CN212269767U - 一种脱硫废水零排放系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种脱硫废水零排放系统，排放系统包括：预处理单元和蒸发单元；所述预处理单元，用于将待处理废水的硬度和杂质含量降低，得到预处理后废水；所述蒸发单元包括热源系统、闪蒸系统和烟道蒸发系统，所述热源系统的出风口与所述闪蒸系统的入风口连通，所述闪蒸系统的入液口与所述预处理单元的出液口连通，所述闪蒸系统的出风口与所述烟道蒸发系统的入口连通，预处理后废水进入闪蒸系统，与热源系统提供的热源接触进行逆流蒸发，然后在烟道蒸发系统内进行二次蒸发。本实用新型的系统可以利用活性炭解析过程的余热，降低了运行成本和投资成本，保证系统的稳定运行。

Description

一种脱硫废水零排放系统

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水零排放系统。

背景技术

随着国家环保要求的不断提高，控制以二氧化硫为代表的大气污染物将直接影响我国的大气环境质量，目前烟气治理及富气的资源化回收，均会产生一系列的脱硫废水。由于脱硫废水悬浮物含量高且颗粒细小，并且含有如铜、锌、氟化物、硫化物等二类污染物，以及重金属离子如镉、汞、铬、铅、镍等一类污染物，对环境有很强的污染性。

脱硫废水处理方法目前主要采用化学沉淀法去除脱硫废水污染物，但该方法运行费用高，对氯盐等可溶性盐分和硒等重金属离子去除率有限，其出水悬浮颗粒物和COD等也往往不能稳定达标排放，容易造成二次污染，不易自动控制，运行结果并不理想。此种处理方法占地面积大、投资成本高、工艺流程复杂、产生大量化学污泥、能耗高及无法去除氯离子等问题，而且氯离子在偏酸性水环境中腐蚀性较大，处理后的废水无法回用，随着环保要求的提高，该方法的应用受到限制。

废水零排放理念的提出，超滤反渗透膜法及蒸发系统被广泛关注。超滤反渗透产生的废水浓缩液经过蒸发系统，产生软水标准的外排水，此部分外排水虽可以回收利用，但设备投资费用高，且消耗的蒸汽量大，造成投资及运行成本高，废水处理系统的整体经济性较差；为了能够达到废水零排放，烟道蒸发在工程上得到应用，废水通过喷嘴喷入空预器和电除尘器之间的管道，利用烟气的余热将废水蒸发掉，废水中的颗粒物由除尘器进行捕集，但低负荷运行时，废水的喷入导致烟气温度下降，烟气温度不足时，废水不足以完全蒸干，液滴将在烟道或除尘器上富集，易引起腐蚀和设备故障，增加了整个系统的运行风险。

目前还没有一种有效的脱硫废水处理方式，既能降低投资成本又能综合利用余热的方法。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

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系统，以至少解决目前脱硫废水投资运行成本高、系统运行风险大的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种脱硫废水零排放系统，所述排放系统包括：预处理单元和蒸发单元；

所述预处理单元，用于将待处理废水的硬度和杂质含量降低，得到预处理后废水；

所述蒸发单元包括热源系统、闪蒸系统和烟道蒸发系统，所述热源系统的出风口与所述闪蒸系统的入风口连通，所述闪蒸系统的入液口与所述预处理单元的出液口连通，所述闪蒸系统的出风口与所述烟道蒸发系统的入口连通，预处理后废水进入闪蒸系统，与热源系统提供的热源接触进行逆流蒸发，然后在烟道蒸发系统内进行二次蒸发。

在如上所述的脱硫废水零排放系统，优选，所述预处理单元包括PH回调箱、絮凝反应池和澄清池，所述PH回调箱的出口与所述絮凝反应池的入口连通，所述絮凝反应池的出口与所述澄清池的入口连通；

优选地，所述预处理单元还包括缓冲罐，所述缓冲罐与所述PH回调箱连通；

优选地，所述絮凝反应池内投加原料包括碳酸钠；

优选地，所述絮凝反应池内投加原料还包括絮凝剂与助凝剂；

再优选地，所述絮凝剂和助凝剂分别为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。

在如上所述的脱硫废水零排放系统，优选，所述预处理单元还包括板框压滤机，所述板框压滤机的入口与所述澄清池的底部连通，用于对澄清池底部的污泥压滤；

优选地，所述板框压滤机的出液口与所述澄清池的入口连通，用于对清液再次循环沉淀。

在如上所述的脱硫废水零排放系统，优选，所述热源系统包括解析塔和热风炉，所述热风炉的出风口与所述解析塔的入口连通，用于向所述解析塔内通入热空气，所述解析塔内的热源出风口与所述闪蒸系统的入风口连通；

