CN207130057U - 一种脱硫废水全膜法深度净化装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种脱硫废水全膜法深度净化装置及系统，全膜法深度净化装置包括软化装置、管式微滤装置、高压反渗透装置、化学清洗装置和废水集水装置；软化装置包括反应池、第一加药装置和第二加药装置；管式微滤装置包括管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱；管式微滤循环水箱内设有搅拌组件；管式微滤循环水箱和管式微滤膜组件连接；高压反渗透产水箱内设有检测装置；管式微滤装置和高压反渗透装置分别设有化学清洗装置。采用本实用新型提供的脱硫废水全膜法深度净化装置，浓缩减量后的管式微滤装置和高压反渗透装置的浓缩泥浆以及清洗废液，汇集至废水集水池，用于干灰调湿、干渣调湿、湿除渣用水，从而实现脱硫废水零排放。

Description

一种脱硫废水全膜法深度净化装置及系统

技术领域

本实用新型涉及脱硫废水处理领域，特别涉及一种脱硫废水全膜法深度净化装置及系统。

背景技术

脱硫废水高含盐、高浊度、高硬度、高氯化物、高硫酸根；含有重金属、氟化物、硫化物、氨氮、硅、有机物等；水温50℃左右；尤其是含有世卫组织和我国严格控制的一类污染物等；且受燃煤、脱硫工艺水质、脱硫剂等的影响，脱硫废水水质成分复杂、经常性波动很大。近年来，伴随着环境问题的日益凸显，新的环保政策不断颁布，环保政策执行力度日益增强，脱硫废水作为燃煤电厂经常性废水中成分最为复杂、难以处理的一类，其深度处理后达标排放(拥有受纳水体时)或回用已成为大势所趋。

传统“三联箱”工艺无法满足运行要求，主要存在如下问题：(1)加酸加碱，设备及管线腐蚀、堵塞严重；(2)工艺流程长，设备一次性投资大，运营费用高，设备管理维护任务重；(3)药剂种类多，储量大，并有一定安全隐患；水质成分、浓度等波动时，需要多种药剂同时协调控制，现场操作控制复杂，现场人员很难调控达标；(4)传统“三联箱”化学沉淀法处理后，废水中溶解态盐分(主要为氯化物、硫酸盐)和有机物等几乎不能脱除，既不能直接排放也无法回用，只能用于干灰调湿、灰场或煤场喷淋、干渣调湿、湿除渣用水、自然或机械喷雾蒸发等。

鉴于脱硫废水传统工艺存在的上述问题，既不能直接排放，也不能直接回用，国内外发展了多种脱硫废水出水深度净化技术。但是近期开发的脱硫废水深度处理工艺，存在投资高、运行费用高、占地和建筑物面积大、设备运维任务繁重等问题。

目前国内外主要技术如下：

(1)蒸发结晶：采用蒸发结晶工艺深度净化传统工艺处理出水，使废水与结晶盐资源化利用，实现燃煤电厂脱硫废水零排放。该工艺需要建立一套大型软化、浓缩(膜浓缩或热浓缩)、蒸发结晶系统。软化过程消耗大量的药剂，并产生大量固废；浓缩、蒸发处理过程消耗大量蒸汽和电力，因此占地和建筑物面积大、建设和运维成本较高。国内已投运的深圳河源、广东三水、浙江长兴、宁夏马莲台、湖北汉川等试点工程表明：吨水处理设备投资约250-300万左右；吨水处理运维费用(药剂、能耗等)差异较大，最高约185多元/m³，最低约80多元/m³，平均约100多元/m³。占地和建筑物面积大(有的电厂没有足够的建设空间)、软化设备产生大量固废、膜浓缩设备污染堵塞、热浓缩设备结垢和腐蚀、蒸发结晶设备结垢和腐蚀等，成为该工艺技术的重要制约因素。

(2)喷雾结晶技术：该工艺将脱硫废水经预处理后在烟道内雾化喷射，在烟道内蒸发，废水中的杂质以固体物质的形式和飞灰一起随烟气进入除尘设备，做到了脱硫废水的零排放，在国内外均有应用案例。

