申请日2006.12.31
公开(公告)日2007.07.25
IPC分类号C02F9/04; C02F1/72; C02F11/12; C02F1/62; C02F1/52; C02F1/66
摘要
本发明提供了一种烟气脱硫废水处理方法及系统装置。其中烟气脱硫废水处理方法包括废水水量水质调节、碱化处理、难溶重金属沉降、混凝絮凝、水澄清和污泥浓缩、泥浆脱水等步骤。烟气脱硫废水处理系统装置，由废水缓冲池、中和/反应/絮凝箱、澄清/浓缩池、出水箱经管道串接组成。本发明的优点在于提供了一种根治重金属污染源的系统方案，采用了通用设备，避免了复杂的专用设备，运行操作简单方便，投资经济，易于应用。
权利要求书
1、一种烟气脱硫废水处理方法包括以下步骤：
一、采用空气搅拌对废水水量水质进行调节，以将废水中的部分金属 离子氧化成高价同时调节废水水量;
二、碱化处理，即用碱性中和药剂对废水进行碱化处理，设定pH值 约为9.5，使部分重金属(Me)以氢氧化物的形式沉淀出来;
三、加入硫化物使难溶重金属沉降;
四、加入混凝剂及絮凝剂，使固体沉淀物以更易沉降的大颗粒絮凝物 形式沉淀出来;
五、进行水澄清和污泥浓缩，将悬浮物从废水中分离;
六、将浓缩后的泥浆脱水。
2、根据权利要求1所述的烟气脱硫废水处理方法，其特征是所述碱 性中和药剂为石灰、石灰石、氢氧化钙、碳酸钠等。
3、根据权利要求1所述的烟气脱硫废水处理方法，其特征是所述硫 化物为有机硫化物、硫化钠、硫化氢或硫化亚铁，加入量为20-100mg/L。
4、根据权利要求1所述的烟气脱硫废水处理方法，其特征是所述混 凝剂为铝盐和铁盐，加入量为40-80mg/L。
5、根据权利要求1所述的烟气脱硫废水处理方法，其特征是所述絮 凝剂为聚丙烯酰胺，先配制成0.1%浓度的水溶液，加入量为5-10mg/L。
6、一种烟气脱硫废水处理系统装置，其特征是由废水缓冲池、中和/ 反应/絮凝箱、澄清/浓缩池、出水箱经管道串接组成;在废水缓冲池中设 有曝气设备、液位计、废水提升设备;在中和/反应/絮凝箱设有搅拌设备; 在澄清/浓缩池设有刮泥设备、污泥界面仪;在出水箱中设有PH计、搅拌 设备和液位计。
说明书
一种烟气脱硫废水处理方法及系统装置
技术领域
本发明属于废水处理技术，具体涉及一种烟气脱硫废水处理方法及系 统装置。
背景技术
当今世界二氧化硫及酸雨污染已成为引起各国重视的一个重大环境 问题。火力发电厂作为排放二氧化硫造成酸雨污染的重要行业，如不采取 措施，不仅会对大气环境造成严重危害，也将制约电力系统的发展。湿法 烟气脱硫是目前唯一大规模商业运行的脱硫方式。在石灰石-石膏法烟气 脱硫工艺中，不可避免地要产生一定量的废水，该废水中含有国家严格控 制排放的一类污染物(重金属离子)，如不经处理直接排放，将会给环境 带来严重影响。
过去国内暂无电厂对脱硫废水进行达标排放处理。近几年，随着国家 加快对新建、扩建燃煤电厂烟气脱硫设施的建设，并对相应配套设施的环 保性能要求的逐步提高，脱硫废水处理系统的建设速度正在逐渐加大。
脱硫废水处理工艺主要有：
①灰场存放。脱硫废水与经过浓缩脱水的石膏混合后排至干灰场，废 水中的重金属及酸性物质与飞灰中的氧化钙结合固化石膏;
②蒸发。在美国，一些电厂利用电除尘和空气加热器之间的烟道间隙， 加热蒸发脱硫废水。
以上处理方法存在的不足是只有少数重金属离子一部分被固定在灰 渣中，多数重金属离子中的大部分能溶于水继续污染环境，没有根治污染 源。采用蒸发处理设备复杂，能耗大，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟气脱硫废水处理方法及系统装置。
烟气脱硫废水处理方法包括以下步骤：
一、采用空气搅拌对废水水量水质进行调节，以将废水中的部分金属 离子氧化成高价(其目的是使金属离子更易于生成沉淀物)，同时调节废 水水量;
二、碱化处理，即用碱性中和药剂对废水进行碱化处理，设定最优 的pH值范围，约为9.5左右，使部分重金属(Me)以氢氧化物的形式沉 淀出来，反应式为：
Me2++2OH--->Me(OH)2，
Me3++3OH--->Me(OH)3;
三、加入硫化物使难溶重金属沉降，如使镉和汞等沉淀出来;
四、加入混凝剂(铁盐)及絮凝剂(高分子聚合物)，使固体沉淀物 以更易沉降的大颗粒絮凝物形式沉淀出来;
五、进行水澄清和污泥浓缩，将悬浮物从废水中分离;
