一种脱硫废水零排放处理装置及方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及环境保护技术领域，具体涉及一种脱硫废水零排放处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]燃煤发电在我国能源供给中占有重要地位。为了保护大气环境，近年来我国大多数电厂采用了石灰石-石膏湿法脱硫技术，用以去除烟气中的二氧化硫。采用前述脱硫技术会产生大量的脱硫废水，燃煤电厂的湿法脱硫废水成分复杂，含有高浓度悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、氯离子、硫酸盐以及多种重金属。
[0003]目前，脱硫废水主要采用化学沉淀法处理，部分指标达标困难，即使达标处理后，由于废水中大量的硫酸盐和氯化物的存在，出水含盐量仍高达2%?4%，很难重复利用，夕卜排后还会引起地表水和土壤生态破坏，引起二次污染。因此，脱硫废水零排放处理技术的研发越来越受到重视。
[0004]蒸发结晶法是目前主要的脱硫废水零排放处理工艺，而蒸发结晶法具有能耗高、设备易结垢和投资大的缺点。而且，蒸发结晶法处理脱硫废水成本太高，吨水处理费用普遍要达到60元以上;为了降低处理成本，在一些实际施工中，会采用RO(反渗透)等膜分离技术首先对废水进行减量化处理，膜分离产生的浓水再进行蒸发结晶，这样可以有效降低蒸发结晶的处理负荷并节约处理成本。但是采用RO等膜分离技术需要对废水进行严格的预处理，由于废水中钙镁浓度高，硫酸钙处于过饱和状态，造成软化预处理成本极高；另外，蒸发结晶产生的盐为氯化钠和硫酸钠的混盐，难以利用，处置困难。
[0005]因此，为了避免环境污染和回收水资源，鉴于现存脱硫废水零排放工艺的缺点和不足，开发经济高效的脱硫废水零排放处理处理技术对湿法脱硫技术领域而言，是至关重要的。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明的目的是提供一种脱硫废水零排放处理装置及方法，能够实现脱硫废水零排放，蒸发结晶获得的结晶盐可实现全部回用，并且运行和处理成本大幅降低。
[0007]为达上述目的，本发明采取的具体技术方案是:
[0008]—种脱硫废水零排放处理装置，包括:
[0009]—除镁除重池组；
[0010]连通所述除镁除重池组的一除钙沉淀池组；
[0011]连通所述除钙沉淀池组的一纳滤系统，包括一硫酸盐浓水出口及一氯盐淡水出口，所述硫酸盐浓水出口通过一浓水回流管路与所述除钙沉淀池组连通；
[0012]与所述氯盐淡水出口通过一浓缩输送管路连通的一膜蒸馏系统；
[0013]与所述膜蒸馏系统的一浓水出口连通的一蒸发结晶器。
[0014]进一步地，所述除镁除重池组包括:一除镁除重池，设有一第一加药管路;与所述除镁除重池连通的一初沉池，其底部设有一第一排泥管道。
[0015]进一步地，所述除钙沉淀池组包括:依次连通的一初次除钙池、一二次除钙池及一二沉池;所述浓水回流管路连通所述初次除钙池;所述二沉池与所述纳滤系统的一进水口连通;所述初次除钙池设有一第二加药管路;所述二次除钙池设有一第三加药管路;所述初次除钙池、二次除钙池及二沉池的底部均与一第二排泥管道连通。
[0016]进一步地，所述二沉池与所述进水口之间设有一过滤器。
[0017]进一步地，所述膜蒸馏系统选自真空膜蒸馏系统，直接接触式膜蒸馏系统、气扫式膜蒸馏系统、气隙式膜蒸馏系统。
[0018]基于前述装置进行脱硫废水零排放处理方法，包括以下步骤:
[0019]I)脱硫废水进入除镁除重池组，使脱硫废水中的镁离子和重金属离子生成氢氧化物沉淀;得到除镁除重废水；
[0020]2)除镁除重废水进入除钙沉淀池组，使除镁除重废水使废水中钙离子浓度降低至10mg/L以下，得到混盐废水；
[0021 ] 3)混盐废水进入纳滤系统;混盐废水分离为硫酸盐浓水及氯盐淡水；
[0022]4)硫酸盐浓水至少部分回流至除钙沉淀池组;氯盐淡水进入膜蒸馏系统，得到蒸馏冷凝水及氯盐浓水;氯盐浓水进入蒸发结晶器，得到蒸发冷凝水和可回用盐。
[0023]进一步地，步骤I)脱硫废水进入除镁除重池组，使脱硫废水中的镁离子和重金属离子生成氢氧化物沉淀包括:
