本發(fā)明涉及一種火電廠(chǎng)脫硫廢水處理系統(tǒng)及方法，具體涉及一種燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水資源化系統(tǒng)及工作方法。
背景技術(shù)：
《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》要求發(fā)電企業(yè)開(kāi)展廢水深度處理回用，很多地方環(huán)保政策限制外排廢水含鹽量，而且新建電廠(chǎng)環(huán)評(píng)批復(fù)均要求全廠(chǎng)廢水零排放。脫硫廢水含鹽量高，在廠(chǎng)內(nèi)不能直接回用，是燃煤電廠(chǎng)廢水零排放治理的難點(diǎn)。
在限制電廠(chǎng)外排廢水含鹽量的地區(qū)，要實(shí)現(xiàn)脫硫廢水達(dá)標(biāo)排放或零排放，均需對(duì)脫硫廢水進(jìn)行膜脫鹽。由于環(huán)保政策對(duì)電廠(chǎng)節(jié)水要求越來(lái)越高，部分電廠(chǎng)將循環(huán)水排污水和生活污水回用至脫硫系統(tǒng)，造成脫硫廢水中有機(jī)物含量升高。而且部分電廠(chǎng)脫硫廢水中氨氮濃度越來(lái)越高，這主要由于，一，電廠(chǎng)將精處理再生廢水回用作為脫硫系統(tǒng)工藝水；二，為滿(mǎn)足煙氣超凈排放要求，部分電廠(chǎng)脫硝噴入過(guò)量氨，導(dǎo)致氨大量逃逸至脫硫吸收塔。
目前，脫硫廢水常規(guī)處理工藝為“三聯(lián)箱-澄清池-軟化-膜濃縮-蒸發(fā)結(jié)晶”，該工藝存在以下缺陷：脫硫廢水有機(jī)物容易污堵膜，造成膜脫鹽系統(tǒng)無(wú)法穩(wěn)定運(yùn)行；氨影響蒸發(fā)結(jié)晶，增加蒸發(fā)結(jié)晶成本，而且降低結(jié)晶鹽純度，結(jié)晶鹽無(wú)法再利用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水資源化系統(tǒng)及工作方法，該系統(tǒng)及方法能夠降低高鹽廢水處理的運(yùn)行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)火電廠(chǎng)脫硫廢水資源化。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水資源化系統(tǒng)，主要包括軟化單元、電解單元和膜濃縮單元；
所述軟化單元包括調(diào)節(jié)池1、#1沉淀池2、反應(yīng)池3、#2沉淀池4、曝氣沉淀池5、#1混凝劑加藥系統(tǒng)12、#1助凝劑加藥系統(tǒng)13、#1氫氧化鈉加藥系統(tǒng)16、#2混凝劑加藥系統(tǒng)17、#2助凝劑加藥系統(tǒng)18、石膏脫水系統(tǒng)14、石膏回流系統(tǒng)15、氫氧化鎂回流系統(tǒng)19、#2氫氧化鈉加藥系統(tǒng)22、脫硫吸收塔系統(tǒng)20、曝氣系統(tǒng)21；
其中脫硫廢水與調(diào)節(jié)池1進(jìn)水口相連，調(diào)節(jié)池1出水口與#1沉淀池2進(jìn)水口相連，#1沉淀池2出水口與反應(yīng)池3進(jìn)水口相連，反應(yīng)池3出口與#2沉淀池4進(jìn)水口相連，#2沉淀池4出水口與曝氣沉淀池5進(jìn)水口相連，曝氣沉淀池5出水口與后續(xù)電解單元相連；
#1混凝劑加藥系統(tǒng)12與調(diào)節(jié)池1混凝劑加藥口相連，#1助凝劑加藥系統(tǒng)13與調(diào)節(jié)池1助凝劑加藥口相連；#1沉淀池2排泥口與石膏脫水系統(tǒng)14相連；#1氫氧化鈉加藥系統(tǒng)16與反應(yīng)池3氫氧化鈉加藥口相連，#2混凝劑加藥系統(tǒng)17與反應(yīng)池3混凝劑加藥口相連，#2助凝劑加藥系統(tǒng)18與反應(yīng)池3助凝劑加藥口相連，#2沉淀池4底部排泥外售，曝氣沉淀池5出水口與調(diào)節(jié)池1進(jìn)水口相連；#2氫氧化鈉加藥系統(tǒng)22與曝氣沉淀池5氫氧化鈉加藥口相連，曝氣系統(tǒng)21與曝氣沉淀池5底部曝氣管相連，曝氣沉淀池5排泥口與脫硫吸收塔系統(tǒng)20相連；
