一种燃煤电厂脱硫废水的处理方法与流程

1.本发明涉及一种废水的处理方法，具体涉及一种燃煤电厂脱硫废水的处理方法。


背景技术：

2.燃煤电厂所使用的煤的品位差异较大，除了通过洗煤可减少煤炭中的有害物质外，对煤炭燃烧后的尾气进行脱硫处理仍然是最主流的方式。湿法烟气脱硫是目前唯一大规模商业运行的脱硫方式，但是，湿法烟气脱硫工艺中仍然会产生大量的脱硫废水，由于脱硫废水的ph值较低，且含有大量的悬浮物、氯离子和重金属等，若不进行无害化处理就直接进行排放，无疑会对环境造成巨大的危害。
3.cn110894113a公开了一种脱硫废水脱氯处理方法及脱硫废水处理设备，所述处理方法，包括以下步骤：a、先将脱硫废水加酸调节ph值到0.5～4后，进入一级脱氯反应器的搅拌室内与液体树脂进行搅拌混合；b、经过步骤a搅拌混合后的混合料在分离室内通过脱硫废水与液体树脂的密度差进行分离，分离后的脱硫废水的氯离子被吸附到液体树脂中；c、分离后吸附有氯离子的液体树脂进入到液体树脂缓冲罐中，分离出的脱硫废水进入下一级反应器的搅拌室内进一步处理；d、处理过程重复a、b、c步骤，经过数级反应后的脱硫废水中的氯离子被全部去除或在达到设定处理值的前提下进入气浮除油装置除去溶于水中的液体树脂，在气浮除油装置前先调节ph到6～9，通过气浮处理和ph调节过的脱硫废水作为回用水，气浮除油装置内由气泡上浮带出的液体树脂通过刮除工艺刮除并输送到树脂缓冲罐内。但是，该方法先要将脱硫废水调节到过低的ph值会消耗大量的酸，后续处理又要将该废水调回中性，又会消耗大量的碱，且即使该方法中氯离子去除率较高，但并未公开悬浮物、重金属等重要污染物的去除情况，由于调节酸、碱的成本过高，难以进行工业化推广。
4.cn111439883a公开了一种燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统及方法，所述方法是：1）脱硫废水自脱硫系统排出后，经过澄清、过滤、非软化浓缩减量后，分为回用水和浓缩废水；2）回用水返回至脱硫系统的脱硫浆液吸收塔资源化利用，浓缩废水通过脱硫废水末端处理系统进行深度处理；3）在空预器前端设置旁路烟道，引出部分烟气；浓缩废水通入脱硫废水末端处理系统的干燥塔系统中，在干燥塔系统中利用烟气余热蒸发干燥浓缩废水；溶解于废水中的污染物以结晶盐的形式析出并转移至灰库中，蒸发水回用至脱硫系统，最终实现脱硫废水零排放。但是，由于其中的非软化浓缩减量系统的核心设备是定向驱动电渗析装置，且回用水水量仅占总水量的3/4，不仅设备投入大，且处理量有限，而剩余的1/4浓缩废水还需要依靠浓缩蒸干的方式进行处理，热耗和蒸汽量巨大，需要的设备和场地都是主要的成本投入，且该方法中并未公开回用水中主要污染物的含量及去除效果。
5.cn111847699a公开了一种以湿法脱硫废水为原料的碳酸钙制备方法及湿法脱硫废水处理方法，具体包括如下步骤：p1、向作为原料的脱硫废水中加入碱剂调ph至10.5～10.8；p2、向经p1步骤处理的脱硫废水中加入含量足以使汞以沉淀形式析出的有机硫化物，混合均匀；p3、向经p2步骤处理的脱硫废水中加入含量足以使脱硫废水中胶体微粒和悬浮颗粒沉降的混凝剂，混合均匀，进行固液分离去除析出沉淀物后得预处理脱硫废水；p4、向
预处理脱硫废水中加入碱剂调ph至11.0～11.5；p5、向经p4步骤处理的预处理脱硫废水中加入含量足以使钙离子以沉淀形式析的水溶性碳酸盐，混合均匀；p6、向经p5步骤处理的预处理脱硫废水中加入含量足以使预处理脱硫废水中胶体微粒和悬浮颗粒沉降的混凝剂，混合均匀，固液分离后即得碳酸钙。但是，由于该方法需要将废水调节到较高的碱性，而原始脱硫废水的ph值较低，因此需要加入大量的碱剂，且最终要调回中性，又要耗费大量的酸剂；另外，需要加入有机硫化物、混凝剂、碳酸盐等多种试剂，不仅试剂成本高，操作复杂，且并未公开氯离子的去除效果。
6.因此，亟待找到一种能同时去除脱硫废水中悬浮物、氯离子、重金属，降低cod，实现废水达标排放，成本低，适宜于工业化生产的燃煤电厂脱硫废水的处理方法。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种能同时去除脱硫废水中悬浮物、氯离子、重金属，降低cod，实现废水达标排放，成本低，操作简单，适宜于工业化生产的燃煤电厂脱硫废水的处理方法。
