申请日2018.04.11
公开(公告)日2018.08.28
IPC分类号C02F9/08; C02F103/18; C02F101/20; C02F101/10
摘要
本发明公开一种处理工业脱硫废水的系统及方法，处理工业脱硫废水的系统包括通过管道依次连接的脱硫废水预处理装置、分盐浓缩装置和双极膜装置(包括盐室、酸室、碱室)。采用本发明的系统及方法进行脱硫废水的处理，去除了脱硫废水中的悬浮物、重金属和COD;脱硫废水浓缩后的淡水回用于工业生产工艺段，产生的酸碱用于本系统和其他工艺使用。采用本系统进行脱硫废水的处理，运行维护成本低，降低脱硫废水的处理成本，实现了低能耗、环保、高效的效果。
权利要求书
1.一种处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：包括通过管道依次连接的脱硫废水预处理装置、分盐浓缩装置和双极膜装置;工业脱硫系统的脱硫废水与脱硫废水预处理装置的进口连接;
所述分盐浓缩装置包括清水箱、纳滤分盐装置、高压反渗透装置和树脂交换装置;所述脱硫废水预处理装置的出水合格后经过输水泵流到清水箱备用，清水箱出水进入纳滤分盐装置，在纳滤分盐装置的出口分成两路，第一路为以硫酸根为主的二价离子溶液，连接第一高压反渗透装置，第一高压反渗透装置的浓水出口与脱硫系统连接，淡水出口与工业生产工艺段连接产水回用;第二路为以氯离子为主的一价离子溶液，连接第二高压反渗透装置，第二高压反渗透装置的浓水出口与树脂交换装置进口连接，淡水出口与工业生产工艺段连接，产水回用;
所述树脂交换装置的出口与双极膜装置盐室进口连接;双极膜装置的酸室、碱室出口连接酸箱和碱箱，产物用于本系统或/和其他工艺使用。
2.根据权利要求1所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：所述脱硫废水预处理装置包括依次连接的初沉池、第一调节池、电絮凝装置、软化曝气池、过滤装置、第二调节池以及污泥处理设备。
3.根据权利要求1所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：所述双极膜装置包括阴极、酸室、盐室、碱室、阳极，各室间通过双极膜分隔排列。
4.根据权利要求3所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：所述酸箱通过酸循环泵和管道与所述双极膜装置的酸室连通，所述碱箱通过碱循环泵和管道与所述双极膜装置的碱室连通。
5.根据权利要求2所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：初沉池的底部设有连接进水管道，在初沉池池壁一侧设置出水口，出水口通过第一出水管道与第一调节池相连，初沉池设置液位计。
6.根据权利要求5所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：第一调节池外设强碱加药系统，加药点设置在废水输送泵后，强碱溶液放置在双极膜装置出口连接的碱箱中，碱液通过加药管道经过加药泵加入到管道混合器中，脱硫废水与碱液在管道混合器中预混，并加到第一调节池中，第一调节池中设置搅拌机，第一调节池上通过第二出水管道与电絮凝装置连通，所述第二出水管道上设置流量计和调节阀。
7.根据权利要求6所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：电絮凝装置内设电极板、强氧化剂添加装置、以及PH表计，反应后的出水经过电絮凝流出口进入软化曝气池，软化曝气池外设碳酸钠加药系统，碳酸钠溶液放置在室外的碳酸钠溶液箱中，碳酸钠溶液通过加药管道经过加药泵加入到管道混合器中，脱硫废水与药剂在管道混合器中预混，并加入到软化曝气池中进行软化澄清曝气;软化曝气池内设斜管澄清装置，水流进入斜管澄清装置，并进行旋流过滤，澄清后的清水通过溢流方式溢流到第二溢流槽，第二溢流槽上部设置抽水口，溢流出的水进入过滤装置，过滤装置内设置多介质过滤器，经过多介质过滤器过滤后的水流入到第二调节池。
