CN210419465U - 一种脱硫废水预处理的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种脱硫废水预处理的装置。包括沿脱硫废水流向设置的：一级反应器，设有一氢氧化钡投加单元及一有机硫或硫化物投加单元；二级反应器，设有钡盐投加单元。通过优化脱硫废水进行蒸发结晶前的软化预处理工艺方法，能够有效降低采用蒸发结晶法处理脱硫废水的成本。另提供一种装置，将有机硫或硫化物投加单元及钡盐投加单元的位置调换。

Description

一种脱硫废水预处理的装置

技术领域

本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种脱硫废水预处理的装置。

背景技术

燃煤发电在我国能源供给中占有重要地位。为了保护大气环境，近年来我国大多数电厂采用了石灰石-石膏湿法脱硫技术，用以去除烟气中的二氧化硫。燃煤电厂湿法脱硫废水成分复杂，含有高浓度悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、氯离子、硫酸盐以及多种重金属。目前脱硫废水主要采用化学沉淀法处理，部分指标达标困难，即使达标处理后，由于废水中大量的硫酸盐和氯化物的存在，出水含盐量仍高达2％～4％，很难重复利用，外排后还会引起地表水和土壤生态破，引起二次污染。因此，脱硫废水零排放处理技术的开发越来越受到重视。

在脱硫废水零排放处理工艺的多种开发方向中，蒸发结晶法是目前业内研发人员关注的主要处理工艺。虽然蒸发结晶法理论上能够极大程度上降低脱硫废水处理后的出水含盐量，甚至达到近零排放标砖，但是工业实践中，采用蒸发结晶法存在不可避免存在一些缺点。

缺点主要体现在以下两个方面：

第一是蒸发结晶成本高，采用蒸发结晶工艺需要消耗大量的能源，因此，运行费用极高；第二，采用反渗透等膜分离技术首先对废水进行减量化处理，膜分离产生的浓水再进行蒸发结晶，可以有效降低蒸发处理负荷和节约处理成本。但是采用RO等膜处理工艺时需要对废水进行严格的预处理，由于废水中钙镁浓度高，硫酸钙处于过饱和状态，造成软化预处理成本极高，一般可达15～30元/吨，而且预处理过程中还会产生大量的沉淀污泥，额外增加沉淀污泥的处理成本。

为了降低脱硫废水零排放处理成本，推广蒸发结晶法处理脱硫废水工艺，鉴于现存脱硫废水零排放工艺的缺点和不足，开发低成本的脱硫废水预处理方法至关重要。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种脱硫废水预处理的装置。通过优化脱硫废水进行蒸发结晶前的软化预处理工艺，能够有效降低采用蒸发结晶法处理脱硫废水的成本。

为达上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种脱硫废水预处理的装置，包括沿脱硫废水流向设置的：

一级反应器，设有一氢氧化钡投加单元及一有机硫或硫化物投加单元；

二级反应器，设有钡盐投加单元。

进一步地，还包括设置于一级反应器与二级反应器之间的初沉池；设置于二级反应器下游的二沉池。

进一步地，还包括设置于一级反应器上游的预处理系统。

进一步的，所述预处理系统包括COD处理单元和/或悬浮物处理单元。

进一步地，所述一级反应器及二级反应器均设有搅拌单元。搅拌单元可以为机械式搅拌单元，也可以采用曝气搅拌单元。

进一步的，所述一级反应器包括第一反应单元及第二反应单元，氢氧化钡投加单元设于第一反应单元，有机硫或硫化物投加单元设于第二反应单元。

进一步地，所述一级反应器和初沉池之间、二级反应器与二沉池之间均设有絮凝反应单元。

进一步地，所述初沉池及二沉池的底部均设置污泥排放口。

一种脱硫废水预处理的装置，包括沿脱硫废水流向设置的：

一级反应器，设有一氢氧化钡投加单元及一钡盐投加单元；

二级反应器，设有一有机硫或硫化物投加单元。

通过采取上述技术方案，本实用新型摒弃传统软化处理中同时除镁和除钙的路线，采用氢氧化钡和氯化钡联合除重和去除硫酸根的方法，在去除废水中重金属的同时，有效避免后续废水浓缩处理中的硫酸钙结垢问题，具有工艺简单、药剂投加量少、运行成本低、污泥产生量少和易于与其他工艺相结合的优点。尤其适应用于高氯高钙脱硫废水的处理。并且由于能够减少药剂用量，能够大幅降低脱硫废水软化预处理的成本，有利于蒸发结晶法处理脱硫废水的工艺推广。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中脱硫废水预处理的装置示意图。

图2为本实用新型另一实施例中一级反应其的布置示意图。

附图标记说明：1-一级反应器、2-初沉池、3-污泥排放口、4-二级反应器、5-二沉池、6-污泥排放口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式和实施例对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，在一实施例中，提供的脱硫废水处理的装置，其依照脱硫废水流向布置如下：包括一级反应器1、初沉池2、二级反应器4、二沉池5，初沉池2和二沉池6的底部分别设置污泥排放口3及污泥排放口6。通过设置初沉池和二沉池可以将重金属污泥分出单独处理，有利于降低污泥处理成本。

