申请日2017.07.09
公开(公告)日2017.09.05
IPC分类号C02F9/06; C02F103/18; C02F101/32
摘要
本发明涉及一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统及方法，属于废水处理技术领域，其中该系统包括铁碳微电解絮凝反应器，用于自下而上依次进行曝气、铁碳区的微电解氧化反应和微涡絮凝区的絮凝反应;竖流式气浮池，以低温海水作为溶气水用于去除大部分悬浮物和石油类;第一砂滤器，用于自上而下过滤截留悬浮物;吸附剂吸附器，用于自下而上进行吸附作用等。本发明完成了对船舶湿法烟气脱硫洗涤水中COD、重金属离子、悬浮物、浊度、多环芳烃、石油类的去除，使其符合IMO规定的洗涤水排放标准，具有占地空间小、集成化及自动化程度高的优点。
权利要求书
1.一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统，其特征在于，包括：
铁碳微电解絮凝反应器(1)，底部设有第一进水口和曝气进气口，顶部设有第一出水口，洗涤水通过第一进水口进入铁碳微电解絮凝反应器(1)，曝气进气口与第一鼓风机(2)的出气口连接，铁碳微电解絮凝反应器(1)用于自下而上依次进行曝气、铁碳区的微电解氧化反应和微涡絮凝区的絮凝反应;
竖流式气浮池(14)，竖流式气浮池(14)设有底部进水口、中部进水口、顶部出水口和顶部浮渣槽，底部进水口与第一出水口连接，中部进水口用于通入低温溶气海水，低温溶气海水从中心管经释放器进入竖流式气浮池(14)底部，浮渣经顶部的浮渣槽流出;
第一砂滤器(7)，顶部设有第二进水口，底部设有第二出水口，第二进水口与竖流式气浮池(14)顶部出水口连接，第一砂滤器(7)用于自上而下过滤截留悬浮物;
吸附剂吸附器(17)，底部设有第三进水口，顶部设有第三出水口，第三进水口与第二出水口连接，吸附剂吸附器(17)用于自下而上进行吸附作用;
澄清水罐(19)，顶部设有第四进水口，中部设有第四出水口，第四进水口与第三出水口连接，第四出水口用于排出澄清水罐(19)中多于存量的清水。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述铁碳微电解絮凝反应器(1)包括曝气装置、铁碳区域和微涡絮凝区域;
曝气装置位于铁碳微电解絮凝反应器(1)的底部，用于提供连续均匀空气;
铁碳区域位于铁碳微电解絮凝反应器(1)的中部，铁碳区域包括铁碳填料，在微电解氧化反应下释放铁离子作为絮凝剂;
微涡絮凝区域位于铁碳微电解絮凝反应器(1)的顶部，微涡絮凝区域包括微涡球填料，在絮凝反应下絮体逐渐增大。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述第一砂滤器(7)包括压力检测控制装置，用于当检测到的压力超过高限时控制第一砂滤器(7)自动切换至反冲洗模式进行反冲洗。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述吸附剂吸附器(17)中的吸附剂采用活性炭吸附剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，还包括：
第二砂滤器，顶部设有第五进水口，底部设有第五出水口，第五进水口与竖流式气浮池(14)顶部出水口连接，第五出水口与第三进水口连接，第二砂滤器用于自上而下过滤截留悬浮物，与第一砂滤器(7)交替工作。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括：
