本實用新型涉及火電廠脫硫廢水處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在以后很長一段時間內(nèi)，我國的能源結(jié)構(gòu)決定了燃煤火力發(fā)電是我國能源供給的主要來源。由于煤炭等化石原料的大量煅燒，火電廠會排放大量的二氧化硫，帶來嚴(yán)重的大氣污染問題。

在現(xiàn)有的眾多煙氣脫硫方法中，石灰石(石灰)-石膏濕法煙氣脫硫是應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)，具有設(shè)備簡單、脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高等優(yōu)點(diǎn)。該方法采用鈣基吸收劑(石灰石或石灰)作為脫硫劑，煙氣中的二氧化硫被清除的同時會產(chǎn)生脫硫廢水。

國務(wù)院在2015年發(fā)布了《水污染行動計劃》(《水十條》)，這意味著國家將強(qiáng)化對各類水污染的治理力度，脫硫廢水成分復(fù)雜、含有重金屬，直接排放會造成嚴(yán)重的水污染。如何經(jīng)濟(jì)高效地處理脫硫廢水、實現(xiàn)廢水中有用資源的回用，進(jìn)而達(dá)到脫硫廢水的零排放，是火力發(fā)電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路，也是未來脫硫廢水系統(tǒng)研究的重要方向。

因此，本申請人致力于提供一種適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，可以去除脫硫廢水中的重金屬等污染物，還可以去除脫硫廢水中的鈣離子、鎂離子等易結(jié)垢成分，從而在脫硫廢水的后續(xù)深度處理中可以有效防止設(shè)備結(jié)垢，另外，還可以降低運(yùn)行成本。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)，包括：三聯(lián)箱反應(yīng)池，所述三聯(lián)箱反應(yīng)池包括用于進(jìn)行中和沉淀的第一反應(yīng)池、用于進(jìn)行硫化物沉淀的第二反應(yīng)池及用于進(jìn)行混凝反應(yīng)的第三反應(yīng)池，且所述第一反應(yīng)池、第二反應(yīng)池和第三反應(yīng)池依次連通；用于添加堿性試劑的堿性試劑加藥箱；用于添加硫化物的有機(jī)硫化物加藥箱；用于添加絮凝劑的絮凝劑加藥箱；用于添加助凝劑的助凝劑加藥箱；用于進(jìn)行物理吸附的二級反應(yīng)池；用于添加吸附劑的吸附劑加藥箱；用于軟化脫硫廢水的三級反應(yīng)池；用于添加硫酸鈉的硫酸鈉加藥箱；用于添加石灰乳的石灰乳加藥箱；用于進(jìn)行沉淀分離的濃縮澄清池。

其中，所述三聯(lián)箱反應(yīng)池的出口導(dǎo)通連接至所述二級反應(yīng)池，所述二級反應(yīng)池的出口導(dǎo)通連接至所述三級反應(yīng)池，所述三級反應(yīng)池的出口導(dǎo)通連接至所述濃縮澄清池，所述濃縮澄清池具有第一出口和第二出口，所述第一出口用于導(dǎo)出液體，所述第二出口用于導(dǎo)出固體雜質(zhì)。

所述堿性試劑加藥箱的出口導(dǎo)通連接至所述第一反應(yīng)池，所述有機(jī)硫化物加藥箱的出口導(dǎo)通連接至所述第二反應(yīng)池，所述絮凝劑加藥箱及助凝劑加藥箱的出口導(dǎo)通連接至所述第三反應(yīng)池，所述吸附劑加藥箱出口導(dǎo)通連接至二級反應(yīng)池，所述硫酸鈉加藥箱、石灰乳加藥箱的出口均導(dǎo)通連接所述三級反應(yīng)池。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：壓縮機(jī)，與所述三級反應(yīng)池連接，用于壓縮凈煙氣并輸送至所述三級反應(yīng)池中。

