本實(shí)用新型涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國(guó)二氧化硫排放量居世界首位，已連續(xù)多年超過2000萬(wàn)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(guó)完成“十一五”期間的總量控制目標(biāo)—全年二氧化硫排放量2246.7萬(wàn)噸，其中電力行業(yè)的控制量為951.7萬(wàn)噸，“十二五”規(guī)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(yán)重，酸雨面積已經(jīng)占國(guó)土面積的30％，酸雨和二氧化硫污染造成經(jīng)濟(jì)損失每年在1000億元以上。我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)決定了控制燃煤二氧化硫的排放是我國(guó)控制二氧化硫污染的重點(diǎn)，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(guān)鍵，其中燃煤電廠煙氣脫硫系統(tǒng)是二氧化硫的排放大戶。

脫硫廢水零排放系統(tǒng)通常分三個(gè)工藝段，第一工藝段為軟化預(yù)處理，第二工藝段為減量濃縮處理，第三工藝段為結(jié)晶制鹽?，F(xiàn)有軟化預(yù)處理技術(shù)工藝普遍存在工藝流程長(zhǎng)、投資成本高、運(yùn)行用藥量高的特點(diǎn)。現(xiàn)有減量濃縮工藝同樣具有工藝流程長(zhǎng)，投資成本高，運(yùn)行費(fèi)用高的缺點(diǎn)。因此，如何積極探索及正確把握未來水處理技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種更適合于中國(guó)國(guó)情、投資成本低、運(yùn)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(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值，成為亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)，解決現(xiàn)有脫硫廢水投資成本高、運(yùn)行成本高、維護(hù)成本高、占地面積大、維護(hù)不便、運(yùn)行穩(wěn)定性欠佳、脫硫處理不完全等問題。為實(shí)現(xiàn)前述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案包括：

一種脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)，包括通過管道按序連接的預(yù)沉池、預(yù)處理機(jī)構(gòu)和減量濃縮機(jī)構(gòu)，其中，所述預(yù)處理機(jī)構(gòu)包括用于調(diào)解PH9.5的反應(yīng)槽、用于分離沉淀的澄清池、進(jìn)水池和管式膜裝置，所述進(jìn)水池和管式膜裝置經(jīng)提升管連接，提升管上設(shè)置有加藥口和用于將進(jìn)水池內(nèi)上清液提升至管式膜裝置過濾的提升泵，所述減量濃縮機(jī)構(gòu)包括與管式膜裝置連接的電滲析器，經(jīng)電滲析器流出的濾液分兩路，一路電滲析產(chǎn)水經(jīng)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(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)進(jìn)一步地，在所述預(yù)沉池和預(yù)處理機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)進(jìn)出水流量的調(diào)整池。

本實(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)進(jìn)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(jī)，經(jīng)脫水機(jī)脫水的濾液經(jīng)回收管流至調(diào)整池進(jìn)行在處理。

本實(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)進(jìn)一步地，在所述預(yù)處理機(jī)構(gòu)和減量濃縮機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有過濾池。

本實(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)進(jìn)一步地，在所述電滲析器與所述反滲透裝置之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)電滲析產(chǎn)水水流量的電滲析產(chǎn)水池。

本實(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)進(jìn)一步地，所述反滲透裝置包括苦咸水反滲透復(fù)合膜裝置或海水反滲透復(fù)合膜裝置。

本實(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)進(jìn)一步地，所述濃水回收裝置包括結(jié)晶裝置、雙極膜電滲析裝置或電解裝置。

借由上述方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：

①本實(shí)用新型集投資成本低、運(yùn)行成本低、占地面積小、維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定所有優(yōu)勢(shì)于一身。本實(shí)用新型節(jié)省了傳統(tǒng)脫硫廢水系統(tǒng)傳統(tǒng)工藝的兩到三個(gè)工藝設(shè)備，投資成本極低。其設(shè)計(jì)極大的降低了后續(xù)石灰和碳酸鈉的加藥量，降低運(yùn)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(chǎn)成本、增加濁度的處理效果，可使后續(xù)處理設(shè)備在更好的條件下運(yùn)行，尤其適合溶解性固體總量1.5萬(wàn)～4萬(wàn)的原水。

②由于電滲析產(chǎn)水可進(jìn)入反滲透裝置進(jìn)行濃縮，反滲透裝置濃水大部分回流至前置水池進(jìn)行再處理，少量反滲透裝置濃水配置噴霧干燥設(shè)備制成固廢，因此本實(shí)用新型系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)結(jié)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(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中各附圖標(biāo)記的含義如下。

1 預(yù)沉池 11 回收管

12 調(diào)整池 13 電滲析產(chǎn)水池

14 濃水回收裝置 15 脫水機(jī)

2 預(yù)處理機(jī)構(gòu) 21 反應(yīng)槽

22 澄清池 23 進(jìn)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(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，不用來限制本實(shí)用新型的范圍?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