反洗水泵(10)，第一砂滤器(7)和第二砂滤器底部设有的反洗进水口分别通过反洗水泵(10)与澄清水罐(19)底部设有的反洗水出口连接，第一砂滤器(7)和第二砂滤器底部设有的反洗进气口分别与第一鼓风机(2)的出气口连接，第一砂滤器(7)和第二砂滤器顶部设有的反洗排出口分别与竖流式气浮池(14)的底部进水口连接;和/或
脱水机(13)，脱水机(13)的脱水机排水口与竖流式气浮池(14)顶部出水口连接，浮渣槽流出浮渣经脱水机(13)后形成泥渣排出。
7.根据权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，还包括：
增压水泵(5)，竖流式气浮池(14)的顶部出水口通过增压水泵(5)与第一砂滤器(7)的第二进水口连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，还包括：
第二鼓风机，其出气口分别与曝气进气口和反洗进气口连接，用于与第一鼓风机互为备份。
9.一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
洗涤水通过第一进水口进入铁碳微电解絮凝反应器(1)，曝气进气口进气，通过曝气装置进行连续均匀曝气;
铁碳微电解絮凝反应器(1)的铁碳区和微涡絮凝区依次对流经的水流进行微电解氧化反应和絮凝反应，之后水流从第一出水口流出，并经竖流式气浮池(14)底部进水口流入竖流式气浮池(14);
竖流式气浮池(14)对流经的水流利用低温海水过滤去除大部分颗粒物和石油类，之后水流从顶部出水口流出，并经第二进水口流入第一砂滤器(7);
第一砂滤器(7)对流经的水流进行过滤，悬浮物被截留，之后水流从第二出水口流出，并经第三进水口流入吸附剂吸附器(17);
吸附剂吸附器(17)对流经的水流中的多环芳烃、有色物质和石油类进行吸附，经吸附后的清水从第三出水口流出，并经第四进水口流入澄清水罐(19);
清水在澄清水罐(19)中存有固定余量后经第四出水口排入大海。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
当第一砂滤器(7)内的压力超过高限时，控制第一砂滤器(7)的第二进水口关闭，切换至第二砂滤器对水流进行过滤工作;
反洗水泵(10)开启，第一砂滤器(7)的反洗进水口和反洗进气口打开，对第一砂滤器(7)进行反冲洗;
反洗水泥混合物流入竖流式气浮池(14)，再次滤除大部分悬浮物和石油类;
经竖流式气浮池(14)产生的浮渣经脱水机(13)脱水后，产生泥渣自动放料到泥仓，待晾晒或烘干后储存以进行岸上处理。
说明书
一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统及方法。
背景技术
船舶烟气脱硫洗涤水是船用柴油机排放烟气湿法脱硫过程中产生的需外排污水。目前船用柴油机湿法烟气脱硫方式主要为镁法和钠法，无论脱硫过程中采用何种脱硫剂，势必产生脱硫洗涤废水。目前国际海事组织(IMO)对船舶脱硫废气清洁系统的洗涤水排放提出严格要求，规定了pH值、SS、浊度、温度、多环芳烃等在外排水中的限值，因此烟气脱硫洗涤水处理系统在整个船用柴油机烟气脱硫系统中占重要位置。船舶脱硫烟气洗涤水中通常含有较高的悬浮物、色度、COD(主要由亚硫酸根引起)，水中溶有部分多环芳烃，同时氯离子及重金属浓度较高。洗涤废水中pH值一般控制在4～6之间。此外，洗涤水中有时还会存有少量浮油和细分散油。