#1沉淀池2底部排泥口與石膏回流系統(tǒng)15進(jìn)水口相連，石膏回流系統(tǒng)15出水口與調(diào)節(jié)池1進(jìn)水口相連，#2沉淀池4底部排泥口與氫氧化鎂回流系統(tǒng)19進(jìn)水口相連，氫氧化鎂回流系統(tǒng)19出水口與反應(yīng)池3進(jìn)水口相連；
所述電解單元包括中間水池6、電解系統(tǒng)7和加酸系統(tǒng)23；
其中軟化單元的曝氣沉淀池5出水口與中間水池6進(jìn)水口相連，中間水池6出水口與電解系統(tǒng)7進(jìn)水口相連，電解系統(tǒng)7出水口與膜濃縮單元相連，加酸系統(tǒng)23與中間水池6加酸口相連；
所述膜濃縮單元包括過(guò)濾系統(tǒng)8、清水池9、納濾系統(tǒng)10、納濾產(chǎn)水箱11、過(guò)濾器反洗系統(tǒng)24、還原劑加藥系統(tǒng)25；
其中電解單元的電解系統(tǒng)7與過(guò)濾系統(tǒng)8進(jìn)水口相連，過(guò)濾系統(tǒng)8的出水口與清水池9進(jìn)水口相連，清水池9出水口與納濾系統(tǒng)10進(jìn)水口相連，納濾系統(tǒng)10產(chǎn)水口與納濾產(chǎn)水箱11進(jìn)水口相連，納濾系統(tǒng)10濃水口與軟化單元調(diào)節(jié)池1進(jìn)水口相連；清水池9出水口與過(guò)濾器反洗系統(tǒng)24進(jìn)水口相連，過(guò)濾器反洗系統(tǒng)24出水口與過(guò)濾系統(tǒng)8反洗水進(jìn)口相連，過(guò)濾系統(tǒng)8反洗水出口與軟化單元#1沉淀池2相連；還原劑加藥系統(tǒng)25與納濾系統(tǒng)10進(jìn)水口相連。
所述的燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水資源化系統(tǒng)的工作方法，
經(jīng)燃煤電廠(chǎng)常規(guī)“三聯(lián)箱-澄清器”處理后的脫硫廢水呈堿性，硫酸鈣處于亞飽和狀態(tài)，在調(diào)節(jié)池1中與膜濃縮單元納濾濃水混合，納濾濃水中含有大量so42-，因此，調(diào)節(jié)池1中的硫酸鈣處于過(guò)飽和狀態(tài)，結(jié)晶析出，經(jīng)#1沉淀池2固液分離，#1沉淀池2底部石膏排至電廠(chǎng)原有的石膏脫水系統(tǒng)14，#1沉淀池2底部石膏部分返回至調(diào)節(jié)池1起到晶種的作用，提高硫酸鈣的結(jié)晶速率，去除部分ca2+，經(jīng)混凝劑、助凝劑的絮凝作用加速沉降；
反應(yīng)池3加入氫氧化鈉，去除脫硫廢水中mg2+，生成純度高的mg(oh)2，mg(oh)2作為耐火材料外售；#2沉淀池4底部mg(oh)2部分返回至反應(yīng)池3起到晶種的作用，提高mg2+的去除效果，經(jīng)混凝劑、助凝劑的絮凝作用加速沉降，在#2沉淀池實(shí)現(xiàn)固液分離；
曝氣沉淀池5堿性環(huán)境下曝入適量co2，生成純度高的caco3，去除ca2+，caco3作為脫硫劑補(bǔ)到脫硫吸收塔系統(tǒng)20再利用，實(shí)現(xiàn)資源化；
曝氣沉淀池5出水呈強(qiáng)堿性，曝氣沉淀池5出水部分回流至調(diào)節(jié)池1，提高調(diào)節(jié)池ph，降低硫酸鈣的溶度積，提高ca2+去除效果，同時(shí)提高軟化單元對(duì)脫硫廢水總ca2+和mg2+的去除效果；
軟化單元出水加酸調(diào)節(jié)ph至酸性，進(jìn)入電解系統(tǒng)7，去除脫硫廢水中有機(jī)物和氨氮；
經(jīng)軟化單元和電解單元后，脫硫廢水中主要離子為na+、cl-和so42-，經(jīng)過(guò)濾器去除懸浮物，加入還原劑后，進(jìn)入納濾系統(tǒng)10，利用納濾系統(tǒng)10對(duì)so42-的高截留率實(shí)現(xiàn)一二價(jià)離子分離，濃水為nacl和naso4，回至軟化單元調(diào)節(jié)池1，去除ca2+，節(jié)省軟化藥劑費(fèi)用；納濾產(chǎn)水為高濃度nacl溶液，作為化工原料資源化利用。