優(yōu)選地，所述堿性試劑加藥箱向所述第一反應(yīng)池中添加的藥劑為石灰乳；和/或；所述有機(jī)硫化物加藥箱向所述第二反應(yīng)池中添加的藥劑為有機(jī)硫TMT-15；和/或；所述絮凝劑加藥箱向所述第三反應(yīng)池中添加的藥劑為聚合硫酸鋁鐵，且加料量為2.5mL/L，所述助凝劑加藥箱向所述第三反應(yīng)池中添加的藥劑為聚丙烯酰胺，且加料量為2.0mL/L。

優(yōu)選地，所述吸附劑加藥箱添加的吸附劑為天然沸石或改性沸石。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：凈水箱，與所述濃縮澄清池連通；pH調(diào)節(jié)器，設(shè)置在所述濃縮澄清池和凈水箱之間。

優(yōu)選地，所述濃縮澄清池的第一出口設(shè)置在所述濃縮澄清池的池底上方。

優(yōu)選地，所述三聯(lián)箱反應(yīng)池中的第一反應(yīng)池、第二反應(yīng)池及第三反應(yīng)池中分別設(shè)有攪拌器，所述二級反應(yīng)池、三級反應(yīng)池及濃縮澄清池中也分別設(shè)有攪拌器。

本實用新型的適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下任意一種有益效果。

1、本實用新型的預(yù)處理系統(tǒng)可以采用化學(xué)沉淀法與物理吸附法處理相結(jié)合的方式來處理脫硫廢水，從而有效去除脫硫廢水中的重金屬離子，其中，絮凝反應(yīng)能沉淀大量懸浮物，降低水體濁度。

2、本實用新型的預(yù)處理系統(tǒng)通過壓縮機(jī)將脫硫凈煙氣中通入到三級反應(yīng)池中進(jìn)行曝氣，其中的CO₂氣體對脫硫廢水進(jìn)行軟化處理，從而有效去除脫硫廢水中的鈣離子、鎂離子等易結(jié)垢成分，有利于后續(xù)脫硫廢水深度處理的順利進(jìn)行，另外，相比傳統(tǒng)的石灰-純堿軟化法，這樣設(shè)置可以大幅降低藥劑費(fèi)用，從而進(jìn)一步減少系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

3、本實用新型的預(yù)處理系統(tǒng)中采用的吸附劑為天然沸石及改性沸石，這兩種吸附劑均可以有效去除脫硫廢水中的重金屬離子，并且，這兩種材料來源廣泛、價格低廉，從而進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1是本實用新型的適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)的一種具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)號說明：

三聯(lián)箱反應(yīng)池100，第一反應(yīng)池110，堿性試劑加藥箱111，第二反應(yīng)池120，有機(jī)硫化物加藥箱121，第三反應(yīng)池130，絮凝劑加藥箱131，助凝劑加藥箱132；二級反應(yīng)池200，吸附劑加藥箱210；三級反應(yīng)池300，硫酸鈉加藥箱310，石灰乳加藥箱320；濃縮澄清池400；壓縮機(jī)500；凈水箱610，pH調(diào)節(jié)器620。

具體實施方式

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

如圖1所示，本具體實施例公開了一種適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)，包括：三聯(lián)箱反應(yīng)池100，三聯(lián)箱反應(yīng)池100包括用于進(jìn)行中和沉淀的第一反應(yīng)池110、用于進(jìn)行硫化物沉淀的第二反應(yīng)池120及用于進(jìn)行混凝反應(yīng)的第三反應(yīng)池130，且第一反應(yīng)池110、第二反應(yīng)池120和第三反應(yīng)池130依次連通；用于添加堿性試劑的堿性試劑加藥箱111；用于添加硫化物的有機(jī)硫化物加藥箱121；用于添加絮凝劑的絮凝劑加藥箱131；用于添加助凝劑的助凝劑加藥箱132；用于進(jìn)行物理吸附的二級反應(yīng)池200；用于添加吸附劑的吸附劑加藥箱210；用于軟化脫硫廢水的三級反應(yīng)池300；用于添加硫酸鈉的硫酸鈉加藥箱310；用于添加石灰乳的石灰乳加藥箱320；用于進(jìn)行沉淀分離的濃縮澄清池400。

