本實用新型涉及水處理技術領域，具體涉及一種脫硫廢水回用及零排放系統。
背景技術：
我國二氧化硫排放量居世界首位，已連續多年超過2000萬噸，其中火電廠排放二氧化硫接近總量的50％，二氧化硫是造成大氣污染的主要原因之一，也是造成酸雨的重要原因。截止2010年末，我國完成“十一五”期間的總量控制目標—全年二氧化硫排放量2246.7萬噸，其中電力行業的控制量為951.7萬噸，“十二五”規劃綱要草案要求二氧化硫減少8％。由于酸雨和二氧化硫污染嚴重，酸雨面積已經占國土面積的30％，酸雨和二氧化硫污染造成經濟損失每年在1000億元以上。我國能源結構的特點決定了控制燃煤二氧化硫的排放是我國控制二氧化硫污染的重點，而控制火電廠二氧化硫排放量又是控制燃煤二氧化硫污染的關鍵，其中燃煤電廠煙氣脫硫系統是二氧化硫的排放大戶。
脫硫廢水零排放系統通常分三個工藝段，第一工藝段為軟化預處理，第二工藝段為減量濃縮處理，第三工藝段為結晶制鹽。現有軟化預處理技術工藝普遍存在工藝流程長、投資成本高、運行用藥量高的特點。現有減量濃縮工藝同樣具有工藝流程長，投資成本高，運行費用高的缺點。因此，如何積極探索及正確把握未來水處理技術的發展動向，積極加以研究創新，以期創設一種更適合于中國國情、投資成本低、運行成本低且易于操作和管理的脫硫廢水零排放工藝，使其更具有產業上的利用價值，成為亟待解決的問題。
技術實現要素：
鑒于上述現有技術存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種脫硫廢水回用及零排放系統，解決現有脫硫廢水投資成本高、運行成本高、維護成本高、占地面積大、維護不便、運行穩定性欠佳、脫硫處理不完全等問題。為實現前述實用新型目的，本實用新型采用的技術方案包括：
一種脫硫廢水回用及零排放系統，包括通過管道按序連接的預沉池、預處理機構和減量濃縮機構，其中，所述預處理機構包括用于調解PH9.5的反應槽、用于分離沉淀的澄清池、進水池和管式膜裝置，所述進水池和管式膜裝置經提升管連接，提升管上設置有加藥口和用于將進水池內上清液提升至管式膜裝置過濾的提升泵，所述減量濃縮機構包括與管式膜裝置連接的電滲析器，經電滲析器流出的濾液分兩路，一路電滲析產水經反滲透裝置脫鹽得純水，另一路電滲析濃水流至濃水回收裝置回收。
本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統進一步地，在所述預沉池和預處理機構之間設置有用于調節進出水流量的調整池。
本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統進一步地，所述澄清池和所述管式膜裝置的污泥出口均連接至脫水機，經脫水機脫水的濾液經回收管流至調整池進行在處理。
本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統進一步地，在所述預處理機構和減量濃縮機構之間設置有過濾池。
本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統進一步地，在所述電滲析器與所述反滲透裝置之間設置有用于調節電滲析產水水流量的電滲析產水池。
本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統進一步地，所述反滲透裝置包括苦咸水反滲透復合膜裝置或海水反滲透復合膜裝置。
本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統進一步地，所述濃水回收裝置包括結晶裝置、雙極膜電滲析裝置或電解裝置。
借由上述方案，本實用新型至少具有以下優點：
①本實用新型集投資成本低、運行成本低、占地面積小、維護方便、運行穩定所有優勢于一身。本實用新型節省了傳統脫硫廢水系統傳統工藝的兩到三個工藝設備，投資成本極低。其設計極大的降低了后續石灰和碳酸鈉的加藥量，降低運行成本。采用管式膜代替澄清池和過濾器，不僅縮短工藝流程、降低投資生產成本、增加濁度的處理效果，可使后續處理設備在更好的條件下運行，尤其適合溶解性固體總量1.5萬～4萬的原水。
