申请日2016.07.26
公开(公告)日2017.01.18
IPC分类号C02F9/10; C02F11/12
摘要
本实用涉及一种采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，解决了现有技术的不足，技术方案为：高效沉淀池单元的污泥端与污泥脱水系统的输入端连接，高效沉淀池单元的输出端与TMF管式微滤单元的输入端连接，TMF管式微滤单元的污泥端与污泥脱水系统的输入端连接，TMF管式微滤单元的输出端与臭氧氧化系统的输入端连接，臭氧氧化系统的输出端与活性炭过滤器的输入端连接，活性炭过滤器的反冲洗废水输出端与高效沉淀池单元的反冲洗废水输入端连接，活性炭过滤器的输出端与NF纳滤分盐单元的输入端连接，NF纳滤分盐单元的纳滤废水端与低温结晶系统连接，NF纳滤分盐单元的输出端依次与SWRO反渗透单元、DTRO反渗透单元和CWT蒸发结晶系统连接。
权利要求书
1.一种采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，对脱硫废水进行处理，其特征在于：包括回用水箱、高效沉淀池单元、TMF管式微滤单元、臭氧氧化系统、活性炭过滤器、NF纳滤分盐单元、SWRO反渗透单元、DTRO反渗透单元、CWT蒸发结晶系统、污泥脱水系统和低温结晶系统，所述脱硫废水通过高效沉淀池单元的输入端进入高效沉淀池单元，高效沉淀池单元的污泥端与污泥脱水系统的输入端连接，高效沉淀池单元的输出端与TMF管式微滤单元的输入端连接，TMF管式微滤单元的污泥端与污泥脱水系统的输入端连接，TMF管式微滤单元的输出端与臭氧氧化系统的输入端连接，臭氧氧化系统的输出端与活性炭过滤器的输入端连接，活性炭过滤器的反冲洗废水输出端与高效沉淀池单元的反冲洗废水输入端连接，活性炭过滤器的输出端与NF纳滤分盐单元的输入端连接，NF纳滤分盐单元的纳滤废水端与低温结晶系统连接，NF纳滤分盐单元的输出端依次与SWRO反渗透单元、DTRO反渗透单元和CWT蒸发结晶系统连接，SWRO反渗透单元的淡水输出端、DTRO反渗透单元的淡水输出端和CWT蒸发结晶系统的淡水输出端均与所述回用水箱连接。
2.根据权利要求1所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述高效沉淀池单元包括调节池、第一废水提升泵、混凝反应池、絮凝反应池、高效沉淀池和第一污泥输送泵，所述脱硫废水依次通过调节池和第一废水提升泵进入混凝反应池，混凝反应池的输出端与絮凝反应池的输入端连接，絮凝反应池的输出端与高效沉淀池的输入端连接，高效沉淀池的输出端与TMF管式微滤单元连接，高效沉淀池的污泥端通过第一污泥输送泵与混凝反应池的污泥回流端连接，第一污泥输送泵还与污泥脱水系统连接。
3.根据权利要求2所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述TMF管式微滤单元包括TMF反应水箱、TMF浓缩水箱、TMF循环泵、TMF管式微滤膜、TMF产水箱和第二污泥输送泵，TMF反应水箱的输入端与高效沉淀池的输出端连接，TMF反应水箱的输出端与TMF浓缩水箱的输入端连接，TMF浓缩水箱的污泥端通过第二污泥输送泵与污泥脱水系统连接，TMF浓缩水箱的输出端通过TMF循环泵与TMF管式微滤膜连接，TMF管式微滤膜的循环浓缩输出端与TMF浓缩水箱连接，TMF管式微滤膜的输出端与TMF产水箱输入端连接，TMF产水箱的输出端与臭氧氧化系统的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述臭氧氧化系统包括第二废水提升泵、臭氧氧化塔、臭氧发生器、冷干机、空压机、中间水池和活性炭过滤泵，所述空压机通过冷干机与所述臭氧发生器连接，臭氧发生器的输出端与臭氧氧化塔的臭氧输入端连接，所述TMF产水箱的输出端通过第二废水提升泵与臭氧氧化塔的输入端连接，臭氧氧化塔的输出端依次通过中间水池和活性炭过滤泵与活性炭过滤器的输入端连接。
