同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的ss、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和cod的處理裝置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的處理裝置及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]石灰石一石膏濕法脫硫是世界上應(yīng)用最多、技術(shù)最成熟的煙氣脫硫工藝，該工藝運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生一定量的脫硫廢水(FGD廢水)，此脫硫廢水水質(zhì)偏酸性(pH —般為4?6)，含有大量的懸浮物，高C0D、高含鹽量，且含有多種重金屬(Hg、Cr、Cd、Pb、As等)。針對(duì)該脫硫廢水，目前火電廠普遍采用的處理工藝為傳統(tǒng)的“中和一沉淀反應(yīng)一絮凝”工藝，對(duì)于一般的脫硫廢水，此工藝可有效地調(diào)節(jié)廢水酸堿性及去除水中大部分重金屬污染物(張利權(quán)等.水處理技術(shù)，2015 )，但此工藝對(duì)SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽以及C0D的去除效果甚微，隨著水體排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷嚴(yán)格以及脫硫廢水水質(zhì)變得更加復(fù)雜，脫硫廢水中這些污染物濃度往往會(huì)很高——SS(最高達(dá)60000?70000 mg/L)、氟化物(F最高達(dá)300?500mg/L)、硫酸鹽(S042 最高達(dá) 10000 ?15000mg/L)、砷酸鹽(As (II1、V )最高達(dá) 20 ?30 mg/L)、COD (最高達(dá)1000?1500 mg/L)。當(dāng)上述這些污染物濃度過高時(shí)，現(xiàn)有的處理工藝無(wú)法滿足出水要求，而且會(huì)造成處理系統(tǒng)污泥負(fù)荷過大，影響整個(gè)工藝系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行(ShintaroHon jo et al.8 th Power Plant Air Pollutant Conrol Mega Symposium 2010，2010)。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)出一種同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的處理裝置及處理方法是個(gè)丞待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要針對(duì)目前脫硫廢水中SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D濃度高，而現(xiàn)有處理工藝無(wú)法滿足達(dá)標(biāo)排放要求的問題，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的處理裝置及處理方法。該處理裝置及處理方法可經(jīng)濟(jì)有效地同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽以及C0D等污染物，使出水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)DL/T997-2006規(guī)定的排放要求。
[0004]本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是:該同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的處理裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于:包括設(shè)置有沉淀池溢流口的沉淀池、一號(hào)輸送栗、設(shè)置有第一反應(yīng)箱溢流口的第一反應(yīng)箱、設(shè)置在第一反應(yīng)箱底部的曝氣裝置、鼓風(fēng)機(jī)、用于投加CaO或0&(0!1)2的一號(hào)投加裝置、設(shè)置有第二反應(yīng)箱溢流口的第二反應(yīng)箱、第二反應(yīng)箱攪拌裝置、用于投加鈣鹽、酸及絮凝劑的二號(hào)投加裝置、設(shè)置有一級(jí)澄清器溢流口的一級(jí)澄清器、一級(jí)澄清器攪拌裝置、