[0024]1-1)脱硫废水进入除镁除重池，向除镁除重池内投加氢氧化钙和有机硫，控制池内pH为9?12，得到除镁除重废水；
[0025]1-2)除镁除重废水进入初沉池，进行泥水分离，得到初沉污泥及低浓度废水。
[0026]进一步地，步骤2)除镁除重废水进入除钙沉淀池组，使除镁除重废水使废水中钙离子浓度降低至10mg/L以下，包括:
[0027]2-1)低浓度废水进入初次除钙池，向初次除钙池中硫酸盐，使低浓度废水中钙离子浓度降低至300?800mg/L，得到初次除钙废水；
[0028]2-2)初次除钙废水进入二次除钙池，向二次除钙池加入碳酸盐、絮凝剂及助凝剂，使废水中剩余的钙离子生成碳酸钙沉淀，得到二次除钙废水；
[0029]2-3) 二次除钙废水进入二沉池，进行沉淀澄清，使二次除钙废水中钙离子浓度降低至10mg/L以下。
[0030]进一步地，步骤4)中硫酸盐浓水至少部分进行烟道蒸发处理和/或回流至一脱硫吸收塔。
[0031]进一步地，氯盐淡水进入膜蒸馏系统之前通过一换热系统加热，所述换热系统的热源来自于一电厂热烟气和/或热排水。
[0032]通过采取上述技术方案，硫酸盐可以回用做除钙处理，氯盐通过膜蒸馏及蒸发结晶处理，两种盐分别处理，具有药剂投加量少、运行成本低、产水水质好、易于与其他工艺相结合以及可以回收工业盐副产品的优点。此外，本发明可利用电厂余热为膜蒸馏系统热源，不仅可以有效降低系统运行成本，同时可以降低烟气温度，减少脱硫吸收塔内耗水量，以及减少向环境排放热量。
【附图说明】
[0033]图1为本发明一实施例中的脱硫废水零排放处理装置的布置示意图。
【具体实施方式】
[0034]为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。
[0035]如图1所示，一实施例中，提供了一种脱硫废水零排放处理装置，包括除镁除重池
1、搅拌装置2、第一排泥管道3、初沉池4、除钙池5、搅拌装置6、二次除钙池7、搅拌装置8、二沉池9、排泥管道1、水栗11、过滤器12、纳滤系统13、浓水回流管道14、浓水排放管道15、中间水池16、热工质出口 17、换热器18、热工质入口 19、水栗20、进水口 21、膜蒸馏系统22、冷凝水出口 23、浓水出口 24、蒸发结晶器25、冷凝水出口 26及结晶盐出口 27。其具体布置位置关系、连接关系及功用如下:
[0036]镁除重池1、除钙池5及二次除钙池7均设有搅拌装置，镁除重池1、初沉池4、除钙池
5、二次除妈池7、二沉池9均设有污泥斗和排泥管道。
[0037]镁除重池I和初沉池4可选共用排泥管道3;除钙池5、二次除钙池7、二沉池9可选共用排泥管道10。
[0038]过滤器12可选为多介质过滤器，能够避免废水中残余悬浮物影响后续膜蒸馏运行。具体地，过滤器12为超滤或微滤系统。
[0039]膜蒸馏系统22为真空膜蒸馏系统，直接接触式膜蒸馏系统、气扫式膜蒸馏系统、气隙式膜蒸馏系统，优选为真空膜蒸馏系统。所述膜蒸馏系统中膜材料为PTFE、PVDF、PP或陶
bL.0
[0040]利用上述装置进行脱硫废水零排放处理的方法时，脱硫废水首先进入除镁除重池，向反应池内投加组合药剂A，包括氢氧化钙和有机硫，控制反应器内pH为9?12，使废水中的镁和大部分重金属生成氢氧化物沉淀，废水中的汞生成硫化物沉淀，从而去除废水中镁硬度和铅、锌、铬和汞等重金属。为了强化后续泥水分离效果，可以向除镁除重池中投加絮凝剂和助凝剂。
[0041]废水经过镁除重后，进入初沉池，经过泥水分离后初沉池出水中镁浓度降低至15mg/L以下，重金属实现达标排放，初沉池产生污泥与除镁除重池产生的污泥进一步浓缩脱水处理，最终安全填埋处置;初沉池上清液进入除钙池，向除钙池中加入药剂B，药剂B为硫酸盐，优选为硫酸钠，通过增加废水中硫酸根浓度，使废水中过饱和的硫酸I丐析出，从而达到去除部分钙离子的目的，废水中硫酸钠投加量为0.01?0.3mol/L，使废水中钙离子浓度降低至300?800mg/L。
[0042]除钙池中废水进入二次除钙池，并加入组合药剂C，包括碳酸盐、絮凝剂和助凝剂，通过组合药剂C的投加，使废水中剩余的钙离子生成碳酸钙沉淀，同时加入絮凝剂和助凝剂提高污泥沉淀性能;其中，碳酸盐优选为碳酸