CN207079113U - 一种脱硫废水零排放处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脱硫废水零排放处理系统，通过设置软化装置、多介质过滤器装置、纳滤膜过滤装置、反渗透膜浓缩装置及喷雾干燥塔装置等一系列废水处理装置，可以真正实现脱硫废水的“零排放”。且较之蒸发结晶技术，能够大大降低脱硫废水处理的运行能耗。经过絮凝、沉淀、浓缩处理的减量化的脱硫废水，排放量和其中的悬浮物、溶解盐类都得到极大的减少，可以有效的防治烟气雾化过程中雾化器的堵塞；减少高温烟气的利用量，有效的减小废水对烟气温度降低的影响；废水中的污染物通过喷雾干燥形成的固体颗粒由回收系统进行收集，不会进入烟道系统，不会造成烟道积灰，不会对干灰的综合利用造成不利影响。

Description

一种脱硫废水零排放处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种脱硫废水零排放处理系统，属于污水处理领域。

背景技术

随着国家环保政策的日益严格，大部分在役火电机组和新建火电机组都配备了烟气脱硫装置，保证锅炉烟气达标排放。目前，燃煤电厂烟气脱硫装置应用最广泛的是石灰石-石膏湿法脱硫工艺。为保证脱硫系统的安全运行，该工艺需要排放一定量的废水即脱硫废水。其中含有大量的杂质，如悬浮物、无机盐离子、重金属离子等，很多物质为国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物，需要进行净化处理才能排放水体。

目前国内多数燃煤电厂净化脱硫废水采用的常规处理方式是中和、沉降、絮凝处理工艺，即采用三联箱加碱、有机硫、铁盐、PAM的凝聚澄清处理工艺。该工艺能够去除脱硫废水中对环境危害较大的重金属等有害物质和悬浮物，但不能去除氯离子，处理出水为高含盐废水，具有强腐蚀性，无法回收利用。排入自然水系后还会影响环境，潜在环境风险高。

还有极少数电厂采用蒸发结晶技术完成脱硫废水“零排放”。但采用蒸发器和结晶器处理脱硫废水，存在严重的腐蚀、结垢问题，对设备材质防腐性能要求高，且能耗高，运行控制难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种脱硫废水零排放处理系统，该系统可完全分离脱硫废水中对环境产生污染的杂质，真正实现脱硫废水“零排放”。且较之蒸发结晶技术，能够大大降低脱硫废水处理的运行能耗。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：一种脱硫废水零排放处理系统，利用烟道烟气余热，包括常规处理装置、软化装置、多介质过滤器装置，纳滤膜过滤装置，反渗透膜浓缩装置，喷雾干燥塔装置，常规处理装置分别与污泥处理装置及软化装置连接，软化装置与多介质过滤器装置连通，多介质过滤器装置与纳滤膜过滤装置连通，纳滤膜过滤装置与反渗透膜浓缩装置连通，反渗透膜浓缩装置与喷雾干燥塔装置连接，常规处理装置包括合建为一体的中和箱、反应箱、絮凝箱和澄清浓缩器，中和箱依次与反应箱及絮凝箱连接，絮凝箱与澄清浓缩器连接，喷雾干燥塔装置包括供料系统、雾化器、干燥室、产品回收系统，热风系统，干燥室分别与产品回收系统及热风系统连接，雾化器设于干燥室内，并与供料系统连接，供料系统与反渗透膜浓缩装置连接。

常规处理装置出水进入软化装置进行软化处理，软化后出水依次进入多介质过滤器装置、纳滤膜过滤装置进行过滤处理，过滤水进入反渗透膜浓缩装置进行废水浓缩，经浓缩减量化的浓水进入喷雾干燥塔装置进行喷雾蒸发干燥，完成最终的固液分离。

来自石膏脱水系统废水旋流器溢流的脱硫废水，经泵提升或重力自流进入中和箱。向中和箱中投加消石灰乳，将废水由酸性调节至碱性，PH控制范围8.8～9.2。此时，除少数活泼金属外，废水中的大部分金属离子如Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Mg²⁺、Cr³⁺等在碱性条件下生成难溶氢氧化物沉淀析出。