火電廠為了維持脫硫裝置漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)的平衡，防止煙氣中可溶部分即氯濃度超過規(guī)定值和保證石膏質(zhì)量，必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水，廢水主要來自石膏脫水和清洗系統(tǒng)。廢水中含有的雜質(zhì)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(guó)家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的第一類污染物。本實(shí)用新型適合于中國(guó)國(guó)情、投資成本低、運(yùn)行成本低且易于操作和管理的脫硫廢水零排放系統(tǒng)及工藝如下。

參見圖1，本實(shí)用新型脫硫廢水回用及零排放系統(tǒng)，包括通過管道按序連接的預(yù)沉池1、預(yù)處理機(jī)構(gòu)2和減量濃縮機(jī)構(gòu)，其中，所述預(yù)處理機(jī)構(gòu)2包括用于調(diào)解PH9.5的反應(yīng)槽21、用于分離沉淀的澄清池22、進(jìn)水池23和管式膜裝置24，所述進(jìn)水池23和管式膜裝置24經(jīng)提升管25連接，提升管25上設(shè)置有加藥口27和用于將進(jìn)水池23內(nèi)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(jī)構(gòu)包括與管式膜裝置24連接的電滲析器4，經(jīng)電滲析器4流出的濾液分兩路，一路電滲析產(chǎn)水經(jīng)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(yù)沉池1流出的濾液經(jīng)反應(yīng)槽21調(diào)解PH9.5后，流至澄清池22分離沉淀，分離后的上清液進(jìn)入所述進(jìn)水池23，經(jīng)提升泵26將上清液經(jīng)提升管25提升至管式膜裝置24過濾。

本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例，在所述預(yù)沉池1和預(yù)處理機(jī)構(gòu)2之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)進(jìn)出水流量的調(diào)整池12，調(diào)整池12的作用不僅是在于調(diào)節(jié)進(jìn)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(xù)系統(tǒng)穩(wěn)定進(jìn)行。

本實(shí)用新型另一一較佳實(shí)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(jī)15，經(jīng)脫水機(jī)15脫水的濾液經(jīng)回收管11流至調(diào)整池12進(jìn)行在處理。配置脫水機(jī)15噴霧干燥設(shè)備，可用于制成固廢，使本實(shí)用新型系統(tǒng)不僅可實(shí)現(xiàn)結(jié)晶鹽資源化，而且最大化減少固廢處理量或固廢零排放。

應(yīng)當(dāng)說明的是，在所述預(yù)處理機(jī)構(gòu)2和減量濃縮機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有過濾池3，過濾池3的類型可根據(jù)需要設(shè)置，有利于后續(xù)濃縮工藝穩(wěn)定高效進(jìn)行。在所述電滲析器4與所述反滲透裝置5之間設(shè)置有用于調(diào)節(jié)電滲析產(chǎn)水水流量的電滲析產(chǎn)水池13，同樣起到調(diào)節(jié)水流量的作用，優(yōu)選地，所述反滲透裝置5包括苦咸水反滲透復(fù)合膜裝置或海水反滲透復(fù)合膜裝置。優(yōu)選地，所述濃水回收裝置14包括結(jié)晶裝置、雙極膜電滲析裝置或電解裝置。

傳統(tǒng)的軟化預(yù)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(jī)硫等)、澄清、過濾(如介質(zhì)過濾或膜過濾)的流程。通常向脫硫廢水投加石灰調(diào)節(jié)PH值至11.5以上，并輔助投加絮凝劑和有機(jī)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(yīng)生成碳酸鈣或硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀，與重金屬反應(yīng)生成硫化物沉淀，經(jīng)過沉淀軟化后的水加入絮凝劑絮凝后經(jīng)澄清器沉降，沉淀污泥用污泥輸送泵輸送到脫水系統(tǒng)干化后外運(yùn)填埋，上清液進(jìn)入過濾器去除水中大部分的懸浮物，如后續(xù)減量濃縮工藝對(duì)鈣鎂離子濃度要求較高，經(jīng)過澄清器的上清液也可以進(jìn)入弱酸離子交換器進(jìn)行進(jìn)一步的軟化，以保證系統(tǒng)運(yùn)行過程中無(wú)結(jié)垢類污堵產(chǎn)生。由此可知，該傳統(tǒng)工藝流程長(zhǎng)，投資成本高，運(yùn)行用藥量高。

