专利名称：脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统及处理方法
技术领域：
本发明属于清洁环保领域，具体涉及一种脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系 统及处理方法。通过该方法处理后，脱硫废水中的重金属富集在较少量的泥渣中，可单独掩 埋处理，剩余大部分少含挥发性重金属泥渣可与煤混合，送入锅炉焚烧。
背景技术：
目前，常规的电厂湿法脱硫废水处理采用单级化学沉淀法，通过向废水中投加消 石灰、凝聚剂、助凝剂、有机硫等药剂反应后，在澄清器中进行固液分离，清水加盐酸调节PH 值后达到GB8978-1996《污水综合排放标准》和DL/T 997-2006《火电厂石灰石-石膏湿法 脱硫废水水质控制指标》要求后排放，脱硫废水处理工艺的主要目标是使处理后的出水能 够达到GB8978-1996和DL/T 997-2006标准要求后排放，而处理系统产生的泥渣只有一种， 且重金属含量较高，必须单独填埋处置。由于脱硫废水中的固体物含量很高，废水处理系统 产生的泥渣量较大，处置费用通常较高。为了降低脱硫废水泥渣处置费用，可以考虑将其与 煤混合后送入电厂燃煤锅炉进行焚烧，但由于泥渣中含有挥发性重金属(主要是汞)，直接 焚烧后会返回到烟气中，造成最终排放烟气挥发性重金属浓度上升，不利于大气环境保护。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统及处理方 法。使脱硫废水处理系统产生的泥渣分成两部分大量泥渣中挥发性重金属含量低，使其可 以焚烧；少量富含重金属的泥渣单独填埋处置，可以节约泥渣处置费用。为达到上述目的，本发明脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统包括包括与 脱硫废水相连的第一级化学沉淀装置，以及与第一级化学沉淀装置相连通的第二级化学沉 淀装置，所说的第一级化学沉淀装置包括与脱硫废水相连的脱硫废水池，脱硫废水池的出 口经管路与一级反应器的入口相连通，一级反应器的出口经管路与一级澄清器的入口相连 通，所说的一级反应器上开设有一级反应器加药口，一级澄清器的出口分为三路，第一路经 管道与中间水池相连通，第二路经管道与一级压滤机的入口相连，第三路经管道与一级反 应器相连通，所述的一级压滤机的滤液出口经管道与脱硫废水池相连，一级压滤机的固相 出口将压滤后含少量挥发性重金属的泥饼排出；所说的第二级化学沉淀装置的中间水池上 开设有空气入孔，中间水池的出口经管路与二级反应器的入口相连通，二级反应器的出口 经管路与二级澄清器的入口相连通，所说的二级反应器上开设有二级反应器加药口，二级 澄清器的出口分为三路，第一路经管道与清水池相连通，第二路经管道与二级压滤机的入 口相连，第三路经管道与二级反应器相连通，所述的二级压滤机的滤液出口经管道与中间 水池相连，二级压滤机的固相出口将压滤后富含重金属的泥饼排出。所说的一级、二级澄清器与一级、二级压滤机相连通的管道上设置有一、二级污泥给料泵；一级、二级澄清器与一级、二级反应器相连通的管道上设置有一、二级污泥循环泵。所说的脱硫废水池与一级反应器相连通的管道上设置有一级废水泵；中间水池与二级反应器相连通的管道上设置有二级废水泵。所说的清水池上以及二级澄清器与清水池相连通的管道上分别设置有加药口。所说的脱硫废水池、一级反应器、二级反应器、清水池分别设置脱硫废水池搅拌 器、一级反应器搅拌器、二级反应器搅拌器、清水池搅拌器；一级澄清器、二级澄清器分别设 置一级澄清器刮泥机、二级澄清器刮泥机。所说的一级反应器、二级反应器分别设计为单格、两格或三格，一级反应器搅拌 器、二级反应器搅拌器可相应设置单台、两台或三台。本发明的脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理方法为1)脱硫废水经脱硫废水 池进入一级反应器，通过一级反应器加药口向一级反应器加入盐酸调节脱硫废水的PH为 2 6，然后再通过一级反应器加药口向一级反应器中按10 50mg/L加入聚合氯化铝为凝 聚剂、0. 