申请日2019.12.31
公开(公告)日2020.04.03
IPC分类号C02F9/06; C02F103/18
摘要
本发明公开了一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法，包括电絮凝装置、高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱、澄清分离箱、过滤器、盐酸加药装置、过氧化氢加药装置、石灰乳加药装置及风机;电絮凝装置的出口依次经高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱及澄清分离箱与过滤器的入口相连通;管道混合器的加药口与盐酸加药装置的出口相连通，过氧化氢加药装置的出口与芬顿氧化反应箱的加药口相连通，石灰乳加药装置的出口与中和箱的加药口相连通;中和箱内设置有空气搅拌装置，其中，风机与空气搅拌装置的入风口相连通，该系统及方法能够实现脱硫废水的COD达标，且运行稳定性较高。
权利要求书
1.一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，包括电絮凝装置(1)、高效沉淀器(6)、管道混合器(10)、芬顿氧化反应箱(11)、中和箱(13)、澄清分离箱(15)、过滤器(16)、盐酸加药装置、过氧化氢加药装置、石灰乳加药装置及风机(17);
电絮凝装置(1)的出口依次经高效沉淀器(6)、管道混合器(10)、芬顿氧化反应箱(11)、中和箱(13)及澄清分离箱(15)与过滤器(16)的入口相连通;
管道混合器(10)的加药口与盐酸加药装置的出口相连通，过氧化氢加药装置的出口与芬顿氧化反应箱(11)的加药口相连通，石灰乳加药装置的出口与中和箱(13)的加药口相连通;
中和箱(13)内设置有空气搅拌装置(14)，其中，风机(17)与空气搅拌装置(14)的入风口相连通。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，还包括反洗工业水泵(4)，电絮凝装置(1)内自上到下依次设置有铁质极板(2)、布水板(3)、喷头及曝气反洗管路(5)，其中，曝气反洗管路(5)的入风口与风机(17)的出口相连通，喷头的入口与反洗工业水泵(4)的出口相连通。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，高效沉淀器(6)内设置有导流中心筒(7)、反射板(8)及斜板(9)，其中，导流中心筒(7)的上端与电絮凝装置(1)的出口相连通，反射板(8)位于导流中心筒(7)的下方，且正对导流中心筒(7)的底部出口，导流中心筒(7)的中部穿过所述斜板(9)。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，芬顿氧化反应箱(11)内设置有搅拌器(12)。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，还包括污泥脱水系统，其中，高效沉淀器(6)的底部污泥出口及澄清分离箱(15)的底部污泥出口均与污泥脱水系统的入口相连通。
6.根据权利要求5所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，高效沉淀器(6)的底部污泥出口处设置有第一自动排泥阀(18)，澄清分离箱(15)的底部污泥出口处设置有第二自动排泥阀(19)。
7.根据权利要求5所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，高效沉淀器(6)的底部污泥出口与澄清分离箱(15)的底部污泥出口通过管道并管后经污泥泵(20)与污泥脱水系统的入口相连通。
8.根据权利要求5所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，其特征在于，还包括助凝剂加药装置，其中，助凝剂加药装置的出口与澄清分离箱(15)的加药口相连通。
9.一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理方法，其特征在于，基于权利要求1所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统，包括以下步骤：
1)自废水旋流器来的高悬浮物、弱酸性脱硫废水进入电絮凝装置(1)中进行电絮凝反应，电絮凝装置(1)内部的铁质极板(2)在电流的作用下产生ClO-、Cl2、Fe2+、过量的Fe(OH)2及过量的Fe(OH)3，以促进脱硫废水中悬浮颗粒的凝聚沉淀，并去除脱硫废水中的重金属以及部分COD，其中，脱硫废水在电絮凝装置(1)内的停留时间为2～5min;
2)电絮凝装置(1)输出的脱硫废水进入高效沉淀器(6)中进行固液分离，其中，分离出来的上清液进入到管道混合器(10)中加入盐酸，然后进入到芬顿氧化反应箱(11)中，管道混合器(10)输出水的pH值为3.5～4.0;
3)按c(H2O2，mg/L):CODCr(mg/L)为1.5-2:1的比例向芬顿氧化反应箱(11)中投加过氧化氢，在脱硫废水中残留铁系氢氧化物形成的Fe2+/Fe3+催化体系作用下，过氧化氢产生羟基自由基，通过羟基自由基深度去除废水中的有机物及COD;
4)芬顿氧化反应箱(11)输出的水进入到中和箱(13)中，同时向中和箱(13)中投加石灰乳，以调节废水pH值至8.0，此时中和箱(13)内发生反应式为Ca2++SO42-=CaSO4↓和Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓的反应，通过Fe(OH)3作为絮凝剂促进所产生的沉淀物沉降;
5)中和箱(13)输出的水进入澄清分离箱(15)中进行固液分离，以去除芬顿反应产生的悬浮物颗粒;
6)澄清分离箱(15)输出的水经过滤器(16)过滤去除悬浮物，以满足废水达标排放要求。
说明书
一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法