在图未示的实施例中，脱硫废水可经过适当预处理后，再进入反应器1。预处理系统可以采用包括COD处理、悬浮物处理等一种或几种处理方法对脱硫废水进行预处理，预处理的取舍及具体预处理采用的处理方法均可结合实际的工艺需求及脱硫废水成分做调整，在此不再赘述，可视为脱硫废水常见处理方式，与本申请核心主旨无必要关联。

如图，一级反应器1设有搅拌系统，可以采用机械搅拌，也可以采用曝气搅拌，用于保证反应器内水质均匀。

一级反应器1设有药剂投加系统，药剂A和B分别为氢氧化钡和有机硫，用于去除废水中的重金属和部分硫酸根。有机硫主要是除汞，也可以采用硫化钠等硫化物，但是有机硫应用效果好，易于操作，其他重金属主要通过氢氧化钡去除，投加顺序必须为A先B后，因为有机硫也可去除其他重金属，但有机硫价格非常昂贵。

在另外的实施例中，一级反应器还可以设置为如图2所示的双反应器，依次投加药剂A和药剂B，分别用于进行氢氧化钡除重反应和有机硫除重反应。

另外，一级反应器1和初沉池2之间可以根据需要设置絮凝反应系统，以提高污泥沉淀效果。絮凝反应药剂同样为公知，在此不再赘述。

污泥排放口3排出的污泥经过脱水干燥后，进一步处置；污泥排放口6排出的污泥送至脱硫塔浆液或排至石膏脱水机。

二级反应器4中同样设有搅拌系统和药剂投加装置。

搅拌系统可以采用机械搅拌，也可以采用曝气搅拌，用于保证反应器内水质均匀；

而药剂C为钡盐，优选为氯化钡，用于去除废水残留的硫酸根。

二级反应器4和二沉池5之间可以根据需要设置絮凝反应系统，以提高污泥沉淀效率。

利用上述装置进行脱硫废水预处理的方法，具体可通过如下步骤实现：

脱硫废水首先进入一级反应器1，向反应器中加入氢氧化钡和有机硫药剂，将废水pH调至9.5左右，使废水中重金属生成沉淀析出，同时废水中部分硫酸根与钡离子结合形成硫酸钡沉淀。上述pH调整值为在一定条件下的优选值，实际上，可以根据需要将pH值的调整范围设置在8.5至10。

一级反应器1的出水进入初沉池2中，在重力作用下，实现泥水分离，产生的污泥通过污泥排放口3排出经过脱水干燥后，进一步处置，上清液进入二级反应器4中。

为了提高污泥沉淀性能，可以脱硫废水从一级反应器1进入初沉池2之前进行絮凝反应。

向二级反应器4中加入钡盐，优选为氯化钡，使废水中硫酸根反应生成硫酸钡，将硫酸根降低至所需水平，确保废水后续浓缩处理中不会明显结垢。

二级反应器4的出水进入二沉池5中，经过泥水分离后，上清液进一步处置，二沉池5中产生的污泥通过污泥排放口6排出去往脱硫塔浆液或排至石膏脱水机。

同样地，可以在二级反应器4和二沉池5之间设置絮凝反应系统。

上述方法可以进行调整，装置也做适应性调整：方案如下：

脱硫废水首先进入一级反应器，向反应器中加入氢氧化钡和氯化钡药剂，合理设置两种药剂的投加量，将废水pH调至9.5左右，使废水中重金属生成沉淀析出，同时将废水中部分硫酸根反应生成硫酸钡沉淀，使废水中硫酸根降低至目标水平。氯化钡投加量根据后续浓缩工艺需要，灵活确定，主要是控制废水中残余的硫酸根浓度。

同样可以根据实际需要，脱硫废水可经过适当预处理后，再进入一级反应器。

一级反应器的出水可直接进入二级反应器中。

向二级反应器中加入有机硫，进一步去除废水中汞等重金属。

二级反应器的出水进入二沉池中，经过泥水分离后，上清液进一步处置，二沉池中产生的污泥通过污泥排放口产生的污泥进行后续处理。

下面通过实际的实验过程，验证本申请的装置及方法的可行性及优越性。实验过程如下：

取某电厂实际脱硫废水，原水pH为6.8，废水中悬浮物浓度约20000mg/L，首先通过简单过滤将废水中的悬浮物去除，废水中的钙离子含量约为2600mg/L,镁离子为600mg/L，硫酸根浓度为1000mg/L。需要说明的是，重金属处理是脱硫废水处理中常规手段，并不是本申请关注的重点，本申请重点在于整个预处理成本，故在此不提供重金属含量。接下来分别进行以下两组实验：

