脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统及工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统及工艺，该系统包括依次连接的原水池、一级反应澄清系统、二级反应澄清系统、三级反应澄清系统以及清水箱，各反应澄清系统中分别包括反应箱和澄清器；该预处理工艺中脱硫废水进入原水池，曝气风机向原水池中通入压缩空气，然后经原水泵提升至一级反应澄清，经过三级软化、澄清后的脱硫废水进入清水池，清水池一部分供给膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。本发明采用三级澄清工艺，分别产出杂质污泥、工业级氢氧化镁、碳酸钙，通过将沉淀物分类，减少了危险废物处置量，降低系统运行成本，使部分沉淀物具有附加值，实现资源综合利用和废弃物资源化，具有明显的环境效益。
【专利说明】
脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统及工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种水处理工艺，具体涉及一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统及工艺。
【背景技术】
[0002]火电厂石灰石-石膏法产生的脱硫废水中含有高浓度的C1—、S042—、Na+、Ca2+、Mg2+，是典型的高盐、高硬度废水。目前，国内外燃煤电厂脱硫废水零排放项目大多采用“软化+蒸发结晶”工艺路线，部分项目为了减少蒸发量，在预处理后采用膜浓缩，以减少蒸发负荷。以上零排放项目运行时，会产生大量的污泥和混合盐，这部分副产物成分复杂，利用价值低，只能作为固废处置。所以，现有技术只是实现了“零液体排放”，并没有实现真正的“零排放”。
[0003]系统中产出的污泥，一部分是进水携带的悬浮物沉淀而来，另一部分是在加药软化过程中析出的氢氧化镁和碳酸钙组成，目前的处置方法都是将上述混合污泥压滤后填埋，由于脱硫废水悬浮物和硬度较高，产生的污泥量达到80?120kg/吨废水，填埋成本约48?72元/吨废水。
[0004]系统中产出的混合盐，主要成分是氯化钠和硫酸钠，混合盐没有市场可以消纳，也只能作为固废填埋。脱硫废水蒸发结晶产生的混合废盐量25?50kg/吨废水，填埋成本约50?100元/吨废水，同时，由于无机盐的溶解性非常强，填埋也具有一定风险。
[0005]由此可见，目前的脱硫废水零排放工艺只解决了废水排放问题，零排放系统产生的大量固废，只能填埋处理，不仅大幅增加系统运行成本，而且资源没有得到合理利用，没有实现真正的零排放，不符合零排放项目初衷。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种脱硫废水分泥、分盐零排放工艺，将系统中产出的副产物，按照不同组分分离开，并达到工业级纯度，解决零排放系统副产物资源化问题，不仅可以减少污泥和混合盐处置费用，还可以通过副产物营收来降低项目运行成本的脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统及工艺。
[0007]技术方案:本发明所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，包括原水池、一级反应澄清系统、二级反应澄清系统、三级反应澄清系统以及清水箱，所述一级反应澄清系统包括一级反应箱和一级澄清器，所述二级反应澄清系统包括二级反应箱和二级澄清器，所述三级反应澄清系统包括三级反应箱和三级澄清器;所述原水池通过原水栗与所述一级反应箱连接，所述原水池还连接有曝气风机，所述一级反应箱还连接有一级澄清器，所述一级澄清器上部连接有二级反应箱，所述一级澄清器底部通过污泥栗连接有污泥脱水机A，所述二级反应箱还连接有二级澄清器，所述二级澄清器上部连接有三级反应箱，所述二级澄清器底部分别通过污泥栗、晶种回流栗连接有污泥脱水机B和管道混合器A，所述三级反应箱还连接有三级澄清器，所述三级澄清器上部连接有清水箱，所述三级澄清器底部分别通过污泥栗、晶种回流栗连接有污泥脱水机C和管道混合器B。
[0008]进一步的，所述一级反应箱中投入有石灰乳和有机硫;二级反应箱中投入有氢氧化钠，三级反应箱中投入有碳酸钠。
[0009]进一步的，所述污泥脱水机A将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回一级澄清器。
[0010]进一步的，所述污泥脱水机B将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器。
[0011 ] 进一步的，所述污泥脱水机C将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回三级澄清器。
[0012]进一步的，所述清水箱中澄清后的废水一部分供给后续膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。
