申请日2010.07.23
公开(公告)日2010.11.24
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明涉及一种电厂废水处理系统及方法。该系统包括接入电厂废水的预处理系统、蒸发结晶系统、以及连接在预处理系统和蒸发结晶系统之间、接入经预处理系统处理后的废水的氨氮处理系统。进一步的，在氨氮处理系统和蒸发结晶系统之间还设有的膜浓缩处理系统。利用氨氮处理系统去除系统水中少量的氨氮或降低氨氮的含量，吹脱后产生的吹脱尾气中NH3含量很低，完全满足国家大气污染物排放标准的要求，利用吹脱法(或氧化法)降低水中的氨氮含量，降低运行成本。另外，还可以通过膜浓缩处理技术，提高废水的浓度，再进行结晶，减少蒸发结晶系统的蒸汽耗量，降低运行成本;提高结晶盐的NaCl含量，使之达到工业盐的质量标准，以达到“变废为宝”的目的。
摘要附图
权利要求书
1.一种电厂废水处理系统，包括接入电厂废水的预处理系统、以及蒸发结晶系统;其特征在于，还包括连接在所述预处理系统和蒸发结晶系统之间氨氮处理系统，用于接入经所述预处理系统处理后的废水、并去除所述废水中的氨氮或降低氨氮的含量。
2.根据权利要求1所述的电厂废水处理系统，其特征在于，所述氨氮处理系统为对接入的所述废水进行氨氮吹脱的氨吹脱处理系统;或者，为将氨氮转化为氮气的氧化处理系统。
3.根据权利要求1或2所述的电厂废水处理系统，其特征在于，所述电厂废水处理系统还包括设置在所述氨氮处理系统和蒸发结晶系统之间的膜浓缩处理系统;所述膜浓缩处理系统包括过滤膜、以及分别位于所述过滤膜两侧的浓缩液侧和过滤液侧;所述浓缩液侧设有与所述氨氮处理系统连接、接入经所述氨氮处理系统处理的废水的废水进口，以及设有输出无法透过所述过滤膜的浓缩液至所述蒸发结晶系统的浓缩液出口;所述过滤液侧设有输出经所述过滤膜过滤的废水的过滤废水出口。
4.根据权利要求1或2所述的电厂废水处理系统，其特征在于，所述电厂废水处理系统还包括相连接的至少一级前级膜浓缩处理系统、以及后级膜浓缩处理系统;
所述前级膜浓缩处理系统包括前级过滤膜、以及分别位于所述前级过滤膜两侧的前级浓缩液侧和前级过滤液侧;所述前级浓缩液侧设有与所述氨氮处理系统连接、接入经所述氨氮处理系统的废水的前级废水进口，以及设有输出无法透过所述前级过滤膜的浓缩液至所述预处理系统的前级浓缩液出口;所述前级过滤液侧设有输出经所述前级过滤膜过滤的废水至所述后级膜浓缩处理系统的前级过滤废水出口;
所述后级膜浓缩处理系统包括后级过滤膜、以及分别位于所述后级过滤膜两侧的后级浓缩液侧和后级过滤液侧;所述后级浓缩液侧设有与所述前级过滤废水出口连接、接入经所述前级膜浓缩处理系统处理的废水的后级废水进口，以及设有输出无法透过所述后级过滤膜的浓缩液至所述蒸发结晶系统的后级浓缩液出口;所述后级过滤液侧设有输出经所述后级过滤膜过滤的废水的后级过滤废水出口。
5.根据权利要求1或2所述的电厂废水处理系统，其特征在于，所述电厂废水处理系统包括相连接的保安过滤系统、纳滤膜系统以及反渗透系统;
所述保安过滤系统包括保安过滤器、以及在所述保安过滤器两侧的保安过滤浓缩液/反冲洗液侧和保安过滤侧;所述保安过滤浓缩液/反冲洗液侧设有与所述氨氮处理系统连接、接入经所述氨氮处理系统处理的废水的保安过滤废水进口，以及设有输出无法透过所述保安过滤器的浓缩液/反冲洗液至所述预处理系统的保安过滤浓缩液出口;所述保安过滤侧设有输出经所述保安过滤器过滤的废水至所述纳滤膜系统的保安过滤废水出口;