一號(hào)污泥輸送栗、污泥處置機(jī)構(gòu)、二號(hào)輸送栗、設(shè)置有第三反應(yīng)箱溢流口的第三反應(yīng)箱、第三反應(yīng)箱攪拌裝置、用于投加硫化物及堿劑的三號(hào)投加裝置、設(shè)置有絮凝箱溢流口的絮凝箱、絮凝箱攪拌裝置、用于投加絮凝劑的四號(hào)投加裝置、一號(hào)管道混合器、用于投加助凝劑的五號(hào)投加裝置、設(shè)置有二級(jí)澄清器溢流口的二級(jí)澄清器、二級(jí)澄清器攪拌裝置、二號(hào)污泥輸送栗、三號(hào)輸送栗、過濾裝置、二號(hào)管道混合器和用于投加酸堿的六號(hào)投加裝置，所述沉淀池中的沉淀池溢流口通過管路和一號(hào)輸送栗連接，所述一號(hào)輸送栗通過管路和第一反應(yīng)箱連接，所述一號(hào)投加裝置安裝在第一反應(yīng)箱上，所述鼓風(fēng)機(jī)通過管路和曝氣裝置連接，所述第一反應(yīng)箱通過第一反應(yīng)箱溢流口和第二反應(yīng)箱連接，所述第二反應(yīng)箱攪拌裝置和二號(hào)投加裝置均安裝在第二反應(yīng)箱上，所述第二反應(yīng)箱上的第二反應(yīng)箱溢流口通過管路和一級(jí)澄清器連接，所述一級(jí)澄清器攪拌裝置安裝在一級(jí)澄清器上，所述一級(jí)澄清器通過管路和一號(hào)污泥輸送栗連接，所述一號(hào)污泥輸送栗通過管路分別連接在第一反應(yīng)箱和污泥處置機(jī)構(gòu)上，所述一級(jí)澄清器上的一級(jí)澄清器溢流口通過管路和二號(hào)輸送栗連接，該二號(hào)輸送栗通過管路和第三反應(yīng)箱連接，所述第三反應(yīng)箱攪拌裝置和三號(hào)投加裝置均安裝在第三反應(yīng)箱上，所述第三反應(yīng)箱通過第三反應(yīng)箱溢流口和絮凝箱連接，所述絮凝箱攪拌裝置和四號(hào)投加裝置均安裝在絮凝箱上，所述絮凝箱上的絮凝箱溢流口通過管路和一號(hào)管道混合器連接，所述五號(hào)投加裝置安裝在一號(hào)管道混合器上，所述一號(hào)管道混合器通過管路和二級(jí)澄清器連接，所述二級(jí)澄清器攪拌裝置安裝在二級(jí)澄清器上，所述二級(jí)澄清器通過管路和二號(hào)污泥輸送栗連接，所述二號(hào)污泥輸送栗通過管路分別連接在第一反應(yīng)箱和污泥處置機(jī)構(gòu)上，所述二級(jí)澄清器上的二級(jí)澄清器溢流口通過管路和三號(hào)輸送栗連接，所述三號(hào)輸送栗通過管路和過濾裝置連接，所述過濾裝置通過管路和二號(hào)管道混合器連接，所述六號(hào)投加裝置安裝在二號(hào)管道混合器上。
[0005]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述沉淀池上設(shè)置有進(jìn)水管。
[0006]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述一級(jí)澄清器的底部通過管路和一號(hào)污泥輸送栗連接，所述二級(jí)澄清器的底部通過管路和二號(hào)污泥輸送栗連接。
[0007]—種同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的處理方法，其特點(diǎn)在于:所述處理方法的步驟如下:
(A)將脫硫廢水引進(jìn)沉淀池進(jìn)行初級(jí)沉淀；
(B)將步驟(A)沉淀池中的出水引入第一反應(yīng)箱，投加藥劑并鼓入空氣；投加的藥劑為Ca(0H)2S CaO，鼓入空氣采用底部曝氣的方式；
(C)步驟(B)的出水自流進(jìn)入第二反應(yīng)箱，向第二反應(yīng)箱中投加酸、鈣鹽和絮凝劑，并進(jìn)行攪拌；
(D)將步驟(C)的出水引入一級(jí)澄清器，進(jìn)行固液分離；
(E)將步驟(D)中的上清液引入第三反應(yīng)箱，投加藥劑并進(jìn)行攪拌，所投加的藥劑為硫化物和堿；步驟(D)中產(chǎn)生污泥一部分回流至第一反應(yīng)箱，另一部分進(jìn)行脫水處理；
(F)將步驟(E)的出水引入絮凝箱，進(jìn)行絮凝反應(yīng)；
(G)將步驟(F)得到的絮凝反應(yīng)混合液引入二級(jí)澄清器，進(jìn)行澄清濃縮，在進(jìn)水口投加助凝劑；
(H)將步驟(G)得到的上清液引入過濾裝置進(jìn)行過濾，出水調(diào)節(jié)pH為6?9。
[0008]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(B)中，Ca(0H)2S CaO的投加量為鈣離子與水體中硫酸根、砷酸根之和的摩爾比為(1.5?2):1 ;曝氣量為5?50 m3/m2*h;反應(yīng)時(shí)間為0.5?
