本實用新型涉及一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水的軟化處理裝置，屬于廢水處理設備領域。

背景技術：

隨著國家環(huán)保政策的不斷完善，人們環(huán)保減排意識的提高，脫硫廢水的處理與循環(huán)利用變得越來越重要，脫硫廢水中鈣鎂硬度含量高、隨前端煙氣脫硫工況變化水量和水質變化波動大，為保證后續(xù)深度處理的穩(wěn)定連續(xù)運行，前期的軟化預處理十分重要。

目前，常用的典型的水軟化處理工藝主要是：a.基于溶度積原理，主要包括藥劑軟化法或沉淀軟化法；b. 基于離子交換原理，主要是離子交換軟化法，此方法不適用于TDS很高的脫硫廢水；c. 基于電滲析原理，主要是電滲析技術。

以上技術應用于廢水處理，在實際運行中或因廢水的流量變化、化學成分變化而難以持續(xù)穩(wěn)定進行，流程復雜，設備維護工作量大，維修成本高；或因藥劑投加量大，藥劑成本高，給運行單位造成很大的經(jīng)濟負擔，制約了以上技術的推廣。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種可持續(xù)穩(wěn)定運行，降低廢水處理成本的去除脫硫廢水鈣、鎂離子的裝置。

本實用新型的技術方案是，提供一種石灰石-石膏濕法煙氣脫硫廢水的軟化處理裝置，包括相互串聯(lián)的第一反應器和第二反應器；每個反應器均包括反應區(qū)和沉淀區(qū)，反應區(qū)位于沉淀區(qū)的上方且與沉淀區(qū)相互連通；每個反應器均設有進水口、出水口、加藥口、出泥口和攪拌器；攪拌器均位于每個反應器的反應區(qū)，出水口位于每個反應器的下部；進水口、加藥口均位于每個反應器的上部；出泥口均位于每個反應器的沉淀區(qū)底部；第一反應器的進水口連接進水管，第二反應器的出水口連接出水管，第二反應器的頂部連接出氣管，第二反應器的反應區(qū)底部連接進氣管。

進一步地，沉淀區(qū)的底面為倒置的圓錐面。

進一步地，每個反應器內(nèi)均設有浮筒式潷水器。

進一步地，每個反應器的反應區(qū)均安裝有pH測量儀。

進一步地，在每個反應器的沉淀區(qū)上部設有注水口，注水口通過管道與水泵相連。

進一步地，所述攪拌器為側入式攪拌器。

進一步地，每個反應器的反應區(qū)均安裝有液位計。

進一步地，所述進氣管上安裝有離心式鼓風機。

進一步地，所述進氣口為多個，每個進氣口處設有布氣管，布氣管的管口斜向朝下。

進一步地，所述布氣管與水平面的夾角為45度。

進一步地，所述注水口為多個，每個注水口處設有注水管，注水管的管口斜向朝下。

進一步地，所述注水管與水平面的夾角為45度。

本實用新型的基本思路是：利用兩個反應器：除鎂反應器（第一反應器）和碳化反應器（第二反應器），除鎂反應器主要用于除去鎂離子，碳化反應器主要用于去除上一步加入的鈣離子及廢水中的鈣離子。

（1）將pH為4～6未處理的脫硫廢水，或常規(guī)處理后pH為6～9的脫硫廢水作為處理對象，送至除鎂反應器中進行處理，廢水處理時按時間順序先向除鎂反應器中加入石灰乳進行化學沉淀反應，石灰乳的具體加藥量根據(jù)原廢水中鎂離子濃度及出水允許最高鎂離子濃度理論計算確定，關鍵在于控制中和后的pH值≥10；然后向除鎂反應器中加入助凝劑，如PAM，充分攪拌后靜置后得到廢水上清液。

（2）將步驟（1）所得廢水上清液送入碳化反應器中，通入煙道氣，利用煙道氣中的CO₂與廢水中Ca²⁺產(chǎn)生CaCO₃沉淀；廢水中通入煙道氣會使得廢水的pH值持續(xù)下降，煙道氣的汽水比根據(jù)理論計算確定，通氣時間根據(jù)pH值確定，關鍵在于控制中和后的pH值≥9；當pH值達到臨界值后，停止通氣，投加Na₂CO₃精調(diào)，然后向碳化反應器中加入助凝劑，如PAM ，充分攪拌后靜置后得到廢水上清液，即完成軟化處理。

除鎂反應器產(chǎn)泥有小部分回流至除鎂反應器中，作為下次反應的晶種；碳化反應器產(chǎn)泥有小部分回流至碳化反應器中，作為下次反應的晶種。

相對于現(xiàn)有技術而言，主要是除鎂反應器投加藥劑由原有的氫氧化鈉改為石灰乳，降低了藥劑成本；碳化反應器中采用煙氣中的CO₂代替碳酸鈉，大大降低了藥劑成本，并且可以去除過量石灰乳帶入系統(tǒng)中的Ca²⁺，有效利用煙氣中的CO₂，將廢氣資源化。同時，本方法采用序批式反應，通過控制重要的反應參數(shù)以及重要的出水指標，采用靈活的反應時間跟加藥量來克服水質波動大造成的出水水質不達標的情況。

氫氧化鈉+碳酸鈉法的藥劑成本中氫氧化鈉約占85%，碳酸鈉約占15%，而藥劑成本約占總運行成本99%；石灰+碳化法采用氫氧化鈣，使用量略少于氫氧化鈉，同等規(guī)模的投加費用約為氫氧化鈉的26%，碳酸鈉的藥劑費用忽略不計，綜合其他費用，總的運行費用石灰+碳化法約為氫氧化鈉+碳酸鈉法的27%左右。