所述纳滤膜系统包括纳滤膜、以及在所述纳滤膜两侧的纳滤浓缩液侧和纳滤过滤侧;所述纳滤浓缩液侧设有与所述超滤废水出口连接的纳滤废水进口、以及设有输出无法透过所述纳滤膜的浓缩液至所述预处理系统的纳滤浓缩液出口;所述纳滤过滤侧设有输出经所述纳滤膜过滤的废水至所述反渗透处理系统的纳滤废水出口;
所述反渗透系统包括反渗透膜、以及在所述反渗透膜两侧的反渗透浓缩液侧和反渗透过滤侧;所述反渗透浓缩液侧设有与所述纳滤废水出口连接的反渗透废水进口、以及设有输出无法透过所述反渗透膜的浓缩液至所述蒸发结晶系统的反渗透浓缩液出口;所述反渗透过滤侧设有输出经所述反渗透膜过滤的废水的反渗透废水出口。
6.根据权利要求1或2所述的电厂废水处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶系统包括蒸发器以及盐分离装置;所述盐分离装置包括与所述蒸发器连接的增稠器、与所述增稠器连接的盐分离机、以及分别与所述增稠器和盐分离机连接的浓盐水箱;
所述电厂废水处理系统还包括接入蒸发结晶系统排出的结晶盐进行干燥的干燥系统。
7.根据权利要求1或2所述的电厂废水处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括依次连接的调节池、第一反应池、第一机械搅拌澄清池、第二反应池、第二机械搅拌澄清池、中间废水池;
所述电厂废水进入所述调节池，然后流入所述第一反应池，并在所述第一反应池中加入石灰后流入所述第一搅拌澄清池，并在第一反应池反应混和后，加入混凝剂、以及絮凝剂，所述第一搅拌澄清池的上清液流入到所述第二反应池，并在所述第二反应池中加入能够形成CaCO3沉淀的物质，所述第二反应池的废水流入到所述第二机械搅拌澄清池，所述第二机械搅拌澄清池的上清液流入到所述中间废水池;所述中间废水池与所述氨氮处理系统连接。
8.根据权利要求7所述的电厂废水处理系统，其特征在于，所述预处理系统还包括与所述第二反应池连接的接入电厂脱硫后烟气的烟气接入装置。
9.根据权利要求1或2所述的电厂废水处理系统，其特征在于，在所述氨吹脱处理系统之后还设有向经所述氨氮处理系统处理的废水中投入酸的pH值回调装置。
10.一种采用权利要求1-9任一项的电厂废水处理系统的电厂废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将电厂废水接入到与处理系统，除去电厂废水中的大部分重金属、Mg2+、F-、以及硫酸根，并调节废水中的CaSO4的含量，使其远小于其饱和浓度;
S2：将经步骤S1处理的废水接入到氨氮处理系统，去除废水中氨氮或降低氨氮的含量，并对PH值进行回调，使部分CO32-转化为HCO3-，使废水中的CaCO3小于其饱和浓度;
S3：将经步骤S2处理的废水进行蒸发浓缩结晶，蒸发得到的冷凝水排出，而废水中的溶解性固体达到饱和浓度形成盐结晶，然后进行固液分离。
11.根据权利要求10所述的电厂废水处理方法，其特征在于，该方法在步骤S2与步骤S3之间还包括：将经步骤S2处理的废水送入到膜浓缩处理系统，对废水进行浓缩处理;
该方法还包括步骤S4：将步骤S3分离出来的结晶盐进行干燥。
说明书
一种电厂废水处理系统及方法
技术领域
本发明涉及一种污废水处理工艺系统，更具体地说，涉及一种电厂的脱硫废水或含有盐分的废水处理系统及方法。
背景技术
燃煤电厂烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程产生的废水来源于脱硫吸收塔排放废水。为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分即氯浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏脱废水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。
