一种矿井水除氟、锅炉房脱硫综合处理方法与流程

本发明涉及火力发电水处理与环保技术领域，具体来说是一种矿井水除氟、锅炉房脱硫综合处理方法。

背景技术：

在我国西北地区的生态环境一直相当脆弱，水资源严重匮乏，地下水的开发利用成为人们生活用水的一个重要途径。我国西部地区地下水普遍的含氟量高，超过国家规定的生活饮用水卫生标准，长期饮用高氟水，轻者使牙齿产生斑釉，关节疼痛，重者会影响骨骼发育，致使丧失劳动力，因此对地下水进行除氟是保证生活饮用水卫生的必要环节。

地下水的除氟技术有一种较为先进的是采用碳基磷灰石(除氟滤料)吸附置换的原理，将含有氟离子的地下水通过吸附储存在滤料里边，吸附后再用别的离子置换出来，但是碳基磷灰石在使用一段时间后会出现饱和状态，失去了除氟功能，必须用高浓度naoh(食品级)溶液将碳基磷灰石中的氟离子置换出来，恢复碳基磷灰石的吸附能力(即为碳基磷灰石再生过程)，然后再次循环制水。naoh含氟溶液利用ca(oh)2(食品级)形成caf2沉淀，压滤后将氟离子排除，完成对地下水的除氟。

火力发电站的锅炉房排放的烟气中含有大量的二氧化硫，二氧化硫为无色有刺激性气体,易溶于水，在催化剂(如大气颗粒物中的铁、锰等金属离子)的作用下易氧化成三氧化硫，遇水可变成硫酸，对环境起酸化作用，二氧化硫对空气污染非常大，是大气污染的主要污染物之一，锅炉房脱硫是环保要求的必要环节，锅炉房脱硫一般使用工业级naoh和工业级ca(oh)2将烟气中含有大量的二氧化硫除去。

矿井水除氟系统和锅炉房脱硫系统都需要用到naoh和ca(oh)2，矿井水除氟系统与锅炉房脱硫系统是独立运行的，矿井水除氟系统的碳基磷灰石再生过程产生的含氟naoh浓液使用食品级ca(oh)2进行除氟，价格高，且含氟naoh浓液没有再次利用，形成严重的浪费现象。

现有技术中，申请公开号为cn109110865a、申请公开日为2019年01月01日的中国发明专利申请《基于碳基磷灰石滤料的水源连续除氟设备》，公开了一种基于碳基磷灰石滤料的水源连续除氟设备，包括罐体，罐体连接有进水管和出水管，进水管上自进口端向出口端依次连接有磷酸二氢钠加投装置和氯化钙加投装置，罐体内部下端设置有布水器，布水器的进口向下与进水管连通，罐体内位于布水器上侧设置有碳基磷灰石滤料层，磷酸二氢钠加投装置包括第一水箱，第一水箱内有磷酸二氢钠溶液，第一水箱还连接有第一计量泵，第一计量泵的出口端与进水管连通，氯化钙加投装置包括第二水箱，第二水箱内有氯化钙溶液，第二水箱还连接有第二计量泵，第二计量泵的出口端与进水管连通。

虽然上述中国发明专利申请能够实现连续使用、除氟效果好、不需要再生，但是未解决矿井水除氟系统与锅炉房脱硫系统独立运行带来的除氟、脱硫药品没有再利用，而形成的浪费的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决如何提高火电站的除氟、脱硫药品的利用率。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种矿井水除氟、锅炉房脱硫综合处理方法，应用于矿井水除氟、锅炉房脱硫综合处理系统，所述的矿井水除氟、锅炉房脱硫综合处理系统包括矿井水除氟子系统、除氟滤料再生子系统、废液除氟脱硫再利用子系统；所述的矿井水除氟子系统包括除氟滤池(3)、第三控制阀门(19)、清水池(4)，所述的除氟滤料再生子系统包括滤池再生进水阀门(6)、滤池再生进水泵(7)、再生液罐(8)，所述的废液除氟脱硫再利用子系统包括除氟滤池放空阀门(11)、再生液罐放空阀门(12)、废液池(13)、锅炉房进液泵(15)；所述的除氟滤池(3)的底部通过第三控制阀门(19)与清水池(4)管道连接，所述的除氟滤池(3)的上部与所述的再生液罐(8)的上部通过管道连接，所述的滤池再生进水泵(7)的输入端通过管道与与再生液罐(8)的下部连接，所述的滤池再生进水泵(7)的输出端通过管道与滤池再生进水阀门(6)的输入端连接，所述的滤池再生进水阀门(6)的输出端与除氟滤池(3)的下部连接，所述的除氟滤池放空阀门(11)设置在除氟滤池(3)的下部，所述的再生液罐放空阀门(12)设置在再生液罐(8)的下部，除氟滤池(3)通过除氟滤池放空阀门(11)与废液池(13)管道连接，再生液罐(8)通过再生液罐放空阀门(12)与废液池(13)管道连接；所述的锅炉房进液泵(15)通过管道与废液池(13)的底部连接；

