高新脱硫废水近零排放处理系统技术

高新脱硫废水近零排放处理系统技术

1.本高新技术涉及脱硫废水的处理系统。

背景技术:

2.脱硫废水的杂质来源于烟气和脱硫用的石灰石;由于燃煤中富含多种重金属元素,这些元素在炉内高温下进行了一系列的化学反应,生成了多种不同的化合物,一部分随炉渣排出炉膛,另外一部分随烟气进入脱硫塔,被石灰石浆液吸收溶于浆液中。煤中含有的元素包括f、cd、hg、pb、ni、as、se、cr等,这些元素都能够随烟气溶解进入脱硫浆液中,在浆液反复循环使用中富集,最终形成浓度超过排放标准的废水。脱硫废水中含有的杂质主要是悬浮物、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控制的一类污染物。由于脱硫废水的水质不同于其它的工业废水,处理难度较大,因此,必须对脱硫废水进行单独处理。
3.公开号cn111268834a公开了一种可资源回收的脱硫废水处理系统,包括三联箱机构、化学软化机构、纳滤机构、反渗透机构、树脂吸附机构、双极膜电渗析机构和中和池。该技术可有效避免混盐产生并制备出盐酸和氢氧化钠溶液,产生的酸碱可回用电厂,实现脱硫废水的零排放和资源化。其中,三联箱机构、化学软化机构和树脂吸附机构的设定也在一定程度上提高了膜组件的使用寿命,降低了膜污染的问题。
4.公开号cn111252937a公开了一种脱硫废水的处理方法,包括:s1将脱硫废水送入脱硫缓冲池中进行缓冲处理的步骤;s2将脱硫废水送入中和箱中进行碱化处理的步骤;s3将经碱化处理后的脱硫废水送入沉降箱中进行重金属去除处理并进行沉淀的步骤;s4将沉淀箱中的出水送入絮凝箱进行絮凝处理的步骤;s5将絮凝箱中的出水送入澄清池进行澄清处理的步骤;s6将澄清池的出水加入盐酸后排出。

技术实现要素:

