申请日2015.07.17
公开(公告)日2015.11.18
IPC分类号C02F103/18; C02F9/04
摘要
一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统及方法，本发明通过设置一级反应箱、一级澄清池、二级反应箱、二级澄清池，通过向一级反应箱内加入石灰乳、硫酸钠、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺，进行一级反应，并经过一级澄清池澄清，去除经一级反应后废水中的Mg(OH)2和CaSO4·2H2O，然后在二级反应箱中进行二级反应，通过向二级反应箱中通入烟气，并经二级澄清池进行沉降，使CaCO3沉淀下来，完成对燃煤电厂脱硫废水的软化处理，本系统结构简单，易于实现，便于工业化生产。本发明在满足软化处理效果的情况下(Mg2+≤5mg/L，Ca2+≤5mg/L)，减少药剂投加量，降低药剂运行成本，从而减少燃煤电厂脱硫废水零排放系统的运行费用，具有重要的经济效益和环境效益。
权利要求书
1.一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统，其特征在于，包括一级反应箱(1)、一级澄 清池(4)、二级反应箱(7)、二级澄清池(11)，其中，一级澄清池(4)与二级澄清池(11) 均带有水出口和泥渣出口，一级反应箱(1)的出口与一级澄清池(4)的入口相连通，一级 澄清池(4)的水出口与二级反应箱(7)入口相连通，二级反应箱(7)出口与二级澄清池(11) 入口相连通。
2.根据权利要求1所述的软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统，其特征在于，所述一级反 应箱(1)内设置有一级反应搅拌器(2)和一级反应箱pH计(3);所述二级反应箱(1)内 设置有二级反应搅拌器(8)和二级反应箱pH计(9)。
3.根据权利要求1所述的软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统，其特征在于，所述一级澄 清池(4)与二级反应箱(7)之间设置有中间水箱(5)，一级澄清池(4)的水出口与中间水 箱(5)的入口相连通，中间水箱(5)出口与二级反应箱(7)的入口相连通;所述中间水箱 (5)上设置有用于将中间水箱(5)中的水输送到二级反应箱(7)的中间水泵(6)。
4.根据权利要求1所述的软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统，其特征在于，所述二级反 应箱(7)出口二级澄清池(11)入口之间设置有二级澄清给水泵(10)。
5.根据权利要求1所述的软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统，其特征在于，还包括压滤 机(14)，一级澄清池(4)的泥渣出口、二级澄清池(11)的泥渣出口均与压滤机(14)的 入口相连通，压滤机(14)的水出口与一级反应箱(1)的入口相连通。
6.根据权利要求5所述的软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统，其特征在于，所述一级澄 清池(4)的泥渣出口与压滤机(14)入口之间设置有一级排泥泵(12);所述二级澄清池(11) 的泥渣出口与压滤机(14)入口之间设置有二级排泥泵(13)。
7.一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)进行一级反应：首先，脱硫废水进入到一级反应箱(1)，同时启动一级反应搅拌器(2)， 并向一级反应箱投加石灰乳、硫酸钠、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺，通过一级反应pH计(3) 来调节石灰乳的投加量，控制pH值为11.0～11.5，硫酸钠投加量为20～30g/L，聚合硫酸铁 投加量为20～30mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为0.5～1mg/L;