脱硫废水经中和箱后进入反应箱，向反应箱中投加有机硫，使其与汞、镉等重金属发生蜇合反应，生成溶度积小于10^-20的不溶物析出。从而进一步沉淀不能以氢氧化物形式沉淀出来的重金属。

脱硫废水经反应箱后进入絮凝箱，向絮凝箱中投加氯化硫酸铁，其在碱性条件下解离并生成Fe(OH)₃沉淀，在电化学作用下使废水中的胶体脱稳，废水中的悬浮物开始形成大粒径悬浮物，更易沉降。

在絮凝箱后端或絮凝箱出水管排出的废水中投加助凝剂聚丙烯酰胺。投加的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)属于长链大分子有机物，具有良好的搭桥吸附特性。聚丙烯酰胺的投加可以促使混凝形成的悬浮物长大并密实，更易于沉淀去除，同时将部分仍未絮结的悬浮物捕获。

经过中和箱、反应箱及絮凝箱混凝/絮凝处理后的脱硫废水自流进入澄清浓缩器内，利用重力分离原理使脱硫废水中的污泥和水分离开。污泥沉淀至澄清浓缩器的底部，分离出来的废水则从澄清浓缩器上端溢流口进入软化装置。澄清浓缩器下部沉淀的污泥达到一定浓度或高度后，用污泥输送泵送至污泥处理装置进行处理。同时污泥循环泵定期抽取少量澄清浓缩器底部已沉淀的污泥回流中和箱作为晶种，以提高混凝效果。

燃煤电厂脱硫废水经常规处理装置处理后，能够去除废水中对环境危害较大的重金属等有害物质和悬浮物，处理出水为高含盐废水。

前述的一种脱硫废水零排放处理系统中，所述多介质过滤器装置的顶部设置有轻粗材料层，底部设置有重细材料层。

前述的一种脱硫废水零排放处理系统中，所述反渗透膜浓缩装置采用碟管式反渗透膜浓缩装置。

前述的一种脱硫废水零排放处理系统中，所述反渗透膜浓缩装置内设置有S型流道。

前述的一种脱硫废水零排放处理系统中，所述软化装置与澄清浓缩器上端的溢流口连接。

经过常规处理装置的脱硫废水进入软化装置，通过投加纯碱，进一步去除经初步净化后的脱硫废水的硬度，以减少后续处理过程中结垢物质的产生，从而避免后续处理工艺中的纳滤膜过滤装置、反渗透膜浓缩装置在运行中出现污堵、结垢等问题，保证纳滤膜过滤装置和反渗透膜浓缩装置的长期安全、稳定、有效运行，减少清洗次数，降低维护成本。

通过多介质过滤器装置去除脱硫废水中颗粒状的杂质，使废水得到粗过滤。多介质过滤器装置以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层，床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的低部。水中较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在介质的较深处被去除。纳滤膜过滤装置可以截留废水。

中粒径为纳米级的颗粒物，通过过滤或吸附废水中的悬浮物、胶体、蛋白质和微生物等大分子物质，使废水得到进一步的净化、分离与浓缩，保障后续反渗透膜浓缩装置的安全运行。

脱硫废水进入碟管式反渗透膜浓缩装置进行浓缩处理，减少了高盐水的水量，降低了进入喷雾干燥塔的废水量。废水在碟片式流道内以正/反“S”向错流的流通方式，使废水中的小分子颗粒物、溶解态的离子等被截留在浓水侧，透过的淡水被收集起来成为清洁的过滤液。碟管式反渗透膜浓缩装置通过充分的错流效果，使得膜片上无机物结垢的风险大大降低；流体流向的频繁改变，产生充分的湍流，降低了浓差极化和生物污堵的风险；开放式流道使得从膜表面冲刷下去的污染物可以顺利被带出膜柱。

脱硫废水通过碟管式反渗透膜浓缩装置处理后减量化的浓水进入喷雾干燥塔装置。通过雾化器将浓水喷洒成直径约为几十微米的小雾滴，从而获得很大的气化表面，进而在干燥室内利用引自烟道的高温烟气进行干燥，形成固体颗粒。固体颗粒通过产品回收系统被回收利用；干燥时产生的蒸汽随着高温烟气返回到烟道中，从而实现喷雾干燥的整个过程，达到废水零排放的目的。