所述的处理方法包括以下步骤：

步骤一、矿井水除氟；将含氟矿井水通过除氟滤池(3)处理后形成合格的生活用水后，通过第三控制阀门(19)排至清水池(4)中备用；

步骤二、除氟滤料再生；通过再生液罐(8)与除氟滤池(3)通过滤池再生进水泵(7)、滤池再生进水阀门(6)形成一个闭环的循环水系统，用于除氟滤池(3)中的除氟滤料的再生；

步骤三、废液除氟脱硫再利用；通过废液池(13)收集除氟滤池(3)与再生液罐(8)排出的废液，再通过锅炉房进液泵(15)将废液打入锅炉房沉灰池，用于除氟和脱硫。

将除氟滤池(3)以及再生液罐(8)中的含氟naoh浓液放空至废液池(13)中，启动锅炉房进液泵(15)将废液池(13)中的含氟naoh浓液打入锅炉房沉灰池，用于锅炉房的脱硫反应，并利用锅炉房沉灰池使用的工业级ca(oh)2与含氟naoh浓液发生反应，形成caf2沉淀，从而除去氟离子。将除氟和脱硫两套独立的系统进行整合，将除氟车间药液和锅炉房脱硫使用的药液进行综合利用，既利用了naoh浓液，节省了锅炉房使用的片碱，又利用工业级ca(oh)2进行除氟，节省了食品级ca(oh)2高额费用，除氟、脱硫药品的利用率，取得了明显经济效益。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的综合处理系统还包括除氟滤池清洗水再利用子系统，所述的除氟滤池清洗水再利用子系统包括中间水池提升泵(10)、中间水池(14)、第二控制阀门(18)，所述的第二控制阀门(18)的输入端通过管道与除氟滤池放空阀门(11)的输出端连接，所述的第二控制阀门(18)的输出端通过管道与中间水池(14)连接，所述的中间水池提升泵(10)的输入端通过管道与中间水池(14)连接，中间水池提升泵(10)的输出端通过管道与污水处理系统预沉池连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的矿井水除氟子系统还包括调节池(1)、进水提升泵(2)；调节池(1)通过管道与进水提升泵(2)输入端连接，进水提升泵(2)的输出端通过管道连接于除氟滤池(3)的上部。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的矿井水除氟子系统还包括生活用水提升泵(5)，所述的生活用水提升泵(5)的输入端通过管道与清水池(4)连接，生活用水提升泵(5)的输出端引至生活用水处。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的除氟滤料再生子系统还包括再生液出水管道(zsc)，所述的再生液出水管道(zsc)的一端连接在所述的除氟滤池(3)的上部，另一端连接在再生液罐(8)的上部。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的溢流管道(yl)的安装高度大于再生液出水管道(zsc)的安装高度。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的除氟滤料再生子系统还包括naoh投放管道，所述的naoh投放管道连接于再生液罐(8)的上部。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的废液除氟脱硫再利用子系统还包括三通接头(9)、第一放空管道(fk1)、第二放空管道(fk2)、第三放空管道(fk3)、四通接头(16)、第一控制阀门(17)、除氟滤池冲洗水管道(cxs)；所述的除氟滤池放空阀门(11)的输出端通过第一放空管道(fk1)与三通接头(9)的第一端口连接；三通接头(9)的第三端口与第二放空管道(fk2)一端连接，第二放空管道(fk2)的另一端与四通接头(16)的第一端口连接，四通接头(16)的第二端口与第一控制阀门(17)的输入端连接，第一控制阀门(17)的输出端与第三放空管道(fk3)的一端连接，第三放空管道(fk3)的另一端与废液池(13)的顶部连接；所述的再生液罐放空阀门(12)的输出端与四通接头(16)的第三端口连接；四通接头(16)的第四端口与第二控制阀门(18)的输入端连接，第二控制阀门(18)的输出端与除氟滤池冲洗水管道(cxs)的一端连接，除氟滤池冲洗水管道(cxs)的另一端与中间水池(14)的顶部连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的废液除氟脱硫再利用子系统还包括溢流管道(yl)，所述的除氟滤池(3)的上部通过溢流管道(yl)与三通接头(9)的第二端口连接，当除氟滤池(3)内部的液体过多时，通过溢流管道(yl)将液体排出。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述的除氟滤池(3)和再生液罐(8)均安装于带有顶棚的车间内部。