1 1.0mg/L加入聚丙烯酰胺为助凝剂进行絮凝反应，反应后的脱硫废水进入一级 澄清器中沉淀分离，出水进入中间水池，沉淀污泥进入一级压滤机，经一级压滤机压滤后滤 液送入脱硫废水池，压滤后的含少量挥发性重金属的泥饼返回锅炉掺烧；2)在中间水池的 空气入孔通入空气曝气后废水进入二级反应器，通过二级反应器加药口向二级反应器中加 入氢氧化钙调节废水的PH值为8. 5 10，使重金属生成氢氧化物沉淀，同时按0. 5 IOmg/ L投加重金属沉淀剂-有机硫(TMT15)与废水中的重金属结合生成非常稳定的螯合物，再按 5 50mg/L投加铁盐做为凝聚剂、0. 1 1. Omg/L聚丙烯酰胺为助凝剂，经反应后的废水进 入二级澄清器，生成的重金属沉淀物在二级澄清器内沉淀分离，二级澄清器的出水加盐酸 调节PH为6 8，同时按10 150mg/L投加次氯酸钠使最终出水达标排放，二级澄清器的 沉淀污泥进入二级压滤机，经二级压滤机压滤后滤液送入中间水池，压滤后的富含重金属 泥渣单独掩埋处置。所说的铁盐为FeCl3或PFS。由于本发明采用两级化学沉淀工艺对脱硫废水进行处理，使处理后的出水达到 GB8978-1996和DL/T 997-2006标准要求的前提下，第一级沉淀的泥渣中含挥发性重金属 明显减少，且泥渣量较大，可以返回锅炉掺烧；第二级沉淀的泥渣中富含重金属，且泥渣量 较小，可单独掩埋处置。
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。参见图1，本发明的系统包括与脱硫废水相连的第一级化学沉淀装置，以及与第一 级化学沉淀装置相连通的第二级化学沉淀装置，所说的第一级化学沉淀装置包括与脱硫废 水相连的脱硫废水池1，脱硫废水池1的出口经管路与一级反应器2的入口相连通，在所述 管道上设置有一级废水泵，一级反应器2的出口经管路与一级澄清器3的入口相连通，所说 的一级反应器2上开设有一级反应器加药口 10，一级澄清器3的出口分为三路，第一路经管 道与中间水池5相连通，第二路经管道与一级压滤机4的入口相连，第三路经管道与一级反 应器2相连通，所述的一级压滤机4的滤液出口经管道与脱硫废水池1相连，一级压滤机4的固相出口将压滤后含少量挥发性重金属的泥饼排出；所说的第二级化学沉淀装置的中间 水池5上开设有空气入孔11，中间水池的出口经管路与二级反应器6的入口相连通，在所 述管道上设置有二级废水泵，二级反应器6的出口经管路与二级澄清器7的入口相连通，所 说的二级反应器6上开设有二级反应器加药口 12，二级澄清器7的出口分为三路，第一路 经管道与清水池9相连通，第二路经管道与二级压滤机8的入口相连，第三路经管道与二级 反应器6相连通，所述的二级压滤机8的滤液出口经管道与中间水池5相连，二级压滤机8 的固相出口将压滤后富含重金属的泥饼排出；清水池9上以及二级澄清器7与清水池9相 连通的管道上分别设置有加药口 ；在一级、二级澄清器3、7与一级、二级压滤机4、8相连通 的管道上设置有一、二级污泥给料泵；一级、二级澄清器3、7与一级、二级反应器2、6相连通 的管道上设置有一、二级污泥循环泵；在脱硫废水池1、一级反应器2、二级反应器6、清水池 9分别设置脱硫废水池搅拌器13、一级反应器搅拌器14、二级反应器搅拌器16、清水池搅拌 器18 ；—级澄清器3、二级澄清器7分别设置一级澄清器刮泥机15、二级澄清器刮泥机17 ； 一级反应器2、二级反应器6可以分别设计为单格、两格或三格，一级反应器搅拌器14、二级 反应器搅拌器16可相应设置单台、两台或三台。本发明处理方法如下在第一级化学沉淀中，需要将废水中大多数悬浮物去除，而 使挥发性重金属汞尽量少地沉淀析出，使泥渣量大而挥发性重金属量低。由于脱硫废水中 汞主要以Hg2+形态存在，而Hg2+在pH = 2 6范围内水解，当pH > 6时主要以Hg (OH) 2形 态存在，其溶度积很低，为难溶物；当PH < 2时主要以Hg2+形态存在于水溶液中；在pH = 2 6之间时，Hg2+、HgOH+、Hg(OH)2共存。为此，在一级反应器中投加盐酸(HCl)调节废水 至酸性，投加聚合氯化铝(PAC)作为凝聚剂、聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂，进行絮凝反应。 