8.根据权利要求7所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：第二调节池外设HCL加药系统，强酸溶液放置在双极膜装置出口连接的酸箱中，酸液通过加药管道经过加药泵加入到管道混合器中，脱硫废水与酸液在管道混合器中预混，并加到第二调节池中，第二调节池内设置搅拌装置、PH表、浊度仪、电导率表，同时在第二调节池设置取样口，对出水的各项参数进行检测，第二调节池出水合格后经过输水泵流到除盐装置。
9.根据权利要求8所述的处理工业脱硫废水的系统，其特征在于：所述初沉池、软化曝气池、过滤装置底部均设置污泥排放口，产生的污泥经过排放口接污泥管道进入污泥处理设备。
10.一种采用权利要求1所述的处理工业脱硫废水的系统处理脱硫废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)脱硫废水原水进入初沉池，进行初步沉淀;
(2)初沉池上清液进入第一调节池，并在池中加入氢氧化钠;
(3)调好的碱性水溶液进入电絮凝装置反应，去除部分悬浮物、钙镁离子及重金属等;
(4)反应后的出水进入软化曝气池，并在池中加入碳酸钠，置换钙镁离子;
(5)软化曝气池上清液经过斜管澄清、旋流过滤、多介质过滤后，产生的沉降物、污泥进入脱硫系统压滤机，产生的清水进入纳滤分盐装置;
(6)纳滤膜分离一价、二价离子;
(7)二价离子溶液进入第一高压反渗透装置处理，清水回用，浓水返回脱硫系统;
(8)一价离子溶液进入第二高压反渗透装置处理，清水回用，浓水进入树脂交换装置，进一步去除钙镁;
(9)树脂交换装置出水进入双极膜装置;
(10)双极膜装置产生不同的酸碱，并进行回用。
说明书
一种处理工业脱硫废水的系统及方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种处理工业脱硫废水的系统及方法。
背景技术
目前工业脱硫废水的处理主要是以化学、机械方法分离重金属和其它可沉淀的物质，如亚硫酸盐、硫酸盐和氟化物。国内现有的典型脱硫废水处理方法均是基于脱硫除尘废水的排放特征衍生而来，主要有两个方案：
方案一：脱硫废水采用絮凝沉淀+软化+浓缩+蒸发+结晶
该方案存在的问题是：
1、设备占地面积大，建设投资成本非常高，吨水投资350万-400万元/吨水;
2、药剂和能耗高，导致运维费用很高，运维费用约300元/吨水;
3、蒸发结晶产物混盐的处置费用高;
4、分盐产出的氯化钠、硫酸钠市场价值低，难以回收成本。
方案二：脱硫废水经过絮凝沉淀+烟道蒸发工艺
该方案存在的问题是：
1、设计不当的情况下，烟道结垢严重;烟道内流场复杂，设计不当的话，飞灰会产生粘附效应粘附在容器壁上，氯离子会对暴露在外的钢构件造成严重腐蚀;
2、雾化喷头的设计和喷头的布置对蒸发效果影响大，脱硫废水浓度和雾化液滴的大小直接影响蒸发效果;
3、增加了除尘器的负担，同时降低了燃煤燃烧效率;对脱硫废水预处理有较高要求，水中SS数量对烟道蒸发旋流雾化器影响很大;
4、处理量小，吨水投资费用约260万元，运维费用约130元/吨水;如增大处理量，需对系统进行重新设计;
5、脱硫废水的蒸发降低了烟温，降低锅炉的燃烧效率，增加了燃煤消耗;
6、未对脱硫废水进行处理，无法回用，不符合节能节水的国家政策。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种处理工业脱硫废水的系统及方法，去除脱硫废水中的悬浮物、重金属和COD;脱硫废水浓缩后的淡水回用于工业生产工艺段，产生的酸碱用于本系统。
技术方案：本发明提供了一种处理工业脱硫废水的系统，包括通过管道依次连接的脱硫废水预处理装置、分盐浓缩装置和双极膜装置;工业脱硫系统的脱硫废水与脱硫废水预处理装置的进口连接。