5.综合考虑电厂脱硫废水水质特性,本高新技术采用多工艺组合方法,利用新的预处理工艺、多类新型膜分离工艺以及tmc热膜耦合分质结晶盐资源化进行处理,以达到废水零排放处理,以及水、盐(本申请主要为氯化钠)双重资源化的目的。
6.本高新技术的技术方案为:一种脱硫废水近零排放处理系统,包括依次设置的脱硫废水调节池、初级反应池、脱泥混合池、澄清池、混合结晶混合池、外置式管式超滤膜、超滤水箱,纳滤机构、海水淡化机构、反渗透机构、浓缩结晶机构;所述纳滤机构的浓水出口对接所述初级反应池,淡水出口对接所述海水淡化机构;所述海水淡化机构的浓水出口对接反渗透机构,淡水出口对接淡水箱;所述反渗透机构的浓水出口对接浓缩结晶机构,淡水出口对接所述淡水箱,所述浓缩结晶机构的蒸馏水出口对接所述淡水箱;所述混合结晶混合池向所述脱泥混合池连接回流管,实现来水循环脱泥;所述管式超滤膜向所述混合结晶混合池连接浓水回流管,实现混合结晶混合池内的晶体长大;所述澄清池向所述初级反应池连接污泥回流管,将部分污泥回流至初级反应池;所述澄清池另通过污泥管路将剩余污泥
送至污泥脱水机构,所述污泥脱水机构再通过回流管连接所述脱硫废水调节池将污泥的压滤液回流系统。
7.优选地,所述的初级反应池、脱泥混合池、澄清池、混合结晶混合池作为脱硫废水的预处理工艺段,通过在不同的池内投入不同的沉淀剂,保持池内不同的ph值,达到分质沉淀处理的目的。
8.优选地,所述混合结晶混合池内分成若干隔舱,前面的隔舱作为反应池分别投入石灰和纯碱使形成乳浊液,乳浊液通过后面的隔舱,后面的隔舱作为反应沉淀池达到沉淀排泥的作用。
9.优选地,所述海水淡水机构采用卷式反渗透膜。
10.优选地,所述浓缩结晶机构采用tmc热膜耦合分质结晶盐,蒸发结晶段采用mvr立式降膜浓缩+mvr强制循环蒸发结晶+冷却结晶的组合,从反渗透机构出来的浓水中析出工业级钠盐。
11.本申请脱硫废水近零排放处理系统的实现方法,过程如下:
12.1.所述脱硫废水调节池用于收集脱硫废水来水,包括系统中的污泥压滤液,通过设置机械搅拌实现来水均质。
13.2.所述初级反应池用于投入沉淀剂对来水进行沉淀,沉淀剂选自氢氧化钙、氢氧化钠、有机硫和氯化铁中的一种或多种。
14.3.所述脱泥混合池用于投入絮凝剂,例如pam,对来水絮凝沉降。
15.4.所述澄清池用于对来水进行脱泥,澄清来水。
16.5.所述混合结晶混合池内加入石灰和纯碱用于实现来水中结垢性物质结晶析出而形成乳浊液。
17.6.所述管式超滤膜对乳浊液进行固液分离去除悬浮物,使来水水质达到进入纳滤机构的条件。
18.7.所述超滤水箱用于对超滤膜处理后的水质进行收集,并用盐酸调节ph至中性最佳。
19.8.所述纳滤机构用于分离出水中的一价离子,将一价离子和多价离子以及分子量在200-1000的有机物分离开。
20.9.所述海水淡化机构用于对来水浓缩,提高含盐量。
21.10.所述反渗透机构对来水的总溶解固体tds进一步浓缩。
22.11.所述浓缩结晶机构对来水中的盐实现分质结晶。
23.12.所述淡水箱用于收集系统中的可回收淡水。
24.13.所述污泥脱水机构对污泥进行压滤获得污泥压滤液和污泥固废。
25.与现有技术相比,本高新技术的优点在于:本申请的处理系统实现了脱硫废水的固废、淡水、工业盐收集,无污水排放,系统处理效率高,药剂添加量小,耗能低。
附图说明
26.图1为本高新技术实施例脱硫废水近零排放处理系统的示意图;
27.图2为渗透原理图;
28.图3为反渗透原理图。
具体实施方式
29.以下结合附图实施例对本高新技术作进一步详细描述,所述实施例是示例性的,旨在用于解释本高新技术,而不能理解为对本高新技术的限制。
30.本实施例涉及一种脱硫废水近零排放处理系统,包括依次设置的脱硫废水调节池、初级反应池、混合池1#、澄清池、混合池2#、管式超滤膜、超滤水箱,nf系统、swro系统、dtro系统、浓缩结晶机构,还包括与澄清池连接的板框压滤设备和淡水箱。浓缩结晶机构采用mvr立式降膜浓缩+mvr强制循环蒸发结晶+冷却结晶的自制成套装备,实现分质结晶盐资源化,实现氯化钠、硝酸钠等工业级钠盐析出。
31.初级反应池、混合池1#、澄清池、混合池2#作为预处理工艺段,混合池2#向混合池1#连接回流管,实现对来水不断脱泥,来水中的污泥得以不断沉积收集;管式超滤膜向混合池2#连接浓水回流管,实现混合池2#内的晶体长大,使晶体随污泥一起沉积。
32.澄清池向初级反应池连接污泥回流管,将部分污泥回流至初级反应池;澄清池另通过污泥管路将剩余污泥送至板框压滤设备,板框压滤设备再通过回流管连接脱硫废水调节池将污泥的压滤液重新回流系统。
33.nf系统的浓水出口对接初级反应池,淡水出口对接swro系统;swro系统的浓水出口对接dtro系统,淡水出口对接淡水箱;dtro系统的浓水出口对接浓缩结晶机构,淡水出口对接淡水箱,浓缩结晶机构的蒸馏水出口对接淡水箱。
34.上述处理系统的原理及实现方法如下:
35.1.脱硫废水由于水质波动大,需要设置脱硫废水调节池进行均质。均质池内设机械搅拌,避免底泥沉积。