[0013]本发明还公开了上述一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理工艺，包括如下步骤:
(1)脱硫废水进入原水池，曝气风机向原水池中通入压缩空气，然后经原水栗提升至一级反应澄清；
(2)—级反应澄清中，向一级反应箱内投加石灰乳，在搅拌的条件下，调节pH值至8?9，铁、锌、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀，氟离子生成CaF2沉淀，硅形成CaS13沉淀;投加适量有机硫，使汞、铜、生成硫化物沉淀，并投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从一级反应箱溢流至一级澄清器，上清液溢流至二级反应箱，沉淀物栗送至污泥脱水机A，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回一级澄清器；
(3)二级反应澄清中，向二级反应箱内投加氢氧化钠，在搅拌的条件下，调节pH值至12.0?12.5，镁离子反应生成氢氧化镁析出，投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从二级反应箱溢流至二级澄清器，上清液溢流至三级反应箱，一部分沉淀物通过晶种回流栗送至管道混合器A，与投加的氢氧化钠混合后进入二级反应箱，另一部分沉淀物栗送至污泥脱水机B，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器；
(4)三级反应澄清中，向三级反应箱内投加碳酸钠，在搅拌的条件下，钙离子反应生成碳酸钙析出，投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从三级反应箱溢流至三级澄清器，上清液溢流至清水箱，一部分沉淀物通过晶种回流栗送至管道混合器B，与投加的碳酸钠混合后进入三级反应箱，另一部分沉淀物栗送至污泥脱水机C，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器；
(5)经过三级软化、澄清后的脱硫废水进入清水池，清水池一部分供给膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。
[0014]进一步的，所述脱硫废水进入一级反应澄清之前先通过曝气风机降低来水⑶D至小于 70mg/L。
[0015]进一步的，所述脱硫废水原水经三级反应、澄清处理:一级反应澄清产出污泥外运处置;二级反应澄清产出工业级氢氧化镁;三级反应澄清产出碳酸钙，可作为“石灰石-石膏烟气脱硫法”的脱硫剂使用。
[0016]有益效果:本发明的有益效果如下:
I)脱硫废水分泥、分盐零排放工艺，产水可用作工业水或锅炉补给水，副产物得到最大限度的回收利用，减少固体废物排放，实现真正的“零排放”； 2)采用三级澄清工艺，分别产出杂质污泥、工业级氢氧化镁、碳酸钙。杂质污泥主要成分包括:石膏、灰质、有机物和重金属化合物等，属于危险废物，须单独处置。工业级氢氧化镁可用于氧化镁和镁盐生产原料、烟气脱硫、废水处理、农用肥料和土壤改良剂。碳酸钙可回流至脱硫塔，作为“石灰石-石膏法”烟气脱硫的脱硫剂。将沉淀物分类，减少了危险废物处置量，降低系统运行成本，使部分沉淀物具有附加值，实现资源综合利用和废弃物资源化，具有明显的环境效益；
3)预处理部分通过合理设计，在“一级反应箱—一级澄清器—二级反应箱—二级澄清器三级反应箱—三级澄清器—中间水箱”整个流程中，均采用高度差溢流，省去多台水栗，减少了投资成本和运行成本，同时，完全避免了在多个设备间的水量平衡问题，系统运行稳定性大大增强；
4)通过分泥、分盐，减少固体废物处置费用，通过回收利用副产物产生一定经济效益，系统运行成本低于25元/吨废水，仅为常规脱硫废水零排放处理工艺运行成本的20%左右。
[0017]5)脱硫废水零排放预处理系统采用三级澄清工艺，第一级投加石灰乳、有机硫、混凝剂和助凝剂，产出杂质污泥;第二级投加氢氧化钠、混凝剂和助凝剂，产出工业级氢氧化镁;第三级投加碳酸钠、混凝剂和助凝剂，产出碳酸钙。每级均设有一个反应箱和一个澄清器。将沉淀物压滤后，一级沉淀物外运处置，二级沉淀物可作为商品销售，三级沉淀物作为脱硫剂返回脱硫塔；
6)采用“晶种法”软化工艺，将5%?15%比例的反应析出物作为晶种，与投加药剂在管道混合器中混合后进入反应箱，减少氢氧化镁和碳酸钙反应析出过程中的初级成核，沉淀物颗粒大，易于分离，产水浊度低于2mg/L;
