一種脫硫廢水處理方法及系統與流程

本發明涉及脫硫廢水處理領域，特別是涉及一種脫硫廢水處理方法及系統。

背景技術：

在電廠的運行過程中，脫硫廢水是一種常見廢水，脫硫廢水的水質呈酸性，含鹽量高，懸浮物含量高，硬度高，腐蝕性強，成分復雜，水質變化大，未經處理不能直接排放，需要單獨設置脫硫廢水處理系統。

近年來，實現脫硫廢水中水和固體廢棄物的零排放成為大家關注的熱點，而脫硫廢水的軟化預處理是實現零排放的關鍵。

現有技術中，脫硫廢水的軟化方法主要采用石灰加碳酸鈉或者雙堿法，現有技術中的軟化工藝只能去水中的鈣、鎂離子，并且，由于廢水中含有大量的鈣離子，需要消耗大量的碳酸鈉，導致軟化成本很高。

另外，脫硫廢水中，大量的硫酸根和氯離子共存，增加了后續分鹽、結晶鹽的工序和成本。

因此，如何有效的降低脫硫廢水的處理成本，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種脫硫廢水處理方法及系統，可有效降低脫硫廢水的軟化成本。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種脫硫廢水處理方法，包括以下步驟：

步驟S1：向脫硫廢水中投加第一反應物進行一級同質軟化反應；

步驟S2：將一級同質軟化反應后的所述脫硫廢水通過管式微濾進行一級澄清，去除所述脫硫廢水中的沉淀物；

步驟S3：向一級澄清后的所述脫硫廢水中投加第二反應物進行二級均質軟化反應；

步驟S4：向二級均質軟化反應后的所述脫硫廢水中投加第三反應物進行三級軟化反應；

步驟S5：將三級軟化反應后的所述脫硫廢水通過管式微濾進行二級澄清，實現所述脫硫廢水的固液分離以形成軟化水和固體沉淀。

優選的，所述第一反應物具體為石灰。

優選的，所述第二反應物具體為煙道氣。

優選的，在所述步驟S3中，所述脫硫廢水的PH值為8-10。

優選的，所述第三反應物具體為碳酸鈉。

優選的，所述步驟S5之后還包括步驟：

對所述脫硫廢水依次進行多介質過濾、臭氧高級氧化、活性炭床過濾、超濾處理、一級納濾、二級納濾、海水反滲透、均相膜ED分離、脫碳脫氨以及通入緩沖池中得到沉淀物以進行后續蒸發結晶步驟。

優選的，所述脫硫廢水在經過一級納濾處理后，判斷所述脫硫廢水是否符合預設條件，如果是，則進行二級納濾，如果否，則再次進行一級納濾處理。

優選的，在對所述脫硫廢水多介質過濾、活性炭床過濾或者超濾過程中未滿足進入下一步驟條件的所述脫硫廢水均可返回至所述步驟S3或者所述步驟S4。

本發明還提供一種脫硫廢水處理系統，應用如上述任意一項所述的脫硫廢水處理方法，包括通過管線依次連接的軟化微濾裝置、過濾裝置、反滲透裝置、均相膜ED裝置、脫碳脫氨裝置以及緩沖池。

優選的，所述軟化微濾裝置包括：用于供脫硫廢水進行一級同質軟化反應的一級同質軟化反應池、用于供所述脫硫廢水進行一級澄清的第一管式微濾裝置、用于供所述脫硫廢水進行二級均質軟化反應和三級均質軟化反應的二/三級均質軟化反應池以及用于供所述脫硫廢水進行二級澄清實現固液分離的第二管式微濾裝置，并且，所述一級同質軟化反應池、所述第一管式微濾裝置、所述二/三級均質軟化反應池以及所述第二管式微濾裝置通過管線依次連接。