本發(fā)明具有以下有益效果：
(1)納濾濃水回用至軟化單回調(diào)節(jié)池，和通過(guò)曝入適量二氧化碳，去除ca2+，減少軟化除鈣的藥劑費(fèi)用。
(2)石膏回流和氫氧化鎂回流可分別提高ca2+和mg2+的去除效果。
(3)電解單元高效去除脫硫廢水中氨氮和有機(jī)物，提高膜濃縮單元穩(wěn)定性和氯化鈉產(chǎn)品品質(zhì)。
(4)除ca2+產(chǎn)生的石膏去電廠(chǎng)原有的石膏脫水系統(tǒng)；caco3去脫硫系統(tǒng)作為脫硫劑，資源化利用；除mg2+產(chǎn)生的氫氧化鎂作為防火材料等化工材料外售；整個(gè)系統(tǒng)無(wú)固體廢棄物產(chǎn)生，且保證了各個(gè)單元產(chǎn)生的產(chǎn)品品質(zhì)純度高，實(shí)現(xiàn)深度資源化。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1為調(diào)節(jié)池、2為#1沉淀池、3為反應(yīng)池、4為#2沉淀池、5為曝氣沉淀池、6為中間水池、7為電解系統(tǒng)、8為過(guò)濾系統(tǒng)、9為清水池、10為納濾系統(tǒng)、11為納濾產(chǎn)水箱、12為#1混凝劑加藥系統(tǒng)、13為#1助凝劑加藥系統(tǒng)、14為石膏脫水系統(tǒng)、15為石膏回流系統(tǒng)、16為#1氫氧化鈉加藥系統(tǒng)、17為#2混凝劑加藥系統(tǒng)、18為#2助凝劑加藥系統(tǒng)、19為氫氧化鎂回流系統(tǒng)、20為脫硫吸收塔系統(tǒng)、21為曝氣系統(tǒng)、22為#2氫氧化鈉加藥系統(tǒng)、23為加酸系統(tǒng)、24為過(guò)濾器反洗系統(tǒng)、25為還原劑加藥系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：
如圖1所示，脫硫廢水與調(diào)節(jié)池1進(jìn)水口相連，調(diào)節(jié)池1出水口與#1沉淀池2進(jìn)水口相連，#1沉淀池2出水口與反應(yīng)池3進(jìn)水口相連，反應(yīng)池3出口與#2沉淀池4進(jìn)水口相連，#2沉淀池4出水口與曝氣沉淀池5進(jìn)水口相連，曝氣沉淀池5出水口與中間水池6進(jìn)水口相連，中間水池6出水口與電解系統(tǒng)7進(jìn)水口相連，電解系統(tǒng)7出水口與過(guò)濾系統(tǒng)8進(jìn)水口相連，過(guò)濾系統(tǒng)8的出水口與清水池9進(jìn)水口相連，清水池9出水口與納濾系統(tǒng)10進(jìn)水口相連，納濾系統(tǒng)10產(chǎn)水口與納濾產(chǎn)水箱11進(jìn)水口相連，納濾系統(tǒng)10濃水口與調(diào)節(jié)池1進(jìn)水口相連。
#1混凝劑加藥系統(tǒng)12與調(diào)節(jié)池1混凝劑加藥口相連，#1助凝劑加藥系統(tǒng)13與調(diào)節(jié)池1助凝劑加藥口相連；#1沉淀池2排泥口與石膏脫水系統(tǒng)14相連。
#1氫氧化鈉加藥系統(tǒng)16與反應(yīng)池3氫氧化鈉加藥口相連，#2混凝劑加藥系統(tǒng)17與反應(yīng)池3混凝劑加藥口相連，#2助凝劑加藥系統(tǒng)18與反應(yīng)池3助凝劑加藥口相連，#2沉淀池4底部排泥外售。#2氫氧化鈉加藥系統(tǒng)22與曝氣沉淀池5氫氧化鈉加藥口相連。
#1沉淀池2底部排泥口與石膏回流系統(tǒng)15進(jìn)水口相連，石膏回流系統(tǒng)15出水口與調(diào)節(jié)池1進(jìn)水口相連。#2沉淀池4底部排泥口與氫氧化鎂回流系統(tǒng)19進(jìn)水口相連，氫氧化鎂回流系統(tǒng)19出水口與反應(yīng)池3進(jìn)水口相連。
曝氣系統(tǒng)21與曝氣沉淀池5底部曝氣管相連，曝氣沉淀池5排泥口與脫硫吸收塔系統(tǒng)20相連。
加酸系統(tǒng)23與中間水池6加酸口相連；清水池9出水口與過(guò)濾器反洗系統(tǒng)24進(jìn)水口相連，過(guò)濾器反洗系統(tǒng)24出水口與過(guò)濾系統(tǒng)8反洗水進(jìn)口相連，過(guò)濾系統(tǒng)8反洗水出口與#1沉淀池2相連；還原劑加藥系統(tǒng)25與納濾系統(tǒng)10進(jìn)水口相連。
