申请日2020.05.08
公开(公告)日2020.07.24
IPC分类号C02F9/10; C02F101/10; C02F103/18
摘要
本发明涉及燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统，包括脱硫废水澄清处理系统、过滤系统、脱硫废水非软化浓缩减量系统和脱硫废水末端处置系统;脱硫系统的脱硫废水连接至脱硫废水澄清处理系统的入口，脱硫废水澄清处理系统的出口连接过滤系统的入口，过滤系统的出口连接脱硫废水非软化浓缩减量系统的入口，脱硫废水非软化浓缩减量系统的回用水连接至脱硫系统，脱硫废水非软化浓缩减量系统的浓缩废水连接至脱硫废水末端处置系统。本发明的有益效果是：本发明形成了一套完整的脱硫废水处理新系统，能够与燃煤电厂现有的脱硫系统结合，减少脱硫废水的处理量，以高效率、低成本、低污染的方式处理脱硫废水。
权利要求书
1.一种燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统，其特征在于：包括脱硫废水澄清处理系统、过滤系统、脱硫废水非软化浓缩减量系统和脱硫废水末端处置系统;脱硫系统的脱硫废水连接至脱硫废水澄清处理系统的入口，脱硫废水澄清处理系统的出口连接过滤系统的入口，过滤系统的出口连接脱硫废水非软化浓缩减量系统的入口，脱硫废水非软化浓缩减量系统的回用水连接至脱硫系统，脱硫废水非软化浓缩减量系统的浓缩废水连接至脱硫废水末端处置系统;脱硫废水末端处置系统的干燥塔系统的烟气进出口分别通过旁路烟道连接空预器的前后端，干燥塔系统的结晶盐输出至灰库，脱硫废水非软化浓缩减量系统的浓缩废水连接至干燥塔系统的废水入口。
2.根据权利要求1所述的燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统，其特征在于：脱硫废水澄清处理系统包括三联箱系统。
3.根据权利要求1所述的燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统，其特征在于：过滤系统包括管式微滤系统、碟片式过滤系统或平板陶瓷膜式系统。
4.根据权利要求1所述的燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统，其特征在于：脱硫废水非软化浓缩减量系统由若干个定向驱动电渗析模块串联或并联组成，每个定向驱动电渗析模块设置有正极板和负极板，并配有直流电源，正负极板间间隔排列有阳离子交换膜和阴离子交换膜，一个阳离子交换膜和一个阴离子交换膜组成一个膜对。
5.一种如权利要求1所述的燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)脱硫废水自脱硫系统排出后，经过澄清、过滤、非软化浓缩减量后，分为回用水和浓缩废水;
2)回用水返回至脱硫系统的脱硫浆液吸收塔资源化利用，浓缩废水通过脱硫废水末端处理系统进行深度处理;
3)在空预器前端设置旁路烟道，引出部分烟气;浓缩废水通入脱硫废水末端处理系统的干燥塔系统中，在干燥塔系统中利用烟气余热蒸发干燥浓缩废水;溶解于废水中的污染物以结晶盐的形式析出并转移至灰库中，蒸发水回用至脱硫系统，最终实现脱硫废水零排放。
6.根据权利要求5所述的燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统的处理方法，其特征在于：所述步骤1)中，回用水水量较大，回用水包括SO42-、Ca2+、少量Mg2+以及少量Cl-的溶液;浓缩废水水量较小，浓缩废水包括Cl-、F-、NO3-、Mg2+、Ca2+、NO3-、Hg2+、Fe3+以及Al3+的溶液。
说明书
一种燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统及方法
技术领域
本发明属于环保水处理技术领域，具体涉及一种燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统及方法。
背景技术