优选地，所述解析塔和所述闪蒸系统之间的管道上设置有引风机，用于将解析塔内经过换热后的热源引入至闪蒸系统。

在如上所述的脱硫废水零排放系统，优选，所述闪蒸系统包括闪蒸器，所述闪蒸器内设置有雾化喷嘴；

优选地，雾化喷嘴有多个，均匀分布在所述闪蒸器的横截面上，相邻的两个雾化喷嘴之间的间距为0.15-0.2m；

再优选地，雾化喷嘴设于距离所述闪蒸器的入液口1/4-1/3的位置。

在如上所述的脱硫废水零排放系统，优选，所述澄清池与所述闪蒸器之间的管道上设置有废水输送泵，废水输送泵通过雾化管道将废水输送至所述雾化喷嘴内；

优选地，所述预处理单元还包括压缩空气罐，所述压缩空气罐与所述雾化喷嘴连通，所述压缩空气罐内部的压缩空气与废水在雾化管道中混合后输送至所述雾化喷嘴内。

在如上所述的脱硫废水零排放系统，优选，所述烟道蒸发系统包括烧结烟道，所述烧结烟道的入口与所述闪蒸器的出风口连通，闪蒸器排出的烟气进入烧结烟道内利用烧结烟气余热进行二次蒸发。

在如上所述的脱硫废水零排放系统，优选，所述废水零排放系统还包括气固分离装置，所述气固分离装置与所述烟道蒸发系统连通；

优选地，所述气固分离装置为除尘器；

进一步优选，所述待处理废水是对活性炭烟气脱硫脱硝解析塔排出的富气进行预洗涤后排出的废水。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有如下优异效果：

本实用新型的脱硫废水零排放系统与现有脱硫废水处理技术相比，本系统采用解析塔内加热段解析的余热对废水进行蒸发，实现脱硫废水零排放的同时，有效利用了活性炭解析过程的余热，减少了蒸汽和电的使用量，降低了运行成本，实现了可利用资源的有效回收利用。

废水经过预处理后，通过去除大部分悬浮物及硬度，可以降低对喷嘴的要求，减少喷嘴的堵塞率。

本系统的废水蒸发系统，设备数量少，内部结构简单，同时混合后烟气温度高，系统不结垢、不堵塞，减少了占地面积，降低了投资费用，同时减少了后期系统的维修费用。

两级蒸发系统的使用，可有效提高系统的处理负荷，保证系统的连续稳定运行。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为本实用新型实施例的脱硫废水零排放系统的结构示意图。

图中：1、PH回调箱；2、絮凝反应池；3、澄清池；4、板框压滤机；5、废水输送泵；6、闪蒸器；7、雾化喷嘴；8、解析塔；9、热风炉；10、引风机；11、烧结烟道；12、除尘器；13、压缩空气罐；14、缓冲罐；15、雾化管道。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

本实用新型的脱硫废水经过预处理后，经过解析塔换热的高温烟气对废水进行预热蒸发，预热蒸发后的废水随高温烟气进入烧结烟道，最终实现脱硫废水零排放，有效利用脱硫余热，减少了蒸汽和电的使用量，降低投资成本和运行成本，实现了可利用资源的有效回收利用。

目前世界上最先进的活性炭烟气脱硫、脱硝工艺，烟气经过活性炭吸附净化后达标排放，吸附了污染物的活性炭经解析塔解析后可以循环利用。吸附了污染物的活性炭进入解析塔，解析塔主要包括加热段和冷却段，由多管换热器组成，解析塔的作用是脱除活性炭中的SO₂和吸附的其它杂质。活性炭在解析塔加热段被加热至390-450℃，释放或者分解吸附的污染物，从而达到活性炭再生的目的，加热段的调节通过改变进入换热器的加热空气入口温度实现。加热空气温度高达500℃左右，通过对解析塔中的活性炭进行换热保证活性炭完全解析，而进入解析塔的热气经换热后降至280-320℃，通过烟道排出，这部分烟气可以进行余热利用。