技术领域
本发明属于脱硫废水达标治理技术领域，涉及一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法。
背景技术
脱硫废水是石灰石-石膏湿法脱硫系统产生的一种高含盐量废水，水质十分复杂，通常具有以下特点：①废水呈弱酸性，pH约4.0～6.5;②含有汞、镉、铬、镍、铅等重金属污染物以及少量的氟离子;③含盐量和悬浮物含量较高，含盐量通常可达20000～50000毫克/升，悬浮物含量约在5000～50000mg/L范围波动;④有机物含量受脱硫系统工艺用水影响较大，部分采用中水或循环水作为工艺水源的脱硫系统产生的脱硫废水有机物含量甚至高达300～500毫克/升。目前，国内脱硫废水处理主要采用絮凝/沉降/澄清三联箱工艺和电絮凝处理工艺。
三联箱处理工艺主要包括曝气调节、预沉、中和、沉降、絮凝、澄清浓缩、pH调节等环节，其总体流程是经曝气均质调节后的废水经预沉去除部分悬浮物后再泵至中和箱，投加石灰乳调节pH至9.0～9.5，再送至沉降箱和絮凝箱并分别投加有机硫和FeClSO4絮凝剂，絮凝箱出水进入澄清池进行固液分离后，上清液送至清水池调节pH至6～9后达标排放;底部污泥则送至污泥脱水机脱水处理，产生的泥饼外运。在此基础上，一些三联箱系统还在清水池增设了次氯酸钠加药装置，用以去除废水中的COD。电絮凝处理工艺则主要是以电絮凝装置取代了絮凝剂加药装置，主要包括中和、电絮凝、澄清等环节。
然而，从电厂实际运行情况来看，上述两种工艺均对COD去除效果较差，尤其是一些采用反渗透浓水或循环水排污水作为工艺水源的脱硫系统，所产生的脱硫废水有机物含量较高，经常规三联箱工艺或电絮凝工艺处理后，仍难以保证COD达标，且工艺系统运行稳定性较差。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法，该系统及方法能够实现脱硫废水的COD达标，且运行稳定性较高。
为达到上述目的，本发明所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统包括电絮凝装置、高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱、澄清分离箱、过滤器、盐酸加药装置、过氧化氢加药装置、石灰乳加药装置及风机;
电絮凝装置的出口依次经高效沉淀器、管道混合器、芬顿氧化反应箱、中和箱及澄清分离箱与过滤器的入口相连通;
管道混合器的加药口与盐酸加药装置的出口相连通，过氧化氢加药装置的出口与芬顿氧化反应箱的加药口相连通，石灰乳加药装置的出口与中和箱的加药口相连通;
中和箱内设置有空气搅拌装置，其中，风机与空气搅拌装置的入风口相连通。
还包括反洗工业水泵，电絮凝装置内自上到下依次设置有铁质极板、布水板、喷头及曝气反洗管路，其中，曝气反洗管路的入风口与风机的出口相连通，喷头的入口与反洗工业水泵的出口相连通。
高效沉淀器内设置有导流中心筒、反射板及斜板，其中，导流中心筒的上端与电絮凝装置的出口相连通，反射板位于导流中心筒的下方，且正对导流中心筒的底部出口，导流中心筒的中部穿过所述斜板。
芬顿氧化反应箱内设置有搅拌器。
还包括污泥脱水系统，其中，高效沉淀器的底部污泥出口及澄清分离箱的底部污泥出口均与污泥脱水系统的入口相连通。
高效沉淀器的底部污泥出口处设置有第一自动排泥阀，澄清分离箱的底部污泥出口处设置有第二自动排泥阀。
高效沉淀器的底部污泥出口与澄清分离箱的底部污泥出口通过管道并管后经污泥泵与污泥脱水系统的入口相连通。
还包括助凝剂加药装置，其中，助凝剂加药装置的出口与澄清分离箱的加药口相连通。
本发明所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理方法包括以下步骤：
1)自废水旋流器来的高悬浮物、弱酸性脱硫废水进入电絮凝装置中进行电絮凝反应，电絮凝装置内部的铁质极板在电流的作用下产生ClO-、Cl2、Fe2+、过量的Fe(OH)2及过量的Fe(OH)3，以促进脱硫废水中悬浮颗粒的凝聚沉淀，并去除脱硫废水中的重金属以及部分COD，其中，脱硫废水在电絮凝装置内的停留时间为2～5min;
2)电絮凝装置输出的脱硫废水进入高效沉淀器中进行固液分离，其中，分离出来的上清液进入到管道混合器中加入盐酸，然后进入到芬顿氧化反应箱中，管道混合器输出水的pH值为3.5～4.0;
3)按c(H2O2，mg/L):CODCr(mg/L)为1.5-2:1的比例向芬顿氧化反应箱中投加过氧化氢，在脱硫废水中残留铁系氢氧化物形成的Fe2+/Fe3+催化体系作用下，过氧化氢产生羟基自由基，通过羟基自由基深度去除废水中的有机物及COD;
4)芬顿氧化反应箱输出的水进入到中和箱中，同时向中和箱中投加石灰乳，以调节废水pH值至8.0，此时中和箱内发生反应式为Ca2++SO42-=CaSO4↓和Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓的反应，通过Fe(OH)3作为絮凝剂促进所产生的沉淀物沉降;
5)中和箱输出的水进入澄清分离箱中进行固液分离，以去除芬顿反应产生的悬浮物颗粒;
6)澄清分离箱输出的水经过滤器过滤去除悬浮物，以满足废水达标排放要求。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的脱硫废水电絮凝耦合芬顿氧化达标处理系统及方法在具体操作时，先通过电絮凝装置产生过量的Fe(OH)2及Fe(OH)3，以增强废水中细小石膏颗粒悬浮物的沉淀，增强系统的抗冲击负荷能力及运行稳定性，达到去除脱硫废水中绝大部分悬浮物的同时，利用脱硫废水残留的Fe2+、Fe(OH)2及Fe(OH)3作为芬顿反应的铁催化剂来源，从而避免单独投加硫酸亚铁，节省药剂费用;芬顿反应产生的强氧化性羟基自由基可有效去除废水中有机物及COD;芬顿反应结束后采用石灰乳调节pH值至8.0，产生的Fe(OH)3絮体进行二次絮凝，再经澄清过滤后，最终使得出水各项指标，尤其是COD满足排放标准要求。（发明人吴火强;毛进;王璟;焦绪常;王正江;李尊峰;王永前;李文涛）