(3)生化法：利用传统混凝沉淀工艺去除大部分悬浮物、重金属，出水进入生物反应器，通过微生物的代谢和分解作用去除部分可溶性盐、含氮化合物、有机物，微生物对重金属的吸附以及其代谢产物对重金属的络合，降低废水中重金属含量。生化法具有高效、无二次污染、显著提高出水水质的优点，但该工艺流程长，管道设备多，占地面积大，处理效率低，而且该工艺基本不能去除氯化物，总体应用效果有待进一步研究。

(4)人工湿地：1953年由德国Max Planck研究所提出，利用实地中土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学和生物三重协同作用，对废水中污染物的吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀和微生物分解等作用实现废水净化，工艺流程简单，运维费用低。美国北卡州Progress Energy电厂采用人工湿地系统深度处理脱硫废水，出水指标均远好于设计值，并对难处理的Hg和Se有很好的处理效果。但人工湿地修建时间长，占用面积大，一次性投资多，适合在远离人口密集地区投建运行；并且人工湿地对周围土壤、水体的潜在影响很难在短时间内判断。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供一种脱硫废水全膜法深度净化装置，包括软化装置、管式微滤装置、高压反渗透装置、化学清洗装置和废水集水装置；其中：

所述软化装置包括反应池、第一加药装置和第二加药装置；所述第一加药装置和第二加药装置用于向所述反应池添加药剂；所述反应池中设有搅拌组件；

所述管式微滤装置包括管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱；所述管式微滤循环水箱与所述反应池连接；所述管式微滤循环水箱内设有搅拌组件；所述管式微滤循环水箱和所述管式微滤膜组件连接；所述管式微滤膜组件包括多孔材料管；所述多孔材料管内壁浇筑有微滤膜；所述管式微滤膜组件与所述管式微滤循环水箱之间设有回流管；所述管式微滤膜组件与所述管式微滤产水箱连接；所述管式微滤产水箱内设有检测装置；

所述高压反渗透装置包括高压反渗透膜组件和高压反渗透产水箱；所述高压反渗透产水箱内设有检测装置；

所述管式微滤装置和所述高压反渗透装置分别设有化学清洗装置；所述化学清洗装置包括酸性清洗液罐，碱性清洗液罐，垢类清洗液罐和清洗过滤器；所述酸性清洗液罐，碱性清洗液罐，垢类清洗液罐内均设有清洗泵；

所述废水池与管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱、高压反渗透膜组件和高压反渗透产水箱连接；所述废水池内设有搅拌组件。

进一步地，所述第一加药装置用于向反应池添加氢氧化钠和/或氢氧化钙；所述第二加药装置用于向反应池添加碳酸钠。

进一步地，所述检测装置设有电导检测器、温度感应器、pH测试器、浊度检测器、COD检测器和液位计，用于检测电导、温度、pH、浊度、COD和液位。

本实用新型还提供一种脱硫废水全膜法深度净化系统，包括软化模块、管式微滤模块、高压反渗透模块、化学清洗模块和废水集水模块；

所述软化模块用于对预处理水进行处理，并将软化产水输送至管式微滤模块；所述管式微滤模块用于对所述软化产水进行处理，形成管式微滤浓缩泥浆和管式微滤产水；所述管式微滤模块将所述管式微滤泥浆送至所述废水集水模块；所述管式微滤模块将所述管式微滤产水送至所述高压反渗透模块；

所述高压反渗透模块用于对所述管式微滤产水进行处理，形成高压反渗透浓水和高压反渗透产水；所述高压反渗透模块将所述高压反渗透浓水送至所述废水集水模块；所述高压反渗透产水用于回收再利用。

