一种湿法脱硫废水高效自循环加药系统的制作方法

本发明涉及一种燃煤电厂脱硫废水预处理加药系统，属于环保技术领域。

背景技术：

燃煤发电是我国能源供给的主要来源，但是燃煤电厂在运行过程中会产生大量废水，其中湿法脱硫废水污染物种类多，含盐量高，成分复杂，是电厂最难处理的一股废水。脱硫废水传统处理方法主要采用化学沉淀法，去除废水中的悬浮物、重金属离子等，使废水达标排放，然而，脱硫废水处理达标后，废水中仍然含有较高的含盐量和众多污染物。近年来，随着水污染的加剧，脱硫废水达标排放已经不能满足越来越严格的环保要求，这使得脱硫废水实现零排放或近零排放的任务越来越迫切。目前，部分电厂已经率先建成了脱硫废水零排放工程，取得很好的社会效益。

脱硫废水污染大，污染物种类繁多，主要污染特征有：（1）含盐量高，达到30-60g/L，这使得脱硫废水要达到排放或回用的目的，都必须进行有效脱盐；（2）钙、镁和硫酸根离子含量高，这些离子会对后续的脱盐处理产生严重影响，需要在预处理阶段去除。除了以上两个特征外，还有悬浮物含量高、重金属种类多等特点。目前，脱硫废水的处理工艺主要使用双碱法进行预处理，除去钙、镁和硫酸根离子等，再进行膜法浓缩减量，后续进行蒸发固化，达到脱硫废水零排放的目的。双碱法分为一级反应和二级反应，一级反应是使用氢氧化钙除去镁离子和硫酸根离子，出水再经过二级反应除去钙离子。双碱法预处理是后续处理工艺的基础，其处理效果的好坏直接关系到膜法浓缩减量能否正常运行。目前，双碱法处理脱硫废水存在较多问题，主要有：（1）由于钙、镁和硫酸根离子含量高，需要氢氧化钙和碳酸钠的量较大，而这两种药剂使用时一般采用自来水配制质量分数为10%的悬浮液，这使得引入自来水量较大。据计算，处理1吨脱硫废水，可以引入0.2-0.5吨自来水；（2）使用氢氧化钙浓度较高，极大地影响药剂利用率，在工程上，氢氧化钙利用率在50-80%，大量药剂未被有效利用，不仅增加药剂成本，而且增加了废弃污泥量；（3）配药浓度无法精准控制，现有工程上，配药受到各种因素影响，无法准确配制药剂浓度，这使得加药更加不准确，影响处理效率，也增加了处理费用。这些情况使得脱硫废水预处理出水水量增大，废弃污泥量增多，极大地增加了处理成本，目前，脱硫废水预处理成本已经成为零排放工艺的主要处理成本，这从一定程度上阻碍了脱硫废水零排放工程的推广和应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种脱硫废水高效自循环加药系统。针对目前预处理加药出现的问题，通过废水自循环和精准配药，达到药剂高效利用、不引入自来水和精准加药的目的，从而大量降低预处理成本、减少污水量和污泥量、提高淡水回收率。预处理出水水量的减少，又使得后续处理的水量减少，从而降低了工程的整体造价。

本发明的技术流程是采用氢氧化钙计量器称取氢氧化钙，再使用一级反应沉淀出水配药，而碳酸钠配制时则采用碳酸钠计量器称取，使用二级反应沉淀出水。这样的方式使得废水在工艺内部自循环，从而不引入外部自来水，这也使得氢氧化钙浓度不会限制到10%，可以使用更低浓度的氢氧化钙悬浮液，以增加药剂利用率。一级反应出水已经把镁离子和硫酸根离子降到较低浓度，含盐量与进水也较为接近，用该股废水配制氢氧化钙药剂，不会增加废水的盐度，同时出水中残留的镁离子和硫酸根离子在配药时可以进一步降低。配制碳酸钠时，采用二级反应出水配药，有益效果与一级反应出水配药类似。

