申请日2014.09.01
公开(公告)日2014.12.03
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明公开了一种燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，包括废水均质池、四联箱、沉淀槽、除氟槽、絮凝槽、澄清浓缩槽、中和槽、砂滤器、最终中和槽、净水槽、污泥槽、泥浆脱水单元和尾水回用系统;本发明还公开了一种燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用方法：脱硫废水→四联箱5→沉淀槽→除氟槽→絮凝槽→澄清浓缩槽→中和槽→砂滤器→最终中和槽→净水槽→尾水回用系统。通过处理后脱硫废水砂滤，尾水满足燃煤电厂用水水质要求，进入循环水系统，节约了水资源，实现了脱硫废水零排放。
权利要求书
1.一种燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，其特征在于：包括废水均 质池(21)、四联箱(10)、沉淀槽(22)、除氟槽(23)、絮凝槽(24)、 澄清浓缩槽(30)、中和槽(40)、砂滤器(50)、最终中和槽(41)、净 水槽(60)、污泥槽(31)、泥浆脱水单元(32)和尾水回用系统(601);
所述四联箱(10)包括氧化箱、pH调节箱、反应箱和凝聚箱;
所述澄清浓缩槽(30)底部安装一个泥浆集中单元;
所述废水均质池(21)、四联箱(10)、沉淀槽(22)、除氟槽(23)、 絮凝槽(24)、澄清浓缩槽(30)、中和槽(40)、砂滤器(50)、最终中和 槽(41)、净水槽(60)和尾水回用系统(601)依次相连;
所述污泥槽(31)的上部与沉淀槽(22)、澄清浓缩槽(30)的底部 相连;
所述泥浆脱水单元(32)的上部分别与污泥槽(31)和四联箱(10) 的底部相连;
其中，废水均质池(21)用于脱硫废水和石膏脱水间废水收集，水量 水质调节;四联箱(10)用于脱硫废水氧化、还原、絮凝、凝聚、除氟; 澄清浓缩槽(30)絮凝体靠重力沉降与水分离，用于去除重金属及其它污 染物;中和槽(40)加盐酸，调节pH值;砂滤器(50)用于过滤、进一 步净化水质;最终中和槽(41)用于进一步调节pH值至中性;净水槽(60) 用于存储处理后洁净水;尾水回用(601)单元用于连接燃煤电厂循环用 水管网。
2.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，其 特征在于，所述除氟槽(23)中装有有机硫或Na2S还原剂(212)、 聚铁(214)、除氟剂(215)。
3.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，其 特征在于，所述凝聚槽(24)中装有絮凝剂。
4.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，其 特征在于，所述澄清浓缩槽(30)设有搅拌器。
5.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，其 特征在于，所述中和槽(40)中加有盐酸，调节pH值至6～9。
6.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，其 特征在于，所述砂滤器(50)中装有颗粒状细砂。
7.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系 统，其特征在于，所述尾水回用系统(601)为燃煤电厂循环水系 统或事故水池。
8.根据权利要求1所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，其 特征在于，所述泥浆脱水单元(32)，包括压滤机及其泥斗。
9.根据权利要求1或8所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与 回用系统，其特征在于，所述泥浆脱水单元(32)底部安装泥饼 处置单元(322)。