②由于電滲析產水可進入反滲透裝置進行濃縮，反滲透裝置濃水大部分回流至前置水池進行再處理，少量反滲透裝置濃水配置噴霧干燥設備制成固廢，因此本實用新型系統可實現結晶鹽資源化，最大化減少固廢處理量或固廢零排放。
上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
附圖說明
圖1是本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統的結構示意圖。
圖中各附圖標記的含義如下。
1 預沉池 11 回收管
12 調整池 13 電滲析產水池
14 濃水回收裝置 15 脫水機
2 預處理機構 21 反應槽
22 澄清池 23 進水池
24 管式膜裝置 25 提升管
26 提升泵 3 過濾池
4 電滲析器 5 反滲透裝置
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例，不用來限制本實用新型的范圍。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
火電廠為了維持脫硫裝置漿液循環系統物質的平衡，防止煙氣中可溶部分即氯濃度超過規定值和保證石膏質量，必須從系統中排放一定量的廢水，廢水主要來自石膏脫水和清洗系統。廢水中含有的雜質主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，其中很多是國家環保標準中要求嚴格控制的第一類污染物。本實用新型適合于中國國情、投資成本低、運行成本低且易于操作和管理的脫硫廢水零排放系統及工藝如下。
參見圖1，本實用新型脫硫廢水回用及零排放系統，包括通過管道按序連接的預沉池1、預處理機構2和減量濃縮機構，其中，所述預處理機構2包括用于調解PH9.5的反應槽21、用于分離沉淀的澄清池22、進水池23和管式膜裝置24，所述進水池23和管式膜裝置24經提升管25連接，提升管25上設置有加藥口27和用于將進水池23內上清液提升至管式膜裝置24過濾的提升泵26，所述減量濃縮機構包括與管式膜裝置24連接的電滲析器4，經電滲析器4流出的濾液分兩路，一路電滲析產水經反滲透裝置5脫鹽得純水，另一路電滲析濃水流至濃水回收裝置14回收。所述預沉池1流出的濾液經反應槽21調解PH9.5后，流至澄清池22分離沉淀，分離后的上清液進入所述進水池23，經提升泵26將上清液經提升管25提升至管式膜裝置24過濾。
本實用新型一較佳實施例，在所述預沉池1和預處理機構2之間設置有用于調節進出水流量的調整池12，調整池12的作用不僅是在于調節進出水流量，而且還可用于初步除去較大體積的雜物，有利于后續系統穩定進行。
本實用新型另一一較佳實施例，所述澄清池22和所述管式膜裝置24的污泥出口均連接至脫水機15，經脫水機15脫水的濾液經回收管11流至調整池12進行在處理。配置脫水機15噴霧干燥設備，可用于制成固廢，使本實用新型系統不僅可實現結晶鹽資源化，而且最大化減少固廢處理量或固廢零排放。
應當說明的是，在所述預處理機構2和減量濃縮機構之間設置有過濾池3，過濾池3的類型可根據需要設置，有利于后續濃縮工藝穩定高效進行。在所述電滲析器4與所述反滲透裝置5之間設置有用于調節電滲析產水水流量的電滲析產水池13，同樣起到調節水流量的作用，優選地，所述反滲透裝置5包括苦咸水反滲透復合膜裝置或海水反滲透復合膜裝置。優選地，所述濃水回收裝置14包括結晶裝置、雙極膜電滲析裝置或電解裝置。
傳統的軟化預處理工藝主要為：軟化(通過加石灰、碳酸鈉/硫酸鈉、絮凝劑、有機硫等)、澄清、過濾(如介質過濾或膜過濾)的流程。通常向脫硫廢水投加石灰調節PH值至11.5以上，并輔助投加絮凝劑和有機硫等，然后投加碳酸鈉或硫酸鈉藥劑，分別與水中的鈣鎂離子反應生成碳酸鈣或硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀，與重金屬反應生成硫化物沉淀，經過沉淀軟化后的水加入絮凝劑絮凝后經澄清器沉降，沉淀污泥用污泥輸送泵輸送到脫水系統干化后外運填埋，上清液進入過濾器去除水中大部分的懸浮物，如后續減量濃縮工藝對鈣鎂離子濃度要求較高，經過澄清器的上清液也可以進入弱酸離子交換器進行進一步的軟化，以保證系統運行過程中無結垢類污堵產生。由此可知，該傳統工藝流程長，投資成本高，運行用藥量高。