本發明所提供的脫硫廢水處理方法，包括以下步驟：步驟S1：向脫硫廢水中投加第一反應物進行一級同質軟化反應；步驟S2：將一級同質軟化反應后的所述脫硫廢水通過管式微濾進行一級澄清，去除所述脫硫廢水中的沉淀物；步驟S3：向一級澄清后的所述脫硫廢水中投加第二反應物進行二級均質軟化反應；步驟S4：向二級均質軟化反應后的所述脫硫廢水中投加第三反應物進行三級軟化反應；步驟S5：將三級軟化反應后的所述脫硫廢水通過管式微濾進行二級澄清，實現所述脫硫廢水的固液分離以形成軟化水和固體沉淀。該脫硫廢水處理方法，通過三級軟化反應和兩級澄清步驟實現廢水的同質軟化、澄清，有效降低了廢水中鈣、鎂等元素的含量，降低了結垢物質對后續處理設備的影響，同時可高比例的去除脫硫廢水中的硫酸根，簡化了后續分鹽、結晶鹽的工序，降低了系統投資和成本，為實現電廠脫硫廢水零排放提供了很好的條件，節約了零排放系統的投資和運行成本，具有重要的經濟效益和環境效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明所提供的脫硫廢水處理方法的軟化方法流程圖；

圖2為本發明所提供的脫硫廢水處理系統的結構示意圖。

具體實施方式

本發明的核心是提供一種脫硫廢水處理方法及系統，可有效降低脫硫廢水的軟化成本，有利于零排放的實現。

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

請參考圖1和圖2，圖1為本發明所提供的脫硫廢水處理方法的流程圖；圖2為本發明所提供的脫硫廢水處理系統的軟化、澄清結構示意圖。

在該實施方式中，脫硫廢水處理方法主要應用于火電廠中的脫硫廢水的處理，包括以下步驟：

步驟S1：向脫硫廢水中投加第一反應物進行一級同質軟化反應；

具體的，第一反應物優選為石灰，通過向一級同質反應池中投加石灰去除Mg²⁺、堿度、重金屬、氟等結垢離子，起到軟化水質的作用，同時生成CaSO₄沉淀，除去水中的硫酸根，加入聚鐵促進顆粒物沉淀，經脫水后外運；

步驟S2：將一級同質軟化反應后的脫硫廢水通過管式微濾進行一級澄清，去除脫硫廢水中的沉淀物；

具體的，一級澄清可去除脫硫廢水中的沉淀物，沉淀物經脫水后送至灰庫協同處理；

步驟S3：向一級澄清后的脫硫廢水中投加第二反應物進行二級均質軟化反應；

具體的，第二反應物優選為煙道氣，向脫硫廢水中充入煙道氣生成CaCO3沉淀，同時，通過控制二級均質軟化反應池的pH維持在8-10，優選為9左右控制煙氣的投加量；

步驟S4：向二級均質軟化反應后的脫硫廢水中投加第三反應物進行三級軟化反應；

具體的，第三反應物優選為碳酸鈉，以進一步去除脫硫廢水中殘留的鈣；

步驟S5：將三級軟化反應后的脫硫廢水通過管式微濾進行二級澄清，實現脫硫廢水的固液分離以形成軟化水和固體沉淀。

本發明涉及的脫硫廢水同質軟化方法，通過三級軟化反應和兩級澄清步驟實現廢水的同質軟化、澄清。一級同質軟化反應中石灰的添加在去除Mg²⁺、堿度、重金屬、氟等結垢離子的同時，鈣與硫酸根反應生成CaSO₄沉淀，大大降低了廢水中硫酸根離子的濃度。二級反應時投加電廠脫硫處理后的煙道氣，去除廢水中過量的Ca²⁺。三級反應中加入少量碳酸鈉，進一步去除廢水中殘留的Ca²⁺。經過了三級反應后的脫硫廢水中帶有沉淀成為泥水，泥水通過管式微濾分離后得到的軟化水中Ca、Mg含量滿足軟化處理效果，NaCl的純度高。本發明軟化方法有效降低了廢水中鈣、鎂等的含量，降低了結垢物質對后續處理設備的影響，同時硫酸根的去除簡化了后續分鹽、結晶鹽的工序，降低了系統投資和成本。使用電廠脫硫處理后的煙道氣代替部分碳酸鈉去除Ca²⁺，藥劑運行成本降低了75％左右，同時減少了CO₂的排放，生成的CaCO₃沉淀分離后可回用于電廠濕法脫硫系統。整個方法為實現電廠脫硫廢水零排放提供了很好的條件，節約了零排放系統的投資和運行成本，具有重要的經濟效益和環境效益。