10.燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用方法，其特征在于，利用权利要 求1～9之一的系统进行脱硫废水处理与回用方法，包括以下步骤：
步骤Ⅰ：脱硫废水和石膏脱水间废水入废水均质池(21)，调节水量 水质;
步骤Ⅱ：废水均质池(21)废水再入由氧化箱、pH调节箱、反应箱、 凝聚箱组成的四联箱(10)，其中，
在氧化箱中加入氧化剂(211)-石灰浆液，使石灰乳中Ca2+与废水中 部分F-反应，生成难溶CaF2，去除部分氟化物;在pH调节箱中加入混凝 剂，使废水pH值由酸性调至9～10;在反应箱加入还原剂(212)-有机硫 或Na2S，使离子态重金属与硫化物发生反应，生成细小络合物;在凝聚 箱中加入絮凝剂(213)，絮凝体靠重力沉降与水分离，使废水中细小络合 物颗粒凝聚成大絮凝体颗粒而沉积，在凝聚箱出口加助凝剂，以降低颗粒 表面张力;
步骤Ⅲ：四联箱(10)出来废水入沉淀槽(22)、除氟槽(23)、絮凝 槽(24);沉淀槽(22)底部泥浆入污泥槽(31)，经泥浆脱水单元(32) 脱水后进入泥饼处置单元(322);除氟槽(23)中加入有机硫或Na2S还 原剂(212)、聚铁(214)、除氟剂(215)，去除氟化物，生成络合物;絮 凝槽(24)加入絮凝剂，形成颗粒物沉淀;
步骤Ⅳ：絮凝后废水入澄清浓缩槽(30)处理，澄清浓缩槽(30)絮 凝体靠重力沉降与水分离，去除重金属及其它污染物;澄清浓缩槽(30) 底部浆液入污泥槽(31)，经泥浆脱水单元(32)脱水后进入泥饼处置单 元(322);
步骤Ⅴ：澄清水溢流至中和槽(40)加盐酸，调节pH值至6～9，入 砂滤器(50)过滤;
步骤Ⅵ：砂滤后洁净水经最终中和槽(41)，调节pH至中性，入净水 槽(60);净水槽(60)洁净水入尾水回用系统(601)。
11.根据权利要求10所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用方法， 其特征在于，所述步骤Ⅱ，四联箱(10)各槽内废水滞留1小时。
12.根据权利要求10所述的燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用方法， 其特征在于，所述步骤Ⅳ，澄清浓缩槽(30)底部浆液，经刮泥耙 清除，少量浆液返回pH调节箱，大部分泥浆送至浆脱水单元(32) 脱水，然后进入泥饼处置单元(322)。
说明书
一种燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统及方法
技术领域
本发明涉及脱硫废水处理领域，具体涉及一种燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统。
背景技术
“十一五”以来，燃煤电厂烟气脱硫是我国大气污染防治的重点领域。目前，国内外燃煤电厂烟气脱硫，大多采用石灰石-石膏湿法脱硫洗涤烟气，由此产生脱硫废水和设备冷却水。脱硫废水来源有三：一是燃煤电厂烟气中含高浓度二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)及其少量Cl-、F-等，当烟气进入SO2吸收塔时，这些离子被洗脱，并在浆液中不断浓缩;二是经反应生成的石膏浆液含水率高，须经脱水机脱水后外排，废水中主要成份有反应副产物——石膏、未反应石灰石、含硫产物和重金属等;三是脱硫岛(FGD)中换热器(GGH)、吸收塔除雾器、浆液输送设备及其管道、脱水机、贮存箱等工序清洗水。
燃煤电厂烟气脱硫废水有别于普通锅炉烟气脱硫废水、炼钢烧结炉冷却水、炼钢烧结炉烟气脱硫废水，其中：普通锅炉烟气脱硫废水经中和-还原法处理后可达标排放;炼钢烧结炉冷却水属间接冷却水，经冷却和沉淀后可循环利用;炼钢烧结炉虽与燃煤电厂煤粉炉烟气脱硫废水相似，但烧结炉烟气脱硫废水氟化物浓度低、不需要除氟，废水含高浓度氨氮、须经生化处理，且处理工艺复杂，建设投资和运行费用高。
燃煤电厂烟气脱硫废水含可溶性氯化钙、不可溶硫酸钙、氟化物、亚硝酸盐、亚硫酸盐、有机物、重金属等，尤以SO2吸收废水污染为最。监测结果表明，燃煤电厂烟气脱硫废水特征有三：一是废水pH呈酸性;二是废水含大量悬浮物(SS)、重金属、F-、SO42-、Cl-等，成份复杂，尤其重金属处理难度大;三是烟气Cl-溶解吸收液中，致使Cl-浓度升高，降低吸收液pH值和脱硫效率，增大硫酸钙结垢倾向，高浓度Cl-影响副产物二 水石膏(CaSO4·2H2O)质量，一般控制吸收液中Cl-<20g/L。
