脱硫废水处理系统的制作方法

本发明涉及一种脱硫废水处理系统，尤其涉及对燃煤电厂脱硫废水资源化利用技术领域。

背景技术：

近年来，燃煤电厂的环境污染问题备受关注，除了突出的大气污染问题(即颗粒物、so2、nox等的超标排放问题)外，废水的处置问题也十分突出，燃煤电厂是用水大户，我国水资源短缺形势严峻，因此如何高效地开展节水减排工作、健全和完善水污染防治法规、加强水污染治理与违法惩处力度以及大力推进废水的资源化利用是目前各企业改革和环保部门工作的重点。

燃煤电厂产生的废水种类众多，如酸碱废水、含油废水、循环冷却废水、冲渣水等，其中脱硫废水产自石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。脱硫废水多呈弱酸性(ph为4～6.5)，且包含ca²⁺、mg²⁺、so4^2-、so3^2-、cl^-、na⁺、k⁺、cd、hg、cr、as、pb、ni、cu、zn、f^-、硅、氨氮、硫化物等几十种污染物、大量悬浮颗粒物，具有水质水量波动大、腐蚀性强、硬度盐分高等特点，是电厂最难处理的废水之一。

脱硫废水的处理难点在于其水质波动大、成分复杂、硬度高，而传统的处理工艺主要以普通的化学处理为主，包括中和、絮凝沉降、泥水分离等工序，俗称三联箱，处理后的废水其盐分含量不减反增，若直接外排不仅会危害环境而且还造成了资源浪费，为了更高效的处理电厂脱硫废水并最大限度的利用资源，开发新的针对脱硫废水的循环再利用工艺是非常有必要的。

技术实现要素：

本发明实施例涉及一种脱硫废水处理系统，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例涉及一种脱硫废水处理系统，包括前处理单元、第一分盐处理单元和第二分盐处理单元；所述前处理单元包括预过滤器，所述预过滤器具有第一淡水出口管和第一浓水出口管；所述第一分盐处理单元包括ro膜分离机构，所述ro膜分离机构的入口端与所述第一淡水出口管连通，所述ro膜分离机构具有第二淡水出口管和第二浓水出口管；所述第二分盐处理单元包括nf膜分离机构，所述nf膜分离机构的入口端与所述第二浓水出口管连通，所述nf膜分离机构具有第三淡水出口管和第三浓水出口管，所述第三淡水出口管连接有一价盐水收集机构。

作为实施例之一，所述一价盐水收集机构包括混床单元，所述第三淡水出口管流通的脱硫废水中的二价离子可被所述混床单元中的阴阳树脂去除。

作为实施例之一，所述ro膜分离机构包括ro膜和第一声波发生器；需要对所述ro膜进行清洗时，通过所述第一声波发生器发出超声波在对应的所述脱硫废水中引发空化作用以产生气泡，利用所述气泡在所述ro膜表面破裂产生的压力作用促使不溶性污物分解。

作为实施例之一，所述nf膜分离机构包括nf膜和第二声波发生器；需要对所述nf膜进行清洗时，通过所述第二声波发生器发出超声波在对应的所述脱硫废水中引发空化作用以产生气泡，利用所述气泡在所述nf膜表面破裂产生的压力作用促使不溶性污物分解。

作为实施例之一，所述第三浓水出口管的出口端旁接于所述第二浓水出口管上。

作为实施例之一，所述预过滤器包括超滤膜，于所述第一淡水出口管上设有控制阀。

作为实施例之一，定期或不定期对所述超滤膜进行反洗，反洗方法包括：关闭所述第一淡水出口管上的所述控制阀，对所述超滤膜进行保压反洗。

作为实施例之一，所述前处理单元还包括清水池和依次串接的至少一级沉淀池，沿脱硫废水流通方向，末级所述沉淀池、所述清水池与所述预过滤器通过脱硫废水流通管依次串接，所述第一浓水出口管与所述清水池或其中一级所述沉淀池连接。

作为实施例之一，所述沉淀池有三级，其中，第一级沉淀池用于沉淀脱硫废水中的大颗粒物；向第二级沉淀池加入石灰乳、含硫重捕剂和聚合硫酸铁助凝剂，以促使脱硫废水中的悬浮颗粒物、重金属和至少部分的硫酸根沉淀；向第三级沉淀池中加入碳酸钠软化剂，以促使脱硫废水中的硬度物质沉淀。