進一步，步驟S5之后還包括步驟：

對脫硫廢水依次進行多介質過濾、臭氧高級氧化、活性炭床過濾、超濾處理、一級納濾、二級納濾、海水反滲透、均相膜ED分離、脫碳脫氨以及通入緩沖池中得到沉淀物以進行后續蒸發結晶步驟。

具體的，脫硫廢水在經過一級納濾處理后，判斷脫硫廢水是否符合預設條件，如果是，則進行二級納濾，如果否，則再次進行一級納濾處理。

優選的，在對脫硫廢水多介質過濾、活性炭床過濾或者超濾過程中的反洗廢水均可回流至步驟S3或者步驟S4。

本發明所提供的脫硫廢水處理方法，針對脫硫廢水含鹽量較高、硬度高、有機物污染較嚴重成分復雜等特點，采用三級軟化反應去除鎂、硫酸根、重金屬等物質，然后通過臭氧高級氧化去除廢水中的有機物，通過超濾出水再通過兩級納濾進一步去除廢水中鈣、鎂、硫酸根等，二級納濾的出水主要成分為NaCl，然后通過海水反滲透和均相膜ED裝置進行脫硫廢水的減量濃縮和鹽分的分離。

高鹽濃液經脫碳脫氨處理后再通過MVR蒸發器和鹽結晶器最終形成高純度的氯化鈉結晶鹽，作為化工原料進行資源化利用。同時，均相膜ED裝置的淡水側以無機鹽及有機污染物為主，其鹽分濃度為1％左右，該淡水回流至循環排污水處理系統的一級反滲透裝置協同處理。

本發明通過石灰軟化可去除60％～70％的硫酸根，二級軟化利用煙道氣代替部分碳酸鈉，在硬度去除效果滿足的條件下藥劑成本降低，生成的碳酸鈣沉淀可回用于電廠內濕法脫硫系統。納濾、海水反滲透和均相膜ED裝置協同作用可得到高純度的NaCl高鹽液，蒸發結晶后作為化工原料出售。全廠廢水在實現水的零排放的同時實現了廢水組分的分質提取和資源化利用，徹底解決電廠廢水存在的問題，具有重要的經濟效益和環境效益。

除上述脫硫廢水處理方法外，本發明還提供了一種應用上述任意脫硫廢水處理方法實施方式的脫硫廢水處理系統，該系統包括通過管線依次連接的軟化微濾裝置、過濾裝置、反滲透裝置、均相膜ED裝置、脫碳脫氨裝置以及緩沖池。

具體的，軟化微濾裝置包括：用于供脫硫廢水進行一級同質軟化反應的一級同質軟化反應池、用于供脫硫廢水進行一級澄清的第一管式微濾裝置、用于供脫硫廢水進行二級均質軟化反應和三級均質軟化反應的二/三級均質軟化反應池以及用于供脫硫廢水進行二級澄清實現固液分離的第二管式微濾裝置，并且，一級同質軟化反應池、第一管式微濾裝置、二/三級均質軟化反應池以及第二管式微濾裝置通過管線依次連接。

一級澄清可去除脫硫廢水中的沉淀物，沉淀物經脫水后送至灰庫協同處理；二級澄清，實現脫硫廢水的固液分離以形成軟化水和固體沉淀。

進一步，一級同質軟化反應池上連接有石灰加入裝置；二/三級均質軟化反應池上連接有煙道氣加入裝置和碳酸鈉加入裝置。

上述設置，通過向一級同質反應池中投加石灰去除Mg²⁺、堿度、重金屬、氟等結垢離子，起到軟化水質的作用，同時生成CaSO₄沉淀，除去水中的硫酸根，加入聚鐵促進顆粒物沉淀，經脫水后外運；向二/三級同質反應池中脫硫廢水中充入煙道氣生成CaCO₃沉淀，同時，通過控制二/三級均質軟化反應池的pH維持在8-10，優選為9左右控制煙氣的投加量；然后，向二/三級均質軟化反應池中加入碳酸鈉，以進一步去除脫硫廢水中殘留的鈣。

優選的，二/三級均質軟化反應池上還連接有濃縮池，濃縮池與電廠內脫硫吸收塔連接，將分離出來的碳酸鈣回用于電廠內部的濕法脫硫系統中。

同樣的，一級同質軟化反應池上還連接有脫水機，脫水機用于將符合標準的水輸出，將未符合標準的水送回一級同質軟化反應池中，具體的標準可以根據需要設定，在此不作進一步限定。