5.根据权利要求4所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述活性炭过滤器的反冲洗废水端与调节池连接，活性炭过滤器的输出端与NF纳滤分盐单元连接。
6.根据权利要求5所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述NF纳滤分盐单元包括纳滤进水箱、纳滤给水泵、保安过滤器、NF纳滤膜装置、纳滤产水箱和纳滤废水箱，所述低温结晶系统包括低温结晶给水泵、热交换器和低温结晶装置，纳滤进水箱的输入端与活性炭过滤器的输出端连接，纳滤进水箱的输出端依次通过纳滤给水泵和保安过滤器与NF纳滤膜装置的输入端连接，NF纳滤膜装置的输出端与纳滤产水箱的输入端连接，纳滤产水箱的输出端与SWRO反渗透单元连接，NF纳滤膜装置的废水端依次通过纳滤废水箱和低温结晶给水泵与热交换器热侧输入端连接，热交换器的热侧输出端与低温结晶装置输入端连接，低温结晶装置的硫酸钠输出端输出硫酸钠，低温结晶装置的母液输出端与热交换器的冷测输入端连接，热交换器的冷测输出端与调节池连接。
7.根据权利要求6所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述SWRO反渗透单元包括SWRO增压泵和SWRO反渗透膜，纳滤产水箱的输出端通过SWRO增压泵与SWRO反渗透膜连接，SWRO反渗透膜的淡水输出端与所述回用水箱连接，SWRO反渗透膜的输出端与DTRO反渗透单元连接。
8.根据权利要求7所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述DTRO反渗透单元包括DTRO增压泵、DTRO反渗透膜、DTRO产水箱和第三废水提升泵，所述SWRO反渗透膜的输出端通过DTRO增压泵与DTRO反渗透膜输入端连接，DTRO反渗透膜输出端依次通过DTRO产水箱和第三废水提升泵与CWT蒸发结晶系统连接，DTRO反渗透膜的淡水淡水输出端与所述回用水箱连接。
9.根据权利要求6或7或8所述的采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，其特征在于：所述污泥脱水系统包括污泥浓缩池、污泥脱水泵和污泥脱水机，所述污泥脱水池的输入端分别与第一污泥输送泵和第二污泥输送泵连接，污泥脱水池的输出端通过污泥脱水泵与污泥脱水机连接。
说明书
采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统
技术领域
本实用新型涉及一种工业废水处理领域，特别涉及一种采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统。
背景技术