作为实施例之一，所述第一淡水出口管和所述第二浓水出口管上均沿脱硫废水流通方向依次设有增压泵和精密过滤器。

本发明实施例至少具有如下有益效果：本发明提供的脱硫废水处理系统，采用两级分盐处理单元对脱硫废水进行分盐处理，其中，在ro膜分离机构中，脱硫废水中的绝大部分的盐分物质被截留在进水侧并生产浓水，盐分较少的淡水则进入第二淡水出口管；在nf膜分离机构中，ro膜分离得到的浓水中的一价盐透过nf膜生成一价盐水，高价盐则被nf膜截留生成高价盐浓水，从而实现脱硫废水的分盐处理，即实现了脱硫废水的资源化利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的脱硫废水处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的脱硫废水处理系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1，本发明实施例提供一种脱硫废水处理系统，包括前处理单元、第一分盐处理单元和第二分盐处理单元；所述前处理单元包括预过滤器6，所述预过滤器6具有第一淡水出口管和第一浓水出口管；所述第一分盐处理单元包括ro膜分离机构，所述ro膜分离机构的入口端与所述第一淡水出口管连通，所述ro膜分离机构具有第二淡水出口管和第二浓水出口管；所述第二分盐处理单元包括nf膜分离机构，所述nf膜分离机构的入口端与所述第二浓水出口管连通，所述nf膜分离机构具有第三淡水出口管和第三浓水出口管，所述第三淡水出口管连接有一价盐水收集机构。

本发明实施例提供的脱硫废水处理系统，采用两级分盐处理单元对脱硫废水进行分盐处理，其中，在ro膜分离机构中，脱硫废水中的绝大部分的盐分物质被截留在进水侧并生产浓水，盐分较少的淡水则进入第二淡水出口管；在nf膜分离机构中，ro膜12分离得到的浓水中的一价盐透过nf膜18生成一价盐水，高价盐则被nf膜18截留生成高价盐浓水，从而实现脱硫废水的分盐处理，即实现了脱硫废水的资源化利用。

进一步优选地，上述的nf膜分离机构中，对于可能会存在少量或者说部分的二价离子透过nf膜18的情况，可进一步优化上述脱硫废水处理系统如下：所述一价盐水收集机构包括混床单元21，该混床单元21具有便于快速更换的阴阳离子交换树脂，可有效地去除二价的阴阳离子；所述第三淡水出口管流通的脱硫废水中的二价离子可被所述混床单元21中的阴阳树脂去除，从而得到纯的一价盐溶液，该一价盐溶液可进入盐水箱22收集。上述混床单元21一般采用可再生的混床，其是可以由市面购得的，具体结构此处从略。在上述混床单元21与nf膜分离机构之间可设置淡水箱20进行nf膜分离淡水的缓存。上述获得的一价盐溶液是含杂质较少的高浓度的氯化钠溶液和/或氯化钾溶液。

作为本实施例提供的脱硫废水处理系统的优选实施方式之一，所述ro膜分离机构包括ro膜12和第一声波发生器13；也即是该ro膜12带有第一声波发生器13，可实现对该ro膜12的自动清洗。具体地，该ro膜12形成为环形柱体，进水侧为其内腔，该ro膜12外套设有环形的ro膜壳，上述第一声波发生器13优选为是呈环形结构并套设于该ro膜12外，且位于ro膜12与ro膜壳之间。由于浓度较高的浓水中的盐分物质部分结晶析出会附着在ro膜12的表面形成可逆污堵，因此需要对该ro膜12进行定期或不定期的清洗。需要对所述ro膜12进行清洗时，通过所述第一声波发生器13发出超声波在对应的所述脱硫废水中引发空化作用以产生气泡，利用所述气泡在所述ro膜12表面破裂产生的压力作用促使不溶性污物分解；空化会产生大量的微小气泡，大量气泡在nf膜18表面高频撞击破裂且瞬间会产生上千个大气压的压力，在高压作用下ro膜12表面及浓水中的不溶性污物可被分解并随浓水排出。优选地，该第一声波发生器13的频率为20000赫兹，空化产生的气泡直径在60微米左右。

