一种生活垃圾焚烧飞灰水洗废水脱钙预处理系统

本实用新型属于垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾焚烧飞灰水洗废水脱钙预处理系统。

背景技术：

飞灰水洗废水通常具有含盐量高、硬度高、重金属含量高等特点，对于飞灰水洗产生的高氯盐废水在生产过程中会对后续水泥窑协同处置设备产生腐蚀作用，高硬度废水又会使蒸发结晶设备结构堵塞，未处理直接排放还会造成土壤生物、植物脱水死亡及土壤碱化。所以飞灰水洗废水深度处理工艺的研究越来越引起关注。

因此，为了减少飞灰水洗废水外排对环境造成的污染，需要采取相应的技术措施实现真正的零排放和资源化利用。目前国内外对飞灰水洗废水处理主要采用化学沉淀法进行处理，常用的工艺为中和沉降-絮凝-澄清法(三连箱法)，可有效去除重金属离子及悬浮物，但废水中仍存在大量的ca²⁺、mg²⁺，沉淀效果不佳，废水中的高浓度的溶解性固体，既无法外排又很难回收利用，难以实现真正的零排放，还会导致蒸发系统中设备腐蚀、管路堵塞等问题。为了解决上述技术中存在的问题，特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰水洗废水脱钙预处理系统。

本实用新型包括软化预处理单元。所述的软化预处理单元包括依次相连的第一调节池、一级反应池、二级反应池、初沉池、第二调节池、三级反应池和终沉池；一级反应池的加药口连接到氢氧化钠药罐；二级反应池的加药口连接到硫酸钠药罐。三级反应池的加药口连接到碳酸钠药罐。

作为优选，本实用新型还包括蒸发结晶单元。所述的蒸发结晶单元包括结晶浓水箱和蒸发结晶器。结晶浓水箱的进水口接收经过预处理的飞灰水洗废水。结晶浓水箱的出水口通过第五提升泵与蒸发结晶器的输入口连接。

作为优选，所述的软化预处理单元与蒸发结晶单元之间设置有超滤单元。所述的超滤单元包括超滤进水箱和管式膜系统。超滤进水箱的进水口与终沉池的顶部出水口连接。超滤进水箱的出水口通过第二提升泵与管式膜系统的输入口连接。

作为优选，所述的超滤单元与蒸发结晶单元之间设置有纳滤分盐单元；所述的纳滤分盐单元包括纳滤进水箱和纳滤装置。纳滤进水箱的进水口与管式膜系统的滤后出水口连接。纳滤进水箱的出水口通过第三提升泵与纳滤装置的输入口连接；纳滤装置的浓水出口通过纳滤硫酸根回用管道(11-1)连接到二级反应池的进水口。

作为优选，所述的纳滤分盐单元与蒸发结晶单元之间设置有膜浓缩单元；所述的膜浓缩单元包括反渗透进水箱和高压反渗透装置。反渗透进水箱的进水口与纳滤装置的产水出口连接。反渗透进水箱的出水口通过第四提升泵与高压反渗透装置的输入口连接；高压反渗透装置的淡水出口通过高压反渗透产水回用管路(13-1)连接到二级反应池的进水口。高压反渗透装置的浓水出口连接到结晶浓水箱的进水口。

作为优选，所述的一级反应池、二级反应池、三级反应池内均设置有搅拌器。

作为优选，所述第一调节池的输入口与飞灰水洗废水进水管连接。

作为优选，所述的第一调节池与一级反应池之间设置有第一提升泵。

作为优选，所述初沉池的底部出泥口通过第一污泥泵与第一板框压滤机连接。

作为优选，所述终沉池的底部出泥口通过第二污泥泵与第二板框压滤机连接。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型采用三级软化+二级沉淀的结构将垃圾焚烧飞灰水洗废水中的钙、镁离子脱除，得到脱硫石膏及碳酸钙产品，一级反应池、二级反应池中加药后产物分别为氢氧化镁和硫酸钙；由于氢氧化镁和硫酸钙在同一体系中有相互促进沉淀的效果，故在初沉池4中能够较充分、快速地将钙镁离子去除。

2、本实用新型通过纳滤分盐、膜浓缩、蒸发结晶单元可回收高品质的工业钠盐，实现废水的零排放和资源化利用。

3、本实用新型通过纳滤硫酸根回用管道将硫酸根离子回流到二级反应池中，避免了硫酸根离子作为新的污染物输出，并起到节约硫酸钠消耗量的作用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-第一调节池；1-1-飞灰水洗废水进水管；a-1-提升泵；2-一级反应池；3-二级反应池；4-初沉池；b-1-污泥泵；c-1-板框压滤机；5-第二调节池；6-三级反应池；7-终沉池；b-2-污泥泵；c-2-板框压滤机；8-超滤进水箱；a-2-提升泵；9-管式膜系统；10-纳滤进水箱；a-3-提升泵；11-纳滤装置；11-1-纳滤硫酸根回用管道；12-反渗透进水箱；a-4-提升泵；13-高压反渗透装置；13-1-高压反渗透产水回用管道；14-结晶浓水箱；a-5-提升泵；15-蒸发结晶器。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细和具体的描述，以使更好的理解本实用新型，但是下述实施例并不限制本实用新型范围。