镁法和钠法船用柴油机烟气脱硫，都是在IMO附则Ⅵ催生下出现的新技术，目前钠法脱硫技术在国外已经开始采用，而由于MgO在国内价格低廉，一些电厂已经采用镁法脱硫技术净化烟气中的SO2，镁基海水法船用柴油机烟气脱硫技术也已经获得船级社认证，即将投入使用。由于船舶空间的限制以及其它特殊因素，洗涤水处理装置需满足占地空间小，集成化程度高，抗水质水量波动能力较强以及自动化程度高的特点，尽量避免人工操作或投加药剂。目前钠法及镁法脱硫烟气洗涤水处理系统大多借鉴电厂的脱硫废水处理工艺，占地空间大、集成化及自动化程度均较低，不能适应船舶特殊的运行环境。
例如，一些基于钠碱法的船舶废气脱硫洗涤水处理工艺及其处理系统中，采用加碱液调节pH值→充氧曝气→絮凝气浮→活性炭吸附的工艺，未考虑气浮池浮渣的处置问题;气浮池占地空间大，不能适应船舶摇晃的特殊工况条件;活性炭吸附多环芳烃和石油类易被反洗带出，未交待反洗水去向;气浮池出水悬浮物稳定程度差，活性炭过滤器负荷大。
一些船舶脱硫废水处理装置及方法中，采用曝气氧化→射流加药絮凝→旋流固液分离→吸附柱吸附的处理工艺，也未考虑湿泥的处置问题。根据该类方法所述，控制脱硫废水为中性偏碱性，没有pH调节过程，造成其氧化效率低，曝气量大。旋流分离器难以满足其出水对悬浮物的限制要求，同时可能堵塞后续的树脂吸附柱，也没有提到吸附柱的再生和处置问题。
发明内容
因此，本发明实施例要解决的技术问题在于现有技术中的脱硫废水处理系统占地空间大、集成化及自动化程度均较低。
为此，本发明实施例的一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统，包括：
铁碳微电解絮凝反应器，底部设有第一进水口和曝气进气口，顶部设有第一出水口，洗涤水通过第一进水口进入铁碳微电解絮凝反应器，曝气进气口与第一鼓风机的出气口连接，铁碳微电解絮凝反应器用于自下而上依次进行曝气、铁碳区的微电解氧化反应和微涡絮凝区的絮凝反应;
竖流式气浮池，竖流式气浮池设有底部进水口、中部进水口、顶部出水口和顶部浮渣槽，底部进水口与第一出水口连接，中部进水口用于通入低温溶气海水，低温溶气海水从中心管经释放器进入竖流式气浮池底部，浮渣经顶部的浮渣槽流出;
第一砂滤器，顶部设有第二进水口，底部设有第二出水口，第二进水口与竖流式气浮池顶部出水口连接，第一砂滤器用于自上而下过滤截留悬浮物;
吸附剂吸附器，底部设有第三进水口，顶部设有第三出水口，第三进水口与第二出水口连接，吸附剂吸附器用于自下而上进行吸附作用;
澄清水罐，顶部设有第四进水口，中部设有第四出水口，第四进水口与第三出水口连接，第四出水口用于排出澄清水罐中多于存量的清水。
优选地，所述铁碳微电解絮凝反应器包括曝气装置、铁碳区域和微涡絮凝区域;
曝气装置位于铁碳微电解絮凝反应器的底部，用于提供连续均匀空气;
铁碳区域位于铁碳微电解絮凝反应器的中部，铁碳区域包括铁碳填料，在微电解氧化反应下释放铁离子作为絮凝剂;
微涡絮凝区域位于铁碳微电解絮凝反应器的顶部，微涡絮凝区域包括微涡球填料，在絮凝反应下絮体逐渐增大。
优选地，所述第一砂滤器包括压力检测控制装置，用于当检测到的压力超过高限时控制第一砂滤器自动切换至反冲洗模式进行反冲洗。
优选地，所述吸附剂吸附器中的吸附剂采用活性炭吸附剂。
优选地，还包括：
第二砂滤器，顶部设有第五进水口，底部设有第五出水口，第五进水口与竖流式气浮池顶部出水口连接，第五出水口与第三进水口连接，第二砂滤器用于自上而下过滤截留悬浮物，与第一砂滤器交替工作。
优选地，还包括：
反洗水泵，第一砂滤器和第二砂滤器底部设有的反洗进水口分别通过反洗水泵与澄清水罐底部设有的反洗水出口连接，第一砂滤器和第二砂滤器底部设有的反洗进气口分别与第一鼓风机的出气口连接，第一砂滤器和第二砂滤器顶部设有的反洗排出口分别与竖流式气浮池的底部进水口连接;和/或