本实用新型提供的脱硫废水全膜法深度净化装置采用全膜深度净化工艺实现脱硫废水零排放。预处理水水质指标达到DL/T997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》标准，作为使用该装置实施的工艺来水，进一步采用传统软化工艺，投加氢氧化钙和/氢氧化钠、碳酸钠进行水质软化。软化后的产水作为管式微滤装置的来水，经管式微滤装置处理后，可有效脱除预处理水中微细悬浮固体、乳化油、胶体(硅)、粘土、0.05μm及以上其他杂质等，出水水质优于高压反渗透入水水质要求。经高压反渗透装置深度净化，可有效脱除盐分、硬度及其他杂质等，出水水质可达到《GB/T19923-2005城市污水再生利用—工业用水水质》(工艺水)的技术要求,可全部回用。浓缩减量后的管式微滤装置和高压反渗透装置的浓缩泥浆以及清洗废液，汇集至废水集水池，用于干灰调湿、干渣调湿、湿除渣用水，从而实现脱硫废水零排放。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的脱硫废水全膜法深度净化装置示意图；

图2为图1中软化装置示意图；

图3为图1中管式微滤装置示意图；

图4为图1中高压反渗透装置示意图；

图5为图1中化学清洗装置示意图；

图6为图1中废水集水装置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种脱硫废水全膜法深度净化装置，包括软化装置、管式微滤装置、高压反渗透装置、化学清洗装置和废水集水装置；其中：

所述软化装置包括反应池、第一加药装置和第二加药装置；所述第一加药装置和第二加药装置用于向所述反应池添加药剂；所述反应池中设有搅拌组件；

所述管式微滤装置包括管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱；所述管式微滤循环水箱与所述反应池连接；所述管式微滤循环水箱内设有搅拌组件；所述管式微滤循环水箱和所述管式微滤膜组件连接；所述管式微滤膜组件包括多孔材料管；所述多孔材料管内壁浇筑有微滤膜；所述管式微滤膜组件与所述管式微滤循环水箱之间设有回流管；所述管式微滤膜组件与所述管式微滤产水箱连接；所述管式微滤产水箱内设有检测装置；

所述高压反渗透装置包括高压反渗透膜组件和高压反渗透产水箱；所述高压反渗透产水箱内设有检测装置；

所述管式微滤装置和所述高压反渗透装置分别设有化学清洗装置；所述化学清洗装置包括酸性清洗液罐，碱性清洗液罐，垢类清洗液罐和清洗过滤器；所述酸性清洗液罐，碱性清洗液罐，垢类清洗液罐内均设有清洗泵；

所述废水池与管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱、高压反渗透膜组件和高压反渗透产水箱连接；所述废水池内设有搅拌组件。

优选地，所述第一加药装置用于向反应池添加氢氧化钠和/或氢氧化钙；所述第二加药装置用于向反应池添加碳酸钠。

优选地，所述检测装置设有电导检测器、温度感应器、pH测试器、浊度检测器、COD检测器和液位计，用于检测电导、温度、pH、浊度、COD和液位。

软化工艺由化学加药装置和反应池组成，根据工艺需要往反应池添加氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠等药剂，并对反的pH值进行精确控制；氢氧化钠和/或氢氧化钙通过第一加药装置添加；碳酸钠通过第二加药装置添加；通过搅拌组件充分的搅拌使得氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠等药剂和预处理水完全混合发生反，经反应后的含沉淀物的水溢流进入到管式微滤循环水箱。同时反应池均配套有机械搅拌装置，避免沉淀物沉入池底。反应池内设有检测装置，检测装置设有电导检测器、温度感应器、pH测试器、浊度检测器、COD检测器和液位计，用于检测电导、温度、pH、浊度、COD和液位。

管式微滤装置由管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱和其他配套设备组成。

管式微滤循环水箱用于提供管式微滤过滤过程所需要的错流可接收不断被管式膜浓缩的污水，保持污泥浓度达到最佳状态。管式微滤循环水箱配置有机械搅拌装置，避免沉淀物沉入底部。