1 ho
[0009]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(C)中，所投加的酸為鹽酸，鈣鹽為CaCl2，絮凝劑為鋁鹽絮凝劑。
[0010]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(C)中，所投加的鹽酸的量以控制pH 6?9為準(zhǔn)；投加CaCl2的量為Ca2+與水體中F的摩爾比為(0.5?1.5):1 ;鋁鹽絮凝劑的配制重量百分比濃度為5%?20%，投加量為5?20 L/m3;攪拌速度為50?200 r/min ;反應(yīng)時(shí)間為1?2
ho
[0011 ] 作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(E)中，硫化物為Na2S或K2S，堿為NaOH或Κ0Η。
[0012]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(E)中，投加的Na2S或K2S的量為S2與水體中重金屬離子之和的摩爾比為(1.5?2):1 ;投加的NaOH或Κ0Η的量以控制pH 10?12為準(zhǔn)；攪拌速度為100?300 r/min ;反應(yīng)時(shí)間為0.5?1.5 h。
[0013]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(F)中，投加的絮凝劑為鋁鹽絮凝劑或鐵鹽絮凝劑，絮凝劑的配制重量百分比濃度為5%?20%，投加量為5?20 L/m3;攪拌速度為50?100 r/min ;反應(yīng)時(shí)間為1?2 h。
[0014]作為優(yōu)選，本發(fā)明所述步驟(A)中，沉淀池的沉淀時(shí)間為1?4 h ;所述步驟(Η)中，過濾速度為10?30 m/h ;所述步驟(D)中，一級(jí)澄清器的沉淀濃縮時(shí)間為2?4 h ;所述步驟(G)中，助凝劑為PAM，配制重量百分比濃度為5%?20%，投加量為5?20 L/m3;澄清濃縮時(shí)間為2?6 h。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:(1)本發(fā)明經(jīng)濟(jì)、有效地同時(shí)去除了脫硫廢水中的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D，即使在上述污染物濃度很高的情況下，仍有突出的處理效果，而且減少了后續(xù)系統(tǒng)的污泥負(fù)荷，保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。(2)當(dāng)脫硫廢水中 SS=70 ?70000 mg/L, F =30 ?500 mg/L，S042 =2000 ?15000 mg/L，As(II1、V)=0.5?30 mg/L, C0D=150?2000 mg/L時(shí)，本發(fā)明的處理出水可達(dá)DL/T997-2006規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)(SS < 70 mg/L, F < 30 mg/L, SO 42 < 2000 mg/L, As (II1、V) < 0.5 mg/L, COD<150 mg/L)。(3)本發(fā)明通過工藝組合，針對(duì)特定的污染物設(shè)計(jì)專門的處理工藝，能夠同時(shí)完成多種污染物的去除。(4)處理效果突出，工藝操作簡(jiǎn)單，完全可以實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用。
(5)各步驟組成組成一個(gè)有機(jī)的整體，共同作用達(dá)到同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的目的。(6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，構(gòu)思獨(dú)特。
[0016]本發(fā)明中設(shè)置有沉淀池溢流口的沉淀池對(duì)廢水進(jìn)行初級(jí)沉淀，大顆粒懸浮物沉降，出水SS大幅減小，降低了后續(xù)系統(tǒng)的污泥負(fù)荷；同時(shí)，在顆粒沉降過程中會(huì)吸附一部分C0D，可以降低整個(gè)系統(tǒng)出水的C0D濃度。