作为本实施例提供的脱硫废水处理系统的优选实施方式之一，所述nf膜分离机构包括nf膜18和第二声波发生器19；也即是该nf膜18带有第二声波发生器19，可实现对该nf膜18的自动清洗。具体地，该nf膜18形成为环形柱体，进水侧为其内腔，该nf膜18外套设有环形的nf膜壳，上述第二声波发生器19优选为是呈环形结构并套设于该nf膜18外，且位于nf膜18与nf膜壳之间。由于浓度较高的浓水中的高价盐因为浓度过高而部分结晶析出，会附着在nf膜18的表面形成可逆污堵，因此需要对该nf膜18进行定期或不定期的清洗。需要对所述nf膜18进行清洗时，通过所述第二声波发生器19发出超声波在对应的所述脱硫废水中引发空化作用以产生气泡，利用所述气泡在所述nf膜18表面破裂产生的压力作用促使不溶性污物分解；空化会产生大量的微小气泡，大量气泡在nf膜18表面高频撞击破裂且瞬间会产生上千个大气压的压力，在高压作用下nf膜18表面及浓水中的不溶性污物可被分解并随浓水排出。优选地，该第二声波发生器19的频率为20000赫兹，空化产生的气泡直径在60微米左右。

基于上述的带声波振动的ro膜分离机构和nf膜分离机构，可以实现对ro膜12和nf膜18进行实时清洗，ro膜12及nf膜18的通量衰减较小，无需频繁停机清洗检修，可有效减少ro膜12及nf膜18的运营维护频次，从而延长了ro膜12及nf膜18的使用寿命，降低生产维护成本。

进一步优化上述的脱硫废水处理系统，如图1，所述第三浓水出口管的出口端旁接于所述第二浓水出口管上。经nf膜18分离得到的浓水可再次进入nf膜18进水侧进行下一次的分离，以尽可能地回收其中的一价盐。

进一步优化上述的脱硫废水处理系统，如图1，所述预过滤器6包括超滤膜6，于所述第一淡水出口管上设有控制阀8。采用超滤膜6对脱硫废水进行预过滤处理，可以使得脱硫废水中大部分的颗粒物等杂质得以有效去除，降低后续ro膜12及nf膜18的工作负担，同时，脱硫废水中大部分的盐分得以保留，保证后续的分盐回收利用效果。上述的超滤膜6优选为是错流式膜过滤设备，可以提高超滤膜6的抗污堵能力；本实施例中，膜孔径在35～50微米范围内，进一步优选为选择40微米左右的膜孔径。

本实施例中，基于上述的第一淡水出口管设有控制阀8的结构，可以实现对该超滤膜6的反冲洗，具体地，定期或不定期对所述超滤膜6进行反洗，反洗方法包括：关闭所述第一淡水出口管上的所述控制阀8，对所述超滤膜6进行保压反洗。一般地，超滤膜6的进水侧连接的脱硫废水管道上设置有供水泵7；关闭第一淡水出口管上的所述控制阀8后，淡水侧停止产水，淡水侧管道压力上升，超滤膜6膜孔表面形成的可逆污堵在淡水侧压力的作用下松动，并在上述供水泵7产生的搅动作用下脱离超滤膜6表面(进一步可以在第一浓水出口管上也设置控制阀，此时，该第一浓水出口管上的控制阀8呈开启的状态)，最终随浓水离开超滤膜6。优选地，定期地对该超滤膜6进行上述反洗操作，一个优选地实施例是：

超滤膜6每运行5～6分钟，淡水出口管上的控制阀8关闭20～30秒，进行保压反洗，从而保证超滤膜6的高通量，随后超滤膜6运行与反冲洗操作交替进行。上述的供水泵7优选为采用大流量循环泵7。

基于上述的超滤膜6反冲洗功能，可有效提高超滤膜6的抗污堵能力，从而提高该超滤膜6的使用寿命，延长其清洗周期。

接续上述的脱硫废水处理系统，如图1，所述前处理单元还包括清水池5和依次串接的至少一级沉淀池，沿脱硫废水流通方向，末级所述沉淀池4、所述清水池5与所述预过滤器6通过脱硫废水流通管依次串接。通过上述各沉淀池对脱硫废水进行沉淀处理，可以降低超滤膜6的工作负荷，提高超滤膜6的工作效率及使用寿命。末级沉淀池4与与预过滤器6之间设置清水池5，可以协调沉淀池与预处理器或后续的分盐处理单元之间的工作节奏，保证生产的稳定运行。

优选地，如图1，所述沉淀池有三级，其中，第一级沉淀池2用于沉淀脱硫废水中的大颗粒物；向第二级沉淀池3加入石灰乳、含硫重捕剂和聚合硫酸铁助凝剂(优选为顺次加入)，以促使脱硫废水中的悬浮颗粒物、重金属和至少部分的硫酸根沉淀；向第三级沉淀池4中加入碳酸钠软化剂，以促使脱硫废水中的硬度物质沉淀，该硬度物质包括钙、镁等。

