脱硫废水零排放处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种脱硫废水零排放处理系统，包括两级软化预处理部、蒸汽结晶部以及脱水干化打包部，两级软化预处理部包括顺次连接的一级软化单元以及二级软化单元；蒸汽结晶部包括进水单元、循环单元以及回收单元，进水单元与循环单元相连接，回收单元经由循环单元与进水单元相连接，二级软化单元与进水单元相连接；脱水干化打包部包括与一级软化单元连接的浓缩液回流单元，以及结晶盐打包单元。该系统具有运行简便、经济节能及结晶盐可资源化利用的特点。
【专利说明】
脱硫废水零排放处理系统
技术领域
[0001]本实用新型属于节能环保技术领域，涉及一种脱硫废水零排放处理系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的快速发展和大型燃煤电厂的兴建，所产生的烟气对环境污染威胁极大，对烟气进行脱硫处理越来越受到重视，燃煤电厂基本都配套建设烟气脱硫设施。石灰石一一石膏湿法脱硫是世界上应用最多、技术最成熟的脱硫工艺。石灰石一一石膏湿法脱硫是采用石灰石粉浆液在反应塔内喷淋于烟气中与S02反应生成CaS03，经过强制氧化后形成副产品石膏(CaS04.2H20)最终排出，降解烟气中S02。石灰石一一石膏法烟气脱硫系统中，对系统运行造成负面影响比较大的是氯离子的富集。一般运行时氯含量控制为2%?3.5%。为了防止烟气中可溶部分物质浓度超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排一定量的废水，以维持吸收浆液的杂质浓度不超过设计上限。排出的浆液经脱水机分离后，形成固体石膏和废水。
[0003]脱硫废水主要包括悬浮物(SS，主要由石膏颗粒、Si02、Al和Fe的氢氧化物等组成)、有机物(CODcr)、重金属、氟化物，过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐，氯化物等污染物，TDS较高。脱硫废水中很多污染物是《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中要求控制的第一类污染物。其中有机物(CODcr)含量一般为150?400mg/L，悬浮物(SS)高达60000?70000mg/L，同时氯离子含量达到20000mg/L左右，硫酸根离子含量2000mg/L左右。脱硫废水对环境的污染很严重，对脱硫废水进行单独处理甚至达到零排放，是非常必要的。
[0004]目前，关于脱硫废水零排放技术的研究很多，国内也有少数几家电厂实现脱硫废水零排放工程化应用。在广东河源电厂脱硫废水零排放中，应用〃两级软化预处理+多效蒸发结晶〃工艺，取得良好的效果。但由于采用石灰(Ca(0H)2)、纯碱(Na2CO3)作为软化药剂，药剂费用高;采用多效蒸发结晶技术，能耗较高。有的电厂采用蒸汽机械再压缩技术(MVR)，由于未进行废水软化预处理，造成系统容易结垢，需要频繁清洗，运行维护难度大，且蒸发后结晶盐为混盐，难以资源化利用，最终处置费用高，容易造成二次污染。总体而言，目前脱硫废水零排放处理中存在预处理药剂费用高、能耗大、系统易结垢、运行维护难、结晶盐资源化利用难的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服上述不足，提供了一种脱硫废水零排放处理系统，解决了目前脱硫废水处理中的废水零排放问题，以及系统存在的预处理药剂费用高、能耗大、系统易结垢、运行维护难、结晶盐资源化利用难的问题。
[0006]本实用新型提供了一种脱硫废水零排放处理系统，包括:两级软化预处理部、蒸汽结晶部以及脱水干化打包部，所述两级软化预处理部包括顺次连接的一级软化单元以及二级软化单元;所述蒸汽结晶部包括进水单元、循环单元以及回收单元，所述进水单元与所述循环单元相连接，所述回收单元经由循环单元与所述进水单元相连接，所述二级软化单元与所述进水单元相连接;所述脱水干化打包部包括与所述一级软化单元连接的浓缩液回流单元，以及结晶盐打包单元。