8.本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种燃煤电厂脱硫废水的处理方法，包括以下步骤：（1）将燃煤电厂脱硫废水注入调节池收集，再注入废水中和反应池，加入石灰乳调节ph值，得中性废水；（2）将步骤（1）所得中性废水注入絮凝沉淀池中，搅拌后，加入絮凝剂，再搅拌絮凝后，自然沉降，脱水，得絮凝废水；（3）将步骤（2）所得絮凝废水经生物膜反应器反应，再经膜处理后，得达标废水。
9.优选地，步骤（1）中，所述燃煤电厂脱硫废水的ph值为4.0～6.5，悬浮物含量为4500～15000mg/l，氯离子含量为6000～20000mg/l，重金属离子含量为0.2～4.0mg/l，cod为100～400mg/l。所述重金属主要包括汞、镉、铬、铅、镍、锌等。
10.优选地，步骤（1）中，加入石灰乳调节ph值至6.0～7.8。调节到所述ph值的目的是降低脱硫废水的ph值，有利于后续絮凝沉淀。
11.优选地，步骤（1）中，所述石灰乳的质量浓度为28%。
12.优选地，步骤（2）中，所述絮凝剂的用量为废水中固体悬浮物质量的0.05～0.50倍（更优选0.06～0.20倍）。通过絮凝沉淀可主要去除胶体、大颗粒等悬浮物及部分重金属离子。
13.优选地，步骤（2）中，所述絮凝剂由聚合氯化铝、聚合硫酸铝铁、硅酸钠和阳离子聚丙烯酰胺以质量比40:10～15:5～9:1～5复配而成。将无机絮凝剂和有机絮凝剂搭配使用，可充分发挥无机絮凝剂的电中和和有机絮凝剂的“桥架、网捕”协同增效作用。
14.优选地，步骤（2）中，加入絮凝剂前，搅拌的速率为60～180r/min，时间为10～30min。
15.优选地，步骤（2）中，加入絮凝剂后，搅拌絮凝的速率为30～90r/min，时间为30～90min。
16.优选地，步骤（2）中，所述自然沉降的时间为2.0～2.5h。
17.优选地，步骤（3）中，所述生物膜反应器反应的饱和溶解氧浓度为0.5～2.5mg/l，
水力停留时间为36～90h（更优选50～80h）。通过生物膜反应器可富集大部分的重金属离子，并降低废水的cod。
18.优选地，步骤（3）中，所述生物膜反应器的容积负荷为3～5kg/m3·
d。
19.优选地，步骤（3）中，所述生物膜反应器中填料的堆积密度为90～120kg/m3（更优选95～110kg/m3），比表面积为60～180m2/g（更优选100～140m2/g）。
20.优选地，所述填料上的生物膜量为30～80mg/g（更优选50～72mg/g），生物膜厚度为5～80μm（更优选30～72μm）。
21.优选地，步骤（3）中，所述生物膜反应器的挂膜方式采用现有的排泥挂膜法，活性污泥的浓度为1000～4000mg/l。
22.优选地，步骤（3）中，所述膜处理为微滤。
23.优选地，所述微滤的操作温度为0～45℃（更优选10～30℃），压力为0.01～0.20mpa（更优选0.08～0.18mpa），微滤膜的表面流速为1～3m/s。通过微滤可去除氯离子、小分子悬浮物和部分重金属胶体。
24.优选地，所述微滤膜的孔径为0.01～0.10μm。
25.本发明方法膜处理所得浓缩液再次注入絮凝沉淀池，进行絮凝沉降。
26.本发明方法的有益效果如下：（1）本发明方法能同时去除脱硫废水中多种污染物质，悬浮物低至84mg/l，去除率高达99.39%，氯离子低至361mg/l，去除率高达97.71%，重金属低至0.2mg/l，去除率高达83.33%，cod低至12mg/l，去除率高达93.49%，达到dl/t997-2020《燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》标准，实现脱硫废水的回用；（2）本发明方法成本低，操作简单，适宜于工业化生产。
具体实施方式
27.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
28.本发明实施例所使用的燃煤电厂脱硫废水1～3来源于不同的燃煤电厂污水池；本发明实施例所使用的石灰乳的质量浓度为28%；本发明实施例所述生物膜反应器的挂膜方式采用现有的排泥挂膜法，活性污泥的浓度为1000～4000mg/l；本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