本发明的优点在于：

(1)将除氟滤池(3)以及再生液罐(8)中的含氟naoh浓液放空至废液池(13)中，启动锅炉房进液泵(15)将废液池(13)中的含氟naoh浓液打入锅炉房沉灰池，用于锅炉房的脱硫反应，并利用锅炉房沉灰池使用的工业级ca(oh)2与含氟naoh浓液发生反应，形成caf2沉淀，从而除去氟离子。将除氟和脱硫两套独立的系统进行整合，将除氟车间药液和锅炉房脱硫使用的药液进行综合利用，既利用了naoh浓液，节省了锅炉房使用的片碱，又利用工业级ca(oh)2进行除氟，节省了食品级ca(oh)2高额费用，除氟、脱硫药品的利用率，取得了明显经济效益。

(2)将含氟矿井水通过进水提升泵(2)抽至除氟滤池(3)中，与除氟滤池(3)中的碳基磷灰石发生化学反应，将含氟矿井水中的氟离子置换出来，氟矿井水经碳基磷灰石处理后，形成合格的生活用水，就地取材，解决了水资源短缺的难题。

(3)当碳基磷灰石饱和时，关闭第三控制阀门(19)，在再生液罐(8)投放naoh浓液并混合均匀后，开启滤池再生进水阀门(6)、启动滤池再生进水泵(7)、将再生液罐(8)里面的naoh浓液从除氟滤池(3)的下部打入除氟滤池(3)中，naoh浓液与饱和的碳基磷灰石发生化学反应，将饱和的碳基磷灰石中的氟离子置换出来，循环以上操作，直到碳基磷灰石的氟离子完全被置换为止，完成除氟滤料的再生过程，节省了除氟滤料，节约了生产成本。

(4)中间水池(14)收集含有少量的naoh的除氟滤池清洗水，启动中间水池提升泵(10)的将中间水池(14)中含有少量的naoh的水抽至污水处理系统预沉池，由污水处理系统再利用，进一步节省了污水处理的药品。

附图说明

图1为本发明实施例的一种矿井水除氟、锅炉房脱硫综合处理系统结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合说明书附图以及具体的实施例对本发明的技术方案作进一步描述：

实施例一

如图1所示，矿井水除氟、锅炉房脱硫综合处理系统，包括调节池1、进水提升泵2、除氟滤池3、清水池4、生活用水提升泵5、滤池再生进水阀门6、滤池再生进水泵7、再生液罐8、三通接头9、中间水池提升泵10、除氟滤池放空阀门11、再生液罐放空阀门12、废液池13、中间水池14、锅炉房进液泵15、四通接头16、第一控制阀门17、第二控制阀门18、第三控制阀门19；除氟滤池进水管道glj、除氟滤池产水管道glc、滤池再生进水管道zsj、溢流管道yl、再生液出水管道zsc、第一放空管道fk1、第二放空管道fk2、第三放空管道fk3、除氟滤池冲洗水管道cxs。

调节池1通过除氟滤池进水管道glj与进水提升泵2输入端连接，进水提升泵2的输出端通过除氟滤池进水管道glj连接于除氟滤池3的上部；除氟滤池3的底部通过除氟滤池产水管道glc与第三控制阀门19的输入端连接，第三控制阀门19的输出端通过除氟滤池产水管道glc与清水池4的顶部连接；生活用水提升泵5的输入端通过生活用水管道qs与清水池4连接，生活用水提升泵5的输出端引至生活用水处。