烟气脱硫被认为是控制SO2最有效及经济的途径，石灰石-石膏湿法脱硫是国内最普遍采用的烟气脱硫工艺。这种湿法烟气脱硫工艺所产生的脱硫废水含有大量的悬浮物(石膏颗粒、SiO2、铝和铁的氢氧化物)、活性硅、COD、氯离子、氟离子、钙离子、镁离子和微量的重金属离子，如砷、镉、铬、汞等，TDS一般在25000-60000mg/l，其中Cl-含量一般在5000-20000mg/l，直接排放对环境造成严重危害。常见的处理方法是化学沉淀法处理，该方法可以对废水中的重金属、悬浮物、氟离子、COD、硫化物等污染物进行部分去除，但对废水中的Ca2+、Cl-、Na+、SO42-等溶解性物质无法有效去除，且该方法投药量大，产生大量污泥，带来二次污染，且上清液中TDS浓度高达25000-60000mg/l，直接排放对水体造成很大的污染。现在流行的脱硫废水零排工艺主要有如下几种：预处理+蒸发结晶、预处理+电渗析+蒸发结晶，预处理+蝶管式反渗透+蒸发结晶、预处理+海水反渗透+正渗透+蒸发结晶等，这些工艺存在蒸发器结构、能耗大、杂盐难以回收利用、投资费用高、运行不稳定等诸多问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在蒸发器结构、能耗大、杂盐难以回收利用、投资费用高、运行不稳定等诸多问题，提供了一种采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种采用低温常压蒸发结晶进行脱硫废水零排放处理系统，对脱硫废水进行处理，包括回用水箱、高效沉淀池单元、TMF管式微滤单元、臭氧氧化系统、活性炭过滤器、NF纳滤分盐单元、SWRO反渗透单元、DTRO反渗透单元、CWT蒸发结晶系统、污泥脱水系统和低温结晶系统，所述脱硫废水通过高效沉淀池单元的输入端进入高效沉淀池单元，高效沉淀池单元的污泥端与污泥脱水系统的输入端连接，高效沉淀池单元的输出端与TMF管式微滤单元的输入端连接，TMF管式微滤单元的污泥端与污泥脱水系统的输入端连接，TMF管式微滤单元的输出端与臭氧氧化系统的输入端连接，臭氧氧化系统的输出端与活性炭过滤器的输入端连接，活性炭过滤器的反冲洗废水输出端与高效沉淀池单元的反冲洗废水输入端连接，活性炭过滤器的输出端与NF纳滤分盐单元的输入端连接，NF纳滤分盐单元的纳滤废水端与低温结晶系统连接，NF纳滤分盐单元的输出端依次与SWRO反渗透单元、DTRO反渗透单元和CWT蒸发结晶系统连接，SWRO反渗透单元的淡水输出端、DTRO反渗透单元的淡水输出端和CWT蒸发结晶系统的淡水输出端均与所述回用水箱连接。本实用新型针对脱硫废水的水质，采用曝气、混凝沉淀、活性炭粉末吸附后TMF管式微滤膜过滤、臭氧氧化、活性炭吸附过滤等工艺，对废水中含有的COD进行彻底的处理，杜绝由于COD污染造成膜系统不能正常运行、膜寿命降低等问题;本实用新型针对脱硫废水的水质，采用曝气、混凝沉淀工艺对废水中存在的石膏进行去除，防止石膏对TMF管式微滤膜造成通量下降、清洗无法恢复通量的问题。本实用新型针对脱硫废水水质特点，采用冷冻法对纳滤浓水进行硫酸钠结晶，利用CTW低温常压蒸发结晶系统对DTRO浓水进行蒸发结晶，低温冷冻结晶系统和CTW低温常压蒸发结晶系统共用一套冷冻设备，为DTRO浓水提供热源，使能源能有效综合的利用，同时降低投资和运行成本。