管式微滤膜组件的结构是膜被浇铸在多孔材料管的内部。含被过滤物质(固体)的水流透过膜后，再透过多孔支撑材料，进入产水侧(水被净化)。被膜截留的固体颗粒在水流的推动下，不会停留在膜的表面，而是在膜表面起到一定的冲刷作用，避免污染物在膜表面停留。

错流式管式微滤的过滤方式是为了达到非常好的出水水质，代替传统的沉降或澄清工艺。利用微孔膜把废水中的沉淀物分离出来。它不需要沉淀物粒径足够大和比重足够大，所以当把物质从溶解状态转化为不溶状态后，它是一种更有效的分离方法。与普通的中空纤维超滤不同，管式膜可以承受很高的污泥浓度2％-5％，和极高的pH值，在pH为14的条件下也能正常稳定的工作；又不同于传统的沉淀分离工艺，首先管式膜过滤出水SDI<5，可直接送往后续处理装置(反渗透)而不需要任何进一步的除浊设施；其次不需要添加絮凝剂即可过滤很微小的化学沉淀物，而传统沉淀工艺中，需要添加絮凝剂、助凝剂，既增加了药剂费用，又容易给后续的中空纤维超滤和反渗透等设备带来污堵的风险；第三，管式微滤采用坚固的管式结构，和烧结法成膜，从原理上杜绝了断丝泄漏现象的发生，并且具有出色的耐化学性和耐磨擦性。

管式微滤产水箱内设有检测装置，检测装置设有电导检测器、温度感应器、pH测试器、浊度检测器、COD检测器和液位计，用于检测电导、温度、pH、浊度、COD和液位。管式微滤浓缩泥浆送入废水集水池。

管式微滤装置主要运行参数：

运行压力	运行温度	运行pH	清洗pH
				≤0.55MPa	常温	7.5-8.5	1-14

高压反渗透装置由高压反渗透膜组件、高压反渗透产水箱及配套设备组成，废水回收率可达80％以上。管式微滤产水经高压反渗透装置深度净化，可有效脱除盐分、硬度及其他杂质等，出水水质可达到《GB/T19923-2005城市污水再生利用—工业用水水质》(工艺水)的技术要求,可全部回用。采用高压反渗透技术对管式微滤产水进行进一步深度净化，利用高压反渗透的特殊流道设计和高抗污染特性，避免因高含盐废水的高倍率浓缩而加大的结垢污堵风险，可为系统的稳定运行提供有效的保障措施。

高压反渗透产水箱内设有检测装置，检测装置设有电导检测器、温度感应器、pH测试器、浊度检测器、COD检测器和液位计，用于检测电导、温度、pH、浊度、COD和液位。

高压反渗透浓水送入废水集水池。

高压反渗透装置主要运行参数：

运行压力	运行温度	运行pH	清洗pH
				≤12MPa	常温	7.5-8.5	2-10.5

管式微滤装置、高压反渗透装置分别配置独立的化学清洗装置，分别配置酸性、碱性、垢类清洗液罐，清洗过滤器及其它配套设备。清洗液由相应的清洗泵送入管式微滤装置和高压反渗透膜组件，对高压反渗透膜组件进行清洗。清洗废液送入废水集水池。

浓缩减量后的管式微滤装置和高压反渗透的浓缩泥浆、以及清洗废液，汇集至废水集水池，用于干灰调湿、干渣调湿、湿除渣用水。

废水集水池配套有机械搅拌装置，避免沉淀物沉入池底。

本实用新型提供的脱硫废水全膜法深度净化装置采用全膜深度净化工艺实现脱硫废水零排放。预处理水水质指标达到DL/T997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》标准，作为使用该装置实施的工艺来水，进一步采用传统软化工艺，投加氢氧化钙和/氢氧化钠、碳酸钠进行水质软化。软化后的产水作为管式微滤装置的来水，经管式微滤装置处理后，可有效脱除预处理水中微细悬浮固体、乳化油、胶体(硅)、粘土、0.05μm及以上其他杂质等，出水水质优于高压反渗透入水水质要求。经高压反渗透装置深度净化，可有效脱除盐分、硬度及其他杂质等，出水水质可达到《GB/T19923-2005城市污水再生利用—工业用水水质》(工艺水)的技术要求,可全部回用。浓缩减量后的管式微滤装置和高压反渗透装置的浓缩泥浆以及清洗废液，汇集至废水集水池，用于干灰调湿、干渣调湿、湿除渣用水，从而实现脱硫废水零排放。