进一步地，如图1，上述前处理单元还配置有污泥浓缩池32，各级沉淀池底部均设有污泥排放口，各污泥排放口分别通过污泥管道与污泥浓缩池32连接，各污泥排放口处均设有污泥排放阀。为便于污泥的收集与排放，上述各沉淀池的底部优选为呈v型或呈上宽下窄的锥形，上述污泥排放口设置于对应的沉淀池的底端。另外，上述前处理单元还可包括脱硫废水收集池1，脱硫废水原水进入该脱硫废水收集池1中调节水质和水量。

脱硫废水原水进入脱硫废水收集池1调节水质和水量，出水进入第一级沉淀池2，脱硫废水中的大颗粒物沉入第一级沉淀池2底部，含有颗粒物的泥水经污泥排放阀定期排放至污泥浓缩池32，上清液进入第二级沉淀池3；通过向第二级沉淀池3中顺次加入石灰乳、含硫重捕剂、聚合硫酸铁助凝剂等药剂，促使脱硫废水中的悬浮颗粒物、重金属和部分硫酸根变成污泥，沉积在第二级沉淀池3的底部，泥水经污泥排放阀定期排放至污泥浓缩池32，上清液进入第三级沉淀池4；通过向第三级沉淀池4中投加碳酸钠软化剂，废水中的钙、镁等硬度物质变成污泥，沉积在第三级沉淀池4的底部，泥水经污泥排放阀定期排放至污泥浓缩池32，上清液进入清水池5。在上述的脱硫废水收集池1以及各级沉淀池中均可设置搅拌桨，以提高脱硫废水的沉淀效果。在清水池5与预过滤器6之间的管道上可设置上述的大流量循环泵7。

作为优选的实施方式之一，所述第一浓水出口管与所述清水池5或其中一级所述沉淀池连接，即经超滤膜6得到的浓水返回至清水池5或其中一级沉淀池中继续处理，以实现脱硫废水的零排放。优选地，如图1，该第一浓水出口管与清水池5连接。

作为实施例之一，所述第一淡水出口管和所述第二浓水出口管上均沿脱硫废水流通方向依次设有增压泵10和精密过滤器11。上述精密过滤器11可滤除废水中的小粒径悬浮物，降低后续ro膜12和nf膜18的工作负荷，保证处理效果，其优选为采用聚酯纤维作滤芯。另外，在上述预过滤器6与ro膜分离机构之间还可设置第一淡水收集池9，该第一淡水收集池9优选为布置于预过滤器6与第一淡水出口管上的增压泵10之间；在上述ro膜分离机构与nf膜分离机构之间还可设置浓水收集池15，该浓水收集池15优选为布置于ro膜分离机构与第二浓水出口管上的增压泵10之间；上述的第二淡水出口管还可连接第二淡水收集池14。

实施例二

本实施例提供一种脱硫废水处理系统，对上述实施例一所提供的脱硫废水处理系统进行进一步优化。

如图2，在本实施例提供的脱硫废水处理系统中，基于上述实施例一所提供的脱硫废水处理系统的基础上，nf膜18分离所得到的浓水用于制备团聚液，即：上述的nf膜分离机构所配置的第三浓水出口管并非旁接于第二浓水出口管上，而是与一混合配料箱23连接，该混合配料箱23具有团聚物料入口、脱硫废水入口和团聚液出口，该第三浓水出口管即与该脱硫废水入口连通。上述团聚液出口连接有团聚液供管，团聚液供管与插设于烟道31内的喷枪29连接，喷枪29用于将配制的团聚液喷吹至烟道31内。

nf膜18分离所得到的浓水送至混合配料箱23中，与团聚物料混合配置团聚液，再通过喷枪29将团聚液喷入烟道31内，团聚剂液滴在烟道31内随烟气快速分布并与烟气中的细颗粒物充分接触，经润湿和絮凝作用把细颗粒物团聚成大颗粒物，同时利用脱硫废水配制的团聚剂溶液中的无机盐可显著增加颗粒物的荷电量，大尺寸高荷电的颗粒物很容易被除尘器捕集固定而去除，使得烟气细颗粒物的排放浓度小于10mg/m³，实现了细颗粒物的超低排放，而直径小于60微米的团聚剂液滴中的水分也在烟气的高温作用下迅速蒸发，利用脱硫废水配制的团聚剂溶液中的无机盐、重金属离子等变成结晶盐，结晶盐随大颗粒物进入除尘器并去除进而实现对脱硫废水的处理，而且，在处理脱硫废水的同时，可协同处理燃煤电厂细颗粒物，避免了电厂分批改造、重复施工造成的负面影响。

