申请日2020.02.20
公开(公告)日2020.04.21
IPC分类号C02F9/10; B01D53/73; C02F103/18
摘要
本发明提供了一种低成本零排放脱硫废水处理系统与方法，该系统包括：脱硫废水预处理子系统和零排放处理子系统，其中，前者用于对脱硫吸收塔排出的脱硫废水进行预处理，去除悬浮物、COD和重金属，回收石膏，得到预处理废水，后者继续对所述预处理废水进行蒸发、干燥处理，最终实现零排放;所述脱硫废水预处理子系统包括：石膏旋流器、真空皮带机、滤液真空罐、曝气池、沉淀器、第一过滤器、产水池。该系统不再采用传统的废水旋流器，而选用石膏旋流器、真空皮带机联用来达到有效去除悬浮物的效果，优选采用澄清器、非膜高精度过滤器，在预处理阶段解决脱硫废水中悬浮物难以去除的问题解决，提升了系统运行的稳定性，同时有效回收硫酸钙。
权利要求书
1.一种低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，包括：脱硫废水预处理子系统和零排放处理子系统，其中，所述脱硫废水预处理子系统，用于对脱硫吸收塔排出的脱硫废水进行预处理，去除悬浮物、COD和重金属，回收石膏，得到预处理废水; 所述蒸发干燥处理子系统用于继续对所述预处理废水进行蒸发、干燥处理，最终实现零排放;
所述脱硫废水预处理子系统包括：
石膏旋流器，用于对脱硫废水进行初步的固液分离处理，得到石膏浆液;
真空皮带机，入口与所述石膏旋流器的底流出口连接，用于对所述石膏浆液进行进一步的固液分离处理，分别得到石膏滤饼和滤液;
滤液真空罐，入口与所述真空皮带机的真空口连接，用于保持所述真空皮带机为真空状态，同时储存所述真空皮带机排出的滤液;
曝气池，入口与所述滤液真空罐的滤液出口连接，用于对所述滤液进行曝气处理;
沉淀器，入口与所述曝气池的出水口连接，用于对废水进行絮凝沉淀处理，得到污泥和上清液;
第一过滤器，入口与所述沉淀器的出水口连接，用于对所述沉淀器排出的上清液进行过滤处理，得到预处理废水;
产水池，入口与所述第一过滤器的产水口连接，用于储存所述预处理废水。
2.如权利要求1所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述蒸发干燥处理子系统包括：
蒸发器，入口与所述产水池的出水口连接，用于对所述预处理废水进行蒸发浓缩处理;
第二过滤器，入口与所述蒸发器的浓缩液出口连接，用于对所述蒸发器输出的浓缩液进行过滤处理;
烟气干燥塔，废水入口与所述第二过滤器的出水口连接，用于对所述第二过滤器输出的清液进行干燥处理，得到结晶盐粉末和水蒸气;
除尘器，入口与所述烟气干燥塔的烟气出口连接，用于处理从所述烟气干燥塔排出的烟气。
3.如权利要求1或2所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述沉淀器内设有反应池，所述反应池的中间设有导流筒，上方设有搅拌机，所述反应池还外接加药装置，所述反应池的进水口与所述曝气池的出水口连接，所述反应池的出水口与所述沉淀器通过管道连通;
优选地，所述加药装置包括第一加药装置和第二加药装置，所述第一加药装置用于加入絮凝复合药剂，所述第二加药装置用于加入pH调节剂;
优选地，所述沉淀器为澄清器;更优选为高效旋流澄清器。
4.如权利要求1或2所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述第一过滤器为高精度过滤器;优选为非膜高精度过滤器;进一步地，所述非膜高精度过滤器的过滤精度为2μm。
5.如权利要求1或2所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述曝气池中设有高效曝气器。
6.如权利要求2所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述蒸发器为2-4效蒸发器，优选为四效蒸发器;
更优选地，所述蒸发器配制有蒸发器配套装置、烟气换热装置、水汽换热装置，其中，所述蒸发器配套装置用于所述蒸发器的清洗、控制;所述烟气换热装置设置于主烟道内，用作为所述水汽换热装置的热源;所述水汽换热装置用于加热废水;
进一步地，所述烟气换热装置与所述蒸发器连接，所述烟气换热装置内所用水源为所述蒸发器排出的蒸汽经冷凝而得的冷凝水;