其具体过程为脱硫废水经脱硫废水池1、一级废水泵进入一级反应器2，通过一级反应器 加药口 10向一级反应器2加入盐酸调节脱硫废水的pH为2 6，然后再通过一级反应器 加药口 10向一级反应器2中按每升废水加入10 50mg的聚合氯化铝为凝聚剂和0. 1 1. Omg的聚丙烯酰胺为助凝剂进行絮凝反应，反应后的脱硫废水进入一级澄清器3中沉淀 分离，出水进入中间水池5，沉淀污泥进入一级压滤机4，经一级压滤机4压滤后滤液送入脱 硫废水池1，压滤后的含少量挥发性重金属的泥饼返回锅炉掺烧；在第一级化学沉淀中，不 能选用铁盐凝聚剂，这是因为铁盐的水合物对汞的吸附能力非常强，而铁盐在酸性溶液中 的混凝效果降低，不利于实现预定的工艺目标。在第二级化学沉淀中，需要将废水中的重金属沉淀析出。由于多数悬浮物已在第一级化学沉淀中去除，因此第二级化学沉淀泥渣量将大大降低。在中间水池5的空气入孔 11通入空气曝气，可以提高废水COD去除率。经曝气后的废水进入二级反应器6，通过二级 反应器加药口 12向二级反应器6中加入氢氧化钙调节废水的pH值为8. 5 10，使重金属 生成氢氧化物沉淀，同时按每升废水加入0. 5 IOmg重金属沉淀剂-有机硫(TMT15)与废 水中的汞、镉、铜、铅、镍等重金属结合生成非常稳定的螯合物，再按每升废水加入5 50mg 的铁盐(FeCl3、PFS等)做为凝聚剂、0. 1 1. Omg聚丙烯酰胺为助凝剂，经反应后的废水进 入二级澄清器7，生成的重金属沉淀物在二级澄清器7内沉淀分离，二级澄清器7的出水加 盐酸调节pH为6 8，同时按每升废水加入10 150mg次氯酸钠氧化废水中C0D，使最终 出水达标排放，二级澄清器7的沉淀污泥进入二级压滤机8，经二级压滤机8压滤后滤液送 入中间水池5，压滤后的富含重金属泥渣单独掩埋处置。
本发明的效果体现在1)本发明为脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理工 艺，采用两级化学沉淀对脱硫废水进行处理，在处理后的出水达到GB8978-1996和DL/T 997-2006标准要求的前提下，可以使脱硫废水泥渣分成富含重金属和少含挥发性重金属的 两部分。2)第一级化学沉淀产生的少含挥发性重金属泥渣约占总泥渣量的90%，其中含 挥发性重金属量为进水总量的25%，可与煤混合后返回锅炉掺烧；第二级化学沉淀产生的 富含重金属泥渣约占总泥渣量的10%，其中含挥发性重金属量为进水总量的70%，可单独 掩埋处置；剩余5%的挥发性重金属随处理出水排出。
权利要求
脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统，包括与脱硫废水相连的第一级化学沉淀装置，以及与第一级化学沉淀装置相连通的第二级化学沉淀装置，其特征在于所说的第一级化学沉淀装置包括与脱硫废水相连的脱硫废水池(1)，脱硫废水池(1)的出口经管路与一级反应器(2)的入口相连通，一级反应器(2)的出口经管路与一级澄清器(3)的入口相连通，所说的一级反应器(2)上开设有一级反应器加药口(10)，一级澄清器(3)的出口分为三路，第一路经管道与中间水池(5)相连通，第二路经管道与一级压滤机(4)的入口相连，第三路经管道与一级反应器(2)相连通，所述的一级压滤机(4)的滤液出口经管道与脱硫废水池(1)相连，一级压滤机(4)的固相出口将压滤后含少量挥发性重金属的泥饼排出；所说的第二级化学沉淀装置的中间水池(5)上开设有空气入孔(11)，中间水池的出口经管路与二级反应器(6)的入口相连通，二级反应器(6)的出口经管路与二级澄清器(7)的入口相连通，所说的二级反应器(6)上开设有二级反应器加药口(12)，二级澄清器(7)的出口分为三路，第一路经管道与清水池(9)相连通，第二路经管道与二级压滤机(8)的入口相连，第三路经管道与二级反应器(6)相连通，所述的二级压滤机(8)的滤液出口经管道与中间水池(5)相连，二级压滤机(8)的固相出口将压滤后富含重金属的泥饼排出。
2.根据权利要求1所述的脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统，其特征在于所 说的一级、二级澄清器(3、7)与一级、二级压滤机(4、8)相连通的管道上设置有一、二级污 泥给料泵；一级、二级澄清器(3、7)与一级、二级反应器(2、6)相连通的管道上设置有一、二 级污泥循环泵。