脱水机，脱水机的脱水机排水口与竖流式气浮池顶部出水口连接，浮渣槽流出浮渣经脱水机后形成泥渣排出。
优选地，还包括：
增压水泵，竖流式气浮池的顶部出水口通过增压水泵与第一砂滤器的第二进水口连接。
优选地，还包括：
第二鼓风机，其出气口分别与曝气进气口和反洗进气口连接，用于与第一鼓风机互为备份。
本发明实施例的一种船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理方法，包括以下步骤：
洗涤水通过第一进水口进入铁碳微电解絮凝反应器，曝气进气口进气，通过曝气装置进行连续均匀曝气;
铁碳微电解絮凝反应器的铁碳区和微涡絮凝区依次对流经的水流进行微电解氧化反应和絮凝反应，之后水流从第一出水口流出，并经竖流式气浮池底部进水口流入竖流式气浮池;
竖流式气浮池对流经的水流利用低温海水过滤去除大部分颗粒物和石油类，之后水流从顶部出水口流出，并经第二进水口流入第一砂滤器;
第一砂滤器对流经的水流进行过滤，悬浮物被截留，之后水流从第二出水口流出，并经第三进水口流入吸附剂吸附器;
吸附剂吸附器对流经的水流中的多环芳烃、有色物质和石油类进行吸附，经吸附后的清水从第三出水口流出，并经第四进水口流入澄清水罐;
清水在澄清水罐中存有固定余量后经第四出水口排入大海。
优选地，还包括以下步骤：
当第一砂滤器内的压力超过高限时，控制第一砂滤器的第二进水口关闭，切换至第二砂滤器对水流进行过滤工作;
反洗水泵开启，第一砂滤器的反洗进水口和反洗进气口打开，对第一砂滤器进行反冲洗;
反洗水泥混合物流入竖流式气浮池，再次滤除大部分悬浮物和石油类;
经竖流式气浮池产生的浮渣经脱水机脱水后，产生泥渣自动放料到泥仓，待晾晒或烘干后储存以进行岸上处理。
本发明实施例的技术方案，具有如下优点：
1.本发明实施例提供的船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统，通过设置铁碳微电解絮凝反应器，提供了一种铁碳微电解氧化絮凝一体化装置，将曝气氧化、除重金属离子、pH值自动调节、絮凝剂投加、悬浮物絮凝于一个装置中进行，且互相之间协调运作，无需人工控制投加絮凝剂。将铁碳微电解氧化应用于烟气脱硫洗涤水，增强其对亚硫酸根的氧化效率，还原重金属离子，可永久去除部分有机物包括多环芳烃、石油类，极大地降低吸附装置的吸附负荷，实现对pH值的自动调节，同时释放铁离子作为絮凝剂，无需药剂投加。将微电解反应与絮凝反应于一个装置中进行。利用微涡絮凝原理，无搅拌设备，无需考虑洗涤水对搅拌设备的腐蚀问题。系统占地空间小、集成化及自动化程度高，悬浮物去除率高且去除效果稳定，对船舶环境的适应程度好，抗水力冲击性能强，对钠法和镁法船舶脱硫洗涤水都有较好的适应性。
2.本发明实施例提供的船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理系统，通过设置砂滤器，还提供了一种絮凝过滤、泥水分离的一体化解决方案。选用砂滤器对絮凝后洗涤水进行过滤，过滤器采用压力自动控制，当压力高于设定值时过滤器自动切换，增强了除浊装置的适应性，减小了装置的占地空间，获得了更好的悬浮物去除效果(进出口浊度差不低于25NTU)。
3.本发明实施例提供的船舶湿法烟气脱硫洗涤水处理方法，实现了对船舶湿法烟气脱硫洗涤水(镁法和钠法)pH值的调节，以及COD、重金属离子、悬浮物、浊度、多环芳烃、石油类的去除，使其符合IMO规定的洗涤水排放标准。
