一种脱硫废水浓缩减量化处理设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及一种脱硫废水浓缩减量化处理设备。


背景技术：

[0002]
一般来说，电厂燃煤锅炉所产生的烟气中含有较高的so2气体，会对大气产生较为严重的污染，因此必须对烟气进行脱硫处理。石灰石-石膏湿法脱硫工艺由于反应速度快、效率高、添加剂利用率高，是目前效果最好且应用最为广泛的工艺。然而湿法脱硫过程中装置会持续排除部分脱硫废水，其中含有大量的悬浮物、盐分、重金属离子等污染物，必须进行处理后排放或回用。
[0003]
目前国内大多数燃煤电厂的脱硫废水采用三联箱+澄清池的常规处理工艺，将脱硫废水进行简单的加药、絮凝、沉淀后直接外排或回用于厂内煤场或灰库的喷洒等。然而该工艺出水仍然存在含盐量较高(tds达10000及以上)、悬浮物难以达标等问题，直接排入环境对水体仍然会产生较大影响，且水量较大厂区煤场和灰库也难以完全消耗。
[0004]
随着社会经济的发展，国家对污染物排放的监管越来越严，污染物排放标准也一再提标。环境保护部2017年组织制定的《火电厂污染防治技术政策》政策要求，火电厂的污染防治应遵循和提倡源头控制与末端治理相结合的技术路线，鼓励火电厂实现废水的循环使用不外排的技术改造。
[0005]
因此，对于传统工艺出水中含盐量较高、悬浮物难以达标等问题亟待解决。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种脱硫废水浓缩减量化处理设备，具有浓缩倍率高、产水水质好、占地面积小、维护方便、易于管理等优点。
[0007]
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0008]
一种脱硫废水浓缩减量化处理设备，包括沿废水处理方向依次连接的管式超滤循环水箱、第一水泵、管式超滤装置、第二水泵、管式超滤产水箱、第三水泵、海水反渗透装置、sed原水循环水箱、第四水泵、浓盐水电渗析装置和sed浓水循环水箱；
[0009]
所述管式超滤装置与所述管式超滤循环水箱之间设有第一回流管线；所述浓盐水电渗析装置与所述sed原水循环水箱之间设有第二回流管线；所述浓盐水电渗析装置与所述管式超滤产水箱之间设有第三回流管线；所述sed浓水循环水箱与所述浓盐水电渗析装置之间设有第四回流管线，所述第四回流管线上设有第五水泵；
[0010]
所述管式超滤装置连接有第一排出管线；所述海水反渗透装置连接有第二排出管线；所述浓盐水电渗析装置连接有第三排出管线。
[0011]
进一步的，所述管式超滤产水箱与所述第三水泵之间还依次设有第六水泵和保安过滤器。进一步的，所述管式超滤装置的膜管直径为5-15mm。
[0012]
进一步的，所述第三排出管线连接一蒸发结晶装置。
[0013]
进一步的，所述脱硫废水浓缩减量化处理设备还包括连接于管式超滤循环水箱前
的沉淀装置，所述沉淀装置前连接三联箱装置，所述三联箱装置的第一箱体内加入石灰乳和纯碱，第二箱体内加入有机硫和絮凝剂，所述第三箱体内加入混凝剂。其中传统三联箱的第一箱中加入石灰乳，本申请除石灰外还加入纯碱，以最大可能去除废水硬度。
[0014]
工作原理：三联箱和澄清池处理的废水先进入管式超滤循环水箱中，管式超滤循环水箱与第一水泵相连，第一水泵以较高的流量将废水输送至管式超滤膜装置中，管式超滤装置的净水口与第二水泵相连，通过其产生的负压使溶液透过管式超滤膜产生净水；管式超滤装置的浓水经第一回流管线回流至管式超滤循环水箱，废水中的悬浮物会在管式超滤循环水箱内逐步富集，当富集到一定浓度时经第一排出管线排出，进行污泥处理，其中第一水泵产生的较高的循环流速可有效降低膜管的污堵结垢。
[0015]