本发明的操作过程如下：如图1所示，脱硫废水进入一级反应池，同时，由氢氧化钙配药箱加入氢氧化钙到一级反应池，去除镁离子、硫酸根离子和重金属离子等，反应结束后，进入混凝沉淀池，去除悬浮物，出水一部分进入一级出水储备箱，用来配制氢氧化钙。氢氧化钙储备箱用来存储氢氧化钙，使用自动加料系统，加入一定量氢氧化钙到氢氧化钙计量器中，由氢氧化钙计量器确定加入的药剂量，再由氢氧化钙计量器把称量好的药剂送入氢氧化钙配药箱中，然后，加入一定量的一级出水，搅拌均匀，配成质量分数为2%-10%的氢氧化钙悬浮液，该特定悬浮液再加入一级反应池中。另外，部分一级反应出水进入二级反应池，使用碳酸钠除去钙离子后，再经过混凝沉淀池除去悬浮物，部分出水进入二级出水储水箱。碳酸钠储备箱用来存储碳酸钠，使用自动加料系统，加入一定量碳酸钠到碳酸钠计量器中，由碳酸钠计量器确定加入的药剂量，再由碳酸钠计量器把称量好的碳酸钠送入碳酸钠配药箱中，然后，加入一定量的二级出水，搅拌均匀，配成质量分数为2%-10%的碳酸钠悬浮液，该特定悬浮液再加入二级反应池中，去除钙离子。这使得脱硫废水在处理系统内自循环，避免了引入系统外水量，也突破了药剂浓度的限制，可以配制较低浓度的药剂，提高了反应效率。

以上所述加药系统中，一级出水储水箱和二级出水储水箱设置液位监测装置和自动进水装置，实时联动，并分别连接系统混凝沉淀池。

以上所述加药系统中，氢氧化钙储备箱和碳酸钠储备箱设置自动加药装置，与氢氧化钙计量器或碳酸钠计量器实时联动。

以上所述加药系统中，氢氧化钙计量器和碳酸钠计量器设置药剂输送装置，自动输送药剂到氢氧化钙配药箱或碳酸钠配药箱。

以上所述加药系统中，氢氧化钙配药箱和碳酸钠配药箱设置自动进水装置和液体计量器，自动并准确加入所需液体体积。

以上所述加药系统中，氢氧化钙配药箱和碳酸钠配药箱设置自动加药装置和液位控制器，自动加入药剂到一级反应池或二级反应池，并监测药剂使用情况。

以上所述加药系统中，一级反应池和二级反应池设置pH、电导率仪，并实时反馈信号到氢氧化钙配药箱和碳酸钠配药箱。

以上所述加药系统中，整套加药系统采用自动控制，并带有人工输入端口，根据药剂使用情况和预设药剂参数，自动配药和自动加药。

该加药系统的优势是。

（1）利用反应出水配药，达到废水系统内自循环，避免引入工艺外水量，不增加系统水量，减少了后续膜浓缩和蒸发的工程投资和运行成本。

（2）回流出水配药，可以不用考虑引入水量的限制，配制任何需要的药剂浓度，提高了药剂利用率，减少了药剂使用量，从而降低了预处理成本。

（3）药剂利用量的提高，减少了废弃污泥量，节省了污泥处理成本。

（4）计量器精准配药，使得加药更加精准，避免药剂使用量不足或过度，从而提高处理效率，降低处理成本。

（5）该加药系统设有集成电路控制，自动高效，操作简单。

附图说明

图1为本发明专利的流程图。

图2为本发明专利实施例1的实施效果图。

具体实施方式

实施例1

使用自来水、一级反应出水和二级反应出水配制不同浓度的药剂，处理某电厂脱硫废水，其药剂利用率如图2所示。使用一级反应出水和二级反应出水配药比自来水配药的药剂利用率高，同时，没有引入外部水量，使后续系统处理废水量降低了20%，从而降低了整体的工程造价和处理成本。

实施例2

不同电厂的脱硫废水水质差别较大，特别是镁离子、钙离子和硫酸根离子差别更大，一些电厂含量较高，此时，要达到相同的处理效果，就需要更多的氢氧化钙、碳酸钠或氢氧化钠。采用一级反应出水和二级反应出水配药，并配合软件模拟计算，使系统达到相同的淡水回收率，则采用反应出水配药比自来水配药可以减少的浓水量如表1所示。浓水水量的降低，不仅减轻了后续浓水蒸发处理的压力，更是降低了蒸发工艺的投资和运营成本。

表1

实施例3

使用1m³/h的中试反应器，配合高效自循环加药系统，配制6%氢氧化钙和6%碳酸钠处理某电厂脱硫废水，反应前后水质如表2所示。该系统自动化程度高，药剂利用率达95%以上，比常规方法提高15%以上，降低了药剂消耗成本和污泥处理成本，也使后续膜浓缩和蒸发水量分别减少20%，极大地减轻了后续处理的压力，降低了膜浓缩和蒸发的工程投资和运行成本。同时，减少了自来水消耗量，节省了水资源和自来水水费。

表2