅脱硫废水达到零排放，还有产生额外的经济价值（酸和氢氧化钠商品）。
附图说明
图1是本实用新型工艺的流程示意图；
图2是本实用新型设备的结构示意图。
图中各附图标记的名称为：1—废水收集池，2—快速澄清分离装置，3—一级软化装置，4—二级软化装置，5—TMF浓水箱，6—污泥泵，7—板框压滤机，8—TMF提升泵，9—TMF系统，10—TMF产水箱，11—交换提升泵，12—离子交换树脂装置，13—中间产水箱，14—电解给水泵，15—微电解双极膜装置，16—酸液箱，17—碱液箱，18—产品水箱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
参照图1所示，脱硫废水处理及资源化的零排放工艺，包括以下步骤
A、废水水质调节
将脱硫废水排入废水收集池，脱硫废水是阶段性排水，水质波动大，在此调节均匀水质。
B、分离废水中悬浮物
通过快速澄清分离装置将脱硫废水中的悬浮物絮凝组团，并快速从废水中分离，并通过污泥脱水装置将悬浮物压缩成泥饼。
C、一次软化
将B步骤中的上清液放入一级软化装置，通过添加氢氧化钙去除水体中的镁和硫酸根离子，直至处理后的水体中氯离子降低到1000mg/l以下，硫酸根离子降低到1500mg/l以下，镁离子降低到150mg/l以下，pH达到10.0～11.5，加药处理后将水体中的镁和硫酸根从离子态转化为固体颗粒态，固体颗粒经自然沉降后，通过污泥脱水装置脱水处理成泥饼。
D、二次软化
将C步骤处理后的上清液放入二级软化装置，通过二氧化碳和催化剂联合去除废水中的钙离子，直至钙离子的浓度降到100mg/L以下，固体颗粒经自然沉降后，送入污泥脱水装置脱水处理成泥饼。
E、过滤
通过管式膜过滤装置对D步骤处理后的上清液进行过滤，将固体悬浮物从水中分离出来，过滤后的浓水返回二级软化装置，固体颗粒经自然沉降后，脱水处理。
F、去除硬度
通过离子交换树脂装置对步骤E处理后的水液进行处理，通过离子交换树脂去除废水中残余的硬度。
G、微电解除氯
去除了硬度的废水，其离子成分大多为氯化钠，通过微电解双极膜装置对步骤E处理后的氯化钠浓水溶液进行淡化，使废水TDS的浓度降低到1000mg/L以下，出水能够满足脱硫系统中石灰石浆液的配水要求，同时得到酸和氢氧化钠溶液。
H、回用
步骤H淡化后的废水回用至脱硫系统中作为石灰石浆液配置用水，从而达到零排放。
发明原理
脱硫系统排放废水最主要是因为废水中含有大量的氯离子（Cl-）,硫酸根离子（SO4 2-）和镁离子(Mg2+)；氯离子（Cl-）太高时，造成脱硫处理设备的腐蚀，硫酸根离子（SO4 2-）太高会抑制脱硫效果，而镁离子(Mg2+)太高会形成催化剂中毒，影响脱硫效果；所以脱硫过程中这三个因素达到一定浓度后就排放部分废水；基于此，采用加药处理去除镁和硫酸根离子，再选择采用微电解的方法去除氯离子，去除这三种影响因素后的废水回用到脱硫工艺配水，达到脱硫废水零排放的目的。
参照图2所示，本实用新型公开了一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备，按水流方向顺序安装的装置及部件包括与脱硫废水来水联通的废水收集池1、快速澄清分离装置2、一级软化装置3、二级软化装置4、TMF浓水箱5、TMF提升泵8、TMF系统9、TMF产水箱10、交换提升泵11、离子交换树脂装置12、中间产水箱13、电解给水泵14、微电解双极膜装置15和最终的产品水箱18；所述的废水收集池1由收集池和位于收集池内的潜水泵组成，潜水泵出口同时与快速澄清分离装置2和一级软化装置3的入口相连；所述快速澄清分离装置2的上清液出口与一级软化装置3的入口相连，快速澄清分离装置2上清液出口与一级软化装置3的入口之间还依次反应池一、反应池二和过滤池；所述的一级软化装置3具有至少一个加药装置，一级软化装置3上清液出口与二级软化装置4的入口相连；所述的二级软化装置4的上清液出口与TMF浓水箱5入口相连；所述的快速澄清分离装置2、一级软化装置3和TMF浓水箱5的底部排放口同时连接污泥泵6，污泥泵6连接板框压滤机7的入口，板框压滤机7的出口连接废水收集池1，板框压滤机7产生的泥饼外排，其压滤液回到废水收集池1；所述TMF浓水箱5的出口与TMF提升泵8相连；所述的TMF提升泵8与TMF系统9的进水口相连；所述TMF系统9的浓水回到TMF浓水箱5，TMF系统9的产水口与TMF产水箱10相连；所述TMF产水箱10的出水口与交换提升泵11相连；所述的交换提升泵11与离子交换树脂装置12的进水口相连；所述离子交换树脂装置12的出水口与中间产水箱13相连；所述中间产水箱13的出口与电解给水泵14相连；所述的电解给水泵14与微电解双极膜装置15的进水口相连；所述的微电解双极膜装置15通过中性出水口连接最终的产品水箱18，微电解双极膜装置15分别通过酸性出水口和碱性出水口与酸液箱16和碱液箱17相连。