进一步优选地，如图2，上述的第二淡水出口管也与上述的脱硫废水入口连通，从而可以实现脱硫废水的零排放。ro膜12分离得到的淡水含有少量的盐分，仍可以起到上述的增加烟气中颗粒物荷电量的作用，而且，可以降低团聚液配制中的配水量。

在上述的混合配料箱23中，脱硫废水与团聚物料混合配制团聚液，该部分团聚物料包括团聚剂固料和团聚剂液料，即该混合配料箱23的团聚物料入口连接有团聚剂固料箱24和团聚剂液料箱25。该混合配料箱23还配置有搅拌器，脱硫废水、团聚剂固料和团聚剂液料被定量地加入混合配料箱23中并在搅拌器的搅拌作用下混合均匀配制成团聚剂。

进一步优选地，如图2，所述喷枪29还配置有防堵清洗机构，通过该防堵清洗机构以消除团聚液导致的喷枪污堵现象，保证团聚处理单元的稳定高效运行，简化喷枪29的人工维护操作，延长设备的使用寿命。具体地，如图2，所述防堵清洗机构包括与所述喷枪29连接的清水供管，于所述清水供管和所述团聚液供管上均设有电磁阀；需要对所述喷枪29进行清洗时，关闭所述团聚液供管上的电磁阀，开启所述清水供管上的电磁阀，向所述喷枪29内充水进行清洗；清洗完成后，关闭所述清水供管上的所述电磁阀，开启所述团聚液供管上的所述电磁阀。

本实施例中，优选地，采用定期对喷枪29进行自动清洗的方式，一个具体实施例是：喷枪29每运行1小时，关闭所述团聚液供管上的所述电磁阀，开启所述清水供管上的所述电磁阀，向喷枪29内充水对喷枪29进行清洗5～6秒；清洗完成后，关闭所述清水供管上的所述电磁阀，开启所述团聚液供管上的所述电磁阀，喷枪29继续喷淋团聚液进行团聚除尘工作。

易于理解地，上述的清水供管可连接清洗水箱30，以供应清水，在该清水供管上设置清水供应泵，该清水供应泵可以是离心泵等，以提供清洗供水所需动力。如图2，沿团聚液流通方向于所述团聚液供管上依次设有隔膜泵26和团聚液过滤器27，混合配料箱中配制的团聚液在隔膜泵26的动力下向喷枪29供应，团聚液过滤器27可滤除未溶解完全的原料颗粒，保证团聚液的清洁度，降低团聚喷枪29堵塞的几率。进一步可在上述的第三浓水出口管上设置动力泵16和保安过滤器17，对进入混合配料箱23的脱硫废水提供动力以及过滤掉其中的悬浮物等。

进一步优选地，上述的喷枪29是双流雾化喷枪29，可使团聚液雾化喷出，提高团聚除尘效果。如图2，该喷枪29连接有压缩空气供管及压缩空气源28，可供应压力在0.3～0.5mpa的压缩空气。上述团聚处理单元可包括多根喷枪29，每根喷枪29上可设置至少一个喷嘴，喷嘴的直径优选为在2～7mm范围内；本实施例中，每根喷枪29上设置有两个双流雾化喷嘴，各喷枪29可沿烟道31管体的周向环形布置，也可以沿烟气流通方向依次设置多个喷淋层，每一喷淋层可设置一根喷枪29或沿管体周向环形设置多根喷枪29。上述的团聚处理单元的各喷枪29优选为均安置于燃煤电厂空预器与除尘器之间的烟道31内。

该双流雾化喷枪29优选为可使雾化后的团聚剂液滴粒径小于60微米，雾化的团聚剂液滴在烟道31内随烟气快速分布并与烟气中的细颗粒物充分接触，经润湿和絮凝作用把细颗粒物团聚成大颗粒物，同时利用脱硫废水配制的团聚剂溶液中的无机盐可显著增加颗粒物的荷电量，大尺寸高荷电的颗粒物很容易被除尘器捕集固定而去除，使得烟气细颗粒物的排放浓度小于10mg/m³，实现了细颗粒物的超低排放，而直径小于60微米的团聚剂液滴中的水分也在烟气的高温作用下迅速蒸发，利用脱硫废水配制的团聚剂溶液中的无机盐、重金属离子等变成结晶盐，结晶盐随大颗粒物进入除尘器并去除进而实现了脱硫废水的零排放，由于雾化液滴可在0.5秒内蒸发完全而不进入除尘器，因此可避免对除尘设备造成损伤。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。