一种低运行成本的电厂脱硫废水零排放处理工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保行业的水处理工艺，具体涉及一种用于电厂脱硫废水及其他高盐度、高硬度工业废水的零排放处理。
【背景技术】
[0002]目前，国内外燃煤电厂脱硫废水目前大部分采用混凝沉淀工艺处理后直接排放，该技术相对比较成熟，虽然对于其中重金属、悬浮物、C0D、氟化物、硫化物等排放标准中所列的污染物能有效去除，但对于废水中的溶解性物质则无法有效去除，排放的废水含盐量一般在25000~35000mg/L，如排放不当，将会对环境造成污染。
[0003]随着社会环保意识的增强和环保法规要求的逐步提高，部分新建燃煤电厂已要求达到废水“零排放”。如此一来，高含盐的脱硫废水零排放成为摆在电厂面前的紧迫问题。
[0004]目前，国内已有多家电厂投建了脱硫废水零排放系统，解决了脱硫废水排放问题，但在投运后均存在一些问题，导致项目运行情况不甚理想。主要问题包括:
1)运行成本高，尤其是预处理药剂成本占运行成本很高比例。
[0005]2)蒸发结晶设备结垢快，清洗周期短，系统频繁停机。
[0006]3)产生的混合盐不仅无利用价值，还需要额外的成本和场地进行固废处置，而结晶盐具有极强溶解性，处置不当将造成二次污染。
[0007]低运行成本、高可靠性、副产物完全资源化成为业内急需解决的三大难题，也制约着脱硫废水零排放技术的发展。
[0008]火电厂石灰石-石膏法产生的脱硫废水中含有高浓度的Cl、S042、Na\ Ca2+、Mg2+，是典型的高盐、高硬度废水。由于，脱硫废水中钙镁离子含量很高，为保障后续蒸发结晶系统稳定运行，需要先对其进行软化预处理。
[0009]目前电厂脱硫废水零排放预处理工艺中常采用的软化方案有:石灰-纯碱法、氢氧化钠-纯碱法，生成的沉淀物有Mg (0H) 2和CaCO 3，然后通过絮凝沉淀工艺去除。
[0010]由于NaOH和Na2C03成本较高，导致预处理运行成本居高不下。采用石灰_纯碱法时，由于第一步需加入Ca (0H) 2，导致水中Ca2+浓度升高，增加了第二步加入Na 20)3时所需的药剂量，所以成本仍然较高。
【发明内容】
[0011]发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种低运行成本、高可靠性、副产物完全资源化的电厂脱硫废水零排放处理工艺。
[0012]技术方案:本发明所述的一种低运行成本的电厂脱硫废水零排放处理工艺，包括预处理软化工艺以及蒸发结晶工艺，
所述预处理软化工艺包括如下步骤:
(1)脱硫废水首先进入原水池，原水池具有足够的容积以减少脱硫废水水质波动；
(2)脱硫废水经输送栗送至电子絮凝器，由于电子絮凝的水解作用，废水pH升高，部分1#生成1%(0!1) 2沉淀；
(3)水解后的废水进入一级反应箱，与投加的Ca(0H)2、Na2S04反应，废水中的重金属离子和Mg2+基本完全沉淀；随着SO 42+浓度大幅上升，由于同离子效应，导致Ca 2+浓度大幅下降，大量的Ca2+形成CaSO^X淀，同时，蒸发结晶工艺段产出的Na2S04/NaCl混合浓缩液也回流至一级反应箱；
(4)经一级澄清器分离沉淀物后，上清液进入一级中间水池，然后被一级中间水栗栗送至二级反应箱；
(5 )经二级澄清器分离沉淀物后，上清液进入二级中间水池，然后被二级中间水栗栗送至多介质过滤器；
(6)经二级沉淀和多介质过滤后，排至清水池，并由清水输送栗输送至加药系统和蒸发结晶系统；
(7)—级澄清器和二级澄清器分别经一级输送栗和二级输送栗排泥至污泥浓缩池，沉淀物进一步浓缩后，由污泥栗送至污泥脱水机，污泥脱水后排出系统；
所述蒸发结晶工艺包括如下步骤:
(1)经预处理软化工艺处理的脱硫废水首先进入进水罐，通过投加一定量的盐酸调节pH并投加适量阻垢剂后，由进水栗分别栗送至第一板式预热器和第二板式预热器；
(2)在第一板式预热器中，进水与高温蒸馏水换热升温，在第二板式预热器中，进水与高温浓缩液换热升温；
(3)升温后的脱硫废水进入闪蒸罐，由循环栗栗入加热器，在加热器中，换热管内的脱硫废水与管外的蒸汽换热升温后，进入闪蒸罐蒸发，产生的二次蒸汽被蒸汽压缩机增压升温后，进入加热器的壳程，加热管内脱硫废水后冷凝成蒸馏水，并进入蒸馏水罐，由蒸馏水栗送至第一板式预热器，与进水换热后排出系统；
(4)从闪蒸罐中排出一定量的含结晶盐的浓缩液，以保持蒸发结晶系统操作点稳定在接近NaCl- Na2S0#饱和点，排出的含结晶盐的浓缩液经稠厚器增稠后，晶浆由晶浆栗送入盐分离机，分离出的结晶盐经干燥机干燥后进入盐仓，分离出的浓缩液进入母液罐，经母液栗送至第二板式预热器，与进水换热后排至一级反应箱。
