申请日2018.03.15
公开(公告)日2018.07.13
IPC分类号C02F9/10; C02F103/18
摘要
本发明公开了一种脱硫废水处理系统及其处理工艺，所述系统包括依次连接的预处理单元和蒸发结晶单元，脱硫废水原液通过原液输送管与预处理单元中的原液输入端连接，预处理单元中的初级处理液的输出端通过初级处理液输送管与蒸发结结晶单元中的初级处理液输入端连接;蒸发结晶单元中的冷凝水通过第一冷凝水输送管、第二冷凝水输送管与达标水排放池连接，蒸发结晶单元中生成的结晶混盐与混盐回收器连接。该系统及其处理工艺具有结构简单、操作便捷、废水处理效果好，处理效率高。既可以将废水处理成达标排放的水源，等特点。
权利要求书
1.一种脱硫废水处理系统，其特征在于，所述系统包括依次连接的预处理单元和蒸发结晶单元，脱硫废水原液通过原液输送管与预处理单元中的原液输入端连接，预处理单元中的初级处理液的输出端通过初级处理液输送管与蒸发结结晶单元中的初级处理液输入端连接;蒸发结晶单元中的冷凝水通过第一冷凝水输送管、第二冷凝水输送管与达标水排放池连接，蒸发结晶单元中生成的结晶混盐与混盐回收器连接。
2.如权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述预处理单元包括相互串联连接的一级预处理单元和二级预处理单元，脱硫废水原液通过原液输送管与一级预处理单元中的第一汽液混合泵的输入端连接，第一汽液混合泵的输出端通过原液输送管与第一催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第一催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过串接在原液输送管上的第二汽液混合泵与第二催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第二催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过第一输液泵与初级处理液输送管的输入端连接，在第一催化电解与臭氧氧化装置与第二催化电解与臭氧氧化装置上还通过混合气体输送管分别与臭氧发生器的输出端及气泵的输出端连接。
3.如权利要求2所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述一级预处理单元包括第一pH调节罐，脱硫废水原液通过原液输送管与第一pH调节罐进液口连接，第一pH调节罐出液口通过原液输送管与第一汽液混合泵的输入端连接，第一汽液混合泵的输出端通过原液输送管与第一催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第一催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过第一原液循环管与第一催化电解与臭氧氧化装置上的另一输入端连接，在第一原液循环管上串接有第二汽液混合泵、第一循环阀和第一循环罐，在第一原液循环管上还连接有二级预处理单元中的二级原液进液管，二级预处理单元通过二级原液进液管及串接在其上的二级原液进液阀门与第二循环罐进液口连接，第二循环罐出液口通过第二循环管与第二催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第二催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过第二循环管与第二循环罐上的另一个进液口连接，在第二循环管上串接有第一输液泵和第二循环阀，在第二循环管上还连接有初级处理液输送管，在初级处理液输送管上依次串接有第二pH调节罐、第二输液泵、袋式过滤器或过滤器、第三输液泵和初级处理液储存箱;在第一催化电解与臭氧氧化装置与第二催化电解与臭氧氧化装置上分别设有混合气体输入端口，混合气体输入端口通过混合气体输送管分别与臭氧发生器的输出端及气泵的输出端连接;在第一pH调节罐上连接有第一调节液输送管，第一调节液输送管通过第四输液泵及第一加药泵与储酸罐连接，在第二pH调节罐上连接有第二调节液输送管，第二调节液输送管通过第五输液泵及第二加药泵与储碱罐连接，在储酸罐与储碱罐上分别连接有进水管。