六、将浓缩后的泥浆脱水。
所述碱性中和药剂为石灰、石灰石、氢氧化钙、碳酸钠等。
所述硫化物可采用有机硫化物、硫化钠、硫化氢或硫化亚铁，加入量 通常为20-100mg/L。
所述混凝剂为铝盐和铁盐，如硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸 亚铁、硫酸氯化铁等，加入量通常为40-80mg/L。
所述絮凝剂为聚丙烯酰胺，先配制成0.1%浓度的水溶液，加入量通 常为5-10mg/L。
本发明的烟气脱硫废水处理系统装置，由废水缓冲池、中和/反应/ 絮凝箱、澄清/浓缩池、出水箱经管道串接组成;在废水缓冲池中设有曝 气设备、液位计、废水提升设备;在中和/反应/絮凝箱设有搅拌设备;在 澄清/浓缩池设有刮泥设备、污泥界面仪;在出水箱中设有PH计、搅拌设 备和液位计。
工作原理：
烟气脱硫设备产生的弱酸性废水流至废水缓冲池，通过曝气设备的空 气搅拌，可以将废水中的金属离子氧化成高价(其目的是使金属离子更易 于生成沉淀物)，另一方面可以调节废水水量，并兼作废液坑。其大多为 地下结构，节省占地面积，但考虑到废水的酸度偏大和氯离子含量过高， 其池体内壁要做相应的防腐措施。空气搅拌多采用鼓风曝气形式。
经废水提升泵送至中和箱，通过流量计监测其流动过程。同时，碱液 按pH值和流量的比例加入废水中，使废水的pH值提高到9.5左右。在此 pH值范围内适于大部分重金属。当废水由酸性变为弱碱性时，金属氢氧 化物的溶解度下降。但许多金属离子，如铝、锌、铅、铁、镍、铜等的氢 氧化物为两性化合物，随着碱度进一步提高，又生成络合物，使溶解度再 次上升。此外石灰乳中的钙离子可以与氟离子结合生成难溶的氟化钙沉 淀，以除去废水中的氟离子。
常用的碱性中和药剂有石灰、石灰石、氢氧化钙、碳酸钠等，其中， 石灰因来源广、价格低、效果好得到了广泛应用。一般选用工业纯的氢氧 化钙，因为从矿山直接烧制出来的石灰石含杂质较多，容易堵塞加药管道。
监测废水pH值的测量电极安装在反应箱中。
为了促进反应和加速中和箱、反应箱中絮凝粒子的形成，中和箱中需 加入从澄清/浓缩池中排出的少量恒定量的接触污泥。
并非所有的重金属都可通过与碱液作用形成氢氧化物的形式沉淀出 来，如镉和汞，为此须在反应室中加入硫化物沉淀剂。硫化物可采用有机 硫化物、硫化钠、硫化氢或硫化亚铁，加入量通常为20-100mg/L。
从废水中沉淀出来的氢氧化物、化合物及其他固形物，极细的分散在 体系中，难于沉降。为了改善絮凝行为，需向反应箱中按比例加入混凝剂。 加入量通常为40-80mg/L。常用的混凝剂有铝盐和铁盐，如硫酸铝、聚合 氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸氯化铁等。
为了进一步提高混凝效果，将絮凝剂(聚丙烯酰胺)直接加到絮凝箱 中。粉末状的聚丙烯酰胺需要先配制成0.1%浓度的水溶液，如果浓度过 高，这种助凝剂溶液过于粘稠，容易加药管道堵塞，而且不利于絮凝物浓 缩。加入量通常为5-10mg/L。
废水中的重金属离子和悬浮物经过中和、反应、絮凝一系列物理和化 学过程，从絮凝箱自流进入澄清/浓缩池。在澄清/浓缩池中，将残余的固 体物质进一步从废水中分离出来，以保证出水悬浮物含量满足排放要求。 废水进行浓缩分离，浓缩后的污泥沉积在澄清/浓缩池的底部，上清液则 溢流至出水箱。
出水箱安装了pH值测量装置，如果所测的pH值在范围内，输送至主 排放口;若pH值超过了上限，需另加浓盐酸调节pH值至设定范围;如果 相反，pH值低于下限，需将废水返回至缓冲池进行再处理。
在出水管路上安装有浊度监测装置，如果浊度超过上限，即中止向主 排放口排放，废水返回缓冲池进行再处理;如果浊度在设定范围内，输送 至主排放口。
对澄清/浓缩池的泥浆高度由污泥界面仪进行监测。当超过设定范围 时，泥浆经污泥输送泵送入脱水机进行脱水;另一部分泥浆经污泥循环泵 送回中和箱中，以促进絮凝粒子的形成，提高沉淀效果。
在沉淀系统中，加入絮凝剂以便于沉淀颗粒长大更易于沉降，悬浮物 从澄清/浓缩池分离出来后，直接通过污泥输送泵送至板框式脱水机，制 成饼状，用卡车运至灰场或指定堆放点。
本发明的优点在于提供了一种根治重金属污染源的系统方案，采用了 通用设备，避免了复杂的专用设备，运行操作简单方便。投资经济，易于 应用。
下面进一步说明本发明方法及系统装置。