为得到纯度较高的盐，通过工艺水对解析塔排出的富气(高二氧化硫含量的气体)进行预洗涤，然后定期排放一定量的废水，进而保证富气的品质，提高解析塔内富气制盐的精度。这些定期排出的废水即为本实用新型中待处理的活性焦脱硫脱硝废水。

废水的品质如下表1中所示。

表1废水的各项参数

序号	项目	进水指标
			1	COD(mg/L)	1200-1500
2	总硬(mg/L)	800-1200
			3	氯离子(mg/L)	20000-40000
4	氨氮(mg/L)	400-600
			5	浊度(NTU)	700-900
6	F-	100-200
			7	PH值	3-4

如图1所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种脱硫废水零排放系统，排放系统包括：预处理单元和蒸发单元。

预处理单元包括PH回调箱1、絮凝反应池2和澄清池3，PH回调箱1的出口与絮凝反应池2的入口连通，絮凝反应池2的出口与澄清池3的入口连通，预处理单元用于将脱硫废水的硬度和有机杂质含量降低，得到预处理后废水。预处理单元主要去除有害的F^-离子，大量的悬浮物，降低原废水中总硬度。

蒸发单元包括热源系统、闪蒸系统和烟道蒸发系统，热源系统的出风口与闪蒸系统的入风口连通，闪蒸系统的入液口还与澄清池3的出液口连通，闪蒸系统的出风口与烟道蒸发系统的入口连通，预处理后废水进入闪蒸系统，与热源系统提供的高温热源接触进行逆流蒸发，在烟道蒸发系统内进行二次蒸发。

PH回调箱1用于调节废水的PH值，PH回调箱1内添加石灰石浆液将废水的PH调至9-10，废水经PH调整后一方面将部分酸根、卤族离子中和为相应的无机盐，另一方面将使部分轻、重金属离子反应生成氢氧化物以便沉淀析出。同时废水中和后的弱碱性氛围，有利于进一步针对重金属离子进行络合与结晶沉淀。

本实用新型的具体实施例中，絮凝反应池2内投加原料包括碳酸钠；优选地，絮凝反应池2内投加原料还包括絮凝剂与助凝剂；再优选地，絮凝剂和助凝剂分别为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。絮凝反应和澄清处理后可以去除废水中的大部分悬浮物及硬度，降低对后续蒸发系统的负担，减少发生堵塞的风险。采用一级絮凝反应池2和澄清池3可以减少投资成本和后期运行间加药成本。

PH回调箱1内废水反应完全后自流至絮凝反应池2，通过添加碳酸钠，使其与水中的钙镁离子结合成碳酸钙、碳酸镁；絮凝反应池2中还投加有PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)絮凝剂与助凝剂，将碳酸钙、碳酸镁等小颗粒凝聚成大颗粒。絮凝反应池2中的废水进入澄清池3，经澄清池3泥水分离，混凝沉淀也可以去除一部分有机物。经过澄清池3澄清后的清水进入蒸发单元。

本实用新型的具体实施例中，预处理单元还包括板框压滤机4，澄清池3的底部与板框压滤机4的入口连通，用于对澄清池3底部的污泥压滤；澄清池3底部污泥通过板框压滤机4压出泥饼。

优选地，板框压滤机4的出液口与澄清池3的入口连通，将板框压滤机4中的液体进一步沉淀，形成循环过程。

进一步优选，预处理单元还包括缓冲罐14，缓冲罐14与PH回调箱1连通。废水外排是间断性的，水质波动较大，缓冲罐14可以是调节水质，稳定水质和水量，有利于废水向PH回调箱1内定量排放。

预处理单元的目的为保证废水通过蒸发单元的喷嘴时不易堵塞喷嘴，减少系统维护量。

经过预处理单元后的废水可达到以下表2中的水质标准：

表2预处理后废水的各项参数

序号	项目	出水指标
			1	COD(mg/L)	800-1000
2	总硬(mg/L)	100-150
			3	氯离子(mg/L)	20000-40000
4	氨氮(mg/L)	300-400
			5	浊度(NTU)	100-200
6	F-	30-40
			7	PH值	7-8.5