实验一，采用传统预处理工艺，即石灰乳+有机硫+纯碱软化法，首先向1000mL废水中加入石灰乳(质量浓度为5％的悬浊液)将废水pH调制11.5，同时对废水进行搅拌，确保反应充分和均匀，反应15min后，然后向废水中加入有机硫和碳酸钠(质量浓度为10％溶液)，废水中的镁离子生产氢氧化镁沉淀并进入污泥中，废水经过絮凝沉淀处理后废水中钙离子浓度降低至20mg/L，废水中重金属达标排放，然后加入盐酸将废水pH回调至9.5，结果表明药剂投加量为石灰乳4.0g/L、有机硫50mg/L、纯碱10.40g/L，盐酸消耗量为3g/L。按照市场价格，盐酸(30％)、石灰、有机硫(100％)和纯碱分别为300、500、120000和1500元/吨，所需药剂总成本约为24.1元/吨。经测定，两级沉淀后(沉淀时间均为20分钟)，沉淀污泥总体积约230mL。处理后的废水可满足膜浓缩处理进水硬度要求。

实验二：采用本实用新型中的工艺，废水经过初步过滤去除大部分悬浮物后，向1000mL废水中加入氢氧化钡溶液(质量浓度2％)，将废水pH调至9.5，然后加入有机硫溶液，反应10min后，向废水中加入絮凝剂和助凝剂反应5min后，静止15分钟后测定污泥体积，然后将废水过滤后向滤液中加入氯化钡，反应10min后，向废水中加入絮凝剂和助凝剂反应5min后，然后静止15分钟，测定上清液硫酸根和重金属浓度以及沉淀污泥体积。

结果表明，将废水中的硫酸根降至20mg/L，重金属达标排放时，此时氢氧化钡投加量为0.05g/L，氯化钡投加量为3.05g/L，有机硫投加量为50mg/L，按照二水氯化钡市场价格2600元/吨，氢氧化钡市场价格为4500元/吨，有机硫市场价格为120000元/吨，则吨水处理药剂成本约14元。经测定，沉淀15min后，一级沉淀污泥体积为50mL，二级沉淀污泥体积约20mL。

实验三：采用本实用新型工艺，废水经过初步过滤去除大部分悬浮物后，向1000mL废水中加入氢氧化钡溶液(质量浓度2％)，将废水pH调至9.5，然后加入氯化钡(质量浓度10％)溶液，反应10min后，向废水中加入有机硫，反应10min后，向废水中加入絮凝剂和助凝剂反应5min后，然后沉淀澄清15min后，测定上清液硫酸根和重金属浓度以及沉淀污泥体积。

经过试验发现，将废水中的硫酸根降至20mg/L，重金属达标排放时，此时氢氧化钡投加量为0.05g/L，氯化钡投加量为3.15g/L，有机硫投加量为50mg/L，按照二水氯化钡市场价格2600元/吨，氢氧化钡市场价格为4500元/吨，有机硫市场价格为120000元/吨，则吨水处理药剂成本约14.2元。经测定，15min沉淀池中沉淀后污泥总体积约65mL。生处理后的废水可满足膜浓缩处理进水要求。

由上述实施例可以看出，采用本实用新型的工艺处理脱硫废水，药剂费用仅为14元/吨，比传统工艺的24.1元/吨大幅降低，且产生的污泥量也大幅降低，有利于降低后续污泥处理负荷和处理成本。

显然，所描述的实施例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。

Claims (6)

1.一种脱硫废水预处理的装置，其特征在于，包括沿脱硫废水流向设置的：

一级反应器，包括第一反应单元和第二反应单元，其中，

该第一反应单元设有一氢氧化钡投加单元，该第一反应单元用于脱硫废水与由该氢氧化钡投加单元投入的氢氧化钡的反应；

该第二反应单元设有一有机硫或硫化物投加单元，该第二反应单元用于脱硫废水与由该有机硫或硫化物投加单元投入的有机硫或硫化物的反应；

一初沉池，用于对来自于所述一级反应器的脱硫废水进行泥水分离；

一二级反应器，设有一钡盐投加单元，该二级反应器用于来自于所述初沉池的脱硫废水与由该钡盐投加单元投入的钡盐的反应；

一二沉池，用于对来自于所述二级反应器的脱硫废水进行泥水分离。

2.如权利要求1所述的脱硫废水预处理的装置，其特征在于，所述一级反应器和初沉池之间、二级反应器与二沉池之间均设有絮凝反应单元。

3.如权利要求1所述的脱硫废水预处理的装置，其特征在于，所述初沉池及二沉池的底部均设置污泥排放口。

4.如权利要求1所述的脱硫废水预处理的装置，其特征在于，还包括设置于一级反应器上游的预处理系统。

5.如权利要求4所述的脱硫废水预处理的装置，其特征在于，所述预处理系统包括COD处理单元和/或悬浮物处理单元。

6.如权利要求1所述的脱硫废水预处理的装置，其特征在于，所述一级反应器及二级反应器均设有搅拌单元，搅拌单元为机械式搅拌单元或曝气搅拌单元。

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