脱硫废水分盐处理设备的制作方法

本实用新型涉及环保技术领域，具体涉及一种脱硫废水分盐处理设备。

背景技术：

燃煤电厂对烟气进行脱硫，主要采用石灰石-石膏湿法脱硫技术。在运用该脱硫技术过程中，为了维持脱硫装置浆液循环系统物质的平衡，防止烟气中可溶部分（氯浓度）超过规定值和保证石膏质量，必须从系统中排放一定量的废水，废水主要来自石膏的脱水和清洗系统。废水中含有的杂质主要包括悬浮物、过饱和的亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属，其中很多是国家环保标准中要求严格控制的第一类污染物。

对于废水中的杂质的处理，现有技术主要是通过物理以及化学的方法进行简单处理，投加大量药剂来去除废水里面的悬浮物及重金属等污染物，投药量大，工艺链长，运行费用高。另外，因为需要投加石灰，药剂配置及投加过程复杂，工人的劳动量大，产生的污泥量较大，污泥处理费用高。此外，因为工艺本身的缺陷，出水水质不稳定，虽能勉强达到三级排放标准，却不能达到废水能量的回收利用、节约用水资源的目的。申请号为CN201620635350的专利文献所公开的“脱硫废水处理装置”，该脱硫废水处理装置包括了混凝预处理装置、MVR蒸发结晶装置和三效浓缩液强制循环结晶器。该装置通过搅拌混凝和蒸发结晶的方式，可将废水中的部分水盐分离，但是该装置在蒸发结晶的过程中，高价盐与低价盐是混合在一起进行蒸发结晶的，因高价盐与低价盐的溶解度不同，因此结晶条件不同。同时对多价位的盐进行蒸发结晶操作，则必定有一部分盐的结晶效果不明显，从而需要多次循环蒸发，提高了成本。

因此，有必要设计一种药剂投放量少，运行成本低，出水稳定且达到排放标准，并且能对废水能量进行回收利用的脱硫废水分盐处理设备。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于设计一种药剂投放量少，运行成本低，出水稳定且达到排放标准，并且能对废水能量进行回收利用的脱硫废水分盐处理设备。

为实现上述目的，本实用新型提供的脱硫废水分盐处理设备包括依次连接的混凝预处理装置、膜分离处理装置和MVR蒸发结晶装置。混凝预处理装置包括依次连接的一级反应箱、一级搅拌混凝箱、一级沉淀箱、二级反应箱、二级搅拌混凝箱、二级沉淀箱和中间反应箱。一级反应箱与外部的废水排放设备连接。膜分离处理装置包括膜组件、透水箱和浓水箱。膜组件的进水口与中间反应箱的出水口相连接，透水箱的入水口与膜组件的透出液出口相连接，浓水箱的入水口与膜组件的浓水出口相连接。MVR蒸发结晶装置包括第一蒸发结晶器、第一结晶分离机、第二蒸发结晶器、第二结晶分离机以及冷凝水管。第一蒸发结晶器的入料口与透水箱的出水口相连接，第一蒸发结晶器的出料口与第一结晶分离机的进料口相连接，第一蒸发结晶器的冷凝水出水口与冷凝水管相连接。第二蒸发结晶器的入料口与浓水箱的出水口相连接，第二蒸发结晶器的出料口与第二结晶分离机的进料口相连接，第二蒸发结晶器的冷凝水出水口与冷凝水管相连接。冷凝水管连接到外部的热量储存或使用装置。

由上述的方案可知，在混凝预处理装置中，脱硫废水依次在一级反应箱、一级搅拌混凝、一级沉淀箱、二级反应箱、二级搅拌混凝箱、二级沉淀箱和中间反应箱中通过投加药剂进行离子反应、混凝反应、沉淀分离等。经过混凝预处理的废水从中间反应箱进入到膜分离处理装置中，膜分离处理装置将废水分为主要含一价离子的透过液，和主要含二价及高价离子的浓水。透过液通过透水箱经过在换热器中与冷凝水换热后，依次流到第一蒸发结晶器、第一结晶分离机中进行蒸发结晶，最终将水盐分离。同样，浓水通过浓水箱并经过在换热器中与冷凝水换热后，依次流到第二蒸发结晶器、第二结晶分离机中进行蒸发结晶，最终将水盐分离。透过液和浓水的蒸发结晶过程可反复循环进行，直到实现彻底的水盐分离。冷凝水管中的冷凝水则可以通过换热器将透过液和浓水的热量回收用于他用。

由此可见，本实用新型对脱硫废水进行分盐处理的过程，药剂投放量少，运行成本低，出水稳定且达到排放标准，并且能对废水的能量进行回收利用。

优选的一个方案是，混凝预处理装置还包括污泥浓缩箱和脱水机。污泥浓缩箱的进料口分别与一级沉淀箱的出料口和二级沉淀箱的出料口相连接，脱水机的进料口与污泥浓缩箱的出料口相连接。