(1)矿井水除氟

将含氟矿井水通过进水提升泵2抽至除氟滤池3中，与除氟滤池3中的碳基磷灰石发生化学反应，将含氟矿井水中的氟离子置换出来，氟矿井水经碳基磷灰石处理后，形成合格的生活用水，开启第三控制阀门19，合格的生活用水由除氟滤池3的底部排至清水池4中备用。

所述的除氟滤池3的上部通过再生液出水管道zsc与再生液罐8的上部连接，所述的滤池再生进水泵7的输入端通过滤池再生进水管道zsj与再生液罐8的下部连接，所述的滤池再生进水泵7的输出端通过滤池再生进水管道zsj与滤池再生进水阀门6的输入端连接，所述的滤池再生进水阀门6的输出端与除氟滤池3的下部连接；除氟滤池3与再生液罐8通过滤池再生进水泵7、滤池再生进水阀门6、滤池再生进水管道zsj、再生液出水管道zsc形成一个闭环的循环水系统。

(2)除氟滤料再生

当碳基磷灰石饱和时，关闭第三控制阀门19，在再生液罐8投放naoh浓液并混合均匀后，开启滤池再生进水阀门6、启动滤池再生进水泵7、将再生液罐8里面的naoh浓液从除氟滤池3的下部打入除氟滤池3中，naoh浓液与饱和的碳基磷灰石发生化学反应，将饱和的碳基磷灰石中的氟离子置换出来，循环以上操作，直到碳基磷灰石的氟离子完全被置换为止，完成除氟滤料的再生过程。

所述的除氟滤池3还安装有除氟滤池放空阀门11，所述的除氟滤池放空阀门11的输入端安装在除氟滤池3的下部，除氟滤池放空阀门11的输出端通过第一放空管道fk1与三通接头9的第一端口连接；除氟滤池3的上部通过溢流管道yl与三通接头9的第二端口连接，溢流管道yl的安装高度大于再生液出水管道zsc的安装高度，当除氟滤池3的液体过多时，可以自动通过溢流管道yl将液体排出；三通接头9的第三端口与第二放空管道fk2一端连接，第二放空管道fk2的另一端与四通接头16的第一端口连接，四通接头16的第二端口与第一控制阀门17的输入端连接，第一控制阀门17的输出端与第三放空管道fk3的一端连接，第三放空管道fk3的另一端与废液池13的顶部连接；再生液罐8的底部通过管道与再生液罐放空阀门12的输入端连接，再生液罐放空阀门12的输出端与四通接头16的第三端口连接；四通接头16的第四端口与第二控制阀门18的输入端连接，第二控制阀门18的输出端与除氟滤池冲洗水管道cxs的一端连接，除氟滤池冲洗水管道cxs的另一端与中间水池14的顶部连接；中间水池14的底部通过管道与锅炉房进液泵15的输入端连接，锅炉房进液泵15的输出端通过管道与锅炉房沉灰池连接；所述的中间水池提升泵10的输入端通过管道与中间水池14连接，中间水池提升泵10的输出端通过管道与污水处理系统预沉池连接。

(3)除氟、脱硫，废液再利用

当除氟滤料的完成再生过程后，打开除氟滤池放空阀门11、再生液罐放空阀门12、第一控制阀门17，关闭第二控制阀门18，将除氟滤池3以及再生液罐8中的含氟naoh浓液放空至废液池13中，启动锅炉房进液泵15将废液池13中的含氟naoh浓液打入锅炉房沉灰池，用于锅炉房的脱硫反应，并利用锅炉房沉灰池使用的工业级ca(oh)2与含氟naoh浓液发生反应，形成caf2沉淀，从而除去氟离子。

(4)除氟滤池清洗水再利用

当除氟滤池3放空后，对除氟滤池3进行清洗，清洗后开启除氟滤池放空阀门11、开启第二控制阀门18、关闭第一控制阀门17，将清洗后的水通过第一放空管道fk1、第二放空管道fk2、除氟滤池冲洗水管道cxs排至中间水池14中，中间水池14收集含有少量的naoh的清洗水备用；启动中间水池提升泵10的将中间水池14中含有少量的naoh的水抽至污水处理系统预沉池，由污水处理系统再利用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。