4.如权利要求1所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述初级处理液输送管依次与蒸发结晶单元中的一级预热器、二级预热器、升膜蒸发器、结晶器和强制循环加热器连接，强制循环加热器与升膜蒸发器上的第一冷凝水排出端口分别通过第一冷凝水输送管由冷凝水的进水端口依次与冷凝水罐、二级预热器与达标水排放池连接，在结晶器的底部依次串接有稠厚器、离心机和结晶混盐回收器，稠厚器和离心机还通过浓缩液输送管与浓缩液储罐的进料口连接，浓缩液储罐的出料口通过浓缩液输送管与强制循环加热器连接;在结晶器上设有排气口，排气口通过排气管与蒸汽压缩机上的进气口连接，蒸汽压缩机上的排气口通过热蒸汽输送管分别与强制循环加热器和升膜蒸发器上的热蒸汽输入端口连接，热蒸汽输送管还通过热蒸汽输送第一分管与外来生蒸汽连接。
5.如权利要求4所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，所述初级处理液输送管的一端与初级处理液储存箱的输出端连接，初级处理液输送管的另一端与蒸发结晶单元中结晶器上的进料端口连接，在初级处理液输送管上依次串接有一级不凝气预热器、二级冷凝水预热器和升膜蒸发器;初级处理液输送管在连接一级不凝气预热器前还通过清洗液输送管与清洗罐连接，在清洗液输送管上串接有清洗泵，清洗罐还分别与第一冷凝水输送管、清洗剂输送管和自来水管连接。
6.如权利要求5所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，在所述结晶器上设有循环液的进液口和循环液的出液口，在进液口与出液口之间通过循环液输送管连接有强制循环加热器，循环液输送管由热强制循环加热器上的出液口至结晶器上的进液口之间串接有强制循环泵;在所述强制循环加热器上设有第一冷凝水出口，在升膜蒸发器上设有第二冷凝水出口，第一冷凝水出口与第二冷凝水出口分别通过第一冷凝水输送管与达标排放水池连接，第一冷凝水输送管由第一冷凝水出口与第二冷凝水出口至达标水排放池的进水口之间依次串接有冷凝水罐、第一冷凝水水泵、二级冷凝水预热器。
7.如权利要求6所述的脱硫废水处理系统，其特征在于，在所述强制循环加热器上设有第一热蒸汽排出端口，在所述升膜蒸发器上设有第二热蒸汽排出端口，第一热蒸汽排出端口和第二热蒸汽排出端口分别与第一热蒸汽输送管的进气端连接，第一热蒸汽输送管的出气端与真空泵连接，在第一热蒸汽输送管上串接有一级不凝气预热器。
8.如权利要求7述的脱硫废水处理系统，其特征在于，在所述强制循环加热器上设有第一热蒸汽进气端口，在所述升膜蒸发器上设有第二热蒸汽进气端口，在第一热蒸汽进气端口和第二热蒸汽进气端口分别通过加热气体输送管与有蒸汽压缩机上的排气端口连接，蒸汽压缩机上的进气口通过排气管与结晶器上的排气端口连接，在加热气体输送管还与加热气体输送第一分管的一端连接，加热气体输送第一分管的另一端与热蒸汽原连接;蒸汽压缩机上还设有离子水的进水端口和排水端口，进水端口通过第二冷凝水输送管与达标排放水池连接，在第二冷凝水输送管上串接有第二冷凝水水泵和蒸汽压缩机的离子水供水罐，蒸汽压缩机上的排水端口通过第三冷凝水输送管与蒸汽压缩机排水罐连接。
9.如权利要求8述的脱硫废水处理系统，其特征在于，在所述结晶器上设有浓缩液排出端口，浓缩液排出端口通过浓缩液输送管与稠厚器上的进料端口连接，稠厚器上分别设有结晶盐出料口和浓缩液出料端口，结晶盐出料口与离心机的进料口连接，离心机上的固体出料口与混盐回收器连接，离心机上的浓缩液出料端口及稠厚器上的浓缩液出料端口通过上浓缩液输送管与浓缩液储罐上的进料口连接，浓缩液储罐上的出料口通过下浓缩液输送管与循环液输送管连接，在下浓缩液输送管上串接有第六输液泵和第三预热器，第三预热器还与加热气体输送第二分管的一端连接，加热气体输送第二分管的另一端与热蒸汽原连接。
10.一种采用如权利要求1至9中任意一项所述脱硫废水处理系统处理脱硫废水的处理工艺，其特征在于，所述处理工艺包括如下工艺步骤：