出于技术、经济等原因，国内外燃煤电厂脱硫废水目前大部分采用混凝沉淀处理后直接排放，而在部分电厂在环评报告中提出用于干灰加湿来实现脱硫废水“零排放”，但由于粉煤灰是非常好的生产水泥的原料，市场上供不应求，有非常高的经济价值，若用脱硫废水进行干灰加湿则不但粉煤灰无法使用，还要面临运输填埋及“二次污染”的难题，经济损失非常大，脱硫废水基本都是直接排放。
目前，应用最广泛的脱硫废水处理工艺为化学沉淀法。该工艺过程包括：
(1)废水中和沉淀。排出的废水直接进入中和反应池，向反应池中加入NaOH或Ca(OH)2等碱性物质，在升高废水pH值的同时，脱硫废水中的Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+等大部分重金属离子生成氢氧化物沉淀得以去除。
(2)重金属沉淀。在经过加碱中和反应之后，仍有大部分Hg2+、Pb2+等以离子的形态留在废水中，而HgS、PbS等的溶度积比较小，因此，加入S2-或有机硫能使废水中的Hg2+、Pb2+等离子成为硫化物沉淀。
(3)混凝沉淀。在经过以上两步反应之后，废水中仍含有许多细小而分散的颗粒和胶体物质，再加入絮凝剂使它们凝聚成大颗粒沉淀下来。
(4)澄清。混凝后的废水进入澄清池，依靠重力进行沉降，上清液达标后排出，污泥进行浓缩处理。调节好化学沉淀法的运行条件，Ni、Cd、Zn、Cr等金属离子的去除率均能达到90%，处理后的废水基本满足国家排放标准。
通过以上的处理系统，可以有效地降低脱硫废水中的悬浮物、有机物、氟、微量重金属的含量，但处理过的废水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-等排放标准中不做要求的溶解性物质则无法去除，含量仍然较高，长期排放会对环境造成不利影响，同时也不利于处理后脱硫废水的重新利用。随着国家对环保要求的逐步提高，脱硫废水的深度处理成为必须解决的问题
为此，申请人在2008年12月17日提出了中国发明专利(专利号：ZL200820235234.4)、发明专利(申请号：2008102412871)的电厂废水处理系统及方法，对电厂废水进行了深度处理。该系统包括预处理系统以及蒸发结晶系统。通过预处理系统接入电厂废水、并除去电厂废水中的大部分重金属、Mg2+、F-、以及硫酸根、并调节废水中的CaSO4的含量远小于其饱和浓度、并对PH值进行回调使部分CO32-转化为HCO3-;然后通过蒸发结晶系统将经预处理系统处理后的废水、进行蒸发浓缩结晶、经蒸发后的废水中的溶解性固体达到饱和浓度形成盐结晶排出。该技术已在广东某燃煤电厂顺利实施，运转正常，出水指标远优于《工业循环冷却水处理设计规范》GB50050-2007的水质指标，可作为化学补充水使用。
但在实际运行中，由于燃煤中含硫量的变化，电厂的烟气脱硫系统要保证足够的脱硫效率，脱硫废水在含盐量不是特别高的情况下必须排出，实际运行时脱硫岛排出的废水中Cl-控制在10000mg/l左右，最高位15000mg/l，TDS基本在20000～3000mg/l左右，浓度较低，依靠原专利技术方案虽然能够完全处理，但从运行成本上不太经济。另外，电厂原提供的脱硫废水原水水质指标中NH3-N不考虑超标问题，在实际运行中产生的脱硫废水中NH3-N维持在30～70mg/l，超过回用标准指标的10mg/l要求。另外，由于脱硫废水成分复杂，蒸发处理产生的结晶盐成分难以保证稳定达到工业盐质量标准，结晶盐的出路只能作为一般杂盐外运。造成了运营成本高，结晶盐的品质低，不利于回用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种可有效去除电厂废水中的NH3-N的电厂废水处理系统及方法。