設(shè)置有第一反應(yīng)箱溢流口的第一反應(yīng)箱，并投加Ca(0H)2，不僅能調(diào)節(jié)pH，更重要的是Ca2+能和硫酸根、砷酸根、氟離子分別生成不溶物硫酸鈣、砷酸鈣和氟化鈣，有效地去除硫酸根、砷酸根和氟離子；同時(shí)，在第一反應(yīng)箱的底部設(shè)置有曝氣裝置，即在第一反應(yīng)箱中設(shè)置底部曝氣，可以獲得三個(gè)有益效果:一是將水體中的As(III)轉(zhuǎn)化為As( V )，以保證水體中的砷最大程度地得到沉淀；二是通過空氣氧化去除水體中的C0D ;三是底部曝氣不僅可替代機(jī)械攪拌以保證反應(yīng)充分，更重要的是可以防止沉淀物在第一反應(yīng)箱中過度積聚，而盡量使其在后續(xù)的澄清器中沉淀濃縮。設(shè)置有第二反應(yīng)箱溢流口的第二反應(yīng)箱，投加酸、鈣鹽和絮凝劑，主要目的是調(diào)節(jié)至合適的pH值，進(jìn)一步去除氟化物；同時(shí)，剩余的S042會(huì)和Ca2+、Al3+反應(yīng)生成更加穩(wěn)定的不溶物3Ca0.A1203.3CaS04.32H20 (鈣礬石)而進(jìn)一步得到去除，提高了 S042的去除率。設(shè)置有一級(jí)澄清器溢流口的一級(jí)澄清器，主要目的是沉淀第一反應(yīng)箱和第二反應(yīng)箱的不溶物，防止后續(xù)工藝系統(tǒng)污泥負(fù)荷過大，影響處理效果和系統(tǒng)的正常運(yùn)行；同時(shí)一級(jí)澄清器濃縮的污泥，部分回流至第一反應(yīng)箱作為晶種，利于不容物的生成。設(shè)置過濾裝置，主要效果是過濾去除二級(jí)澄清器出水中的懸浮顆粒和膠體等，保證出水SS達(dá)標(biāo)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖并通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以下實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的解釋而本發(fā)明并不局限于以下實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1。
[0020]參見圖1，本實(shí)施例中同時(shí)去除脫硫廢水中高濃度的SS、氟化物、硫酸鹽、砷酸鹽和C0D的處理裝置包括設(shè)置有沉淀池溢流口 2的沉淀池1、一號(hào)輸送栗3、設(shè)置有第一反應(yīng)箱溢流口 8的第一反應(yīng)箱4、設(shè)置在第一反應(yīng)箱4底部的曝氣裝置5、鼓風(fēng)機(jī)6、用于投加CaO或Ca (0H) 2的一號(hào)投加裝置7、設(shè)置有第二反應(yīng)箱溢流口 12的第二反應(yīng)箱9、第二反應(yīng)箱攪拌裝置10、用于投加鈣鹽、酸及絮凝劑的二號(hào)投加裝置11、設(shè)置有一級(jí)澄清器溢流口 17的一級(jí)澄清器13、一級(jí)澄清器攪拌裝置14、一號(hào)污泥輸送栗15、污泥處置機(jī)構(gòu)16、二號(hào)輸送栗18、設(shè)置有第三反應(yīng)箱溢流口 22的第三反應(yīng)箱19、第三反應(yīng)箱攪拌裝置20、用于投加硫化物及堿劑的三號(hào)投加裝置21、設(shè)置有絮凝箱溢流口 26的絮凝箱23、絮凝箱攪拌裝置24、用于投加絮凝劑的四號(hào)投加裝置25、一號(hào)管道混合器27、用于投加助凝劑的五號(hào)投加裝置28、設(shè)置有二級(jí)澄清器溢流口 32的二級(jí)澄清器29、二級(jí)澄清器攪拌裝置30、二號(hào)污泥輸送栗31、三號(hào)輸送栗33、過濾裝置34、二號(hào)管道混合器35和用于投加酸堿的六號(hào)投加裝置36 ο
[0021]本實(shí)施例沉淀池1中的沉淀池溢流口 2通過管路和一號(hào)輸送栗3連接，一號(hào)輸送栗3通過管路和第一反應(yīng)箱4連接，一號(hào)投加裝置7安裝在第一反應(yīng)箱4上，鼓風(fēng)機(jī)6通過管路和曝氣裝置5連接，第一反應(yīng)箱4通過第一反應(yīng)箱溢流口 8和第二反應(yīng)箱9連接，第二反應(yīng)箱攪拌裝置10和二號(hào)投加裝置11均安裝在第二反應(yīng)箱9上，第二反應(yīng)箱9上的第二反應(yīng)箱溢流口 12通過管路和一級(jí)澄清器13連接。
[0022]本實(shí)施例中的一級(jí)澄清器攪拌裝置14安裝在一級(jí)澄清器13上，一級(jí)澄清器13通過管路和一號(hào)污泥輸送栗15連接，一號(hào)污泥輸送栗15通過管路分別連接在第一反應(yīng)箱4和污泥處置機(jī)構(gòu)16上，一級(jí)澄清器13上的一級(jí)澄清器溢流口 17通過管路和二號(hào)輸送栗18連接，該二號(hào)輸送栗18通過管路和第三反應(yīng)箱19連接，第三反應(yīng)箱攪拌裝置20和三號(hào)投加裝置21均安裝在第三反應(yīng)箱19上，第三反應(yīng)