本实用新型实施例还提供一种脱硫废水全膜法深度净化系统，包括软化模块、管式微滤模块、高压反渗透模块、化学清洗模块和废水集水模块；

所述软化模块用于对预处理水进行处理，并将软化产水输送至管式微滤模块；所述管式微滤模块用于对所述软化产水进行处理，形成管式微滤浓缩泥浆和管式微滤产水；所述管式微滤模块将所述管式微滤泥浆送至所述废水集水模块；所述管式微滤模块将所述管式微滤产水送至所述高压反渗透模块；

所述高压反渗透模块用于对所述管式微滤产水进行处理，形成高压反渗透浓水和高压反渗透产水；所述高压反渗透模块将所述高压反渗透浓水送至所述废水集水模块；所述高压反渗透产水用于回收再利用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种脱硫废水全膜法深度净化装置，其特征在于：包括软化装置、管式微滤装置、高压反渗透装置、化学清洗装置和废水集水装置；其中：

所述软化装置包括反应池、第一加药装置和第二加药装置；所述第一加药装置和第二加药装置用于向所述反应池添加药剂；所述反应池中设有搅拌组件；

所述管式微滤装置包括管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱；所述管式微滤循环水箱与所述反应池连接；所述管式微滤循环水箱内设有搅拌组件；所述管式微滤循环水箱和所述管式微滤膜组件连接；所述管式微滤膜组件包括多孔材料管；所述多孔材料管内壁浇筑有微滤膜；所述管式微滤膜组件与所述管式微滤循环水箱之间设有回流管；所述管式微滤膜组件与所述管式微滤产水箱连接；所述管式微滤产水箱内设有检测装置；

所述高压反渗透装置包括高压反渗透膜组件和高压反渗透产水箱；所述高压反渗透产水箱内设有检测装置；

所述管式微滤装置和所述高压反渗透装置分别设有化学清洗装置；所述化学清洗装置包括酸性清洗液罐，碱性清洗液罐，垢类清洗液罐和清洗过滤器；所述酸性清洗液罐，碱性清洗液罐，垢类清洗液罐内均设有清洗泵；

所述废水池与管式微滤循环水箱、管式微滤膜组件、管式微滤产水箱、高压反渗透膜组件和高压反渗透产水箱连接；所述废水池内设有搅拌组件。

2.根据权利要求1所述的脱硫废水全膜法深度净化装置，其特征在于：所述第一加药装置用于向反应池添加氢氧化钠和/或氢氧化钙；所述第二加药装置用于向反应池添加碳酸钠。

3.根据权利要求1所述的脱硫废水全膜法深度净化装置，其特征在于：所述检测装置设有电导检测器、温度感应器、pH测试器、浊度检测器、COD检测器和液位计，用于检测电导、温度、pH、浊度、COD和液位。

4.一种脱硫废水全膜法深度净化系统，其特征在于：包括软化模块、管式微滤模块、高压反渗透模块、化学清洗模块和废水集水模块；

所述软化模块用于对预处理水进行处理，并将软化产水输送至管式微滤模块；所述管式微滤模块用于对所述软化产水进行处理，形成管式微滤浓缩泥浆和管式微滤产水；所述管式微滤模块将所述管式微滤泥浆送至所述废水集水模块；所述管式微滤模块将所述管式微滤产水送至所述高压反渗透模块；

所述高压反渗透模块用于对所述管式微滤产水进行处理，形成高压反渗透浓水和高压反渗透产水；所述高压反渗透模块将所述高压反渗透浓水送至所述废水集水模块；所述高压反渗透产水用于回收再利用。