一种脱硫废水回收装置的制作方法

本实用新型涉及工业废水处理和资源循环利用技术领域，尤其涉及一种脱硫废水回收装置。

背景技术：

脱硫废水是水电、石油、化工和食品等工业领域中含盐量及污染物最高的末端废水之一，如何经济和有效的处理脱硫废水对资源的经济性、环保性和可持续发展具有非凡意义。脱硫废水中含有大量的钙离子、镁离子、氯离子及其他重金属离子，且脱硫废水中还高含氨氮和有机物。脱硫废水的以上特点给其处理和浓缩等带来巨大的挑战。

在脱硫废水的传统工艺中，常采用直接化学沉淀法。该工艺采用直接投放石灰乳将脱硫废水的PH值调制9.5，同时投放大量的凝聚剂、助凝剂实现重金属沉淀和悬浮物的去除，从而达到排放标准。但传统方法需要投放大量的药剂，且生成的大量渣泥需要经由处理，且氯离子无法有效处理，极易造成设备分腐蚀和潜在的污染问题。因此，一种针对脱硫废水的处理装置显得十分迫切。

例如，公开号为CN107226571A的中国发明专利公开的脱硫废水处理系统及脱硫废水的处理方法。该提供一种脱硫废水处理系统及脱硫废水处理方法，所述脱硫废水处理系统包括依次连通的脱硫装置、废水旋流器、砂滤系统、烟道式换热器、超声波雾化装置以及除尘器。废水旋流器对脱硫废水进行固液分离。砂滤系统对脱硫废水进行过滤。烟道式换热器位于脱硫装置的入口烟道，脱硫废水于烟道式换热器内和高温烟气进行换热。超声波雾化装置具有喷嘴，超声波雾化装置对脱硫废水进行雾化处理以形成雾滴。除尘器具有进口烟道，超声波雾化装置的喷嘴装设于除尘器的进口烟道以使雾化后的脱硫废水被喷至除尘器的进口烟道，雾化的脱硫废水被高温烟气烘干并析出无机盐颗粒，无机盐颗粒进入除尘器并被去除。

上述专利在实施时，至少具有如下的不足：该装置多依赖超声波雾化装置，需要投入较多的成本，且超声波雾化装置会产生噪音污染；该装置会产生粉尘，即时投入除尘器也会有粉尘进入大气中造成粉尘污染。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本发明提供了一种脱硫废水回收装置，至少包括第一过滤器、反应气浮池、反应沉淀池、氨氮吹脱塔、结晶器、第二过滤器和双极膜电渗析解析器和回收单元；所述第一过滤器通过串联连接的所述反应沉淀池和所述反应气浮池与氨氮吹脱塔连接；所述氨氮吹脱塔通过所述结晶器与双极膜电渗析解析器连接，所述结晶器与双极膜电渗析解析器之间设置有所述第二过滤器；所述回收单元包括酸液贮存池、碱液贮存池和/或淡水贮存池，其中，所述双极膜电渗析解析器的脱盐室与所述淡水贮存池连接，所述双极膜电渗析解析器的碱液极室与所述碱液贮存池连接，所述双极膜电渗析解析器的酸液极室与所述酸液贮存池连接。

根据一种优选的实施方式，设置有泄压阀的所述气浮反应池通过高压管道与空压机连接，所述气浮反应池通过离心机与氢氧化物贮存室连接，所述离心机的液体出口端与所述反应沉淀池连接。

根据一种优选的实施方式，所述氨氮吹脱塔和所述结晶器之间设置有与机械式再压加热器连接的换热器；所述第二过滤器与所述结晶器之间设置有至少一个离心泵。

根据一种优选的实施方式，所述反应沉淀池通过加药泵与加药池连接。

根据一种优选的实施方式，所述装置还包括生化曝气池，所述反应沉淀池通过所述生化曝气池与所述氨氮吹脱塔连接，其中，所述生化曝气池设置有与氨气存储罐连接的第一氨气出口；和/或所述氨氮吹脱塔设置有与氨气存储罐连接的第二氨气出口。

根据一种优选的实施方式，所述装置还包括与所述第一过滤器连接的均质池，所述均质池设置有用于测量来料废水PH的第一PH检测仪；和/或所述均质池设置有用于测量出料废水PH的第二PH检测仪。

根据一种优选的实施方式，所述碱液贮存池通过碱液输送管道分别与所述均质池和/或所述气浮反应池连接。

根据一种优选的实施方式，所述第一过滤器中设置有至少一个以沸石为基底的填料层。

根据一种优选的实施方式，所述均质池与序批式沉淀池连接；其中，所述均质池的废料进口与所述序批式沉淀池的出料废口通过管道连接；所述序批式沉淀池包括至少一个预沉淀池，所述至少一个预沉淀池以串联和/或并联的形式连接。

根据一种优选的实施方式，所述装置还包括与所述均质池和/或所述序批式沉淀池连接的污泥回收池；所述污泥回收池包括污泥浓缩池、脱水离心机和/或污泥池；所述污泥浓缩池、所述脱水离心机和/或所述污泥池依次串联连接；所述污泥浓缩池与所述序批式沉淀池和/或所述均质池通过污泥泵连接；所述脱水离心机的液体出口与所述序批式沉淀池连接。