2)一级澄清：一级反应结束后，脱硫废水进入到一级澄清池(4)进行澄清，使Mg(OH)2和CaSO4·2H2O沉淀;
3)进行二级反应：一级澄清池(4)出水自流到中间水箱(5)，经中间水泵(6)输送到 二级反应箱(7)内，在二级反应箱(7)内通入脱硫后的烟气，同时启动二级反应搅拌器(8)， 通过二级反应pH计(9)来控制烟气中CO2的投加量，控制pH值为9.0～10.0;
4)二级澄清：二级反应结束后，废水经二级澄清给水泵(10)输送到二级澄清池(11) 内进行澄清，使CaCO3沉淀，完成燃煤电厂脱硫废水的软化处理。
8.根据权利要求7所述的一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的方法，其特征在于，所述步 骤2)中澄清后沉淀下来的泥渣经一级排泥泵(11)输送到压滤机(14)进行压滤;所述步 骤4)中澄清后沉淀下来的泥渣经二级排泥泵(13)输送到压滤机(14)进行压滤。
9.根据权利要求8所述的一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的方法，其特征在于，压滤机 (14)的滤液水返回到一级反应箱(1)，泥饼外运;所述二级澄清池(11)的水出口排出的 液体进行蒸发结晶。
10.根据权利要求7所述的一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的方法，其特征在于，所述步 骤4)中向二级澄清池(11)内投加聚丙烯酰胺，且聚丙烯酰胺的投加量为1～2mg/L。
说明书
一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统及方法
技术领域
本发明属于燃煤电厂废水零排放技术领域，涉及一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的 系统及方法。
背景技术
燃煤电厂要实现脱硫废水零排放，必须对脱硫废水进行固化处理，固化处理一般可 采用蒸发结晶工艺。脱硫废水中含有大量的钙、镁等结垢性离子，一般Ca2+浓度可达 600～900mg/L，Mg2+浓度可达3000～5000mg/L。同时，由于还含有大量的硫酸根离 子存在，废水中的硫酸钙处于过饱和状态，水质不稳定，极其容易在蒸发结晶设备的换 热表面形成结垢，大大影响设备正常工作效率。因此在蒸发结晶之前，需要对脱硫废水 进行软化，大幅降低脱硫废水中Ca2+和Mg2+的含量，保证蒸发结晶工艺正常稳定运行。
目前脱硫废水零排放运行较好的燃煤电厂均采用软化与蒸发结晶相结合的处理工 艺，其中软化处理工艺采用双碱法(石灰加碳酸钠两级软化处理)，系统出水稳定且水 质较好(Mg2+≤5mg/L，Ca2+≤5mg/L)，使蒸发结晶设备化学清洗周期较长，且化学清 洗费用较低，但软化处理工艺的药剂运行成本高达32.5元/(m3﹒废水)，药剂运行成本 太高使该工艺的推广受到了很大限制，因此燃煤电厂的脱硫废水零排放工程实施的还很 少。
为降低脱硫废水软化处理药剂运行成本，开发一种新型软化燃煤电厂脱硫废水的工 艺及方法，在满足软化处理效果的情况下(Mg2+≤5mg/L，Ca2+≤5mg/L)，减少药剂投 加量，大大节省运行费用，具有良好的发展应用前景。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明的目的是提供一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的 系统及方法，在满足软化处理效果的情况下(Mg2+≤5mg/L，Ca2+≤5mg/L)，减少药剂 投加量，降低药剂运行成本，从而减少燃煤电厂脱硫废水零排放系统的运行费用。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的系统，包括一级反应箱、一级澄清池、二级反应 箱、二级澄清池，其中，一级澄清池与二级澄清池均带有水出口和泥渣出口，一级反应 箱的出口与一级澄清池的入口相连通，一级澄清池的水出口与二级反应箱入口相连通， 二级反应箱出口与二级澄清池入口相连通。
所述一级反应箱内设置有一级反应搅拌器和一级反应箱pH计;所述二级反应箱内 设置有二级反应搅拌器和二级反应箱pH计。