更进一步地，所述烟气换热装置的换热器采用热管式换热器;所述水汽换热装置的换热器采用管壳式换热器。
7.如权利要求2所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述第二过滤器的过滤精度为50μm;优选地，所述第二过滤器为全自动过滤器。
8.如权利要求2所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述烟气干燥塔内设有雾化器，所述雾化器为高效旋转雾化器。
9.如权利要求2所述的低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，所述除尘器为布袋除尘器或电除尘器。
10.一种低成本零排放脱硫废水处理方法，通过如权利要求1-9中任一项所述低成本零排放脱硫废水处理系统实施;
优选地，所述沉淀池的反应池中投加絮凝复合药剂和调pH药剂，将pH值调为8-9;
优选地，所述在烟气干燥塔内，用于加热雾滴的热二次风或高温烟气的温度为300-350℃，风速或烟气流速控制为3~6m/s。
说明书
一种低成本零排放脱硫废水处理系统与方法
技术领域
本发明涉及脱硫废水处理环保技术领域，具体涉及一种低成本零排放脱硫废水处理系统与方法。
背景技术
目前我国经济高速发展，同时伴随着能源的巨大消耗，环境问题也日益严重。为了使当前的环境局面得以改善，国家对三废的管理也越来越严，工业废水零排放是发展趋势，这已为众多企业和专业人士所接受，并逐渐开始在工业领域进行探索和实施。
水为工业领域必不可少的资源。工业生产中浓缩后浓盐水的排放作为一项重要的环保指标受到严格监管，因此实现废水零排放是环保工作的理想目标。我国工业废水领域实施零排放存在诸多难题，普遍存在运行成本及投资成本太高，而且缺少稳定运行经验的问题，现正在探索如何实验找到更稳定的处理方法和运行费用较低的技术手段。
脱硫废水为火电厂所有废水中最难处理的废水，该废水的杂质来自烟气和脱硫的石灰石，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控制的第一类污染物，由于水质的特殊性，脱硫废水处理难度较大，处理不达标造成的水污染严重。其处理难点，具体表现如下：1)水质、水量受燃煤、脱硫系统补水及脱硫运行工况影响大，水质波动范围很大;2)悬浮物浓度高，细颗粒物比例大，易造成膜过滤装置污堵;3)硅、镁浓度高，硫酸钙过饱和度高，结垢倾向强，膜系统清洗恢复难;4)有机浓度高时，显著影响膜系统运行性能，造成膜污堵，等等。
随着国家环保要求日趋严格，国家环保部门要求脱硫废水零排放。目前，常见废水零排放技术路线包括多效蒸发浓缩结晶法、MVR浓缩结晶法、烟道喷雾蒸发法、热烟气干燥蒸发塔处理废水法;这些现有的脱硫废水零排放技术投资成本和运行费用极高(比如蒸发结晶)，或者带来大量的副作用(比如烟道喷射，引起烟道和电袋除尘器结垢、腐蚀)，急需寻找新的脱硫废水零排放解决方案。
因此，需要开发一种可以减少脱硫废水加药量，同时减少污泥排放，石膏可以进行回收利用，同时系统简单，运行维护方便的脱硫废水处理系统与方法是十分必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低成本零排放脱硫废水处理系统与方法，该脱硫废水处理系统与方法，设计简单，运行维护方便，成本低，可以减少脱硫废水处理的加药量，减少污泥排放，有效回收硫酸钙。
为实现至少上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低成本零排放脱硫废水处理系统，其特征在于，包括：脱硫废水预处理子系统和零排放处理子系统，其中，所述脱硫废水预处理子系统，用于对脱硫吸收塔排出的脱硫废水进行预处理，去除悬浮物、COD和重金属，回收石膏，得到预处理废水; 所述蒸发干燥处理子系统用于继续对所述预处理废水进行蒸发、干燥处理，最终实现零排放;