作为优选，所述高效沉淀池单元包括调节池、第一废水提升泵、混凝反应池、絮凝反应池、高效沉淀池和第一污泥输送泵，所述脱硫废水依次通过调节池和第一废水提升泵进入混凝反应池，混凝反应池的输出端与絮凝反应池的输入端连接，絮凝反应池的输出端与高效沉淀池的输入端连接，高效沉淀池的输出端与TMF管式微滤单元连接，高效沉淀池的污泥端通过第一污泥输送泵与混凝反应池的污泥回流端连接，第一污泥输送泵还与污泥脱水系统连接。将电厂脱硫废水通过曝气、中和、混凝、沉淀等预处理，脱除脱硫废水中包括重金属、COD、氟离子，石膏、二氧化硅、铁和铝的氢氧化物在内的不溶性颗粒物，获得澄清的上清液，为后续TMF管式微滤膜减轻压力，防止石膏在TMF管式膜上结垢。废水在调节池中调匀水质，通过曝气，使无机还原性物质(如Na2SO3、Na2S2O3)氧化，降低COD，同时改善水质，使后续的混凝沉淀能顺利进行，重金属、COD、氟离子，石膏、活性硅、铁和铝的氢氧化物在内的不溶性颗粒物通过中和、混凝、沉淀去除。
作为优选，所述TMF管式微滤单元包括TMF反应水箱、TMF浓缩水箱、TMF循环泵、TMF管式微滤膜、TMF产水箱和第二污泥输送泵，TMF反应水箱的输入端与高效沉淀池的输出端连接，TMF反应水箱的输出端与TMF浓缩水箱的输入端连接，TMF浓缩水箱的污泥端通过第二污泥输送泵与污泥脱水系统连接，TMF浓缩水箱的输出端通过TMF循环泵与TMF管式微滤膜连接，TMF管式微滤膜的循环浓缩输出端与TMF浓缩水箱连接，TMF管式微滤膜的输出端与TMF产水箱输入端连接，TMF产水箱的输出端与臭氧氧化系统的输入端连接。获得的澄清上清液进行软化、混凝、活性炭粉末吸附、TMF管式微滤膜过滤后获得滤出液，滤出液的硬度、重金属、COD、氟离子，石膏、活性硅得到进一步的降低。通过投加Na2CO3形成CaCO3沉淀降低废水硬度，投加活性炭粉末吸附胶体、COD等污染物，投加FeClSO4混凝悬浮物，通过TMF管式微滤膜将不溶性物质截留并浓缩后排入污泥浓缩脱水系统。
作为优选，所述臭氧氧化系统包括第二废水提升泵、臭氧氧化塔、臭氧发生器、冷干机、空压机、中间水池和活性炭过滤泵，所述空压机通过冷干机与所述臭氧发生器连接，臭氧发生器的输出端与臭氧氧化塔的臭氧输入端连接，所述TMF产水箱的输出端通过第二废水提升泵与臭氧氧化塔的输入端连接，臭氧氧化塔的输出端依次通过中间水池和活性炭过滤泵与活性炭过滤器的输入端连接。TMF滤出液通过臭氧氧化单元进一步去除COD，为后续膜系统稳定运行创造条件。通过臭氧的氧化作用，去除废水中剩余的绝大部分COD，该工艺采用高长径比的臭氧氧化塔，塔内装填料，使臭氧的利用率及氧化作用充分发挥。
作为优选，所述活性炭过滤器的反冲洗废水端与调节池连接，活性炭过滤器的输出端与NF纳滤分盐单元连接。臭氧氧化后出水通过活性炭过滤器，通过活性炭的吸附作用，降低悬浮物、胶体、COD，获得的滤出液满足后续膜系统进水要求。臭氧氧化塔出水中仍旧含有少量的COD、悬浮物等污染物，通过活性炭过滤器后，COD、悬浮物被活性炭大量截留、吸附，滤出液在纳滤给水箱储存，为后续的膜处理系统稳定运行创造可靠的条件，活性过滤器反洗产生的反洗水回流至调节池。
作为优选，所述NF纳滤分盐单元包括纳滤进水箱、纳滤给水泵、保安过滤器、NF纳滤膜装置、纳滤产水箱和纳滤废水箱，所述低温结晶系统包括低温结晶给水泵、热交换器和低温结晶装置，纳滤进水箱的输入端与活性炭过滤器的输出端连接，纳滤进水箱的输出端依次通过纳滤给水泵和保安过滤器与NF纳滤膜装置的输入端连接，NF纳滤膜装置的输出端与纳滤产水箱的输入端连接，纳滤产水箱的输出端与SWRO反渗透单元连接，NF纳滤膜装置的废水端依次通过纳滤废水箱和低温结晶给水泵与热交换器热侧输入端连接，热交换器的热侧输出端与低温结晶装置输入端连接，低温结晶装置的硫酸钠输出端输出硫酸钠，低温结晶装置的母液输出端与热交换器的冷测输入端连接，热交换器的冷测输出端与调节池连接。纳滤滤出液通过海水淡化膜进行预浓缩，将废水TDS浓缩至60000mg/l，淡水达到回用标准。活性炭过滤器出水通过保安过滤器的过滤，去除废水中浊度1度以上的微粒物，进入纳滤系统，其目标是吧脱硫废水总的Cl-、Na+等与SO42-、SO32-和Ca2+、Mg2+等及其其他的高价离子分离，获得含高Cl-离子浓度的纳滤滤出液和SO42-、SO32-和Ca2+、Mg2+等离子浓度很高的纳滤浓水。