[0007]优选地，所述一级软化单元包括顺次连接的一级三联箱、一级澄清池以及一级污泥脱水机，所述一级三联箱分别对应连接石灰加药装置和硫酸钠加药装置、絮凝剂加药装置以及助凝剂加药装置;所述二级软化单元包括顺次连接的二级三联箱、二级澄清池以及二级污泥脱水机，所述二级三联箱分别对应连接纯碱加药装置以及有机硫加药装置，所述一级澄清池与所述二级三联箱的输入端相连接。
[0008]优选地，所述进水单元包括顺次连接的预处理清水箱、给水栗以及预换热器;所述循环单元包括主换热器，闪蒸罐、循环栗、闪蒸阀以及浓缩物排放阀，所述主换热器的废水入口与所述预换热器的废水出口相连接，所述主换热器的废水出口经由闪蒸阀与所述闪蒸罐相连接，所述闪蒸罐的底部出口经由循环栗分别与所述主换热器的废水入口以及浓缩物排放阀相连接。
[0009]优选地，所述蒸汽结晶部还包括与所述主换热器连接的蒸汽补充单元，所述蒸汽补充单元的管路上设有进补充蒸汽阀。
[0010]优选地，所述回收单元包括蒸汽压缩机和疏水器，所述蒸汽压缩机经由所述主换热器的回收入口、回收出口以及疏水器与所述预换热器的回收入口相连接。
[0011]优选地，所述结晶盐打包单元包括顺次连接的旋流器、离心脱水机、干燥流化床以及打包机;所述浓缩液回流单元包括与所述旋流器相连的浓缩液贮存箱以及浓缩液回流栗O
[0012]本实用新型提供的脱硫废水零排放处理系统，两级软化预处理部、蒸汽结晶部以及脱水干化打包部，以蒸汽机械再压缩的蒸汽结晶部为基础，配合两级软化预处理技术，优选石灰<^(0!1)2)+硫酸钠(他2304)+纯碱(他2(1)3)作为软化药剂，并通过浓缩液回流单元来回收系统内剩余的硫酸钠(Na2SO4)作为软化药剂，利用一体式蒸发结晶系统的蒸发浓缩及结晶过程，达到脱硫废水零排放及结晶盐资源化。因此，该系统既能实现脱硫废水零排放，又能形成结晶盐资源化，避免结晶盐造成二次污染问题。同时由于该技术优选软化药剂并回收系统内剩余的硫酸钠(Na2S04)作为软化药剂，以及高效、防结垢性能好的蒸汽结晶部，使该系统具有运行简便、经济节能及结晶盐可资源化利用的特点。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型脱硫废水零排放处理系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]为利于对本实用新型的结构的了解，以下结合附图及实施例进行说明。
[0015]图1为本实用新型脱硫废水零排放处理系统的结构示意图。结合图1所示，本实用新型提供了一种脱硫废水零排放处理系统，包括:两级软化预处理部40、蒸汽结晶部50以及脱水干化打包部60，所述两级软化预处理部40包括顺次连接的一级软化单元41以及二级软化单元42;所述蒸汽结晶部50包括进水单元51、循环单元52以及回收单元53，所述进水单元51与所述循环单元52相连接，所述回收单元53经由循环单元52与所述进水单元51相连接，所述二级软化单元42与所述进水单元51相连接;所述脱水干化打包部60包括与所述一级软化单元41连接的浓缩液回流单元62，以及结晶盐打包单元61。
[0016]所述一级软化单元41包括顺次连接的一级三联箱1、一级澄清池2以及一级污泥脱水机11，所述一级三联箱I分别对应连接石灰加药装置5和硫酸钠加药装置6、絮凝剂加药装置7以及助凝剂加药装置8;
[0017]所述二级软化单元42包括顺次连接的二级三联箱3、二级澄清池4以及二级污泥脱水机12，所述二级三联箱3分别对应连接纯碱加药装置9以及有机硫加药装置10，所述一级澄清池2与所述二级三联箱3的输入端相连接。