与现有多数燃煤电厂采用的脱硫废水处理技术相比，本实用新型通过设置软化装置、多介质过滤器装置、纳滤膜过滤装置、反渗透膜浓缩装置及喷雾干燥塔装置等一系列废水处理装置，可以真正实现脱硫废水的“零排放”。经过絮凝、沉淀、浓缩处理的减量化的脱硫废水，排放量和其中的悬浮物、溶解盐类都得到极大的减少，可以有效的防治烟气雾化过程中雾化器的堵塞；减少高温烟气的利用量，有效的减小废水对烟气温度降低的影响；废水中的污染物通过喷雾干燥形成的固体颗粒由回收系统进行收集，不会进入烟道系统，不会造成烟道积灰，不会对干灰的综合利用造成不利影响。

附图说明

图1是本实用新型脱硫废水处理系统的结构示意图。

附图标记：1-常规处理装置，2-软化装置，3-多介质过滤器装置，4-纳滤膜过滤装置， 5-反渗透膜浓缩装置，6-喷雾干燥塔装置，7-中和箱，8-反应箱，9-絮凝箱，10-澄清浓缩器，11-污泥处理装置，12-供料系统，13-雾化器，14-干燥室，15-产品回收系统，16-热风系统。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

具体实施方式

本实用新型的实施例1：一种脱硫废水零排放处理系统，利用烟道烟气余热，包括常规处理装置1、软化装置2、多介质过滤器装置3，纳滤膜过滤装置4，反渗透膜浓缩装置5，喷雾干燥塔装置6，常规处理装置1分别与污泥处理装置11及软化装置2连接，软化装置2 与多介质过滤器装置3连通，多介质过滤器装置3与纳滤膜过滤装置4连通，纳滤膜过滤装置4与反渗透膜浓缩装置5连通，反渗透膜浓缩装置5与喷雾干燥塔装置6连接。

本实用新型的实施例2：一种脱硫废水零排放处理系统，利用烟道烟气余热，包括常规处理装置1、软化装置2、多介质过滤器装置3，纳滤膜过滤装置4，碟管式反渗透膜浓缩装置5，喷雾干燥塔装置6，常规处理装置1分别与污泥处理装置11及软化装置2连接，软化装置与多介质过滤器装置3连通，多介质过滤器装置3与纳滤膜过滤装置4连通，纳滤膜过滤装置4与碟管式反渗透膜浓缩装置5连通，碟管式反渗透膜浓缩装置5与喷雾干燥塔装置 6连接。常规处理装置1包括合建为一体的中和箱7、反应箱8、絮凝箱9和澄清浓缩器 10，中和箱7依次与反应箱8及絮凝箱9连接，絮凝箱9与澄清浓缩器10连接。喷雾干燥塔装置6包括供料系统12、雾化器13、干燥室14、产品回收系统15，热风系统16，干燥室14分别与产品回收系统15及热风系统16连接，雾化器13设于干燥室14内，并与供料系统12连接，供料系统12与碟管式反渗透膜浓缩装置5连接。多介质过滤器装置3的顶部设置有轻粗材料层，底部设置有重细材料层。碟管式反渗透膜浓缩装置采用碟管式碟管式反渗透膜浓缩装置。碟管式反渗透膜浓缩装置5内设置有S型流道。软化装置2与澄清浓缩器 10上端的溢流口连接。

本实用新型的实施例3：一种脱硫废水零排放处理系统，利用烟道烟气余热，包括常规处理装置1、软化装置2、多介质过滤器装置3，纳滤膜过滤装置4，碟管式反渗透膜浓缩装置5，喷雾干燥塔装置6。常规处理装置1由合建为一体的中和箱7、反应箱8、絮凝箱9即三联箱，和澄清浓缩器10组成。喷雾干燥塔装置6由供料系统12、雾化器13、干燥室 14、产品回收系统15，热风系统16组成。常规处理装置1分别与污泥处理装置11及软化装置2连接，软化装置2与多介质过滤器装置3连通，多介质过滤器装置3与纳滤膜过滤装置4连通，纳滤膜过滤装置4与碟管式反渗透膜浓缩装置5连通，碟管式反渗透膜浓缩装置 5与喷雾干燥塔装置6连接。中和箱7依次与反应箱8及絮凝箱9连接，絮凝箱9与澄清浓缩器10连接。，干燥室14分别与产品回收系统15及热风系统16连接，雾化器13设于干燥室14内，并与供料系统12连接，供料系统12与碟管式反渗透膜浓缩装置5连接。软化装置2与澄清浓缩器10上端的溢流口连接。