第一步预处理，将待脱硫废水原液通过第一pH调节罐的调节后，由第一汽液混合泵输送到第一催化电解与臭氧氧化装置内，并通过第二汽液混合泵使脱硫废水原液在第一循环罐与第一催化电解与臭氧氧化装置内进行一次循环，一次循环一段时间后，第二汽液混合泵再将第一催化电解与臭氧氧化装置内排出的一次循环后的脱硫废水输送到第二循环罐内，并通过第一输液泵使一次循环后的脱硫废水在第二循环罐与第二催化电解与臭氧氧化装置之间进行二次循环，二次循环一段时间后，第一输液泵将二次循环后的脱硫废水送入第二pH调节罐内调节，然后再通过第二输液泵、袋式过滤器或过滤器及第三输液泵将二次循环后得到的初级处理液输送到初级处理液储存箱内，然后再通过初级处理液输送管将初级处理液输送蒸发结晶单元;脱硫废水原液在第一催化电解与臭氧氧化装置和第二催化电解与臭氧氧化装置内循环的过程中，还需要通过臭氧发生器和气泵将混合气体由混合气体输送管分别输送到第一催化电解与臭氧氧化装置和第二催化电解与臭氧氧化装置内，使其得到催化;
第二步蒸发结晶处理，将初级处理液通过初级处理液输送管输送至蒸发结晶单元，初级处理液在蒸发单元两次预热;
第三步，初级处理液通过两次预热、升膜蒸发后，初级处理液进入蒸发单元中的结晶器内，通过强制循环加热器加热后，将初级处理液中的大部分水分蒸发，蒸发出来的冷凝水被输送到达标水排放池;
第四步，将通过结晶器分离后得到的浓缩液和晶体输送到稠厚器内，稠厚器将一部分上浮的浓缩液通过浓缩液输送管输送到浓缩液储罐内，稠厚器将底部沉积的结晶混盐送入到离心机内进行固液分离，离心机将甩干后的结晶混盐输送到混盐回收器内，将液体通过浓缩液输送管输送到浓缩液储罐内，浓缩液储罐内的浓缩液在通过第六输液泵、第三预热器及浓缩液输送管输送到结晶器内。
说明书
一种脱硫废水处理系统及其处理工艺
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种脱硫废水处理系统及其处理工艺。
背景技术
燃煤电厂在我国电力供应企业中占主导地位，为避免大气污染，需对烟气进行脱硫处理。目前，国内外燃煤电厂烟气脱硫工程采用的方法以石灰石-石膏法为主，系统会产生一定量的脱硫废水。脱硫废水含有大量的悬浮物、硫酸盐、氯化物、硬度，含盐量较高，并且含有一定量的重金属离子，对环境危害巨大，必须进行严格处理。传统的“三联箱”工艺将脱硫废水经中和、絮凝和沉淀处理后，除去废水中的悬浮物及重金属等物质，不能保证处理效果，且处理水含量盐较高，无法回用其他系统。随着环境要求的不断提高，深度处理回用脱硫废水，实现废水零排放是脱硫废水处理的一种趋势。
蒸发技术是实现脱硫废水零排放的有效技术，但是直接蒸发水量较大，耗蒸汽量或耗电量极大，投资和运行费用高;采用烟道蒸发技术，增加烟气湿度，影响除尘系统，腐蚀、结垢风险增加，且无法回用水资源。采用膜分离方法，如纳滤、反渗透，存在浓度不宜太高、效率较低、运行压力高、膜污染严重等缺点，且浓缩液体积较大。单纯采用电渗析不仅投资大、运用费用高，且存在回用水无法满足最新国家排放标准。正渗透在脱硫废水应用属于新技术，但是工艺复杂、膜和汲取液选择性少、技术成熟度较低且能耗较高。
利用膜组合工艺联合蒸发技术可以实现废水零排放。专利201310555063.9采用海水膜和耐高压膜组合，将高压膜出来的含盐量的浓盐水与灰场的粉煤灰反应结晶，该工艺的膜运行压力非常高、预处理要求高、药剂和能耗较大，且浓盐水浪费，水回用率较低。专利申请201510275955.公布一种脱硫废水零排放工艺，采用两级软化后用纳滤及反渗透分离，利用离子交换、冷冻结晶和蒸发工艺实现分盐，但该工艺同样存在运行压力高、加药量大、浓水体积较大能耗较高及工艺较为复杂的问题。专利申请201410240730.9公布了一种脱硫废水循环利用及零排放系统，废水经多级过滤预处理，采用两级纳滤分离，纳滤浓水回脱硫塔，淡水软化后经反渗透、电渗析等单元浓缩后蒸发结晶，但该工艺纳滤阶段结垢风险高、阻垢剂加药量大、运行压力较高且浓水水质难以保证，且后续同样需要软化处理，工艺线长且复杂。
如何利用不同膜处理系统和处理方法有效组合，实现脱硫废水分质回用、降低投加药剂量、降低系统操作压力、增加废水回用率、减少浓缩液体积、降低运行成本，是脱硫废水深度处理回用与零排放的关键。
发明内容
本发明的目的之一在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种结构简单、操作便捷、废水处理效果好，处理效率高。既可以将废水处理成达标排放的水源，又可以使得废水中的物料得到回收利用的脱硫废水处理系统。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种脱硫废水处理系统，所述系统包括依次连接的预处理单元和蒸发结晶单元，脱硫废水原液通过原液输送管与预处理单元中的原液输入端连接，预处理单元中的初级处理液的输出端通过初级处理液输送管与蒸发结结晶单元中的初级处理液输入端连接;蒸发结晶单元中的冷凝水通过第一冷凝水输送管、第二冷凝水输送管与达标水排放池连接，蒸发结晶单元中生成的结晶混盐与混盐回收器连接。