本实用新型采用的快速澄清分离装置2为一中部设置污泥脱水装置、顶部设置上清液出口、底部设置污泥排放口的澄清池；相互连接的一级软化装置3和二级软化装置4均为供软化剂反应的箱体，一级软化装置3的入口连接分别快速澄清分离装置2和潜水泵，一级软化装置3内设有加药装置，一级软化装置3的底部连接污泥泵6；TMF系统9即管式膜过滤装置，可选用申请人关联公司申请的CN201410561118.1号专利“一种管式微滤膜生产设备”公开的设备；离子交换树脂装置12通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换；微电解双极膜装置15通过双极膜电渗析法对氯化钠浓水溶液进行淡化。
本实用新型脱硫废水零排放的工艺，是将脱硫废水中悬浮物除去，然后进入一级软化装置，加入氢氧化钙，调节pH至10.0～11.5，将水体中的镁和硫酸根从离子态转化为固体颗粒态，上清液再进入二级软化装置，在二级软化装置加入专属催化剂和通入二氧化碳气体，将废水中钙离子转化成碳酸钙去除，通过管式膜去除各种固体颗粒等悬浮物；管式膜的产水再经离子交换树脂来去除水中残余的硬度，最终软化的废水进入微电解双极膜装置，把废水中含有高浓度的氯化钠淡化成低浓度的氯化钠废水，使处理后的废水可以回用至脱硫系统中石灰石浆液配置用水，从而达到零排放；另外微电解双极膜装置淡化废水的过程中，产生的酸和氢氧化钠溶液，实现资源化的目的。
本实用新型在一级软化装置中加入氢氧化钙；这样可以去除镁离子和硫酸根离子，为后续处理打下基础；
本实用新型中的在二级软化装置中去除钙离子，本实用新型采用二氧化碳和催化剂的方法，区别于传统的加碳酸钠方法，为后续的资源化提供了可能性；
本实用新型中微电解双极膜装置，可以把废水中含有高浓度的氯化钠淡化成低浓度的氯化钠，使处理后的废水可以回用至脱硫系统中石灰石浆液配置用水；
本实用新型中能得到酸和氢氧化钠产品。
综上所述，本实用新型的原理是去除影响脱硫系统中脱硫效果的镁和硫酸根以及进入脱硫废水中腐蚀脱硫设备的氯离子，为此目的和可实现污染物资源化的目的，还需要除去废水中钙离子，最终处理的废水回用至脱硫系统配制石灰石浆液，从而达到废水零排放，同时在除氯离子过程中会产生酸和氢氧化钠产品，达到资源化的目的。该处理工艺简单，设备运行及能耗非常低。
以上设备使废水满足回用达到零排放的目的。
本实用新型权利要求保护范围不限于上述实施例。
Claims (2)
1.一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备，其特征在于：按水流方向顺序安装的装置及部件包括
废水收集池（1）、快速澄清分离装置（2）、一级软化装置（3）、二级软化装置（4）、TMF浓水箱（5）、TMF提升泵（8）、TMF系统（9）、TMF产水箱（10）、交换提升泵（11）、离子交换树脂装置（12）、中间产水箱（13）、电解给水泵（14）、微电解双极膜装置（15）和产品水箱（18）；
所述的废水收集池（1）由收集池和位于收集池内的潜水泵组成，潜水泵出口同时与快速澄清分离装置（2）和一级软化装置（3）的入口相连；
所述快速澄清分离装置（2）的上清液出口与一级软化装置（3）的入口相连；
所述的一级软化装置（3）具有至少一个加药装置，一级软化装置（3）上清液出口与二级软化装置（4）的入口相连；
所述的二级软化装置（4）的上清液出口与TMF浓水箱（5）入口相连；所述的快速澄清分离装置（2）、一级软化装置（3）和TMF浓水箱（5）的底部排放口同时连接污泥泵（6），污泥泵（6）连接板框压滤机（7）的入口，板框压滤机（7）的出口连接废水收集池（1）；
所述TMF浓水箱（5）的出口与TMF提升泵（8）相连；
所述的TMF提升泵（8）与TMF系统（9）的进水口相连；
所述TMF系统（9）的浓水回到TMF浓水箱（5），TMF系统（9）的产水口与TMF产水箱（10）相连；
所述TMF产水箱（10）的出水口与交换提升泵（11）相连；
所述的交换提升泵（11）与离子交换树脂装置（12）的进水口相连；
所述离子交换树脂装置（12）的出水口与中间产水箱（13）相连；
所述中间产水箱（13）的出口与电解给水泵（14）相连；
所述的电解给水泵（14）与微电解双极膜装置（15）的进水口相连；
所述的微电解双极膜装置（15）通过中性出水口连接最终的产品水箱（18），微电解双极膜装置（15）分别通过酸性出水口和碱性出水口与酸液箱（16）和碱液箱（17）相连。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水处理及资源化的零排放设备，其特征在于，所述的快速澄清分离装置（2）上清液出口与一级软化装置（3）的入口之间还依次连接反应池和过滤池。
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