本实用新型的具体实施例中，热源系统包括解析塔8(即活性炭烟气脱硫脱硝工艺中的活性炭解析塔)和热风炉9，热风炉9的出风口与解析塔8的入口连通，用于向解析塔8内通入热空气，解析塔8的热源出风口与闪蒸系统的入风口连通。经过解析塔8换热后的热空气进入闪蒸系统，换热后的热源280-320℃的热空气被再次利用。

优选地，解析塔8和闪蒸系统之间的管道上设置有引风机10，用于将解析塔8内经过换热后的热源引入至闪蒸系统。

本实用新型的具体实施例中，闪蒸系统包括闪蒸器6，闪蒸器6内设置有雾化喷嘴7；雾化喷嘴7设于距离闪蒸器6的入液口1/4-1/3的位置，以便于预处理后废水从雾化喷嘴7喷出后获得与热源的最佳接触时间和空间，提高蒸发效率；优选地，雾化喷嘴7有多个，均匀分布在闪蒸器6的横截面上，相邻的两个雾化喷嘴7之间的间距为0.15-0.2m；再优选地，雾化喷嘴7雾化形成的液滴粒径为80-100μm。

本实用新型的具体实施例中，优选地，预处理单元还包括压缩空气罐13，压缩空气罐13与雾化喷嘴7连通，压缩空气罐13内部的压缩空气与废水在雾化管道15中混合后输送至雾化喷嘴7内。预处理后废水与压缩空气混合后形成雾化液滴再与热源逆流接触，进行逆流蒸发。

本实用新型的具体实施例中，澄清池3与闪蒸器6之间的管道上设置有废水输送泵5，废水输送泵5通过雾化管道15将废水输送至雾化喷嘴7内。

废水通过废水输送泵5进入管道，经过与压缩空气混合后，进入雾化喷嘴7，雾化喷嘴7个数取决于混合器(即闪蒸器6)的横截面积，雾化后的液滴的粒径为80-100μm。保证雾滴可以迅速的被加热和蒸干，同时保证雾滴不富集在闪蒸混合器的内壁上，防止对闪蒸混合器进行腐蚀和结垢。

闪蒸器6出口的混合烟气温度根据入水量不同稍有变化，烟气温度高于酸露点，不会造成设备的腐蚀。

本实用新型的具体实施例中，烟道蒸发系统包括烧结烟道11，烟道蒸发系统包括烧结烟道11，烧结烟道11的入口与闪蒸器6的出风口连通，闪蒸器6排出的烟气进入烧结烟道11内利用来自于烧结机的烧结烟气余热进行二次蒸发。烧结烟道11内含有高温烧结烟气。烧结烟气的温度为150-160℃。

本实用新型的具体实施例中，废水排放系统还包括气固分离装置，气固分离装置与烟道蒸发系统连通；优选地，气固分离装置为除尘器12。烧结烟道11内的烧结烟气与来自闪蒸器6的水固气混合物混合并实现换热，随后进入除尘器12进行气固分离，分离后的气体进入烧结烟气脱硫脱硝系统。

热源与雾化的废水逆流混合，增强接触面积的同时，加大蒸发面积，雾化后的废水与解析塔8引出的280-320℃的热源在闪蒸器6内充分混合，热源将雾化的脱硫废水蒸发成水蒸气和固体颗粒。由于解析塔8产生热源的量有限，废水蒸发不完全，经过闪蒸器6后直接进入烧结烟道11利用烧结烟气的余热进行二次蒸发，经过两次蒸发后废水中的悬浮物以及相关含盐物质被蒸干，形成固态颗粒，随着烟气一起进入除尘器12，完成气固分离。两级蒸发系统的使用，可有效提高系统的处理负荷，保证系统的连续稳定运行。

为了进一步理解本实用新型的一种脱硫废水零排放系统，本实用新型还提供了一种脱硫废水零排放方法，包括如下步骤：

活性炭脱硫废水首先排放进入缓冲罐14内，缓冲罐14内废水排放至PH回调箱1，在石灰石浆液调节作用下中和及沉淀部分金属离子，保持弱碱性氛围；经过调节PH后进如絮凝反应池2和澄清池3，澄清后的上层清液即为预处理后废水，此时过滤掉沉淀大颗粒和一部分有机物，降低了废水的硬度。澄清池3底部的浆液进入板框压滤机4进行压滤出泥饼，同时板框压滤机4的清液再次进入澄清池3进行沉淀过滤固体颗粒。