其中优选的技术方案是，所述预处理单元包括相互串联连接的一级预处理单元和二级预处理单元，脱硫废水原液通过原液输送管与一级预处理单元中的第一汽液混合泵的输入端连接，第一汽液混合泵的输出端通过原液输送管与第一催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第一催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过串接在原液输送管上的第二汽液混合泵与第二催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第二催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过第一输液泵与初级处理液输送管的输入端连接，在第一催化电解与臭氧氧化装置与第二催化电解与臭氧氧化装置上还通过混合气体输送管分别与臭氧发生器的输出端及气泵的输出端连接。
进一步优选的技术方案是，所述一级预处理单元包括第一pH调节罐，脱硫废水原液通过原液输送管与第一pH调节罐进液口连接，第一pH调节罐出液口通过原液输送管与第一汽液混合泵的输入端连接，第一汽液混合泵的输出端通过原液输送管与第一催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第一催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过第一原液循环管与第一催化电解与臭氧氧化装置上的另一输入端连接，在第一原液循环管上串接有第二汽液混合泵、第一循环阀和第一循环罐，在第一原液循环管上还连接有二级预处理单元中的二级原液进液管，二级预处理单元通过二级原液进液管及串接在其上的二级原液进液阀门与第二循环罐进液口连接，第二循环罐出液口通过第二循环管与第二催化电解与臭氧氧化装置的输入端连接，第二催化电解与臭氧氧化装置的输出端通过第二循环管与第二循环罐上的另一个进液口连接，在第二循环管上串接有第一输液泵和第二循环阀，在第二循环管上还连接有初级处理液输送管，在初级处理液输送管上依次串接有第二pH调节罐、第二输液泵、袋式过滤器或过滤器、第三输液泵和初级处理液储存箱;在第一催化电解与臭氧氧化装置与第二催化电解与臭氧氧化装置上分别设有混合气体输入端口，混合气体输入端口通过混合气体输送管分别与臭氧发生器的输出端及气泵的输出端连接;在第一pH调节罐上连接有第一调节液输送管，在第一调节液输送管通过第四输液泵及第一加药泵与储酸罐连接，在第二pH调节罐上连接有第二调节液输送管，第二调节液输送管通过第五输液泵及第二加药泵与储碱罐连接，在储酸罐与储碱罐上分别连接有进水管。
优选的技术方案还有，所述初级处理液输送管依次与蒸发结晶单元中的一级预热器、二级预热器、升膜蒸发器、结晶器和强制循环加热器连接，强制循环加热器与升膜蒸发器上的第一冷凝水排出端口分别通过第一冷凝水输送管由冷凝水的进水端口依次与冷凝水罐、二级预热器与达标水排放池连接，在结晶器的底部依次串接有稠厚器、离心机和结晶混盐回收器，稠厚器和离心机还通过浓缩液输送管与浓缩液储罐的进料口连接，浓缩液储罐的出料口通过浓缩液输送管与强制循环加热器连接;在结晶器上设有排气口，排气口通过排气管与蒸汽压缩机上的进气口连接，蒸汽压缩机上的排气口通过热蒸汽输送管分别与强制循环加热器和升膜蒸发器上的热蒸汽输入端口连接，热蒸汽输送管还通过热蒸汽输送第一分管与外来生蒸汽连接。
进一步优选的技术方案还有，所述初级处理液输送管的一端与初级处理液储存箱的输出端连接，初级处理液输送管的另一端与蒸发结晶单元中结晶器上的进料端口连接，在初级处理液输送管上依次串接有一级不凝气预热器、二级冷凝水预热器和升膜蒸发器;初级处理液输送管在连接一级不凝气预热器前还通过清洗液输送管与清洗罐连接，在清洗液输送管上串接有清洗泵，清洗罐还分别与第一冷凝水输送管、清洗剂输送管和自来水管连接。