本实用新型提供一种脱硫废水回收装置，至少具有以下优点：

(1)针对脱硫废水中高含硬离子、氨氮和氯离子的特点，设置了反应沉淀池、氨氮吹脱塔和结晶器分别去除硬离子、氨氮和氯离子，去除硬离子、氨氮和氯离子还能获得氢氧化物、氨气和氯化钠，即对脱硫废水进行处理也能回收脱硫废水中的资源；

(2)经处理后的脱硫废水由双极膜电渗析解析器处理，获得酸碱和淡水盐液，降低排放后的水对环境的伤害；

(3)装置中仅在反应沉淀池中加入少量的碳酸钠，均质池和反应气浮池中的药剂来源于双极膜电渗析解析器产生的碱液，整套装置合理利用资源，运行成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种脱硫废水回收装置的逻辑模块示意图。

附图标记列表

1：序批式沉淀池 9：第二过滤器

2：均质池 10：双极膜电渗析解析器

3：第一过滤器 11：酸液贮存室

4：反应气浮池 12：碱液贮存室

5：反应沉淀池 13：淡水贮存室

6：生化曝气池 41：氢氧化物贮存室

7：氨氮吹脱塔 51：加药池

8：结晶器 67：氨气存储罐

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”和仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“内侧”、“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，术语“以可拆卸的方式”是粘接、键连接、螺纹连接、销连接、卡接、铰接、间隙配合或过渡配合中的一种。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种脱硫废水回收装置。如图1所示，该装置至少包括第一过滤器3、反应气浮池4、反应沉淀池5、氨氮吹脱塔7、结晶器8、第二过滤器9和双极膜电渗析解析器10和回收单元。第一过滤器3通过串联连接的反应沉淀池5和反应气浮池4与氨氮吹脱塔7连接。氨氮吹脱塔7通过结晶器8与双极膜电渗析解析器10连接。结晶器8与双极膜电渗析解析器10之间设置有第二过滤器9。回收单元包括酸液贮存池11、碱液贮存池12和/或淡水贮存池13。其中，双极膜电渗析解析器10的脱盐室与淡水贮存池13连接。双极膜电渗析解析器10的碱液极室与碱液贮存池12连接。双极膜电渗析解析器10的酸液极室与酸液贮存池11连接。

第一过滤器3包括了筒体、滤芯和排污口。滤芯内置于筒体，排污口设置于筒体上。优选的，第一过滤器3采用砂棒过滤器，即滤芯具有若干细微孔的砂滤棒。

氨氮吹脱塔7包括塔身筒体、塔板、加热器、上封头、下封头、裙座、吊耳和人孔。加热器焊接于塔身筒体。加热器的加热管插入塔板内。塔板以插接的形式与塔身筒体的内壁连接。上封头通过法兰与塔身筒体的上端连接。进水口以胀接的形式与上封头连接。排气口以胀接的形式与上封头连接。下封头通过封头与塔身筒体的下端连接。排水口以胀接的形式与下封头连接裙座以焊接的形式与塔身筒体的下端外壁连接。吊耳以焊接的形式与上封头连接。塔身筒体的中段开设第一人孔，并以等面积法对开孔处补强。进水口与反应沉淀池5连接。排气口与氨气存储罐67连接。排水口与结晶器8连接。

优选的，设置有泄压阀的气浮反应池4通过高压管道与空压机连接。气浮反应池4通过离心机与氢氧化物贮存室41连接。离心机的液体出口端与反应沉淀池5连接。气浮反应池是采用加压气浮法的原理，将空气溶解于废水中并达到饱和状态，然后突然泄压至常压状态，这时溶解于废水中的空气就成了过饱和状态，以极微小的气泡释放出来，固体颗粒沾浮于气泡随其上浮。然后由内置于气浮反应池的刮泡器清除，清除的气液固三相混合物由离心机分离。分离的固体颗粒存放至氢氧化物贮存室41。分离出的气液两相排放至反应沉淀池5。刮泡器清除气液固三相混合物后的废水排放至反应沉淀池5。

优选的，氨氮吹脱塔7和结晶器8之间设置有与机械式再压加热器连接的换热器。第二过滤器9与结晶器8之间设置有至少一个离心泵。具体地，第二过滤器9与结晶器8之间设置有一个离心泵。第二过滤器9与结晶器8之间还可以设置有2个，3个或更多个离心泵。结晶器8是对脱硫废水中的氯离子进行回收，以氯化物晶体的形式将氯离子去除。

优选的，结晶器8具有导流筒。导流筒与具有若干通孔的第一结晶床连接。氯化钠结晶器的下端开设有第一出液口和第二出液口。当含晶体的溶液超出第一出液口位置时，由结晶循环泵抽走，进入换热器重新加热。结晶热液管道靠近导流筒的末端设置有直径沿导流筒轴向方向从下往上逐渐变小的喷嘴。第二出液口经离心泵分离，分离出的晶体存入晶体罐，分离出的液体排入第二过滤器9。