而傳統的減量濃縮工藝主要為：采用多效或機械式蒸汽工藝，反滲透或反滲透結合正滲透工藝，反滲透或反滲透結合多效及機械式蒸汽工藝。多效或機械式蒸汽工藝是經軟化過濾后的廢水直接通過多效或機械式蒸汽蒸發器對廢水進行蒸發濃縮嗎，此工藝缺點為投資成本高，運行成本高。反滲透或反滲透結合正滲透工藝是經軟化過濾后的廢水通過反滲透膜，產水回用，反滲透膜濃水進入正滲透工藝進行再濃縮，正滲透產水回流至反滲透進水進行再處理，濃水TDS(溶解性固體總量)可達20萬mg/L，此工藝缺點為投資成本高，膜更換費用高，進水對硬度和硅等指標要求高，正滲透工藝流程復雜，運行成本較高。反滲透或反滲透結合多效及機械式蒸汽工藝是指經軟化過濾后的廢水通過反滲透膜，產水回用，反滲透膜濃水進入蒸發器工藝進行再濃縮，此工藝缺點為工藝流程長，投資成本高，運行費用高。
因此，基于上述現有的工藝方法，本實用新型設計脫硫廢水回用及零排放工藝包括如下步驟：
步驟一，脫硫廢水加入石灰調解PH值至9.5形成鈣及金屬氧化物沉淀混懸液。
步驟二，所述鈣及金屬氧化物沉淀混懸液中加入絮凝劑和助凝劑沉降鈣和金屬氧化物沉淀。
步驟三，上清液與鈣和金屬氧化物沉淀分離后加入碳酸鈉進行超濾。
步驟四，超濾后的濾液經電滲析濃縮，得到的電滲析產水經反滲透脫鹽回收得到純水，得到的電滲析濃水經結晶、電解或雙極膜電滲析回收。優選地，反滲透濃水大部分回收至脫硫廢水進入下一個回用流程，小部分濃水經噴霧干燥制成固體物回收利用。
上述鈣和金屬氧化物沉淀、超濾后的沉淀經噴霧干燥制成固體物回收利用。
本實用新型工作時：脫硫廢水經過預沉池1，除去大顆粒懸浮物等，出水用泵提升至用于軟化原水的預處理機構2，在反應槽21中向脫硫廢水投加石灰調節PH值到合適范圍，通常調整PH值至9.5，與水中的硫酸根離子反應生成鈣及金屬氧化物沉淀混懸液，該鈣及金屬氧化物沉淀混懸液在澄清池22中加入絮凝劑絮凝后沉降，沉淀污泥用污泥輸送泵輸送到脫水系統脫水機15干化后外運填埋，澄清池22中的上清液也可回流至預處理前置調整槽。澄清池22出水溢流至進水池23，通過提升泵26提升至管式膜裝置24，在提升管25內加入過量碳酸鈉藥劑，沉淀多余的鈣離子，使出水鈣離子濃度在電滲析器4的進水限值范圍內，管式膜裝置24產水進入后續濃縮工藝，管式膜裝置24濃水通過污泥泵輸送至污泥脫水系統的脫水機15、或者因管式膜裝置24含有一定的碳酸鈣沉淀直接回流至脫硫塔(附圖未示出)。澄清池22污泥也通過泵輸送至污泥脫水系統的脫水機15，脫水后污泥委外處理，清液也可回流至前置調整池12。經軟化過濾后的廢水通過電滲析器4濃縮，產水回用或進入反滲透裝置5進行再脫鹽，反滲透裝置5濃水進入大部分回流至預處理前置調整池12，少量濃水配置噴霧干燥。濃縮TDS可達到24～28萬mg/L。
因此，本實用新型集投資成本低、運行成本低、占地面積小、維護方便、運行穩定所有優勢于一身。本實用新型節省了傳統脫硫廢水系統傳統工藝的兩到三個工藝設備，投資成本極低。其設計極大的降低了后續石灰和碳酸鈉的加藥量，降低運行成本。采用管式膜代替澄清池和過濾器，縮短工藝流程，增加濁度的處理效果，可使后續處理設備在更好的條件下運行，尤其適合溶解性固體總量1.5萬～4萬的原水，直接使用電滲析濃縮使投資成本大幅降低。使用電滲析技術，可減少濃縮系統的能耗成本。此工藝可設計成全自動控制，維護方便，且此工藝后段為全膜法處理，占地面積小，TDS可濃縮至24～28萬mg/L，故后續結晶器運行負荷低，從而投資成本降低。其采用的電滲析技術的電滲析膜使用壽命長，維護成本低。
由于電滲析產水可進入反滲透裝置進行濃縮，反滲透裝置濃水大部分回流至前置水池進行再處理，少量反滲透裝置濃水配置噴霧干燥設備制成固廢，因此本實用新型系統可實現結晶鹽資源化，最大化減少固廢處理量或固廢零排放。本實用新型可使用選擇性離子膜電滲析技術，可分離一價、二價離子，濃縮后的一價離子通過結晶器制備工業級NaCl鹽，也可使用雙極膜電滲析技術，可制備鹽酸和氫氧化鈉溶液回收利用。本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術方案，均落在本實用新型的保護范圍之內。