进一步，提供一种能够有效去除电厂废水中的NH3-N，减少蒸发结晶系统的蒸汽耗量、提高结晶盐的NaCl含量的电厂废水处理系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电厂废水处理系统，包括接入电厂废水的预处理系统、以及蒸发结晶系统;还包括连接在所述预处理系统和蒸发结晶系统之间氨氮处理系统，用于接入经所述预处理系统处理后的废水、并去除所述废水中的氨氮或降低氨氮的含量。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述氨氮处理系统为对接入的所述废水进行氨氮吹脱的氨吹脱处理系统;或者，为将氨氮转化为氮气的氧化处理系统。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述电厂废水处理系统还包括设置在所述氨氮处理系统和蒸发结晶系统之间的膜浓缩处理系统;所述膜浓缩处理系统包括过滤膜、以及分别位于所述过滤膜两侧的浓缩液侧和过滤液侧;所述浓缩液侧设有与所述氨氮处理系统连接、接入经所述氨氮处理系统处理的废水的废水进口，以及设有输出无法透过所述过滤膜的浓缩液至所述蒸发结晶系统的浓缩液出口;所述过滤液侧设有输出经所述过滤膜过滤的废水的过滤废水出口。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述电厂废水处理系统还包括相连接的至少一级前级膜浓缩处理系统、以及后级膜浓缩处理系统;
所述前级膜浓缩处理系统包括前级过滤膜、以及分别位于所述前级过滤膜两侧的前级浓缩液侧和前级过滤液侧;所述前级浓缩液侧设有与所述氨氮处理系统连接、接入经所述氨氮处理系统的废水的前级废水进口，以及设有输出无法透过所述前级过滤膜的浓缩液至所述预处理系统的前级浓缩液出口;所述前级过滤液侧设有输出经所述前级过滤膜过滤的废水至所述后级膜浓缩处理系统的前级过滤废水出口;
所述后级膜浓缩处理系统包括后级过滤膜、以及分别位于所述后级过滤膜两侧的后级浓缩液侧和后级过滤液侧;所述后级浓缩液侧设有与所述前级过滤废水出口连接、接入经所述前级膜浓缩处理系统处理的废水的后级废水进口，以及设有输出无法透过所述后级过滤膜的浓缩液至所述蒸发结晶系统的后级浓缩液出口;所述后级过滤液侧设有输出经所述后级过滤膜过滤的废水的后级过滤废水出口。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述电厂废水处理系统包括相连接的保安过滤系统、纳滤膜系统以及反渗透系统;
所述保安过滤系统包括保安过滤器、以及在所述保安过滤器两侧的保安过滤浓缩液/反冲洗液侧和保安过滤侧;所述保安过滤浓缩液/反冲洗液侧设有与所述氨氮处理系统连接、接入经所述氨氮处理系统处理的废水的保安过滤废水进口，以及设有输出无法透过所述保安过滤器的浓缩液/反冲洗液至所述预处理系统的保安过滤浓缩液出口;所述保安过滤侧设有输出经所述保安过滤器过滤的废水至所述纳滤膜系统的保安过滤废水出口;
所述纳滤膜系统包括纳滤膜、以及在所述纳滤膜两侧的纳滤浓缩液侧和纳滤过滤侧;所述纳滤浓缩液侧设有与所述超滤废水出口连接的纳滤废水进口、以及设有输出无法透过所述纳滤膜的浓缩液至所述预处理系统的纳滤浓缩液出口;所述纳滤过滤侧设有输出经所述纳滤膜过滤的废水至所述反渗透处理系统的纳滤废水出口;