7)系统加药用水采用预处理系统产水，减少了工业水的消耗，同时避免额外的工业水引入系统，导致系统处理负荷增加。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，包括原水池、一级反应澄清系统、二级反应澄清系统、三级反应澄清系统以及清水箱，所述一级反应澄清系统包括一级反应箱和一级澄清器，所述二级反应澄清系统包括二级反应箱和二级澄清器，所述三级反应澄清系统包括三级反应箱和三级澄清器;所述原水池通过原水栗与所述一级反应箱连接，所述原水池还连接有曝气风机，所述一级反应箱还连接有一级澄清器，所述一级澄清器上部连接有二级反应箱，所述一级澄清器底部通过污泥栗连接有污泥脱水机A，所述二级反应箱还连接有二级澄清器，所述二级澄清器上部连接有三级反应箱，所述二级澄清器底部分别通过污泥栗、晶种回流栗连接有污泥脱水机B和管道混合器A，所述三级反应箱还连接有三级澄清器，所述三级澄清器上部连接有清水箱，所述三级澄清器底部分别通过污泥栗、晶种回流栗连接有污泥脱水机C和管道混合器B。
[0020]作为上述技术方案的进一步优化:
进一步的，所述一级反应箱中投入有石灰乳和有机硫;二级反应箱中投入有氢氧化钠，三级反应箱中投入有碳酸钠。
[0021]进一步的，所述污泥脱水机A将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回一级澄清器。
[0022]进一步的，所述污泥脱水机B将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器。
[0023]进一步的，所述污泥脱水机C将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回三级澄清器。
[0024]进一步的，所述清水箱中澄清后的废水一部分供给后续膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。
[0025]上述一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理工艺，包括如下步骤:
(1)脱硫废水进入原水池，曝气风机向原水池中通入压缩空气降低来水COD至小于70mg/L，然后经原水栗提升至一级反应澄清；
(2)—级反应澄清中，向一级反应箱内投加石灰乳，在搅拌的条件下，调节pH值至8?9，铁、锌、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀，氟离子生成CaF2沉淀，硅形成CaS13沉淀;投加适量有机硫，使汞、铜、生成硫化物沉淀，并投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从一级反应箱溢流至一级澄清器，上清液溢流至二级反应箱，沉淀物栗送至污泥脱水机A，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回一级澄清器；
(3)二级反应澄清中，向二级反应箱内投加氢氧化钠，在搅拌的条件下，调节pH值至12.0?12.5，镁离子反应生成氢氧化镁析出，投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从二级反应箱溢流至二级澄清器，上清液溢流至三级反应箱，一部分沉淀物通过晶种回流栗送至管道混合器A，与投加的氢氧化钠混合后进入二级反应箱，另一部分沉淀物栗送至污泥脱水机B，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器；
(4)三级反应澄清中，向三级反应箱内投加碳酸钠，在搅拌的条件下，钙离子反应生成碳酸钙析出，投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从三级反应箱溢流至三级澄清器，上清液溢流至清水箱，一部分沉淀物通过晶种回流栗送至管道混合器B，与投加的碳酸钠混合后进入三级反应箱，另一部分沉淀物栗送至污泥脱水机C，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器；
(5)经过三级软化、澄清后的脱硫废水进入清水池，清水池一部分供给膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。
[0026]所述脱硫废水原水经三级反应、澄清处理:一级反应澄清产出污泥外运处置;二级反应澄清产出工业级氢氧化镁;三级反应澄清产出碳酸钙，可作为“石灰石-石膏烟气脱硫法”的脱硫剂使用。
[0027]本发明的脱硫废水预处理工艺的产水可用作工业水或锅炉补给水，副产物得到最大限度的回收利用，减少固体废物排放，实现真正的“零排放”；采用三级澄清工艺，分别产出杂质污泥、工业级氢氧化镁、碳酸钙。杂质污泥主要成分包括:石膏、灰质、有机物和重金属化合物等，属于危险废物，须单独处置。工业级氢氧化镁可用于氧化镁和镁盐生产原料、烟气脱硫、废水处理、农用肥料和土壤改良剂。碳酸钙可回流至脱硫塔，作为“石灰石-石膏法”烟气脱硫的脱硫剂。将沉淀物分类，减少了危险废物处置量，降低系统运行成本，使部分沉淀物具有附加值，实现资源综合利用和废弃物资源化，具有明显的环境效益。