而傳統(tǒng)的減量濃縮工藝主要為：采用多效或機(jī)械式蒸汽工藝，反滲透或反滲透結(jié)合正滲透工藝，反滲透或反滲透結(jié)合多效及機(jī)械式蒸汽工藝。多效或機(jī)械式蒸汽工藝是經(jīng)軟化過濾后的廢水直接通過多效或機(jī)械式蒸汽蒸發(fā)器對(duì)廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮嗎，此工藝缺點(diǎn)為投資成本高，運(yùn)行成本高。反滲透或反滲透結(jié)合正滲透工藝是經(jīng)軟化過濾后的廢水通過反滲透膜，產(chǎn)水回用，反滲透膜濃水進(jìn)入正滲透工藝進(jìn)行再濃縮，正滲透產(chǎn)水回流至反滲透進(jìn)水進(jìn)行再處理，濃水TDS(溶解性固體總量)可達(dá)20萬(wàn)mg/L，此工藝缺點(diǎn)為投資成本高，膜更換費(fèi)用高，進(jìn)水對(duì)硬度和硅等指標(biāo)要求高，正滲透工藝流程復(fù)雜，運(yùn)行成本較高。反滲透或反滲透結(jié)合多效及機(jī)械式蒸汽工藝是指經(jīng)軟化過濾后的廢水通過反滲透膜，產(chǎn)水回用，反滲透膜濃水進(jìn)入蒸發(fā)器工藝進(jìn)行再濃縮，此工藝缺點(diǎn)為工藝流程長(zhǎng)，投資成本高，運(yùn)行費(fèi)用高。

因此，基于上述現(xiàn)有的工藝方法，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)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(diào)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(jìn)行超濾。

步驟四，超濾后的濾液經(jīng)電滲析濃縮，得到的電滲析產(chǎn)水經(jīng)反滲透脫鹽回收得到純水，得到的電滲析濃水經(jīng)結(jié)晶、電解或雙極膜電滲析回收。優(yōu)選地，反滲透濃水大部分回收至脫硫廢水進(jìn)入下一個(gè)回用流程，小部分濃水經(jīng)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(jīng)噴霧干燥制成固體物回收利用。

本實(shí)用新型工作時(shí)：脫硫廢水經(jīng)過預(yù)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(yù)處理機(jī)構(gòu)2，在反應(yīng)槽21中向脫硫廢水投加石灰調(diào)節(jié)PH值到合適范圍，通常調(diào)整PH值至9.5，與水中的硫酸根離子反應(yīng)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(tǒng)脫水機(jī)15干化后外運(yùn)填埋，澄清池22中的上清液也可回流至預(yù)處理前置調(diào)整槽。澄清池22出水溢流至進(jìn)水池23，通過提升泵26提升至管式膜裝置24，在提升管25內(nèi)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(jìn)水限值范圍內(nèi)，管式膜裝置24產(chǎn)水進(jìn)入后續(xù)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(tǒng)的脫水機(jī)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(tǒng)的脫水機(jī)15，脫水后污泥委外處理，清液也可回流至前置調(diào)整池12。經(jīng)軟化過濾后的廢水通過電滲析器4濃縮，產(chǎn)水回用或進(jìn)入反滲透裝置5進(jìn)行再脫鹽，反滲透裝置5濃水進(jìn)入大部分回流至預(yù)處理前置調(diào)整池12，少量濃水配置噴霧干燥。濃縮TDS可達(dá)到24～28萬(wàn)mg/L。

因此，本實(shí)用新型集投資成本低、運(yùn)行成本低、占地面積小、維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定所有優(yōu)勢(shì)于一身。本實(shí)用新型節(jié)省了傳統(tǒng)脫硫廢水系統(tǒng)傳統(tǒng)工藝的兩到三個(gè)工藝設(shè)備，投資成本極低。其設(shè)計(jì)極大的降低了后續(xù)石灰和碳酸鈉的加藥量，降低運(yùn)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(xù)處理設(shè)備在更好的條件下運(yùn)行，尤其適合溶解性固體總量1.5萬(wàn)～4萬(wàn)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(shù)，可減少濃縮系統(tǒng)的能耗成本。此工藝可設(shè)計(jì)成全自動(dòng)控制，維護(hù)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(wàn)mg/L，故后續(xù)結(jié)晶器運(yùn)行負(fù)荷低，從而投資成本降低。其采用的電滲析技術(shù)的電滲析膜使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)成本低。

由于電滲析產(chǎn)水可進(jìn)入反滲透裝置進(jìn)行濃縮，反滲透裝置濃水大部分回流至前置水池進(jìn)行再處理，少量反滲透裝置濃水配置噴霧干燥設(shè)備制成固廢，因此本實(shí)用新型系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)結(jié)晶鹽資源化，最大化減少固廢處理量或固廢零排放。本實(shí)用新型可使用選擇性離子膜電滲析技術(shù)，可分離一價(jià)、二價(jià)離子，濃縮后的一價(jià)離子通過結(jié)晶器制備工業(yè)級(jí)NaCl鹽，也可使用雙極膜電滲析技術(shù)，可制備鹽酸和氫氧化鈉溶液回收利用。本實(shí)用新型尚有多種實(shí)施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。