管式超滤装置，主要用于去除经三联箱预处理后的脱硫废水中的悬浮物、硬度和其他易于造成结垢的重金属离子(钙镁离子及重金属离子已在三联箱内通过加药反应生成悬浮物固体)，使其满足海水反渗透装置的进水条件。对于脱硫废水，管式超滤装置的超滤膜的设计通量可达120l/(m2·
h)以上，无需进行每日数次的膜反洗，只需进行低频率的化学清洗，清洗周期4～8周/次，且单支膜元件清洗时不影响其他膜元件产水。管式超滤装置的膜管的管径一般在5-15mm，远远高于中空纤维膜的膜丝直径，抗污堵能力强且有较高的结构强度，非常适用于脱硫废水高悬浮物、高盐分、硬度和重金属含量高的特性。
[0016]
从管式超滤装置出来的产水通过第二水泵输送至管式超滤产水箱中，其将于第六水泵相连，提供足够的压力将废水输送至保安过滤器。设置保安过滤器的目的是为了除去废水中可能存在的较大颗粒的杂质，保护海水反渗透装置，避免反渗透膜的污堵或损坏。其中，保安过滤器过滤大于5um的杂质颗粒。
[0017]
之后由第三水泵向海水反渗透装置输送废水，进行废水初步浓缩，主要去除废水中的可溶性盐分，海水反渗透装置产水含盐量较低(一般<1000mg/l)，可通过第二排出管线排出回用于生产；海水反渗透装置产生的浓水则进入下一步工序浓缩。其中，利用海水反渗透装置将脱硫废水浓缩至含盐量10％以内是较为经济合理的，也比较符合主流品牌海水反渗透膜的设计工况。另外想要实现较高的回收率，海水反渗透装置可设计为二段式或多段式，且可根据实际情况选择增设段间增压。
[0018]
之后，运行过程中从海水反渗透装置出来的浓水进入到sed原水循环水箱，其将于第四水泵相连，提供一定的水压输送至浓盐水电渗析装置。
[0019]
浓盐水电渗析(sed)装置以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性实现废水中盐离子的富集。浓盐水电渗析装置主要由阳极板、阴极板、离子交换膜膜堆以及固定以上构件的压紧板组成，膜堆由交替排布的阴阳离子交换膜组成，膜之间依次形成浓水通道和淡水通道，阴阳极板则分别与靠近的离子交换膜形成极水通道。运行时对阴阳极板施加直流电压，在直流电场的驱动下，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。由于离子交换膜具有选择透过性，离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液在淡水通道被淡化、在浓水通道被浓缩。而极水通道内会由于cl-失去电子或h
+
得到电子产生少量的氯气和氢气。
[0020]
浓盐水电渗析装置运行过程中，sed原水循环水箱内废水经第四水泵经淡水通道及第二回流管线进行淡水循环产生淡水，另设置sed浓水循环水箱和第五水泵经浓水通道及第四回流管线进行浓水循环产生浓缩液，另设置电极液箱和第七水泵经极水通道及第五
回流管线进行极水循环，以排出极水中溢出的氯气和氢气。
[0021]
浓盐水电渗析装置的淡水通道将产生与海水反渗透装置浓度相当的淡水，并回流至管式超滤产水箱进行重复处理，浓水通道则通过第三排出管线排出盐分进一步浓缩的废水。第三排出管线的排出的浓水含盐量可达15％～20％，可以直接进行蒸发结晶实现脱硫废水的零排放。
[0022]
具体的，可将三联箱+澄清池设备中排出的tds由10000及以上降低至150～200g/l，大幅降低后续蒸发结晶装置的运行成本。
[0023]
本实用新型采用上述技术方案，所具有的优点是：
[0024]
1、该脱硫废水浓缩减量化处理设备，具有浓缩倍率高、产水水质好、占地面积小、维护方便、易于管理等优点；经过合理设计可实现集成化、自动化设计，降低人工成本。
[0025]
2、该脱硫废水浓缩减量化处理设备，形成有多个循环处理过程，与现有其他浓缩工艺相比浓水含盐量更高(达15％～20％以上)，浓水水量更小，大大降低后续蒸发结晶工艺的投资及运行成本。