所述一级澄清池与二级反应箱之间设置有中间水箱，一级澄清池的水出口与中间水 箱的入口相连通，中间水箱出口与二级反应箱的入口相连通;所述中间水箱上设置有用 于将中间水箱中的水输送到二级反应箱的中间水泵。
所述二级反应箱出口与二级澄清池入口之间设置有二级澄清给水泵。
还包括压滤机，一级澄清池的泥渣出口、二级澄清池的泥渣出口均与压滤机的入口 相连通，压滤机的水出口与一级反应箱的入口相连通。
所述一级澄清池的泥渣出口与压滤机入口之间设置有一级排泥泵;所述二级澄清池 的泥渣出口与压滤机入口之间设置有二级排泥泵。
一种软化处理燃煤电厂脱硫废水的方法，包括以下步骤：
1)进行一级反应：首先，脱硫废水进入到一级反应箱，同时启动一级反应搅拌器， 并向一级反应箱投加石灰乳、硫酸钠、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺，通过一级反应pH计 来调节石灰乳的投加量，控制pH值为11.0～11.5，硫酸钠投加量为20～30g/L，聚合硫 酸铁投加量为20～30mg/L，聚丙烯酰胺的投加量为0.5～1mg/L;
2)一级澄清：一级反应结束后，脱硫废水进入到一级澄清池进行澄清，使Mg(OH)2和CaSO4·2H2O沉淀;
3)进行二级反应：一级澄清池出水自流到中间水箱，经中间水泵输送到二级反应 箱内，在二级反应箱内通入脱硫后的烟气，同时启动二级反应搅拌器，通过二级反应pH 计来控制烟气中CO2的投加量，控制pH值为9.0～10.0;
4)二级澄清：二级反应结束后，废水经二级澄清给水泵输送到二级澄清池内进行 澄清，使CaCO3沉淀，完成燃煤电厂脱硫废水的软化处理。
所述步骤2)中澄清后沉淀下来的泥渣经一级排泥泵输送到压滤机进行压滤;所述 步骤4)中澄清后沉淀下来的泥渣经二级排泥泵输送到压滤机内进行压滤。
所述压滤机的滤液水返回到一级反应箱，泥饼外运;所述二级澄清池的水出口排出 的液体进行蒸发结晶。
所述步骤4)中向二级澄清池内投加聚丙烯酰胺，且聚丙烯酰胺的投加量为1～ 2mg/L。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明提出了石灰乳—硫酸钠—烟气软化处理脱硫废水的方法，一级反应时，投加 石灰乳、硫酸钠、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺等药剂，使脱硫废水中的镁离子形成氢氧化 镁沉淀下来，同时，硫酸钠与氢氧化钙反应生成氢氧化钠;二级反应时投加烟气，使烟 气中的二氧化碳与一级反应生成的氢氧化钠反应生成碳酸钠，使脱硫废水中的钙离子形 成碳酸钙沉淀下来;在二级反应箱内通入烟气同时，对废水进行充分曝气和吹脱，可以 降低脱硫废水中的氨氮，使软化后的脱硫废水中氨氮含量小于10mg/L;由于本方法中 采用硫酸钠代替现有技术中的碳酸钠，药剂运行成本比双碱软化法可减少60%左右;在 实现废水处理的同时对燃煤电厂烟气中的二氧化碳进行固化利用，减少温室气体的排 放，为燃煤电厂二氧化碳减排提供了新的开发利用途径;本发明采用石灰乳、硫酸钠、 烟气联合软化处理后废水中的Mg2+≤2mg/L，Ca2+≤5mg/L;本发明在满足软化处理效 果的情况下(Mg2+≤5mg/L，Ca2+≤5mg/L)，减少药剂投加量，降低药剂运行成本，从 而减少燃煤电厂脱硫废水零排放系统的运行费用，具有重要的经济效益和环境效益。
进一步的，一级反应使用的硫酸钠，来源可以是蒸发结晶母液中的硫酸钠，也可以 是系统外投加的硫酸钠。使用系统外投加的硫酸钠或蒸发结晶母液中的硫酸钠，均可以 降低成本。
本发明通过设置一级反应箱、一级澄清池、二级反应箱、二级澄清池，通过向一级 反应箱内加入石灰乳、硫酸钠、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺等药剂，进行一级反应，并经 过一级澄清池澄清后，去除脱硫废水中的Mg(OH)2和CaSO4·2H2O，然后在二级反 应箱中进行二级反应，通过向二级反应箱中通入烟气，进行二级反应，并经二级澄清池 进行沉降，使CaCO3沉淀，完成对燃煤电厂脱硫废水的处理，本系统结构简单，易于 实现，便于工业化生产。