[0013]进一步的，所述预处理软化工艺中通过使用他2304作为脱硫废水零排放预处理软化药剂，提高脱硫废水中S042+浓度至10000~20000mg/L，使脱硫废水中的Ca2+浓度降低并生成 。
[0014]进一步的，所述预处理软化工艺的步骤(4) 二级反应箱中还需要投加少量Na2C03，直至废水中的Ca2+浓度低于8mg/L。
[0015]进一步的，所述蒸发结晶工艺中通过控制蒸发结晶系统操作点接近NaCl-Na2S04共饱和点，使产出的结晶盐为纯度99%以上的氯化钠，无混合盐产出，实现副产物资源化。
[0016]进一步的，所述蒸发结晶工艺中通过排出一定量的浓缩液，以稳定系统操作点，排出的浓缩液回收热量后排至预处理软化工艺，浓缩液中的Na2S04作为软化药剂参与化学反应，最终生成CaS04沉淀；浓缩液中的NaCl随预处理出水再次进入蒸发结晶系统，通过不断的蒸发结晶，直至完全析出为高纯度工业级NaCl结晶盐。
[0017]进一步的，所述第二板式预热器的进出口设置有换向阀组，定时切换进水和浓缩液，使板间流道始终保持清洁。
[0018]进一步的，所述预处理软化工艺的步骤(6)清水池中的废水悬浮物小于10mg/L。
[0019]有益效果:本发明的有益效果如下:
1)通过电子絮凝的水解反应，使脱硫废水中的大部分Mg2+沉淀，减少软化药剂投加量。同时由于电子絮凝的絮凝作用，使系统运行时混凝剂和助凝剂的投加量大幅减少，甚至不再需要投加混凝剂和助凝剂。
[0020]2)使用廉价的Na2S0dt为软化药剂，与常规的石灰-纯碱法、氢氧化钠_纯碱法相比，成本仅为后两者的1/3左右，运行成本显著下降。
[0021]3)采用MVR蒸发结晶工艺，蒸发结晶系统运行时完全靠电力驱动，不需要补给生蒸汽，同时可以省去常规蒸发结晶系统所需的真空系统和冷却水系统。
[0022]4)通过控制蒸发结晶操作点，使结晶盐为高纯度工业级氯化钠，纯度99%以上，达到一级工业盐标准，可作为商品销售回收一定成本，实现副产物资源化。
[0023]5)废水中的硫酸钠作为软化药剂参与软化反应，减少了软化药剂的投加量。
[0024]6)系统没有混合盐产出，不需要额外的混合盐处置费用。
[0025]7)通过以上1)、2)、3)、4)、5)、6)条，系统运行成本低于30元/吨废水，仅为常规脱硫废水零排放处理工艺运行成本的30%左右。
[0026]8)通过“电絮凝+两级软化澄清”软化工艺，保障后续蒸发结晶系统除垢清洗周期不低于1年。
[0027]9)第二板式预热器的进出口设置换向阀组，定时切换进水侧和浓缩液侧，使板间流道始终保持清洁。
【附图说明】
[0028]图1为本发明的预处理软化工艺流程示意图；
图2为本发明的蒸发结晶工艺流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0030]一种低运行成本的电厂脱硫废水零排放处理工艺，包括预处理软化工艺以及蒸发结晶工艺，
如图1所示，所述预处理软化工艺包括如下步骤:
1)脱硫废水首先进入原水池1，原水池1需要足够的容积以减少脱硫废水水质波动；
2)废水输送栗2送至电子絮凝器3，由于电子絮凝的水解作用，废水pH升高，部分Mg2+生成1%(0!1)2沉淀；
3)进入一级反应箱4，与投加的Ca(OH) 2、Na2S04反应，废水中的重金属离子和Mg2+基本完全沉淀，随着S042+浓度大幅上升，由于同离子效应，导致Ca 2+浓度大幅下降，大量的Ca 2+形成CaS04沉淀，同时，蒸发结晶工艺段产出的Na 2S04/NaCl混合浓浆液也回流至一级反应箱4 ;
4)经一级澄清器5分离沉淀物后，上清液进入一级中间水池6，然后被一级中间水栗7栗送至二级反应箱8 ;由于废水中仍有少量Ca2+残留，所以，还需要投加少量的Na 2C03，直至废水中的Ca2+浓度低于8mg/L，保障后续蒸发结晶系统除垢清洗周期不低于1年； 5)经二级澄清器9分离沉淀物后，上清液进入二级中间水池10，然后被二级中间水栗
(11)栗送至多介质过滤器12;
6)经二级沉淀和多介质过滤后，排至清水池13，废水悬浮物小于10mg/L，由清水输送栗14输送至加药系统和蒸发结晶系统；
7)一级澄清器5和二级澄清器9分别经一级输送栗15和二级输送栗16排泥至污泥浓缩池17，沉淀物进一步浓缩后，由污泥栗18送至污泥脱水机19，污泥脱水后排出系统。
[0031]本发明专利提出的“电絮凝+两级软化澄清”软化工艺:
在电子絮凝器3中，通过其内部的极板及电流发生器来对流入装置的脱硫废水附加电流，脱硫废水在电流的作用下将会发生一系列的电化学过程。电絮凝水解反应:
H20 一 0H_ +H+--- 0H_ +H+ +e 一 0H_ +H2 ?
Mg2++ 2 0『一Mg (OH) 2 J,
在一级反应箱4中，投加的0&(0!1)2与废水中残留的Mg2+反应生成Mg(OH) 2沉