所述分盐浓缩装置包括清水箱、纳滤分盐装置、高压反渗透装置和树脂交换装置;第二调节池出水合格后经过输水泵流到清水箱备用，清水箱出水进入纳滤分盐装置，在纳滤分盐装置的出口分成两路，第一路为以硫酸根为主的二价离子溶液，连接第一高压反渗透装置，第一高压反渗透装置的浓水出口与脱硫系统连接，淡水出口与工业生产工艺段连接产水回用;第二路为以氯离子为主的一价离子溶液，连接第二高压反渗透装置，第二高压反渗透装置的浓水出口与树脂交换装置进口连接，淡水出口与工业生产工艺段连接，产水回用。
所述树脂交换装置的出口与双极膜装置盐室进口连接;双极膜装置的酸室、碱室出口连接酸箱和碱箱，产物用于本系统或/和其他工艺使用。
本发明进一步优选的技术方案为：所述脱硫废水预处理装置依次设置有初沉池、第一调节池、电絮凝装置、软化曝气池、过滤装置、第二调节池以及污泥处理设备。
进一步地，所述双极膜装置包括阴极、酸室、盐室、碱室、阳极，各室间通过双极膜分隔排列。
更进一步地，所述酸箱通过酸循环泵和管道与所述双极膜装置的酸室连通，所述碱箱通过碱循环泵和管道与所述双极膜装置的碱室连通。
进一步地，初沉池的底部设有连接进水管道，在初沉池池壁一侧设置出水口，出水口通过第一出水管道与第一调节池相连，初沉池设置液位计。
进一步地，第一调节池外设强碱加药系统，加药点设置在废水输送泵后，强碱溶液放置在双极膜装置出口连接的碱箱中，碱液通过加药管道经过加药泵加入到管道混合器中，脱硫废水与碱液在管道混合器中预混，并加到第一调节池中，第一调节池中设置搅拌机，第一调节池上通过第二出水管道与电絮凝装置连通，所述第二出水管道上设置流量计和调节阀。
进一步地，电絮凝装置内设电极板、强氧化剂添加装置、以及PH表计，反应后的出水经过电絮凝的流出口进入软化曝气池，软化曝气池外设碳酸钠加药系统，碳酸钠溶液放置在室外的碳酸钠溶液箱中，碳酸钠溶液通过加药管道经过加药泵加入到管道混合器中，脱硫废水与药剂在管道混合器中预混，并加入到软化曝气池中进行软化澄清曝气;软化曝气池内设斜管澄清装置，水流进入斜管澄清装置，并进行旋流过滤，澄清后的清水通过溢流方式溢流到第二溢流槽，第二溢流槽上部设置抽水口，溢流出的水进入过滤装置，过滤装置内设置多介质过滤器，经过多介质过滤器过滤后的水流入到第二调节池。
进一步地，第二调节池外设HCL加药系统，强酸溶液放置在双极膜装置出口连接的酸箱中，酸液通过加药管道经过加药泵加入到管道混合器中，脱硫废水与酸液在管道混合器中预混，并加到第二调节池中，第二调节池内设置搅拌装置、PH表、浊度仪、电导率表，同时在第二调节池设置取样口，对出水的各项参数进行检测，第二调节池出水合格后经过输水泵流到除盐装置。
进一步地，所述初沉池、软化曝气池、过滤装置底部均设置污泥排放口，产生的污泥经过排放口接污泥管道进入污泥处理设备。
本发明还提供了采用所述处理工业脱硫废水的系统处理脱硫废水的方法，包括如下步骤：
1、脱硫废水原水进入初沉池，进行初步沉淀;
2、初沉池上清液进入第一调节池，并在池中加入氢氧化钠;
3、调好的碱性水溶液进入电絮凝装置反应，去除部分悬浮物、钙镁离子及重金属等;
4、反应后的出水进入软化曝气池，并在池中加入碳酸钠，置换钙镁离子;
5、软化曝气池上清液经过斜管澄清、旋流过滤、多介质过滤后，产生的沉降物、污泥进入脱硫系统压滤机，产生的清水进入纳滤分盐装置;
6、纳滤膜分离一价、二价离子;
7、二价离子溶液进入第一高压反渗透装置处理，清水回用，浓水返回脱硫系统;
8、一价离子溶液进入第二高压反渗透装置处理，清水回用，浓水进入树脂交换装置，进一步去除钙镁;
9、树脂交换装置出水进入双极膜装置;
10、双极膜装置产生不同的酸碱，并进行回用。
有益效果：本发明所述处理工业脱硫废水的系统产生的酸碱回用于本系统，大大降低了工业酸碱的使用，可以通过本系统循环回用酸碱;本系统产生的二价离子溶液进入高压反渗透装置后，浓水可以重新回到脱硫系统，经高压反渗透系统处理的淡水可以回用到工业生产工艺段。本系统运行维护成本低，降低脱硫废水的处理成本，实现了低能耗、环保、高效的效果。