所述脱硫废水预处理子系统包括：石膏旋流器，用于对脱硫废水进行初步的固液分离处理，得到石膏浆液;真空皮带机，入口与所述石膏旋流器的底流出口连接，用于对所述石膏浆液进行进一步的固液分离处理，分别得到石膏滤饼和滤液;滤液真空罐，入口与所述真空皮带机的真空口连接，用于保持所述真空皮带机为真空状态，同时储存所述真空皮带机排出的滤液;曝气池，入口与所述滤液真空罐的滤液出口连接，用于对所述滤液进行曝气处理;沉淀器，入口与所述曝气池的出水口连接，用于对废水进行絮凝沉淀处理，得到污泥和上清液;第一过滤器，入口与所述沉淀器的出水口连接，用于对所述沉淀器排出的上清液进行过滤处理，得到预处理废水;产水池，入口与所述第一过滤器的产水口连接，用于储存所述预处理废水。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述蒸发干燥处理子系统包括：蒸发器，入口与所述产水池的出水口连接，用于对所述预处理废水进行蒸发浓缩处理;第二过滤器，入口与所述蒸发器的浓缩液出口连接，用于对所述蒸发器输出的浓缩液进行过滤处理;烟气干燥塔，废水入口与所述第二过滤器的出水口连接，用于对所述第二过滤器输出的清液进行干燥处理，得到结晶盐粉末和水蒸气;除尘器，入口与所述烟气干燥塔的烟气出口连接，用于处理从所述烟气干燥塔排出的烟气。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述沉淀器内设有反应池，所述反应池的中间设有导流筒，上方设有搅拌机，所述反应池还外接加药装置，所述反应池的进水口与所述曝气池的出水口连接，所述反应池的出水口与所述沉淀器通过管道连通;
优选地，所述加药装置包括第一加药装置和第二加药装置，所述第一加药装置用于加入絮凝复合药剂，所述第二加药装置用于加入pH调节剂;
优选地，所述沉淀器为澄清器;更优选为高效旋流澄清器。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述第一过滤器为高精度过滤器;优选为非膜高精度过滤器;进一步地，所述非膜高精度过滤器的过滤精度为2μm。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述曝气池中设有高效曝气器。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述蒸发器为2-4效蒸发器，优选为四效蒸发器;
更优选地，所述蒸发器配制有蒸发器配套装置、烟气换热装置、水汽换热装置，其中，所述蒸发器配套装置用于所述蒸发器的清洗、控制;所述烟气换热装置设置于主烟道内，用作为所述水汽换热装置的热源;所述水汽换热装置用于加热废水;
进一步地，所述烟气换热装置与所述蒸发器连接，所述烟气换热装置内所用水源为所述蒸发器排出的蒸汽经冷凝而得的冷凝水;
更进一步地，所述烟气换热装置的换热器采用热管式换热器;所述水汽换热装置的换热器采用管壳式换热器。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述第二过滤器的过滤精度为50μm;更优选地，所述第二过滤器为全自动过滤器。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述烟气干燥塔内设有雾化器，所述雾化器为高效旋转雾化器。
上述低成本零排放脱硫废水处理系统，作为一种优选实施方式，所述除尘器为布袋除尘器或电除尘器。
一种低成本零排放脱硫废水处理方法，通过上述低成本零排放脱硫废水处理系统实施;优选地，所述沉淀池的反应池中投加絮凝复合药剂和调pH药剂，将pH值调为8-9;优选地，所述在烟气干燥塔内，用于加热雾滴的热二次风或高温烟气的温度为300-350℃，风速或烟气流速控制为3~6m/s。
与现有技术相比，本发明的优越性在于：
1)本申请提供的脱硫废水处理系统通过工艺实验和改造，实现脱硫废水低成本零排放运行;
2)本申请提供的脱硫废水处理系统流程较短，运行成本较低，维修运行方便，解决目前脱硫废水处理设施投资高、运行费用高的问题;
3)本申请提供的脱硫废水处理系统中设有高效曝气器，避免曝气装置堵塞;同时配合添加高效絮凝复合药，进一步减少脱硫废水处理的加药量，减少污泥排放，为脱硫废水低成本零排放的实现创造条件;
4)本申请提供的脱硫废水处理系统，不再采用传统的废水旋流器，选用石膏旋流器、真空皮带机联用来达到有效去除悬浮物的效果，进一步优选采用澄清器，非膜高精度过滤器，在预处理阶段解决脱硫废水中悬浮物难以去除的问题，提升了系统运行的稳定性，同时也能有效地回收硫酸钙，实现资源化回收。（发明人陈峰;王云;李雨蔓;马跃华;王前;仙琨;周凌寒;代静;张博）