總之，與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

1、設備配置簡單，操作穩(wěn)定便于控制；

2、可有效的穩(wěn)定的去除廢水中鈣鎂硬度，耐水質波動大的沖擊；

3、有效降低投加的藥劑量，大大降低運行成本；

4、所使用煙氣取自鍋爐排放的煙道氣經(jīng)過除塵、脫硝及脫硫處理CEMS后的煙道，反應完成后可自由排放，無其他有毒有害物質產(chǎn)生。

附圖說明

圖1表示實施例1的軟化處理裝置的結構示意圖；

圖1中，21-第一反應器；22-第二反應器；23-真空脫水機；24-濾液坑；25-進氣管；26-污泥泵；27-出氣管；28-進水管；29-出水管。

圖2主要表示第二反應器的結構示意圖；

圖中，1-碳化反應箱；2-側入式攪拌器；3-進水口；4-混凝劑進液口；5-助凝劑進液口；6-備用口；7-浮筒式潷水器；8-反應后煙氣出口；9-出泥口；10-電動閥；11-環(huán)形布氣口；12-環(huán)形沖洗口；13-離心式鼓風機；14-沖洗水泵。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例1

本實施例提供一種用于去除脫硫廢水鈣、鎂離子的裝置，其結構的連接示意圖如圖1所示，包括第一反應器21和第二反應器22，分別用于除鎂和鈣離子；第一反應器21中通過加入石灰乳來使鎂離子沉淀，鎂泥通過第一反應器21下方的污泥泵26泵送至真空脫水機23，少量的鎂泥由污泥泵26泵送回到第一反應器21作為鎂沉淀反應的晶種。第一反應器21的上清液流到第二反應器22，通過進氣管25輸送二氧化碳進入第二反應器22，用于鈣離子的沉淀，鈣泥的輸送與鎂泥相同，未反應的氣體通過出氣管27排出，上清液通過出水管29流出。

第一反應器21和第二反應器22的結構整體上較為類似，區(qū)別在于第一反應器21是用石灰乳作為沉淀鎂離子的藥劑，而第二反應器22用煙氣中的二氧化碳作為沉淀鈣離子的藥劑。所以第一反應器21沒有出氣和進氣的管道。

第二反應器22的結構如圖2所示，包括碳化反應箱1，即廢水與二氧化碳的反應區(qū)，箱體頂部設置有反應后的煙氣出口8，即出氣口，上部分別設置有廢水的進水口3、混凝劑進液口4、助凝劑進液口5（混凝劑進液口4和助凝劑進液口5均屬于加藥口），以及側壁設置有浮筒式潷水器7，側入式攪拌器2。在碳化反應箱1底部的外圍設置環(huán)形布氣口11（用于通入煙氣，即進氣口）和環(huán)形沖洗口12（即注水口），箱體底部設置有出泥口9。環(huán)形布氣口11與煙道相連，煙道中的煙氣通過離心式鼓風機13加壓通入碳化反應箱1，環(huán)形沖洗口12與沖洗水泵14出口相連，排泥結束后用軟化水沖洗泥斗（即為沉淀區(qū)），防止沉淀板結。圖1中的反應區(qū)和沉淀區(qū)基本顯示了剖視示意圖，而環(huán)形布氣口和環(huán)形沖洗口在正面示意出了一處進氣口和注水口。該裝置的上部還設有備用口6，可以用于進水、也可以出水。出泥口9和浮筒式潷水器7的出水處均設有電動閥10。

本實用新型的曝氣時間，絮凝沉淀時間均可由PLC全程自動控制，廢水的pH調(diào)節(jié)和各種藥劑投加量也都可由PLC全程自動控制。工藝系統(tǒng)中所有與廢水或含鹽漿液直接接觸的設備部件，均應采用可耐氯離子腐蝕的材料或耐氯離子防腐層保護，如316L、2205、襯膠、襯玻璃鋼及耐氯塑料等。

利用上述裝置去除脫硫廢水的鈣離子的工藝流程如下（鎂離子的去除工藝與以下工藝相似）：

第一步，將除去鎂離子的脫硫廢水引入碳化反應箱1內(nèi)；

第二步，碳化反應箱1通入煙氣，煙氣取自鍋爐排放的煙道氣經(jīng)過除塵、脫硝及脫硫處理CEMS后的煙道，CO₂濃度為12%~13%。側入式攪拌器2充分攪拌，煙氣投加至pH值為9~9.5時停止通氣，此時廢水中的鈣離子基本去除，可保證出水鈣離子濃度能穩(wěn)定達標。

第三步，停止通氣后充分攪拌5min，在碳化反應箱中加入濃度為4%的聚鐵（聚合硫酸鐵）0.25mL/L和濃度為0.05%的聚丙烯酰胺0.2mL/L，低速攪拌55min，停止攪拌。

第四步，廢水在碳化反應器中自然沉淀，泥水分離，上清液達標進入后續(xù)工藝段，含碳污泥經(jīng)泵提升至脫硫系統(tǒng)濾液坑，循環(huán)使用。

第五步，排泥結束后用軟化反應產(chǎn)水沖洗泥斗，防止沉淀板結。

上述實施例闡明的內(nèi)容應當理解為這些實施例僅用于更清楚地說明本實用新型，而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。