36.采用新型的预处理工艺,该工艺前段采用多联反应混合沉淀设施,包括脱泥混合池(混合池1#)、澄清池、混合结晶混合池(混合池2#),由此在不同的池内添加不同的药剂,调节不同ph,投加不同药剂,以达到分质对待各类不同污染物的去除,并可在每个区域可随时调整加药种类,使达到最佳去除效果。在澄清池后设置混合结晶混合池,用于作为管式超滤膜的进水池,并在该池中投加碳酸钠、氧化镁,在池内混合结晶,再将超滤后的浓水不断回流使晶体长大,既可去除前端投加的过量的钙离子,又可满足进入管式超滤膜的污泥量对超滤膜的冲刷效果。在预处理工艺段设置了多处回流,回流的作用在于减少药剂的投加量、促使相关晶胞的成长、实现多类盐分随污泥的沉积去除,由此可节省掉沉淀池,实现固废一次收集,整体上实现固废收集率的提高。
37.预处理工艺段的多级高效反应沉淀池是根据去除水中暂时硬度、永久硬度、硅酸盐等结垢性物质以及各类重金属的需要,充分考虑水中各种物质的化学反应特性而开发的,具有反应充分、节省药剂、沉淀分离效果好、出水品质高等特点。与传统沉淀池(石灰软化)技术相比,本申请多级高效反应沉淀池技术具有如下优势:1)化学反应充分完全:由于原水为高硬、高碱度、含多类重金属、含硅酸盐类废水。考虑到多类污染物质加药反应条件不一的因素,特设置多个隔舱,通过多个隔舱的设置通过向第一反应池和第二反应池中分别投加一定量的石灰和纯碱,使水中各种结垢性物质结晶析出,但仅形成乳浊液通过第三反应沉淀池达到沉淀排泥的作用,并且由于形成了乳浊液,因此对水中的各种污染物有较强的吸附和混凝作用。2)设备简单、占地面积小:由于将多效反应池与沉淀池相结合,建设成一个整体,与传统的方式相比大大节省了用户的土地资源及土建成本。
38.2.采用多种膜技术相结合的膜处理工艺。采用管式超滤膜对预处理后的废水进行固液分离,采用管式超滤膜元件,可稳定去除水中的悬浮颗粒,完全满足进入后续纳滤膜系统的水质要求。由于脱硫废水成分复杂,各类悬浮固体浓度高,为保证后续纳滤装置膜元件规格、数量、排列方式设计合理的情况下,前面预处理的运行情况对其起到了决定性的作用。本项目增设外置式管式超滤膜技术作为纳滤的预处理工艺。与传统机械过滤预处理技术相比,管式超滤技术具有如下优势:1)产水品质高:管式超滤膜的过滤精度一般小于0.1μm,因此几乎完全去除水中悬浮固体,同时对水中有机微生物去除效率高(细菌脱除率log6;病毒脱除率log4),进而保证其出水sdi15<3,远高于纳滤进水sdi15<5的指标要求,从而大大缓解后续纳滤系统的污染趋势,延长了清洗周期;2)对进水水质波动不敏感:由于管式超滤膜采用错流过滤方式,因此,即使原水水质波动较大,其产水均能保证同一标准,从而保证了后续系统的运行稳定。3)占地面积小:外置管式超滤装置同纳滤一样均为模块式组装设备,单套设备出力可达500m3/h以上,代替了传统的沉淀池,大大节省了用户的土地资源及土建成本.4)全自动化运行,操作简单。
39.3.为了满足钠盐的资源化利用,必须尽可能去除水中的多价离子,nf系统的纳滤膜的使用便可实现此目的,纳滤膜在截留有机物及多价盐后浓水回流至初级反应池,氯离子、钠离子等单价离子得以透过。因考虑到回收工业盐,为确保精致工业盐的纯度,本高新技术采用纳滤系统。纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右。纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间,其对二价和多价离了及分子量在200~1000之间的有机物有较高的脱除性能,而对单价离子和小分子的脱除率则较低。而且与反渗透过程相比,纳滤过程的操作压力更低,本实施例设置在1.0mpa左右;同时由于纳滤膜对单价离子和小分子的脱除率低,过程渗透压较小,所以,在相同条件下,纳滤与反渗透相比可节能15%左右。
40.4.因考虑到该系统进水含盐量在1万mg/l左右,末端工艺需要进行蒸发结晶,故设置一段海水淡化系统(swro系统)对纳滤后的浓水再进行一次浓缩,以满足进入蒸发前的含盐量,减少蒸发水量。海水淡化膜采用卷式反渗透膜。当把相同体积的稀溶液和浓液分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压,如图2所示。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透,如图3所示。
41.5.海水淡化后淡水进入淡水箱收集回用,浓水进入160公斤dtro膜系统进一步将tds浓缩至120000mg/l,160公斤dtro膜系统专用于针对高盐高浓度有机废水开发的新型产品。可最大程度对高盐高浓度有机废水进行减量浓缩,提高蒸发析盐效果。dtro出来的淡水可与市政给水混合直接进行回用于循环冷却,本实施例将dtro反渗透系统出来的水质直接排入淡水箱。
42.6.tmc热膜耦合分质结晶盐资源化技术。蒸发结晶段采用mvr立式降膜浓缩+mvr强制循环蒸发结晶+冷却结晶的自制成套装备。可从160公斤dtro浓水中将氯化钠、硝酸钠等工业级钠盐析出,达到盐资源的回收利用。
43.7.固废去向:从澄清池排出的剩余污泥,通过板框压滤脱水后,以固废的形式委托
具有相应危废处理资质单位进行处置,压滤液回流至脱硫废水调节池,在系统中循环。
44.尽管以上详细地描述了本高新技术的优选实施例,但是应该清楚地理解,对于本领域的技术人员来说,本高新技术可以有各种更改和变化。凡在本高新技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本高新技术的保护范围之内。