预处理后废水通过废水输送泵5输送，与压缩空气混合后进入闪蒸器6的喷嘴，液滴经过喷嘴雾化后喷出，雾化液滴的粒径为80-100μm，与来自于解析塔8的换热后的空气热源逆流混合进行逆流蒸发，经过逆流蒸发后的气体在烧结烟道11内进行二次蒸发，得到气体混合物，将气体混合物进入除尘器12气固分离，气固分离后的烟气引入烟气脱硫系统，烟气脱硫后即可从烟囱排放。

综上，本系统采用解析塔内加热段解析的余热对废水进行蒸发，实现脱硫废水零排放的同时，有效利用了脱硫余热，减少了蒸汽和电的使用量，降低了运行成本，实现了可利用资源的有效回收利用。

废水经过预处理后，通过去除大部分悬浮物及硬度，可以降低对喷嘴的要求，减少喷嘴的堵塞率。

本系统的废水蒸发系统，设备数量少，内部结构简单，同时混合后烟气温度高，系统不结垢、不堵塞，减少了占地面积，降低了投资费用，同时减少了后期系统的维修费用。

两级蒸发系统的使用，可有效提高系统的处理负荷，保证系统的连续稳定运行。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述排放系统包括：预处理单元和蒸发单元；

所述预处理单元，用于将待处理废水的硬度和杂质含量降低，得到预处理后废水；

所述蒸发单元包括热源系统、闪蒸系统和烟道蒸发系统，所述热源系统的出风口与所述闪蒸系统的入风口连通，所述闪蒸系统的入液口与所述预处理单元的出液口连通，所述闪蒸系统的出风口与所述烟道蒸发系统的入口连通，预处理后废水进入闪蒸系统，与热源系统提供的热源接触进行逆流蒸发，然后在烟道蒸发系统内进行二次蒸发。

2.如权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述预处理单元包括PH回调箱、絮凝反应池和澄清池，所述PH回调箱的出口与所述絮凝反应池的入口连通，所述絮凝反应池的出口与所述澄清池的入口连通；

所述预处理单元还包括缓冲罐，所述缓冲罐与所述PH回调箱连通。

3.如权利要求2所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述预处理单元还包括板框压滤机，所述板框压滤机的入口与所述澄清池的底部连通，用于对澄清池底部的污泥压滤；

所述板框压滤机的出液口与所述澄清池的入口连通，用于对清液再次循环沉淀。

4.如权利要求1所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述热源系统包括解析塔和热风炉，所述热风炉的出风口与所述解析塔的入口连通，用于向所述解析塔内通入热空气，所述解析塔内的热源出风口与所述闪蒸系统的入风口连通；

所述解析塔和所述闪蒸系统之间的管道上设置有引风机，用于将解析塔内经过换热后的热源引入至闪蒸系统。

5.如权利要求2所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述闪蒸系统包括闪蒸器，所述闪蒸器内设置有雾化喷嘴；

雾化喷嘴有多个，均匀分布在所述闪蒸器的横截面上，相邻的两个雾化喷嘴之间的间距为0.15-0.2m。

6.如权利要求5所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，雾化喷嘴设于距离所述闪蒸器的入液口1/4-1/3的位置。

7.如权利要求5所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述澄清池与所述闪蒸器之间的管道上设置有废水输送泵，废水输送泵通过雾化管道将废水输送至所述雾化喷嘴内；

所述预处理单元还包括压缩空气罐，所述压缩空气罐与所述雾化喷嘴连通，所述压缩空气罐内部的压缩空气与废水在雾化管道中混合后输送至所述雾化喷嘴内。

8.如权利要求5所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述烟道蒸发系统包括烧结烟道，所述烧结烟道的入口与所述闪蒸器的出风口连通，闪蒸器排出的烟气进入烧结烟道内利用烧结烟气余热进行二次蒸发。

9.如权利要求1～8任一项所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述废水零排放系统还包括气固分离装置，所述气固分离装置与所述烟道蒸发系统连通；

所述气固分离装置为除尘器；

所述待处理废水是对活性炭烟气脱硫脱硝解析塔排出的富气进行预洗涤后排出的废水。

10.如权利要求2所述的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述絮凝反应池内投加原料包括碳酸钠；

所述絮凝反应池内还投加原料还包括絮凝剂与助凝剂；

所述絮凝剂和助凝剂分别为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。

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