[0018]所述进水单元51包括顺次连接的预处理清水箱13、给水栗14以及预换热器15;所述循环单元52包括主换热器18，闪蒸罐16、循环栗17、闪蒸阀21以及浓缩物排放阀20，所述主换热器18的废水入口与所述预换热器15的废水出口相连接，所述主换热器18的废水出口经由闪蒸阀21与所述闪蒸罐16相连接，所述闪蒸罐16的底部出口经由循环栗17分别与所述主换热器18的废水入口以及浓缩物排放阀20相连接。
[0019]所述蒸汽结晶部50还包括与所述主换热器18连接的蒸汽补充单元，所述蒸汽补充单元的管路上设有进补充蒸汽阀24。
[0020]所述回收单元53包括蒸汽压缩机19和疏水器22，所述蒸汽压缩机19经由所述主换热器18的回收入口、回收出口以及疏水器22与所述预换热器15的回收入口相连接。
[0021]所述结晶盐打包单元61包括顺次连接的旋流器25、离心脱水机26、干燥流化床27以及打包机28;所述浓缩液回流单元62包括与所述旋流器25相连的浓缩液贮存箱29以及浓缩液回流栗30。
[0022]以下对本实用新型提供的脱硫废水零排放处理系统的具体应用细节进行详细说明。
[0023]实际应用中，如图1中所示的脱硫废水零排放处理系统，具有两级软化预处理部、蒸汽机械再压缩(MVR)—体式蒸发结晶装置(蒸汽结晶部)以及脱水干化打包部。
[0024]两级软化预处理部由一级软化单元(包括一级三联箱1、一级澄清池2、石灰加药装置5、硫酸钠加药装置6、絮凝剂加药装置7、助凝剂加药装置8、一级污泥脱水机系统11)和二级软化单元(包括二级三联箱3、二级澄清池4、纯碱加药装置9、有机硫加药装置10、二级污泥脱水机系统12)组成。
[0025]蒸汽机械再压缩(MVR)—体式蒸发结晶装置(蒸汽结晶部)主要由进水单元(包括预处理清水箱13、给水栗14、预换热器15、进水阀23)、循环单元(包括闪蒸罐16、循环栗17、主换热器18、闪蒸阀21、浓缩物排放阀20)、回收单元(包括蒸汽压缩机19、疏水器22)、蒸汽补充单元(包括与主换热器18组件连接的进补充蒸汽阀24)组成。
[0026]所述结晶盐打包单元由旋流器25、离心脱水机26、干燥流化床27、打包机28组成。
[0027 ] 浓缩液回流单元由浓缩液贮存箱29、浓缩液回流栗30组成。
[0028]使用时，经均质均量调节后的脱硫废水A进入一级三联箱I，石灰加药装置5、硫酸钠加药装置6、絮凝剂加药装置7、助凝剂加药装置8分别定量投加石灰、硫酸钠、絮凝剂、助凝剂至各反应箱，废水中钙镁离子、重金属、氟化物等污染物与软化药剂产生化学反应而生产难溶沉淀物，并经絮凝反应形成易于沉淀的絮体颗粒，然后进入一级澄清池2，进行澄清分离。一级澄清后上清液进入二级三联箱3，纯碱加药装置9、有机硫加药装置10、絮凝剂加药装置7、助凝剂加药装置8分别定量投加纯碱、有机硫、絮凝剂、助凝剂至各反应箱，废水中残留钙离子、重金属、等污染物与软化药剂产生化学反应而生产难溶沉淀物，并经絮凝反应形成易于沉淀的絮体颗粒，然后进入二级澄清池4，进行澄清分离，二级澄清后上清液进入预处理清水箱13。一级澄清池分离的沉淀物经一级污泥脱水机11进行浓缩脱水处理，产生的泥饼B外运处置，一级脱水机分离液回流至一级三联箱进水口。二级澄清池分离的沉淀物经二级污泥脱水机12进行浓缩脱水处理，产生的泥饼C外运处置，二级脱水机分离液回流至二级三联箱进水口。
[0029]预处理清水箱13中废水进入蒸汽机械再压缩(MVR)—体式蒸发结晶装置(蒸汽结晶部)，该装置分四个单元，各单元功能如下:
[0030]进水单元:可自动给系统补充废水。
[0031]循环单元:强制循环系统使废水在系统中高速循环，在外置换热器中进行加热，在闪蒸罐中产生新鲜蒸汽并浓缩，该单元具有高流速的循环使得系统非常高效，并实现自清洗和阻垢。
[0032]回收单元:闪蒸罐出口低压蒸汽经蒸汽压缩机升压升温，经压缩的蒸汽通过两级换热器给废水加热，最终将热量传递给废水，蒸汽冷凝成水进行回收。浓缩物经浓缩物排放阀排出并回收。