所述反渗透系统包括反渗透膜、以及在所述反渗透膜两侧的反渗透浓缩液侧和反渗透过滤侧;所述反渗透浓缩液侧设有与所述纳滤废水出口连接的反渗透废水进口、以及设有输出无法透过所述反渗透膜的浓缩液至所述蒸发结晶系统的反渗透浓缩液出口;所述反渗透过滤侧设有输出经所述反渗透膜过滤的废水的反渗透废水出口。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述氨吹脱处理系统为空气氨吹脱系统;所述氧化系统为化学氧化或电氧化氨氮去除系统。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述蒸发结晶系统包括蒸发器以及盐分离装置;所述盐分离装置包括与所述蒸发器连接的增稠器、与所述增稠器连接的盐分离机、以及分别与所述增稠器和盐分离机连接的浓盐水箱。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述预处理系统包括依次连接的调节池、第一反应池、第一机械搅拌澄清池、第二反应池、第二机械搅拌澄清池、中间废水池;
所述电厂废水进入所述调节池，然后流入所述第一反应池，并在所述第一反应池中加入石灰后流入所述第一搅拌澄清池，并在第一反应池反应混和后，加入混凝剂、以及絮凝剂，所述第一搅拌澄清池的上清液流入到所述第二反应池，并在所述第二反应池中加入能够形成CaCO3沉淀的物质，所述第二反应池的废水流入到所述第二机械搅拌澄清池，所述第二机械搅拌澄清池的上清液流入到所述中间废水池;所述中间废水池与所述氨氮处理系统连接。
在本发明的电厂废水处理系统中，所述预处理系统还包括与所述第二反应池连接的接入电厂脱硫后烟气的烟气接入装置。
在本发明的电厂废水处理系统中，在所述氨吹脱处理系统之后还设有向经所述氨氮处理系统处理的废水中投入酸的pH值回调装置。
本发明还提供一种采用上述任一项的电厂废水处理系统的电厂废水处理方法，包括以下步骤：
S1：将电厂废水接入到与处理系统，除去电厂废水中的大部分重金属、Mg2+、F-、以及硫酸根，并调节废水中的CaSO4的含量，使其远小于其饱和浓度;
S2：将经步骤S1处理的废水接入到氨氮处理系统，去除废水中氨氮或降低氨氮的含量，并对PH值进行回调，使部分CO32-转化为HCO3-，使废水中的CaCO3小于其饱和浓度;
S3：将经步骤S2处理的废水进行蒸发浓缩结晶，蒸发得到的冷凝水排出，而废水中的溶解性固体达到饱和浓度形成盐结晶，然后进行固液分离。
在本发明的电厂废水处理方法中，该方法在步骤S2与步骤S3之间还包括：将经步骤S2处理的废水送入到膜浓缩处理系统，对废水进行浓缩处理。
实施本发明的电厂废水处理系统及方法的有益效果是：本发明利用氨氮处理系统将废水中氨氮去除或降低氨氮含量，避免了废水中氨氮含量过高对环境的影响。
例如，当采用氨吹脱处理系统吹脱后产生的吹脱尾气中NH3含量很低，完全满足国家大气污染物排放标准的要求;而采用氧化处理系统的氧化法则将NH3-N转化为N2直接排放，不产生气态污染物。
另外，还可以通过膜浓缩处理技术，提高废水的浓度，再进行结晶，减少蒸发结晶系统的蒸汽耗量，降低运行成本;同时可以利用不同级别的膜使得废水中的二价离子(主要是Ca2-、Mg2+、SO42-、CO32-)和一价离子(主要是Na+、Cl-)部分分离，分离出的二价离子回预处理去除，一价离子则进入蒸发结晶系统，将提高结晶盐的NaCl含量，使之达到工业盐的质量标准，以达到“变废为宝”的目的。