附图说明
[0026]
图1为本实用新型的结构示意图。
[0027]
图中，1、管式超滤循环水箱，2、第一水泵，3、管式超滤装置，4、第二水泵，5、管式超滤产水箱，6、第三水泵，7、海水反渗透装置，8、sed原水循环水箱，9、第四水泵，10、浓盐水电渗析装置，11、sed浓水循环水箱，12、第一回流管线，13、第二回流管线，14、第三回流管线，15、第四回流管线，16、第五水泵，17、第一排出管线，18、第二排出管线，19、第三排出管线，20、第六水泵，21、保安过滤器，22、电极液箱，23、第七水泵，24、第五回流管线。
具体实施方式
[0028]
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。
[0029]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030]
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]
在本申请中，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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。
[0032]
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0033]
如图1所示，本实施例中，该脱硫废水浓缩减量化处理设备，包括沿废水处理方向依次连接的管式超滤循环水箱1、第一水泵2、管式超滤装置3、第二水泵4、管式超滤产水箱5、第三水泵6、海水反渗透装置7、sed原水循环水箱8、第四水泵9、浓盐水电渗析装置10和sed浓水循环水箱11；
[0034]
所述管式超滤装置3与所述管式超滤循环水箱1之间设有第一回流管线12；所述浓盐水电渗析装置10与所述sed原水循环水箱8之间设有第二回流管线13；所述浓盐水电渗析装置10与所述管式超滤产水箱5之间设有第三回流管线14；所述sed浓水循环水箱11与所述浓盐水电渗析装置10之间设有第四回流管线15，所述第四回流管线15上设有第五水泵16；
[0035]
所述管式超滤装置3连接有第一排出管线17；所述海水反渗透装置7连接有第二排出管线18；所述浓盐水电渗析装置10连接有第三排出管线19。
[0036]
进一步的，所述管式超滤产水箱5与所述第三水泵6之间还依次设有第六水泵20和保安过滤器21。
[0037]
进一步的，所述管式超滤装置3的膜管直径为5-15mm。
[0038]
进一步的，所述第三排出管线19连接一蒸发结晶装置。
[0039]
进一步的，所述脱硫废水浓缩减量化处理设备还包括连接于管式超滤循环水箱前的沉淀装置，所述沉淀装置前连接三联箱装置，所述三联箱装置的第一箱体内加入石灰乳和纯碱，第二箱体内加入有机硫和絮凝剂，所述第三箱体内加入混凝剂。其中传统三联箱的第一箱中加入石灰乳，除石灰外还加入纯碱，以最大可能去除废水硬度。
[0040]
工作原理：三联箱和澄清池处理的废水先进入管式超滤循环水箱1中，管式超滤循环水箱1与第一水泵2相连，第一水泵2以较高的流量将废水输送至管式超滤膜装置3中，管式超滤装置的净水口与第二水泵4相连，通过其产生的负压使溶液透过管式超滤膜产生净水进入管式超滤产水箱5；管式超滤装置的浓水经第一回流管线12回流至管式超滤循环水箱1，废水中的悬浮物会在管式超滤循环水箱1内逐步富集，当富集到一定浓度时经第一排出管线17排出，进行污泥处理，其中第一水泵2产生的较高的循环流速可有效降低膜管的污堵结垢。
[0041]