第二过滤器9对液体中的微小颗粒进一步过滤。优选的，第二过滤器9采用保安滤器。以防止微小颗粒划伤双极膜电渗析解析器中的膜结构。保安滤器采用过滤外壳和过滤滤芯的结构。过滤滤芯有烧结滤芯、熔喷式滤芯和蜂房滤芯。具体地，第二过滤器9采用5微米的蜂房滤芯。

双极膜电渗析解析器中的双极膜是一种新型的离子交换复合膜。它通常由阳离子交换层(N型膜)、界面亲水层(催化层)和阴离子交换层(P型膜)复合而成，是真正意义上的反应膜。在直流电场作用下，双极膜可将水离解，在膜两侧分别得到氢离子和氢氧根离子。利用这一特点，将双极膜与其他阴阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析解析器，能够在不引入新组分的情况下将水溶液中的盐转化为对应的酸和碱。双极膜电渗析解析器的内部器壁具有正电极和负电极。双极膜位于双极膜电渗析解析器的正电极和负电极之间。

优选的，反应沉淀池5通过加药泵与加药池51连接。加药池中溶解了碳酸钠溶液和/或碳酸氢钠。经加药泵泵入反应沉淀池。优选的，加药泵采用计量泵，以防止用药浪费。在反应沉淀池5中，会产生碳酸钙沉淀，存入碳酸钙贮存室。

优选的，本实施例提供脱硫废水回收装置还包括生化曝气池6。反应沉淀池5通过生化曝气池6与氨氮吹脱塔7连接。其中，生化曝气池6设置有与氨气存储罐67连接的第一氨气出口。和/或氨氮吹脱塔7设置有与氨气存储罐67连接的第二氨气出口。具体地，生化曝气池6采用具有活性污泥的好氧曝气池。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气。经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。生化曝气池6的产气口与氨气存储罐67连接。生化曝气池6的产水口与氨氮吹脱塔7连接。

优选的，本实施例提供脱硫废水回收装置还包括与第一过滤器3连接的均质池2。均质池2设置有用于测量来料废水PH的第一PH检测仪。和/或均质池2设置有用于测量出料废水PH的第二PH检测仪。

优选的，碱液贮存池12通过碱液输送管道分别与均质池2和/或气浮反应池4连接。

优选的，第一过滤器3中设置有至少一个以沸石为基底的填料层。

优选的，均质池2还与序批式沉淀池1连接。其中，均质池2的废料进口与序批式沉淀池1的出料废口通过管道连接。序批式沉淀池1包括至少一个预沉淀池。至少一个预沉淀池以串联和/或并联的形式连接。

优选的，本实施例提供脱硫废水回收装置还包括与均质池2和/或序批式沉淀池1连接的污泥回收池。污泥回收池包括污泥浓缩池、脱水离心机和/或污泥池。污泥浓缩池、脱水离心机和/或污泥池依次串联连接。污泥浓缩池与序批式沉淀池1和/或均质池2通过污泥泵连接。脱水离心机的液体出口与序批式沉淀池1连接。

工作原理：

脱硫废水中含有大量的絮凝物、COD、悬浮物、钙镁离子、氨氮和氯离子，其不能直接排放。脱硫废水经序批式沉淀池1中静置沉淀，脱硫废水中的絮凝物、COD、悬浮物得到有效去除。在均质池2中，添加了碱溶液(来自于双极膜电渗析解析器10产生的碱溶液)使其PH值维持在10，对钙镁离子进行预处理。在第一过滤器3中，对絮凝物、COD、悬浮物、钙镁离子的化合物颗粒进一步去除。经序批式沉淀池1、均质池2和第一过滤器3的三级处理，脱硫废水中的絮凝物、COD和悬浮物含量大幅度减小。在气浮反应池4中，添加了碱溶液(来自于双极膜电渗析解析器10产生的碱溶液)，在空压机和泄压阀的共同作用下，气浮反应池4中产生氢氧化物悬浮颗粒。在刮泡器的作用下，将含氢氧化物悬浮颗粒的气液三相混合物清除，剩余的液体排入反应沉淀池5中。反应沉淀池5通过泵入碳酸氢钠和/或碳酸钠，对脱硫废水中的钙离子吸收。生成碳酸钙沉淀存入碳酸钙贮存室，剩余的液体排入生化曝气池6中。在生化曝气池6中，好氧菌对氨氮脱除。氨气存入氨气罐，剩余的液体排入氨氮吹脱塔7中。氨氮吹脱塔7进一步去除氨氮，产生的氨气存入氨气罐。剩余的液体排入结晶器8中。在结晶器8中，通过机械式再压蒸汽加热后的液体经蒸发和冷凝作用。析出含氯化物晶体的浓溶液，浓溶液经离心泵，分离氯化物晶体和浓溶液。浓溶液经第二过滤器9去除细微颗粒后，排入双极膜电渗析解析器10中。在双极膜电渗析解析器10的作用下，分解得到酸、碱和淡水。碱液回用，用于均质池的PH调整和气浮反应池4中生成氢氧化物。

序批式沉淀池1和均质池2产生的污泥排入污泥回收池处理。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。