[0033]蒸汽补充单元:通过间接换热给系统补充热量，一般在系统启动阶段进行。
[0034]预处理后废水由进水单元进入蒸汽结晶部，经蒸发结晶部的给水栗14升压后，先经预换热器15进行预加热升温，预换热器热源为主换热器18产生冷凝液。
[0035]经预换热后废水进入循环单元，与高速循环浓缩物混合。循环浓缩物从闪蒸罐16底部出口与循环栗17进口相连，通过循环栗加压，再经主换热器18换热升温，主换热器热源为蒸汽压缩机19压缩升温后蒸汽或补充蒸汽。经主换热器升温后循环浓缩物经闪蒸阀21进入闪蒸罐16进行闪蒸。闪蒸罐内浓缩液不断循环、升温、闪蒸，直到浓缩液浓缩到所控制浓缩倍数，可通过闪蒸罐内蒸汽压力或温度进行控制。废水在浓缩到一定倍数后，废水中过饱和的氯化钠(NaCl)在闪蒸罐结晶出来，形成结晶盐。在循环系统高速循环作用下，结晶盐与浓缩液完全混合。浓缩后浓缩物经浓缩物排放阀20排出。
[0036]主换热器主要热源为蒸汽压缩机19压缩升温后蒸汽。闪蒸罐16顶部蒸汽出口与蒸汽压缩机19进口相连，经蒸汽压缩机19压缩升温，升温后蒸汽进入主换热器，对循环浓缩液进行加热。乏汽排出后经疏水器22后作为预换热器热源，再次换热。两次换热后蒸汽冷凝液F回收备用。
[0037]主换热器补充热源为补充蒸汽D，一般在系统启动阶段使用。通过进补充蒸汽阀24，补充蒸汽进入主换热器18，对循环浓缩液换热升温。
[0038]浓缩物排放阀20排出的浓缩物包含结晶盐和浓缩液。浓缩物经脱水干燥打包系统处理后，其中的结晶盐分离出来，并达到标准化产品要求，可资源化利用。浓缩物先经旋流器25进行旋流分离，结晶盐分离出来后进离心脱水机26进一步离心脱水，脱水后结晶盐再通过干燥流化床烘干，烘干后用打包机打包。
[0039]旋流器25和离心脱水机26分离出的浓缩液收集至浓缩液贮存箱29。通过浓缩液回流系统中浓缩液回流栗30回流至一级三联箱I，浓缩液中硫酸钠作为软化药剂回收使用。
[0040]本系统的具体工艺包括如下步骤:
[0041 ] I) 一级软化:采用石灰(Ca(OH)2)及硫酸钠(Na2SO4)作为一级软化药剂，将其投入到脱硫废水中，使脱硫废水与其充分混合，PH值达到10.5左右，废水中的镁离子、大部分重金属离子、氟离子等与Ca(0H)2、Na2S04发生反应，迅速生成难溶的氢氧化镁、重金属的氢氧化物、氟化钙、硫酸钙等沉淀物;再加入絮凝剂，使废水中反应生成的沉淀物和悬浮物絮凝，并在一级澄清池进行分离；
[0042]2) 二级软化:采用纯碱(Na2CO3)及有机硫作为二级软化药剂，将其投入到一级软化后脱硫废水中，使脱硫废水与其充分混合，废水中的残留的钙离子、重金属离子等与Na2C03、有机硫发生反应，迅速生成难溶的碳酸钙、重金属难溶物等沉淀物;再加入絮凝剂，使反应生成的沉淀物絮凝，并在二级澄清池进行分离；
[0043]3)经过二级软化预处理后的脱硫废水，利用高效、防结垢性能好的蒸汽机械再压缩(MVR)—体式蒸发结晶装置对其进行蒸发浓缩、结晶，并控制废水浓缩倍数，形成结晶盐，主要为NaCl;结晶盐分离后浓缩液，主要为NaCl和硫酸钠混合溶液；
[0044]4)上述结晶盐经脱水、干燥后，氯化钠纯度达到97.5%以上，达到《工业盐》(GB/T5462)精制工业盐标准，并打包，达到可资源化利用。
[0045]5)上述结晶盐分离后浓缩液回流至一级软化预处理过程，用作软化药剂。
[0046]本实用新型提供的脱硫废水零排放处理系统，具有以下特征:
[0047]其一，本系统采用两级软化预处理+蒸汽机械再压缩(MVR)—体式蒸发结晶装置，通过优选预处理药剂、控制蒸发浓缩结晶系统浓缩倍数、浓缩液回流回收硫酸钠作为软化药剂等技术有机结合，组合成一个完整的工艺体系，既运行简便、经济节能，又可实现结晶盐资源化。
[0048]其二，本系统优选石灰(Ca(OH)2)+硫酸钠(Na2SO4)+纯碱(Na2CO3)作为主要软化药剂，且回收浓缩液中硫酸钠(Na2S04)，与采用氢氧化钠、纯碱(Na2CO3)等作为软化药剂相比，药剂廉价，大幅度节约运行成本。