該脫硫廢水處理系統，針對脫硫廢水含鹽量較高、硬度高、有機物污染較嚴重成分復雜等特點，采用三級軟化反應去除鎂、硫酸根、重金屬等物質，然后通過臭氧高級氧化裝置去除廢水中的有機物，通過超濾裝置出水再通過兩級納濾裝置進一步去除廢水中鈣、鎂、硫酸根等，二級納濾裝置的出水主要成分為NaCl，然后通過海水反滲透裝置和均相膜ED裝置進行脫硫廢水的減量濃縮和鹽分的分離，大大降低了高鹽濃縮液中硫酸鈉的含量，提高了氯化鈉的純度，簡化了蒸發結晶系統，節省了系統的投資和成本。

進一步，該系統還包括蓄水調節池，用于匯總脫硫廢水、循環排污水處理系統中產生的濃水以及一級納濾濃水。

在上述各實施方式的基礎上，過濾裝置包括通過管路依次連接的多介質過濾器、臭氧高級氧化塔、活性炭床、超濾裝置、一級納濾裝置以及二級納濾裝置。

多介質過濾器的入口與二/三級均質軟化反應池的出口連接、多介質過濾器的出口與臭氧高級氧化塔的入口連接，臭氧高級氧化塔的出口與活性炭床的入口連接，活性炭床的出口與超濾裝置的入口連接，超濾裝置的出口與一級納濾裝置的入口連接，一級納濾裝置的出口與二級納濾裝置的入口連接，二級納濾裝置的出口與海水反滲透裝置的入口連接。

進一步，海水反滲透裝置的出口與均相膜ED裝置的入口連接，均相膜ED裝置的出口與脫碳脫氨裝置的入口連接，脫碳脫氨裝置的出口與緩沖池的入口連接，緩沖池的出口流出高鹽濃縮液，與緩沖池并列的還設有檢修備用池。

高鹽濃液經脫碳脫氨裝置處理后再通過MVR蒸發器和鹽結晶器最終形成高純度的氯化鈉結晶鹽，作為化工原料進行資源化利用。同時，均相膜ED裝置的淡水側以無機鹽及有機污染物為主，其鹽分濃度為1％左右，該淡水回流至循環排污水處理系統的一級反滲透裝置協同處理。

進一步，一級納濾裝置上還安裝有檢測裝置，用于檢測經過一級納濾裝置處理后的脫硫廢水是否符合預設標準，如果是，脫硫廢水流入二級納濾裝置中，如果否，則流回一級納濾裝置中。

優選的，多介質過濾器、活性炭床以及超濾裝置上均設有供反洗廢水流回至二/三級均質軟化反應池的管道。

優選的，一級納濾裝置上設有用于供一級納濾濃水匯入脫硫廢水的管道，即一級納濾裝置與蓄水調節池之間設有管道。

該脫硫廢水處理系統，由于脫硫廢水硬度高，含鹽量高，成分復雜，為了避免后續膜處理裝置結垢，減少蒸發結晶系統的投資和成本，需要經過軟化預處理并對廢水進行同質化。脫硫廢水進入一級同質軟化反應池后，向水中投加石灰，生成沉淀，然后通過管式微濾膜進行泥水分離，以去除Mg²⁺、硫酸根、堿度、重金屬、氟等結垢離子，硫酸根的去除率可以達到60％～70％。污泥脫水后輸送至灰庫協同處理。澄清液進入二/三級同質反應池。二級反應時投加電廠脫硫處理后的煙道氣，使煙氣中的二氧化碳與Ca²⁺反應生成CaCO₃沉淀，去除廢水中過量的Ca²⁺。通過控制脫硫廢水的pH為9左右控制煙道氣的投加量。三級反應中加入少量碳酸鈉，進一步去除廢水中殘留的Ca²⁺。二、三級軟化反應在同一反應池中進行，然后通過管式微濾裝置進行固液分離。分離得到的軟化水鈣、鎂含量滿足軟化處理效果，NaCl純度高。生成的CaCO₃沉淀分離后可回用于電廠濕法脫硫系統。

以上對本發明所提供的脫硫廢水處理方法及系統進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。