作为优选，所述SWRO反渗透单元包括SWRO增压泵和SWRO反渗透膜，纳滤产水箱的输出端通过SWRO增压泵与SWRO反渗透膜连接，SWRO反渗透膜的淡水输出端与所述回用水箱连接，SWRO反渗透膜的输出端与DTRO反渗透单元连接。活性炭过滤器滤出液通过纳滤膜，把废水中的Cl-离子等一价离子与SO32-、SO42-等二价离子分离，获得含高Cl-离子哦那个都的纳滤浓水产水和脱除了Cl-离子的纳滤浓水。纳滤滤出液通过保安过滤器的过滤，去除废水中浊度1度以上的微粒物，进入海水反渗透膜(SWRO)，使脱硫废水浓缩至TDS>60000mg/l，为蝶管式反渗透膜进水减量化，节省投资及运行成本，淡水符合回用水标准。
作为优选，所述DTRO反渗透单元包括DTRO增压泵、DTRO反渗透膜、DTRO产水箱和第三废水提升泵，所述SWRO反渗透膜的输出端通过DTRO增压泵与DTRO反渗透膜输入端连接，DTRO反渗透膜输出端依次通过DTRO产水箱和第三废水提升泵与CWT蒸发结晶系统连接，DTRO反渗透膜的淡水淡水输出端与所述回用水箱连接。DTRO浓水进入CTW低温常压蒸发结晶系统，进行浓缩蒸发，淡水达到回用标准，废水蒸发至结晶成盐。海水反渗透膜浓水进入蝶管式反渗透膜(DTRO)进一步浓缩，使浓水TDS>120000mg/l，为后续的CWT蒸发结晶系统进水减量化，淡水达到回用水标准。碟管式膜组件具有专利的流道设计形式，采用开放式流道，料液在膜表面形成由导流盘圆周到圆中心，再到圆周，再到圆中心的双”S”形路线。DTRO膜件两导流盘之间的距离为4mm，导流盘表面有一定方式排列的放射线。这种特殊的水力学设计使处理液在压力作用下流经滤膜表面遇放射线碰撞时形成湍流，增加透过速率和自清洗功能，从而有效地避免了膜堵塞和浓度极化现象，成功地延长了膜片的使用寿命;清洗时也容易将膜片上的积垢洗净，保证碟管式膜组适用于处理高浑浊度和高含砂系数的废水，适应更恶劣的进水条件。利用CWT低温常压蒸发结晶系统对蝶管式反渗透浓水进行蒸发结晶，淡水达到回用水标准。CWT低温常压蒸发系统利用不同温度下空气中的饱和含水率不同进行低温常压蒸发，该系统具有运行费用低、对进水水质无特殊要求、蒸发室可采用玻璃钢等便宜材料制作、不易结垢等特点。
作为优选，所述污泥脱水系统包括污泥浓缩池、污泥脱水泵和污泥脱水机，所述污泥脱水池的输入端分别与第一污泥输送泵和第二污泥输送泵连接，污泥脱水池的输出端通过污泥脱水泵与污泥脱水机连接。
本实用新型的实质性效果是：本实用新型针对脱硫废水的水质，采用曝气、混凝沉淀、活性炭粉末吸附后TMF管式微滤膜过滤、臭氧氧化、活性炭吸附过滤等工艺，对废水中含有的COD进行彻底的处理，杜绝由于COD污染造成膜系统不能正常运行、膜寿命降低等问题;本实用新型针对脱硫废水的水质，采用曝气、混凝沉淀工艺对废水中存在的石膏进行去除，防止石膏对TMF管式微滤膜造成通量下降、清洗无法恢复通量的问题。本实用新型针对脱硫废水水质特点，采用冷冻法对纳滤浓水进行硫酸钠结晶，利用CTW低温常压蒸发结晶系统对DTRO浓水进行蒸发结晶，低温冷冻结晶系统和CTW低温常压蒸发结晶系统共用一套冷冻设备，为DTRO浓水提供热源，使能源能有效综合的利用，同时降低投资和运行成本。