管式超滤装置3，主要用于去除经三联箱预处理后的脱硫废水中的悬浮物、硬度和其他易于造成结垢的重金属离子(钙镁离子及重金属离子已在三联箱内通过加药反应生成悬浮物固体)，使其满足海水反渗透装置的进水条件。对于脱硫废水，管式超滤装置3的超滤膜的设计通量可达120l/(m2·
h)以上，无需进行每日数次的膜反洗，只需进行低频率的化学清洗，清洗周期4～8周/次，且单支膜元件清洗时不影响其他膜元件产水。管式超滤装置3
的膜管的管径一般在5-15mm，远远高于中空纤维膜的膜丝直径，抗污堵能力强且有较高的结构强度，非常适用于脱硫废水高悬浮物、高盐分、硬度和重金属含量高的特性。
[0042]
从管式超滤装置3出来的产水通过第二水泵4输送至管式超滤产水箱5中，其将于第六水泵20相连，提供足够的压力将废水输送至保安过滤器21。设置保安过滤器21的目的是为了除去废水中可能存在的较大颗粒的杂质，保护海水反渗透装置7，避免反渗透膜的污堵或损坏。其中，保安过滤器21过滤大于5um的杂质颗粒。
[0043]
之后由第三水泵6向海水反渗透装置7输送废水，进行废水初步浓缩，主要去除废水中的可溶性盐分，海水反渗透装置7产水含盐量较低(一般<1000mg/l)，可通过第二排出管线18排出回用于生产；从海水反渗透装置7出来的浓水则进入下一步工序浓缩。其中，利用海水反渗透装置7将脱硫废水浓缩至含盐量10％以内是较为经济合理的，也比较符合主流品牌海水反渗透膜的设计工况。另外想要实现反渗透较高的回收率，反渗透可设计为二段式或多段式，且可根据实际情况选择增设段间增压。
[0044]
之后，运行过程中从海水反渗透装置7出来的浓水进入到sed原水循环水箱8，其将于第四水泵9相连，提供一定的水压输送至浓盐水电渗析装置10。
[0045]
浓盐水电渗析(sed)装置10以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性实现废水中盐离子的富集。浓盐水电渗析装置10主要由阳极板、阴极板、离子交换膜膜堆以及固定以上构件的压紧板组成，膜堆由交替排布的阴阳离子交换膜组成，膜之间依次形成浓水通道和淡水通道，阴阳极板则分别与靠近的离子交换膜形成极水通道。运行时对阴阳极板施加直流电压，在直流电场的驱动下，阴、阳离子分别向阳极和阴极移动。由于离子交换膜具有选择透过性离子迁移过程中，若膜的固定电荷与离子的电荷相反，则离子可以通过；如果它们的电荷相同，则离子被排斥，从而实现溶液在淡水通道被淡化、在浓水通道被浓缩。而极水通道内会由于cl-失去电子或h
+
得到电子产生少量的氯气和氢气。
[0046]
浓盐水电渗析装置10运行过程中，sed原水循环水箱8内废水经第四水泵9经淡水通道及第二回流管线13进行淡水循环产生淡水，另设置sed浓水循环水箱11和第五水泵16经浓水通道及第四回流管线15进行浓水循环产生浓缩液，另设置电极液箱22和第七水泵23经极水通道及第五回流管线24进行极水循环，以排出极水中溢出的氯气和氢气。
[0047]
浓盐水电渗析装置10的淡水通道将产生与海水反渗透装置7浓度相当的淡水，并回流至管式超滤产水箱5进行重复处理，浓水通道则通过第三排出管线19排出盐分进一步浓缩的废水。第三排出管线19的排出的浓水含盐量可达15％～20％，可以直接进行蒸发结晶实现脱硫废水的零排放。
[0048]
具体的，可将三联箱+澄清池设备中排出的tds由10000及以上降低至150～200g/l，大幅降低后续蒸发结晶装置的运行成本。
[0049]
经过以上处理，可将浓水tds浓缩至150～200g/l，大幅降低后续蒸发结晶装置的运行成本。
[0050]
上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
[0051]
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。