20世纪90年代以来，我国燃煤电厂烟气脱硫废水处理，均为引进德国STEULER公司废水中和-还原处理工艺技术，主要去除废水中还原性物质、重金属等。
中和-还原法烟气脱硫废水处理工艺，经氧化→混凝→絮凝→澄清→中和后，尾水达标排放。该工艺技术具有国内外大量燃煤电厂脱硫废水处理设施运行业绩。
然而，中和-还原法处理后的尾水排放，浪费水资源。在脱硫废水处理实践中，采用过氧化氢氧化有机物，最近某些新技术，尤其生化处理技术被用以去除痕量金属和生化需氧量(BOD5)等，但处理后的尾水仍难回用。预处理+蒸发+结晶工艺是燃煤(气)电厂脱硫废水零排放系统(ZLD)，分别将脱硫废水、SO2吸收废水经预处理后，蒸发、结晶产出盐水，废水零排放;但能耗大，压滤盐水再蒸发成为难题。
发明内容
本发明的目的，是针对现有中和-还原法处理燃煤电厂烟气脱硫废水技术中，处理后尾水无法回用的问题，提供一种燃煤电厂烟气脱硫废水处理设备稳定运行，且能有效处理和循环利用烟气脱硫废水系统及方法。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用系统，包括废水均质池、四联箱、沉淀槽、除氟槽、絮凝槽、澄清浓缩槽、中和槽、砂滤器、最终中和槽、净水槽、污泥槽、泥浆脱水单元和尾水回用系统;所述四联箱包括氧化箱、pH调节箱、反应箱和凝聚箱;所述澄清浓缩槽底部安装一个泥浆集中单元;所述废水均质池、四联箱、沉淀槽、除氟槽、絮凝槽、澄清浓缩槽、中和槽、砂滤器、最终中和槽、净水槽和尾水回用系统依次相连;所述污泥槽的上部与沉淀槽、澄清浓缩槽的底部相连;所述泥浆脱水单元的上部分别与污泥槽和四联箱的底部相连。
其中，废水均质池用于脱硫废水和石膏脱水间废水收集，水量水质调 节;四联箱用于脱硫废水氧化、还原、絮凝、凝聚、除氟;澄清浓缩槽絮凝体靠重力沉降与水分离，用于去除重金属及其它污染物;中和槽加盐酸，调节pH值;砂滤器用于过滤、进一步净化水质;最终中和槽用于进一步调节pH值至中性;净水槽用于存储处理后洁净水;尾水回用单元用于连接燃煤电厂循环用水管网。
进一步，所述除氟槽中装有有机硫或Na2S还原剂、聚铁、除氟剂。
进一步，所述凝聚槽中装有絮凝剂。
进一步，所述澄清浓缩槽设有搅拌器。
进一步，所述中和槽中加有盐酸，调节pH值至6～9。
进一步，所述砂滤器中装有颗粒状细砂。
进一步，所述尾水回用系统为燃煤电厂循环水系统或事故水池。
进一步，所述泥浆脱水单元，包括压滤机及其泥斗。
进一步，所述泥浆脱水单元底部安装泥饼处置单元。
燃煤电厂烟气脱硫废水处理与回用方法，应用于上述系统进行脱硫废水处理与回用，包括以下步骤：
步骤Ⅰ：脱硫废水和石膏脱水间废水入废水均质池，调节水量水质;
步骤Ⅱ：废水均质池废水再入由氧化箱、pH调节箱、反应箱、凝聚箱组成的四联箱，其中，
在氧化箱中加入氧化剂-石灰浆液，使石灰乳中Ca2+与废水中部分F-反应，生成难溶CaF2，去除部分氟化物;在pH调节箱中加入混凝剂，使废水pH值由酸性调至9～10;在反应箱加入还原剂-有机硫或Na2S，使离子态重金属与硫化物发生反应，生成细小络合物;在凝聚箱中加入絮凝剂，絮凝体靠重力沉降与水分离，使废水中细小络合物颗粒凝聚成大絮凝体颗粒而沉积，在凝聚箱出口加助凝剂，以降低颗粒表面张力;
步骤Ⅲ：四联箱出来废水入沉淀槽、除氟槽、絮凝槽;沉淀槽底部泥浆入污泥槽，经泥浆脱水单元脱水后进入泥饼处置单元;除氟槽中加入有机硫或Na2S还原剂、聚铁、除氟剂，去除氟化物，生成络合物;絮凝槽 加入絮凝剂，形成颗粒物沉淀;
步骤Ⅳ：絮凝后废水入澄清浓缩槽处理，澄清浓缩槽絮凝体靠重力沉降与水分离，去除重金属及其它污染物;澄清浓缩槽底部浆液入污泥槽，经泥浆脱水单元脱水后进入泥饼处置单元;
步骤Ⅴ：澄清水溢流至中和槽加盐酸，调节pH值至6～9，入砂滤器过滤;
步骤Ⅵ：砂滤后洁净水经最终中和槽，调节pH至中性，入净水槽;净水槽洁净水入尾水回用系统。
进一步，所述步骤Ⅱ，四联箱各槽内废水滞留1小时。
进一步，所述步骤Ⅳ，澄清浓缩槽底部浆液，经刮泥耙清除，少量浆液返回pH调节箱，大部分泥浆送至浆脱水单元脱水，然后进入泥饼处置单元。