[0028]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，其特征在于:包括原水池、一级反应澄清系统、二级反应澄清系统、三级反应澄清系统以及清水箱，所述一级反应澄清系统包括一级反应箱和一级澄清器，所述二级反应澄清系统包括二级反应箱和二级澄清器，所述三级反应澄清系统包括三级反应箱和三级澄清器;所述原水池通过原水栗与所述一级反应箱连接，所述原水池还连接有曝气风机，所述一级反应箱还连接有一级澄清器，所述一级澄清器上部连接有二级反应箱，所述一级澄清器底部通过污泥栗连接有污泥脱水机A，所述二级反应箱还连接有二级澄清器，所述二级澄清器上部连接有三级反应箱，所述二级澄清器底部分别通过污泥栗、晶种回流栗连接有污泥脱水机B和管道混合器A，所述三级反应箱还连接有三级澄清器，所述三级澄清器上部连接有清水箱，所述三级澄清器底部分别通过污泥栗、晶种回流栗连接有污泥脱水机C和管道混合器B。2.根据权利要求1所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，其特征在于:所述一级反应箱中投入有石灰乳和有机硫;二级反应箱中投入有氢氧化钠，三级反应箱中投入有碳酸钠。3.根据权利要求1所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，其特征在于:所述污泥脱水机A将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回一级澄清器。4.根据权利要求1所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，其特征在于:所述污泥脱水机B将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器。5.根据权利要求1所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，其特征在于:所述污泥脱水机C将污泥经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回三级澄清器。6.根据权利要求1所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理系统，其特征在于:所述清水箱中澄清后的废水一部分供给后续膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理工艺，其特征在于:包括如下步骤: (1)脱硫废水进入原水池，曝气风机向原水池中通入压缩空气，然后经原水栗提升至一级反应澄清； (2)—级反应澄清中，向一级反应箱内投加石灰乳，在搅拌的条件下，调节pH值至8?9，铁、锌、铅、镍和铬生成氢氧化物沉淀，氟离子生成CaF2沉淀，硅形成CaS13沉淀;投加适量有机硫，使汞、铜、生成硫化物沉淀，并投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从一级反应箱溢流至一级澄清器，上清液溢流至二级反应箱，沉淀物栗送至污泥脱水机A，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回一级澄清器； (3)二级反应澄清中，向二级反应箱内投加氢氧化钠，在搅拌的条件下，调节pH值至12.0?12.5，镁离子反应生成氢氧化镁析出，投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从二级反应箱溢流至二级澄清器，上清液溢流至三级反应箱，一部分沉淀物通过晶种回流栗送至管道混合器A，与投加的氢氧化钠混合后进入二级反应箱，另一部分沉淀物栗送至污泥脱水机B，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器； (4)三级反应澄清中，向三级反应箱内投加碳酸钠，在搅拌的条件下，钙离子反应生成碳酸钙析出，投加适量混凝剂和助凝剂，形成易分离的大颗粒沉淀物;从三级反应箱溢流至三级澄清器，上清液溢流至清水箱，一部分沉淀物通过晶种回流栗送至管道混合器B，与投加的碳酸钠混合后进入三级反应箱，另一部分沉淀物栗送至污泥脱水机C，经脱水后，泥饼外运处置，压滤液返回二级澄清器； (5)经过三级软化、澄清后的脱硫废水进入清水池，清水池一部分供给膜处理工艺系统，另一部分供给加药系统。8.根据权利要求7所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理工艺，其特征在于:所述脱硫废水进入一级反应澄清之前先通过曝气风机降低来水COD至小于70mg/L。9.根据权利要求7所述的一种脱硫废水分泥、分盐零排放预处理工艺，其特征在于:所述脱硫废水原水经三级反应、澄清处理:一级反应澄清产出污泥外运处置;二级反应澄清产出工业级氢氧化镁;三级反应澄清产出碳酸钙，可作为“石灰石-石膏烟气脱硫法”的脱硫剂使用。
【文档编号】C02F103/18GK105967389SQ201610371383
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】李武林, 季献华, 李宽, 刘琴琴, 徐辉, 林娟娟, 李桂银, 沈青青, 顾伟, 石亮亮
【申请人】江苏京源环保股份有限公司