如图1所示，一种生活垃圾焚烧飞灰水洗废水脱钙预处理系统，包括依次相连的软化预处理单元、超滤单元、纳滤分盐单元、膜浓缩单元和蒸发结晶单元。

所述的软化预处理单元采用新型的三级软化+二级沉淀体系，包括第一调节池1、一级反应池2、二级反应池3、初沉池4、第二调节池5、三级反应池6和终沉池7；一级反应池2、二级反应池3、三级反应池6内均设置有搅拌器。第一调节池1的输入口与飞灰水洗废水进水管1-1连接；第一调节池1的出水口经第一提升泵a-1连接到一级反应池2；一级反应池2的加药口连接到氢氧化钠药罐，用于向一级反应池2中投加氢氧化钠脱镁；一级反应池2的出水口与二级反应池3进水口连接；二级反应池3的加药口连接到硫酸钠药罐，用于向一级反应池2中投加硫酸钠脱钙；二级反应池3的出水口与初沉池4的进水口连接；所述初沉池4对来自于一级反应池2和二级反应池3的废水进行固液分离，并且氢氧化镁和硫酸钙在初沉池4中会相互促进沉淀；

初沉池4的底部出泥口通过第一污泥泵b-1与第一板框压滤机c-1连接；第一板框压滤机c-1用于对初沉池4中沉淀分离出的氢氧化镁和硫酸钙进行脱水。初沉池4的顶部出水口与第二调节池5的进水口连接；所述第二调节池5的出水口与三级反应池6的进水口连接；三级反应池6的加药口连接到碳酸钠药罐，用于向一级反应池2中投加碳酸钠深度脱钙；三级反应池6的出水口与终沉池7连接；终沉池7的底部出泥口通过第二污泥泵b-2与第二板框压滤机c-2连接；第二板框压滤机c-2用于对终沉池7中沉淀分离出的碳酸钙进行脱水。

超滤单元包括超滤进水箱8和管式膜系统9。超滤进水箱8的进水口与终沉池7的顶部出水口连接。超滤进水箱8的出水口通过第二提升泵a-2与管式膜系统9的输入口连接；管式膜系统9用于滤除残留的固体颗粒。

纳滤分盐单元包括纳滤进水箱10和纳滤装置11。纳滤进水箱10的进水口与管式膜系统9的滤后出水口连接。纳滤进水箱10的出水口通过第三提升泵a-3与纳滤装置11的输入口连接；纳滤装置11的浓水出口通过纳滤硫酸根回用管道11-1连接到二级反应池3的进水口。纳滤装置11内的纳滤膜能够阻挡二价的硫酸根离子通过，而不阻挡一价的钠、钾离子和氯离子通过，使得残余硫酸根离子能够通过纳滤硫酸根回用管道11-1回流到二级反应池3中，避免了硫酸根离子作为新的污染物输出，并起到节约硫酸钠消耗量的作用。

膜浓缩单元包括反渗透进水箱12和高压反渗透装置13。反渗透进水箱12的进水口与纳滤装置11的产水出口连接。反渗透进水箱12的出水口通过第四提升泵a-4与高压反渗透装置13的输入口连接；高压反渗透装置13的淡水出口通过高压反渗透产水回用管路13-1连接到二级反应池3的进水口。

飞灰水洗液经过高压反渗透装置13时，当膜的一侧所施加压力超过水的渗透压时，水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的淡水，在膜的高压侧得到含钠、钾、氯离子的浓水，不含钠、钾、氯离子的淡水回流到二级反应池3中重复使用，起到节约用水的作用，并提高后续蒸发结晶的效率。

蒸发结晶单元包括结晶浓水箱14和蒸发结晶器15。结晶浓水箱14的进水口与高压反渗透装置13的浓水出口连接。结晶浓水箱14的出水口通过第五提升泵a-5与蒸发结晶器15的输入口连接；蒸发结晶器15对输入的含有钠、钾、氯离子的飞灰水洗液进行蒸发结晶，得到工业精制干盐(钠盐和钾盐)。

本实用新型的工作原理如下：

飞灰废水从飞灰水洗废水进水管1-1进入到第一调节池1均质均量后，依次经过一级反应池2、二级反应池3，并进入初沉池4中进行沉淀分离；一级反应池2中持续投加氢氧化钠，二级反应池3中持续投加硫酸钠，使得初沉池4中形成氢氧化镁和硫酸钙沉淀，且由于氢氧化镁和硫酸钙在同一体系中有相互促进沉淀的效果，故初沉池4中能够较充分、快速地将钙镁离子去除。

初沉池4输出的飞灰废水进入到第二调节池5均质均量后，依次经过三级反应池6，并进入终沉池7中进行沉淀分离；三级反应池6中持续投加碳酸钠，使得初沉池4中未沉淀的钙离子进一步与碳酸根离子结合，形成碳酸钙沉淀，进一步提高钙离子的去除率。

终沉池7输出的飞灰废水经超滤进水箱8进入到管式膜系统9中滤除废水中残留的固体颗粒；

管式膜系统9输出的飞灰废水经纳滤进水箱10进入到纳滤装置11中回收硫酸根离子到二级反应池3中；

纳滤装置11输出的飞灰废水经反渗透进水箱12进入到高压反渗透装置13中回收淡水到二级反应池3中，输出浓盐溶液到结晶浓水箱14中。

结晶浓水箱14将盐溶液输入到蒸发结晶器15中进行蒸发结晶，回收工业精制干盐。