本發(fā)明所述的燃煤電廠(chǎng)脫硫廢水資源化系統(tǒng)的工作方法如下：
經(jīng)燃煤電廠(chǎng)常規(guī)“三聯(lián)箱-澄清器”處理后的脫硫廢水呈堿性(ph9.5～10.0)，硫酸鈣處于亞飽和狀態(tài)，在調(diào)節(jié)池1中與納濾系統(tǒng)10的濃水濃水混合，納濾系統(tǒng)10的濃水中含有大量so42-，因此，調(diào)節(jié)池1中的硫酸鈣處于過(guò)飽和狀態(tài)，結(jié)晶析出，經(jīng)#1沉淀池2固液分離，#1沉淀池2底部石膏排至電廠(chǎng)原有的石膏脫水系統(tǒng)14，#1沉淀池2底部部分石膏通過(guò)石膏回流系統(tǒng)15返回至調(diào)節(jié)池1起到晶種的作用，提高硫酸鈣的結(jié)晶速率，去除部分ca2+。#1混凝劑加藥系統(tǒng)12和#1助凝劑加藥系統(tǒng)13均與調(diào)節(jié)池1加藥口相連，與調(diào)節(jié)池1助凝劑加藥口相連，經(jīng)混凝劑、助凝劑的絮凝作用加速沉降。
#1沉淀池2出水口與反應(yīng)池3進(jìn)水口相連，反應(yīng)器3通過(guò)#1氫氧化鈉加藥系統(tǒng)16加入氫氧化鈉，去除脫硫廢水中mg2+，生成純度高的mg(oh)2，mg(oh)2作為耐火材料等外售。#2沉淀池4底部mg(oh)2部分通過(guò)氫氧化鎂回流系統(tǒng)19返回至反應(yīng)池3起到晶種的作用，提高mg2+的去除效果。#2混凝劑加藥系統(tǒng)17和#2助凝劑加藥系統(tǒng)18均與反應(yīng)池3加藥口相連，經(jīng)混凝劑、助凝劑的絮凝作用加速沉降，在#2沉淀池4實(shí)現(xiàn)固液分離。
#2沉淀池4出水口與曝氣沉淀池5相連，曝氣沉淀池5通過(guò)#2氫氧化鈉加藥系統(tǒng)22加入氫氧化鈉維持一定的ph，曝氣系統(tǒng)21曝入適量co2，生成純度高的caco3，去除ca2+。caco3可作為脫硫劑補(bǔ)到脫硫吸收塔20再利用，實(shí)現(xiàn)資源化。
曝氣沉淀池5出水呈強(qiáng)堿性，，曝氣沉淀池5出水部分回流至調(diào)節(jié)池1，可提高調(diào)節(jié)池ph，降低硫酸鈣的溶度積，提高ca2+去除效果，同時(shí)提高軟化單元對(duì)脫硫廢水總ca2+和mg2+的去除效果。
曝氣沉淀池5出水口與中間水池6進(jìn)水口相連，加酸系統(tǒng)23與中間水池6加酸口相連，調(diào)節(jié)ph至4.0～6.0，進(jìn)入電解系統(tǒng)7，去除脫硫廢水中有機(jī)物和氨氮。
經(jīng)軟化單元和電解單元后，脫硫廢水中主要離子為na+、cl-和so42-，經(jīng)過(guò)濾系統(tǒng)8去除懸浮物，還原劑加藥系統(tǒng)25與納濾系統(tǒng)10進(jìn)水口相連，加入還原劑后，進(jìn)入納濾系統(tǒng)10，利用納濾系統(tǒng)10對(duì)so42-的高截留率實(shí)現(xiàn)一二價(jià)離子分離，納濾系統(tǒng)10濃水為nacl和naso4，回至軟化單元調(diào)節(jié)池1，去除ca2+，節(jié)省軟化藥劑費(fèi)用；納濾系統(tǒng)10產(chǎn)水為高濃度nacl溶液，可作為化工原料資源化利用。
電解系統(tǒng)7出水口與過(guò)濾系統(tǒng)8進(jìn)水口相連，過(guò)濾系統(tǒng)8的出水口與清水池9進(jìn)水口相連，清水池9出水口與納濾系統(tǒng)10進(jìn)水口相連。清水池9出水口與過(guò)濾器反洗系統(tǒng)24進(jìn)水口相連，過(guò)濾器反洗系統(tǒng)24出水口與過(guò)濾系統(tǒng)8反洗水進(jìn)口相連，過(guò)濾系統(tǒng)8反洗水出口與#1沉淀池2相連，過(guò)濾器反洗水回收后回用。
以上所述僅是本發(fā)明的實(shí)施步驟的舉例，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。