技术特征:
1.一种脱硫废水近零排放处理系统,其特征在于:包括依次设置的脱硫废水调节池、初级反应池、脱泥混合池、澄清池、混合结晶混合池、外置式管式超滤膜、超滤水箱,纳滤机构、海水淡化机构、反渗透机构、浓缩结晶机构;所述纳滤机构的浓水出口对接所述初级反应池,淡水出口对接所述海水淡化机构;所述海水淡化机构的浓水出口对接反渗透机构,淡水出口对接淡水箱;所述反渗透机构的浓水出口对接浓缩结晶机构,淡水出口对接所述淡水箱,所述浓缩结晶机构的蒸馏水出口对接所述淡水箱;所述混合结晶混合池向所述脱泥混合池连接回流管,实现来水循环脱泥;所述管式超滤膜向所述混合结晶混合池连接浓水回流管,实现混合结晶混合池内的晶体长大;所述澄清池向所述初级反应池连接污泥回流管,将部分污泥回流至初级反应池;所述澄清池另通过污泥管路将剩余污泥送至污泥脱水机构,所述污泥脱水机构再通过回流管连接所述脱硫废水调节池将污泥的压滤液回流系统。2.根据权利要求1所述的脱硫废水近零排放处理系统,其特征在于:所述的初级反应池、脱泥混合池、澄清池、混合结晶混合池作为脱硫废水的预处理工艺段。3.根据权利要求1所述的脱硫废水近零排放处理系统,其特征在于:所述混合结晶混合池内分成若干隔舱,前面的隔舱作为反应池分别投入石灰和纯碱使形成乳浊液,乳浊液通过后面的隔舱,后面的隔舱作为反应沉淀池达到沉淀排泥的作用。4.根据权利要求1所述的脱硫废水近零排放处理系统,其特征在于:所述海水淡化机构采用卷式反渗透膜。5.根据权利要求1所述的脱硫废水近零排放处理系统,其特征在于:所述浓缩结晶机构采用tmc热膜耦合分质结晶盐,蒸发结晶段采用mvr立式降膜浓缩+mvr强制循环蒸发结晶+冷却结晶的组合,从反渗透机构出来的浓水中析出工业级钠盐。
技术总结
本高新技术涉及一种脱硫废水近零排放处理系统,该系统包括脱硫废水调节池、初级反应池、脱泥混合池、澄清池、混合结晶混合池、管式超滤膜、超滤水箱,纳滤机构、海水淡化机构、反渗透机构、浓缩结晶机构;纳滤机构的浓水出口对接初级反应池,淡水出口对接海水淡化机构;海水淡化机构的浓水出口对接反渗透机构;反渗透机构的浓水出口对接浓缩结晶机构。混合结晶混合池向脱泥混合池连接回流管,管式超滤膜向混合结晶混合池连接浓水回流管;澄清池向初级反应池连接污泥回流管,另通过污泥管路将剩余污泥送至污泥脱水机构,污泥脱水机构再通过回流管连接脱硫废水调节池,系统产物为工业盐、淡水、污泥固废,实现了脱硫废水近零排放。实现了脱硫废水近零排放。实现了脱硫废水近零排放。

技术开发人、权利持有人:李方越 谢军英

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