[0049]其三，本系统采用两级软化处理，一体化蒸发结晶系统高效节能、自身防结垢功能强，避免设备结垢及频繁清洗，运行简便。
[0050]其四，本系统废水蒸发后结晶盐纯度高，可资源化利用，避免结晶盐二次污染问题。
[0051]综上所述，本系统具有运行简便(不易结垢、不必频繁清洗)、经济节能(药剂费用低、蒸发系统能耗低)的特点，其不仅能实现脱硫废水零排放处理，防止环境污染，而且产生的结晶盐纯度高，可资源化利用，不会带来二次污染。
[0052]另外，本系统将多个技术和工艺步骤有机结合为一体，相互协同作用，针对燃煤电厂脱硫废水特点，先进行软化预处理一一投加经济廉价的软化药剂，与废水中钙镁离子、重金属、氟离子、含硅类物质等污染物反应形成难溶性沉淀物，从废水中澄清分离，避免上述杂质影响结晶盐的纯度，同时防止在系统内结垢;废水经过软化预处理后进入蒸汽结晶部进行蒸发浓缩及结晶，通过控制蒸发浓缩倍数，使废水中氯化钠(NaCl)结晶出来，但硫酸钠(Na2SO4)留在浓缩液中，保证结晶盐纯度;并将蒸发后浓缩液回流至软化预处理过程，回收其中的硫酸钠(Na2SO4)作为软化药剂，减少预处理药剂消耗;形成的结晶盐再经脱水、干燥处理后打包，达到资源化利用。
[0053]以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为保护范围。
【主权项】
1.一种脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，包括:两级软化预处理部、蒸汽结晶部以及脱水干化打包部，所述两级软化预处理部包括顺次连接的一级软化单元以及二级软化单元;所述蒸汽结晶部包括进水单元、循环单元以及回收单元，所述进水单元与所述循环单元相连接，所述回收单元经由循环单元与所述进水单元相连接，所述二级软化单元与所述进水单元相连接;所述脱水干化打包部包括与所述一级软化单元连接的浓缩液回流单元，以及结晶盐打包单元。2.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述一级软化单元包括顺次连接的一级三联箱、一级澄清池以及一级污泥脱水机，所述一级三联箱分别对应连接石灰加药装置和硫酸钠加药装置、絮凝剂加药装置以及助凝剂加药装置； 所述二级软化单元包括顺次连接的二级三联箱、二级澄清池以及二级污泥脱水机，所述二级三联箱分别对应连接纯碱加药装置以及有机硫加药装置，所述一级澄清池与所述二级三联箱的输入端相连接。3.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述进水单元包括顺次连接的预处理清水箱、给水栗以及预换热器;所述循环单元包括主换热器，闪蒸罐、循环栗、闪蒸阀以及浓缩物排放阀，所述主换热器的废水入口与所述预换热器的废水出口相连接，所述主换热器的废水出口经由闪蒸阀与所述闪蒸罐相连接，所述闪蒸罐的底部出口经由循环栗分别与所述主换热器的废水入口以及浓缩物排放阀相连接。4.根据权利要求3所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述蒸汽结晶部还包括与所述主换热器连接的蒸汽补充单元，所述蒸汽补充单元的管路上设有进补充蒸汽阀。5.根据权利要求1所述的脱硫废水零排放处理系统，其特征在于，所述结晶盐打包单元包括顺次连接的旋流器、离心脱水机、干燥流化床以及打包机;所述浓缩液回流单元包括与所述旋流器相连的浓缩液贮存箱以及浓缩液回流栗。
【文档编号】C02F9/10GK205528225SQ201620232812
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】董烈刚, 崔成华, 韩显斌
【申请人】武汉凯迪水务有限公司