29.实施例1（1）将10m3燃煤电厂脱硫废水1注入调节池收集，再注入废水中和反应池，加入石灰乳调节ph值至6.7，得中性废水；（2）将步骤（1）所得中性废水注入絮凝沉淀池中，在60r/min下，搅拌30min后，加入10kg絮凝剂（聚合氯化铝、聚合硫酸铝铁、硅酸钠和阳离子聚丙烯酰胺以质量比40:12:5:2复配而成），再在60r/min下，搅拌絮凝60min后，自然沉降2h，脱水，得絮凝废水；（3）将步骤（2）所得絮凝废水经生物膜反应器（容积负荷为3kg/m3·
d，填料的堆积密度为96kg/m3，比表面积为100m2/g，填料上的生物膜量为60mg/g，生物膜厚度为48μm），在饱和溶解氧浓度为2.5mg/l，水力停留时间为60h下，反应，再在25℃、0.1mpa、微滤膜（孔径为0.1μm）的表面流速为2m/s下，经微滤后，得达标废水1。
30.实施例2
（1）将14m3燃煤电厂脱硫废水2注入调节池收集，再注入废水中和反应池，加入石灰乳调节ph值至6.9，得中性废水；（2）将步骤（1）所得中性废水注入絮凝沉淀池中，在100r/min下，搅拌20min后，加入14kg絮凝剂（聚合氯化铝、聚合硫酸铝铁、硅酸钠和阳离子聚丙烯酰胺以质量比40:14:7:2复配而成），再在70r/min下，搅拌絮凝80min后，自然沉降2.5h，脱水，得絮凝废水；（3）将步骤（2）所得絮凝废水经生物膜反应器（容积负荷为4kg/m3·
d，填料的堆积密度为95kg/m3，比表面积为140m2/g，填料上的生物膜量为50mg/g，生物膜厚度为72μm），在饱和溶解氧浓度为2.5mg/l，水力停留时间为72h下反应，再在25℃、0.18mpa、微滤膜（孔径为0.1μm）的表面流速为2.8m/s下，经微滤后，得达标废水2。
31.实施例3（1）将16m3燃煤电厂脱硫废水3注入调节池收集，再注入废水中和反应池，加入石灰乳调节ph值至7.2，得中性废水；（2）将步骤（1）所得中性废水注入絮凝沉淀池中，在80r/min下，搅拌25min后，加入25kg絮凝剂（聚合氯化铝、聚合硫酸铝铁、硅酸钠和阳离子聚丙烯酰胺以质量比40:11:6:3复配而成），再在50r/min下，搅拌絮凝70min后，自然沉降2.5h，脱水，得絮凝废水；（3）将步骤（2）所得絮凝废水经生物膜反应器（容积负荷为3.5kg/m3·
d，填料的堆积密度为98kg/m3，比表面积为120m2/g，填料上的生物膜量为72mg/g，生物膜厚度为60μm），在饱和溶解氧浓度为2.5mg/l，水力停留时间为65h下反应，再在25℃、0.12mpa、微滤膜（孔径为0.08μm）的表面流速为2.5m/s下，经微滤后，得达标废水3。
32.为了评价实施例1～3各步骤对各污染物质的去除效率，对每次处理后废水中的各项污染物进行检测。其中，ph值采用ph玻璃电极进行检测，悬浮物采用重量法进行检测，氯离子采用铬酸钾指示剂滴定法进行检测，重金属离子依据dl/t997-2020《燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》附录a中方法进行检测，cod采用重铬酸钾法进行检测，结果如表1所示。
33.表1 本发明实施例1～3处理后废水中的各项污染物指标表
注：表中
“‑”
表示未计算。
34.由表1可知，经本发明方法处理后，达标废水中的悬浮物低至84mg/l，去除率高达99.39%，氯离子低至361mg/l，去除率高达97.71%，重金属铬低至0.2mg/l，去除率高达83.33%，cod低至12mg/l，去除率高达93.49%，达到dl/t997-2020《燃煤电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》要求，实现脱硫废水回用脱硫系统目标；其中，步骤（1）主要起到调解ph值的作用，有利于后续絮凝沉淀，步骤（2）主要起到去除胶体、大颗粒等悬浮物及部分重金属离子的作用，步骤（3）中的生物膜反应主要起到富集大部分的重金属离子，并降低
废水cod的作用，微滤主要起到去除氯离子、小分子悬浮物和部分重金属胶体的作用。