3.根据权利要求1所述的脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统，其特征在于所 说的脱硫废水池(1)与一级反应器(2)相连通的管道上设置有一级废水泵；中间水池(5) 与二级反应器(6)相连通的管道上设置有二级废水泵。
4.根据权利要求1所述的脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统，其特征在于所 说的清水池(9)上以及二级澄清器(7)与清水池(9)相连通的管道上分别设置有加药口。
5.根据权利要求1所述的脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统，其特征在于所 说的脱硫废水池(1)、一级反应器(2)、二级反应器(6)、清水池9分别设置脱硫废水池搅拌 器(13)、一级反应器搅拌器(14)、二级反应器搅拌器16、清水池搅拌器(18)；—级澄清器 (3) 二级澄清器(7)分别设置一级澄清器刮泥机(15)、二级澄清器刮泥机(17)。
6.根据权利要求1所述的脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统，其特征在于所 说的一级反应器(2)、二级反应器(6)分别设计为单格、两格或三格，一级反应器搅拌器 (14)、二级反应器搅拌器(16)相应设置单台、两台或三台。
7.—种脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理方法，其特征在于1)脱硫废水经脱硫废水池(1)进入一级反应器(2)，通过一级反应器加药口(10)向一 级反应器(2)加入盐酸调节脱硫废水的pH为2 6，然后再通过一级反应器加药口(10)向 一级反应器(2)中按10 50mg/L加入聚合氯化铝为凝聚剂、0. 1 1. Omg/L加入聚丙烯酰 胺为助凝剂进行絮凝反应，反应后的脱硫废水进入一级澄清器(3)中沉淀分离，出水进入 中间水池(5)，沉淀污泥进入一级压滤机(4)，经一级压滤机(4)压滤后滤液送入脱硫废水 池(1)，压滤后的含少量挥发性重金属的泥饼返回锅炉掺烧；2)在中间水池(5)的空气入孔(11)通入空气曝气后废水进入二级反应器(6)，通过二 级反应器加药口(12)向二级反应器(6)中加入氢氧化钙调节废水的pH值为8. 5 10，使重金属生成氢氧化物沉淀，同时按0. 5 10mg/L投加重金属沉淀剂-有机硫(TMT15)与废 水中的重金属结合生成非常稳定的螯合物，再按5 50mg/L投加铁盐做为凝聚剂、0. 1 1. Omg/L聚丙烯酰胺为助凝剂，经反应后的废水进入二级澄清器(7)，生成的重金属沉淀物 在二级澄清器(7)内沉淀分离，二级澄清器(7)的出水加盐酸调节pH为6 8，同时按10 150mg/L投加次氯酸钠使最终出水达标排放，二级澄清器(7)的沉淀污泥进入二级压滤机 (8)，经二级压滤机(8)压滤后滤液送入中间水池(5)，压滤后的富含重金属泥渣单独掩埋 处置。
8.根据权利要求7所述的脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理方法，其特征在于所 说的铁盐为FeCl3或PFS。
全文摘要
脱硫废水挥发性重金属泥渣减量处理系统及处理方法，采用两级化学沉淀工艺对脱硫废水进行处理，第一级化学沉淀中加入盐酸调节废水为酸性，加入聚合氯化铝为凝聚剂、聚丙烯酰胺为助凝剂进行絮凝反应，使第一级沉淀的泥渣中含挥发性重金属明显减少，且泥渣量较大，可以返回锅炉掺烧；第二级化学沉淀中加入氢氧化钙调节废水为碱性，加入重金属沉淀剂-有机硫(TMT15)与废水中的重金属结合生成非常稳定的螯合物，加铁盐为凝聚剂、聚丙烯酰胺为助凝剂，使第二级沉淀的泥渣中富含重金属，且泥渣量较小，可单独掩埋处置。向清水中加入盐酸和次氯酸钠，使处理后的出水达到GB8978-1996和DL/T 997-2006标准要求。
文档编号C02F9/04GK101838072SQ20101018734
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者余耀宏, 杨宝红, 毛进, 王正江, 王璟, 许臻 申请人:西安热工研究院有限公司