来自石膏脱水系统废水旋流器溢流的脱硫废水，经泵提升或重力自流进入常规处理装置 1的中和箱7，向中和箱7中投加消石灰乳，使脱硫废水中大部分的金属离子以氢氧化物的形式沉淀析出。脱硫废水经中和箱7后进入反应箱8，向反应箱8中投加有机硫，进一步沉淀不能以氢氧化物形式沉淀出来的重金属。脱硫废水经反应箱8后进入絮凝箱9，向絮凝箱 9中投加氯化硫酸铁，生成Fe(OH)₃沉淀使废水中的胶体脱稳，废水中的悬浮物开始形成大粒径悬浮物。在絮凝箱9后端或絮凝箱9出水管上投加的聚丙烯酰胺(PAM)促使混凝形成的悬浮物长大并密实，同时将部分仍未絮结的悬浮物捕获。絮凝箱9的出水自流进入澄清浓缩器10内，在澄清浓缩器10内利用重力分离原理实现泥水分离，污泥沉淀至澄清浓缩器10的底部，分离出来的废水则从澄清浓缩器10上端溢流口进入软化装置2。澄清浓缩器10下部沉淀的污泥达到一定浓度或高度后，用污泥输送泵送至污泥处理装置11进行污泥处理。

常规处理装置1处理后的出水进入软化装置2，向软化装置2投加纯碱，进一步去除脱硫废水中的硬度。

软化后出水依次进入多介质过滤器装置3，纳滤膜过滤装置4进行过滤处理，以去除脱硫废水中颗粒状的杂质及大分子物质。

滤后脱硫废水进入碟管式反渗透膜浓缩装置5进行浓缩处理，产生的淡水被回收利用。

碟管式反渗透膜浓缩装置5浓水侧出液进入喷雾干燥塔装置6。首先通过供料系统12 将浓水送至雾化器13，浓水在雾化器13出口处喷射雾化形成直径约为几十微米的小雾滴，在干燥室14内利用热风系统16从烟道中引来的高温烟气进行蒸发干燥，形成固体颗粒。固体颗粒被产品回收系统15回收利用，干燥时产生的蒸汽随着高温烟气返回到烟道中，完成最终的固液分离。

Claims (5)

1.一种脱硫废水零排放处理系统，利用烟道烟气余热，其特征在于：包括常规处理装置(1)、软化装置(2)、多介质过滤器装置(3)，纳滤膜过滤装置(4)，反渗透膜浓缩装置(5)，喷雾干燥塔装置(6)，常规处理装置(1)分别与污泥处理装置(11)及软化装置(2)连接，软化装置(2)与多介质过滤器装置(3)连通，多介质过滤器装置(3)与纳滤膜过滤装置(4)连通，所述纳滤膜过滤装置(4)与反渗透膜浓缩装置(5)连通，反渗透膜浓缩装置(5)与喷雾干燥塔装置(6)连接，所述常规处理装置(1)包括合建为一体的中和箱(7)、反应箱(8)、絮凝箱(9)和澄清浓缩器(10)，中和箱(7)依次与反应箱(8)及絮凝箱(9)连接，絮凝箱(9)与澄清浓缩器(10)连接，所述喷雾干燥塔装置(6)包括供料系统(12)、雾化器(13)、干燥室(14)、产品回收系统(15)，热风系统(16)，干燥室(14)分别与产品回收系统(15)及热风系统(16)连接，所述雾化器(13)设于干燥室(14)内，并与供料系统(12)连接，供料系统(12)与反渗透膜浓缩装置(5)连接。

2.根据权利要求1所述一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述多介质过滤器装置(3)的顶部设置有轻粗材料层，底部设置有重细材料层。

3.根据权利要求2所述一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述反渗透膜浓缩装置(5)采用碟管式反渗透膜浓缩装置。

4.根据权利要求3所述一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述反渗透膜浓缩装置(5)内设置有S型流道。

5.根据权利要求4所述一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述软化装置(2)与澄清浓缩器(10)上端的溢流口连接。