进一步优选的技术方案还有，在所述结晶器上设有循环液的进液口和循环液的出液口，在进液口与出液口之间通过循环液输送管连接有强制循环加热器，循环液输送管由热强制循环加热器上的出液口至结晶器上的进液口之间串接有强制循环泵;在所述强制循环加热器上设有第一冷凝水出口，在升膜蒸发器上设有第二冷凝水出口，第一冷凝水出口与第二冷凝水出口分别通过第一冷凝水输送管与达标排放水池连接，第一冷凝水输送管由第一冷凝水出口与第二冷凝水出口至达标水排放池的进水口之间依次串接有冷凝水罐、第一冷凝水水泵、二级冷凝水预热器。
进一步优选的技术方案还有，在所述强制循环加热器上设有第一热蒸汽排出端口，在所述升膜蒸发器上设有第二热蒸汽排出端口，第一热蒸汽排出端口和第二热蒸汽排出端口分别与第一热蒸汽输送管的进气端连接，第一热蒸汽输送管的出气端与真空泵连接，在第一热蒸汽输送管上串接有一级不凝气预热器。
进一步优选的技术方案还有，在所述强制循环加热器上设有第一热蒸汽进气端口，在所述升膜蒸发器上设有第二热蒸汽进气端口，在第一热蒸汽进气端口和第二热蒸汽进气端口分别通过加热气体输送管与有蒸汽压缩机上的排气端口连接，蒸汽压缩机上的进气口通过排气管与结晶器上的排气端口连接，在加热气体输送管还与加热气体输送第一分管的一端连接，加热气体输送第一分管的另一端与热蒸汽原连接;蒸汽压缩机上还设有离子水的进水端口和排水端口，进水端口通过第二冷凝水输送管与达标排放水池连接，在第二冷凝水输送管上串接有第二冷凝水水泵和蒸汽压缩机的离子水供水罐，蒸汽压缩机上的排水端口通过第三冷凝水输送管与蒸汽压缩机排水罐连接。
进一步优选的技术方案还有，在所述结晶器上设有浓缩液排出端口，浓缩液排出端口通过浓缩液输送管与稠厚器上的进料端口连接，稠厚器上分别设有结晶盐出料口和浓缩液出料端口，结晶盐出料口与离心机的进料口连接，离心机上的固体出料口与混盐回收器连接，离心机上的浓缩液出料端口及稠厚器上的浓缩液出料端口通过上浓缩液输送管与浓缩液储罐上的进料口连接，浓缩液储罐上的出料口通过下浓缩液输送管与循环液输送管连接，在下浓缩液输送管上串接有第六输液泵和第三预热器，第三预热器还与加热气体输送第二分管的一端连接，加热气体输送第二分管的另一端与热蒸汽原连接。
本发明的目的之二在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种操作便捷、废水处理效果好，处理效率高。既可以将废水处理成达标排放的水源，又可以使得废水中的物料得到回收利用的脱硫废水处理系统进行脱硫废水处理的处理工艺。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种采用脱硫废水处理系统处理脱硫废水的处理工艺，所述处理工艺包括如下工艺步骤：
第一步预处理，将待脱硫废水原液通过第一pH调节罐的调节后，由第一汽液混合泵输送到第一催化电解与臭氧氧化装置内，并通过第二汽液混合泵使脱硫废水原液在第一循环罐与第一催化电解与臭氧氧化装置内进行一次循环，一次循环一段时间后，第二汽液混合泵再将第一催化电解与臭氧氧化装置内排出的一次循环后的脱硫废水输送到第二循环罐内，并通过第一输液泵使一次循环后的脱硫废水在第二循环罐与第二催化电解与臭氧氧化装置之间进行二次循环，二次循环一段时间后，第一输液泵将二次循环后的脱硫废水送入第二pH调节罐内调节，然后再通过第二输液泵、袋式过滤器或过滤器及第三输液泵将二次循环后得到的初级处理液输送到初级处理液储存箱内，然后再通过初级处理液输送管将初级处理液输送蒸发结晶单元;脱硫废水原液在第一催化电解与臭氧氧化装置和第二催化电解与臭氧氧化装置内循环的过程中，还需要通过臭氧发生器和气泵将混合气体由混合气体输送管分别输送到第一催化电解与臭氧氧化装置和第二催化电解与臭氧氧化装置内，使其得到催化;
第二步蒸发结晶处理，将初级处理液通过初级处理液输送管输送至蒸发结晶单元，初级处理液在蒸发单元两次预热;
第三步，初级处理液通过两次预热、升膜蒸发后，初级处理液进入蒸发单元中的结晶器内，通过强制循环加热器加热后，将初级处理液中的大部分水分蒸发，蒸发出来的冷凝水被输送到达标水排放池;
第四步，将通过结晶器分离后得到的浓缩液和晶体输送到稠厚器内，稠厚器将一部分上浮的浓缩液通过浓缩液输送管输送到浓缩液储罐内，稠厚器将底部沉积的结晶混盐送入到离心机内进行固液分离，离心机将甩干后的结晶混盐输送到混盐回收器内，将液体通过浓缩液输送管输送到浓缩液储罐内，浓缩液储罐内的浓缩液在通过第六输液泵、第三预热器及浓缩液输送管输送到结晶器内。