燃煤电厂在运行过程中烟气中会产生大量的二氧化硫，造成较大的污染，形成酸雨。我国治理二氧化硫污染的主流技术是湿法石灰石脱硫，即利用石灰石浆液来中和二氧化硫。湿法石灰石脱硫工艺中运行过程中，会产生部分外排废水，俗称脱硫废水。排放脱硫废水的主要目的是将运行中不断富集的氯盐、氟化物、镁盐、重金属以及部分悬浮物排出，以保证脱硫反应持续进行。由于脱硫废水水量大、含盐量高(总含盐量可达30000mg/L甚至更高)，目前已经成为燃煤发电厂中最难处理的废水，是火电厂实现废水零排放的难点。
脱硫废水零排放处理系统，目前已有专利申请(中国专利申请号：201610705481.5、201710388275.0、201610118638.6、201510030770.5)。现有的脱硫废水零排放系统，大多采用直接旁路烟气蒸发方法和蒸发结晶方法。直接旁路烟气蒸发方法，即将脱硫废水直接喷入设置在燃煤锅炉烟气旁路上的烟气干燥塔中，利用烟气热量将废水蒸干，结晶盐留在灰中。这种方法虽然有效处理了脱硫废水，但存在设备规模过大、运行成本过高(综合成本达到100元/吨)、经济性差(吨水影响发电机组煤耗约0.3g/kWh)的问题，因而难以大规模推广。蒸发结晶系统，先将脱硫废水脱除钙镁硬度，然后利用蒸汽热量将废水逐级蒸发，再送入结晶器将废水中的盐类结晶出来，此种技术在广东河源电厂、华能长兴电厂、湖北汉川电厂实施，存在的问题是结晶盐是杂盐难以有效利用、设备复杂庞大、运行成本高(综合成本达到150元/吨)、软化的废弃物难以处理等，也难以大规模推广。
因此，有必要优化现有的脱硫废水零排放的设备和工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统及方法，以最有限的成本高效实现脱硫废水减量零排放处理的目标。
这种燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统，包括脱硫废水澄清处理系统、过滤系统、脱硫废水非软化浓缩减量系统和脱硫废水末端处置系统;脱硫系统的脱硫废水连接至脱硫废水澄清处理系统的入口，脱硫废水澄清处理系统的出口连接过滤系统的入口，过滤系统的出口连接脱硫废水非软化浓缩减量系统的入口，脱硫废水非软化浓缩减量系统的回用水连接至脱硫系统，脱硫废水非软化浓缩减量系统的浓缩废水连接至脱硫废水末端处置系统;脱硫废水末端处置系统的干燥塔系统的烟气进出口分别通过旁路烟道连接空预器的前后端，干燥塔系统的结晶盐输出至灰库，脱硫废水非软化浓缩减量系统的浓缩废水连接至干燥塔系统的废水入口。
作为优选：脱硫废水澄清处理系统包括三联箱系统。
作为优选：过滤系统包括管式微滤系统、碟片式过滤系统或平板陶瓷膜式系统。
作为优选：脱硫废水非软化浓缩减量系统由若干个定向驱动电渗析模块串联或并联组成，每个定向驱动电渗析模块设置有正极板和负极板，并配有直流电源，正负极板间间隔排列有阳离子交换膜和阴离子交换膜，一个阳离子交换膜和一个阴离子交换膜组成一个膜对。
这种燃煤电厂湿法脱硫废水减量零排放处理系统的处理方法，包括以下步骤：
1)脱硫废水自脱硫系统排出后，经过澄清、过滤、非软化浓缩减量后，分为回用水和浓缩废水;
2)回用水返回至脱硫系统的脱硫浆液吸收塔资源化利用，浓缩废水通过脱硫废水末端处理系统进行深度处理;
3)在空预器前端设置旁路烟道，引出部分烟气;浓缩废水通入脱硫废水末端处理系统的干燥塔系统中，在干燥塔系统中利用烟气余热蒸发干燥浓缩废水;溶解于废水中的污染物以结晶盐的形式析出并转移至灰库中，蒸发水回用至脱硫系统，最终实现脱硫废水零排放。
作为优选：所述步骤1)中，回用水水量较大，回用水包括SO42-、Ca2+、少量Mg2+以及少量Cl-的溶液;浓缩废水水量较小，浓缩废水包括Cl-、F-、NO3-、Mg2+、Ca2+、NO3-、Hg2+、Fe3+以及Al3+的溶液。
本发明的有益效果是：
(1)本发明形成了一套完整的脱硫废水处理新系统，能够与燃煤电厂现有的脱硫系统结合，减少脱硫废水的处理量，以高效率、低成本、低污染的方式处理脱硫废水。
(2)本发明对脱硫废水中的硫酸根离子、部分钙离子和水进行了高度的资源化回用，能够减少电厂脱硫工艺的用水量，提高副产物脱硫石膏的产量，减小固体废弃物的量，具有较好的经济效益、环境友好性和可持续发展潜力。
(3)本发明将脱硫废水中的有害杂质从液相转移到固相，将结晶盐与灰混合处理，避免了进一步深度处理。（发明人冯向东;叶青;高强生;陈彪;童小忠;刘春红;张贺;徐浩然;徐威;李强）