三聯(lián)箱反應(yīng)池100的出口導(dǎo)通連接至二級反應(yīng)池200，二級反應(yīng)池200的出口導(dǎo)通連接至三級反應(yīng)池300，三級反應(yīng)池300的出口導(dǎo)通連接至濃縮澄清池400，濃縮澄清池400具有第一出口和第二出口，第一出口用于導(dǎo)出液體，第二出口用于導(dǎo)出固體雜質(zhì)。

堿性試劑加藥箱111的出口導(dǎo)通連接至第一反應(yīng)池110，有機(jī)硫化物加藥箱121的出口導(dǎo)通連接至第二反應(yīng)池120，絮凝劑加藥箱131及助凝劑加藥箱132的出口導(dǎo)通連接至第三反應(yīng)池130，吸附劑加藥箱210出口導(dǎo)通連接至二級反應(yīng)池200，硫酸鈉加藥箱310、石灰乳加藥箱320的出口均導(dǎo)通連接三級反應(yīng)池300。

具體的，系統(tǒng)還包括：壓縮機(jī)500，與三級反應(yīng)池300連接，用于壓縮凈煙氣并輸送至三級反應(yīng)池300中。脫硫塔排出的凈煙氣中CO₂的含量一般為8％-18％，凈煙氣經(jīng)過壓縮機(jī)壓縮后通入脫硫廢水中，同時向三級反應(yīng)池中添加石灰乳和硫酸鈉，從而有效去除脫硫廢水中的鎂離子和鈣離子。

具體的，堿性試劑加藥箱111向第一反應(yīng)池110添加的藥劑為石灰乳；有機(jī)硫化物加藥箱121向第二反應(yīng)池120中添加的藥劑為有機(jī)硫TMT-15；絮凝劑加藥箱131向第三反應(yīng)池130中添加的藥劑為聚合硫酸鋁鐵，且加料量為2.5mL/L，助凝劑加藥箱132向第三反應(yīng)池130中添加的藥劑為聚丙烯酰胺，且加料量為2.0mL/L。這樣設(shè)置可以使脫硫廢水在三聯(lián)箱反應(yīng)池中去除脫硫廢水中大部分的重金屬，有效降低脫硫廢水的濁度。

在本實施例中，吸附劑加藥箱210添加的吸附劑為改性沸石，具體為NaCl改性沸石，其改性過程為：天然沸石和NaCl的質(zhì)量比為1:2，水浴攪拌后用蒸餾水洗滌至中性，然后烘干，就可以得到NaCl改性沸石。

在本實施例中預(yù)處理系統(tǒng)還包括：凈水箱610，與濃縮澄清池400連通；pH調(diào)節(jié)器620，設(shè)置在所述濃縮澄清池400和凈水箱610之間。也就是說，濃縮澄清池400中的液體流到凈水箱前，需要經(jīng)過pH調(diào)節(jié)器620調(diào)解pH至中性，從而避免凈水箱中收集到的液體過酸或過堿。

具體的，濃縮澄清池400的第一出口設(shè)置在濃縮澄清池400的池底上方，這樣設(shè)置可以使?jié)饪s澄清池400中的上層清液從第一出口溢流至凈水箱中，從而使?jié)饪s澄清池中的懸浮物和膠體更充分地沉淀到池底。

具體的，三聯(lián)箱反應(yīng)池100中的第一反應(yīng)池110、第二反應(yīng)池120及第三反應(yīng)池130中分別設(shè)有攪拌器，二級反應(yīng)池200、三級反應(yīng)池300及濃縮澄清池400中也分別設(shè)有攪拌器。通過設(shè)置攪拌器，可以使每個反應(yīng)池中的反應(yīng)進(jìn)行地更為充分。

當(dāng)然了，在其他具體實施例中，本實用新型中的吸附劑還可以采用天然沸石或其他種類的改性沸石，例如：高溫改性沸石，改性過程為：天然沸石在400～450°高溫煅燒后；酸改性沸石，改性過程：天然沸石與鹽酸的質(zhì)量比為5:1，水浴攪拌后通過蒸餾水洗滌至中性，然后烘干，就可以得到酸改性沸石。

此外，本實用新型的預(yù)處理系統(tǒng)向三聯(lián)箱反應(yīng)池中添加的化學(xué)試劑可以根據(jù)實際需要進(jìn)行調(diào)整；壓縮機(jī)可以選擇性設(shè)置；可以選擇專門的CO₂供給罐對三級反應(yīng)池中的液體進(jìn)行曝氣；凈水箱、pH調(diào)節(jié)器均可以根據(jù)需要選擇性設(shè)置，此處不再贅述。

示例性的，如圖1所示，本實用新型的適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)的實施例的具體應(yīng)用情況如下：

1、中和沉淀：待處理的脫硫廢水進(jìn)入第一反應(yīng)池110，加入石灰乳溶液，調(diào)節(jié)第一反應(yīng)池110中溶液的pH至9，通過攪拌器攪拌，使水中的Pb²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺等重金屬離子轉(zhuǎn)變成不溶或難溶的金屬氫氧化物形式，再通過沉淀而分離；

2、硫化物沉淀：中和沉淀后的脫硫廢水進(jìn)入第二反應(yīng)池120中，加入有機(jī)硫TMT-15，通過攪拌器攪拌，促使多種重金屬離子與S^2-反應(yīng)生成溶度積很小的沉淀物，之后通過沉淀分離；

3、混凝反應(yīng)：硫化物沉淀后得到的脫硫廢水進(jìn)入到第三反應(yīng)池130中，加入助凝劑和混凝劑，并通過攪拌器攪拌，其中，助凝劑選用聚丙烯酰胺(PAM)，混凝劑選用硫酸鋁鐵(PAFS)，且PAFS及PAM的加藥量分別為2.5mL/L、2.0mL/L，其中硫酸鋁鐵的制備方法為堿中和共聚法，具體以硫酸鐵和硫酸鋁為原料，按照n(Al³⁺)：n(Fe³⁺)＝2：3的比例制備聚合硫酸鋁鐵(PAFS)，通過混凝反應(yīng)，可以降低脫硫廢水的濁度；

4、物化吸附：經(jīng)過混凝反應(yīng)后的脫硫廢水經(jīng)過過濾后進(jìn)入二級反應(yīng)池200，向二級反應(yīng)池200中加入吸附劑，并離心分離；

5、軟化處理：經(jīng)過物化吸附后的脫硫廢水進(jìn)入三級反應(yīng)池300中，通過壓縮機(jī)500向三級反應(yīng)池300中通入凈煙氣進(jìn)行曝氣，同時向三級反應(yīng)池300內(nèi)添加石灰乳和硫酸鈉；

第一步反應(yīng)：石灰乳與脫硫廢水中的鎂離子反應(yīng)，并生成鎂離子沉淀物，同時硫酸鈉與脫硫廢水中的鈣離子反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，同時生成氫氧化鈉。

第二步反應(yīng)：壓縮機(jī)500通入的凈煙氣中的二氧化碳與第一步反應(yīng)的產(chǎn)物繼續(xù)反應(yīng)，生成碳酸鈣沉淀，從而進(jìn)一步除去鈣離子。

6、濃縮澄清：軟化處理后的脫硫廢水進(jìn)入濃縮澄清池400，濃縮澄清池400對泥渣進(jìn)行分離和濃縮，通過控制脫硫廢水的上升流速可以獲得較長的停留時間，從而使大部分懸浮物及膠體沉淀濃縮為污泥，污泥從濃縮澄清池400的第二出口經(jīng)泥渣泵外排，濃縮澄清池400中的上清液通過第一出口溢流進(jìn)入凈水箱610，且上清液進(jìn)入凈水箱610前還經(jīng)過了pH調(diào)節(jié)器620來調(diào)節(jié)上清液的pH值。

本實用新型的適用于火電廠脫硫廢水的預(yù)處理系統(tǒng)對脫硫廢水的預(yù)處理步驟簡單、操作便捷，可以實現(xiàn)脫硫廢水中重金屬離子的達(dá)標(biāo)排放，同時處理了脫硫廢水中的鈣離子、鎂離子等易結(jié)垢成分，可以在脫硫廢水的后續(xù)深度處理中有效防止設(shè)備結(jié)垢，從而達(dá)到較好的預(yù)處理效果。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。