由上述的方案可知，在一级沉淀箱和二级沉淀箱中所分离得到的固体沉淀物送到污泥浓缩箱中进行进一步浓缩，并通过脱水机进行脱水分离可将固体沉淀物进行装袋外运处理，提高了清理沉淀物的效率，节约了成本。

优选的一个方案是，MVR蒸发结晶装置还包括第一换热器，冷凝水管包括第一冷凝水管。第一蒸发结晶器的入料口与透水箱的出水口之间相连接的管道穿过第一换热器，第一蒸发结晶器的冷凝水出水口与第一冷凝水管相连接，第一冷凝水管穿过第一换热器连接到外部的热量储存或使用装置。第一冷凝水管中的冷凝水与从第一蒸发结晶器流向透水箱的透出水在第一换热器进行热交换后流到外部热量储存或使用装置中。

优选的一个方案是，MVR蒸发结晶装置还包括第二换热器，冷凝水管还包括第二冷凝水管。第二蒸发结晶器的入料口与浓水箱的出水口之间相连接的管道穿过所述第二换热器，第二蒸发结晶器的冷凝水出水口与第二冷凝水管相连接，第二冷凝水管穿过第二换热器连接到外部的热量储存或使用装置。第二冷凝水管中的冷凝水与从第二蒸发结晶器流向浓水箱的浓水在第二换热器进行热交换后流到外部热量储存或使用装置中。

由上述的方案可知，通过设置第一冷凝水管和第二冷凝管，可进一步提升换热器对透过液和浓水的热量回收效率。

附图说明

图1是本实用新型脱硫废水分盐处理设备的结构示意图。

图2是本实用新型脱硫废水分盐处理设备的混凝预处理装置第一视角的结构图。

图3是本实用新型脱硫废水分盐处理设备的混凝预处理装置第二视角的结构图。

图4是本实用新型脱硫废水分盐处理设备的膜分离处理装置的结构图。

图5是本实用新型脱硫废水分盐处理设备的MVR蒸发结晶装置的结构图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。为了更好地说明本实施例，附图某些附件会有省略、放大或者缩小；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

具体实施方式

参见图1，本实用新型实施例提供的脱硫废水分盐处理设备包括依次连接的混凝预处理装置1、膜分离处理装置2和MVR蒸发结晶装置3。混凝预处理装置1连接废水外部的废水排放设备4，MVR蒸发结晶装置3连接外部的热量储存或使用装置5，如储水池、加热设备等。本实施例选用储水池5作为热量储存装置。

参见图2和图3，混凝预处理装置1包括依次连接的一级反应箱11、一级搅拌混凝箱12、一级沉淀箱13、二级反应箱14、二级搅拌混凝箱15、二级沉淀箱16和中间反应箱17。一级反应箱11与外部的废水排放设备4连接。

为提高清理沉淀物的效率，混凝预处理装置1还包括污泥浓缩箱18和脱水机19。污泥浓缩箱18的进料口分别与一级沉淀箱13的出料口和二级沉淀箱16的出料口相连接，脱水机19的进料口与污泥浓缩箱18的出料口相连接。

参见图4，膜分离处理装置2包括膜组件21、透水箱22和浓水箱23。膜组件21的进水口与中间反应箱17的出水口相连接，透水箱22的入水口与膜组件21的透出液出口相连接，浓水箱23的入水口与膜组件21的浓水出口相连接。

参见图5，MVR蒸发结晶装置3为采用机械式蒸汽再压缩技术的蒸发结晶装置。MVR蒸发结晶装置3包括第一蒸发结晶器31、第一结晶分离机32、第二蒸发结晶器33、第二结晶分离机34以及冷凝水管35。为实现热量的回收利用以及热量回收的效率，MVR蒸发结晶装置还包括第一换热器36和第二换热器37，冷凝水管35包括第一冷凝水管351和第二冷凝水管352。

第一蒸发结晶器31的入料口与透水箱22的出水口相连接，第一蒸发结晶器31的出料口与第一结晶分离机32的进料口相连接，第一蒸发结晶器31的冷凝水出水口与第一冷凝水管351相连接。第一冷凝水管351穿过第一换热器36连接到外部的储水池5。

第二蒸发结晶器33的入料口与浓水箱23的出水口相连接，第二蒸发结晶器33的出料口与第二结晶分离机34的进料口相连接，第二蒸发结晶器33的冷凝水出水口与第二冷凝水管352相连接，第二冷凝水管352穿过第二换热器37连接到外部的储水池5。

结合图1至图5，上述实施例中的脱硫废水分盐处理设备的脱硫废水处理工艺，包括以下步骤：

A：对脱硫废水进行预处理，预处理过程包括以下步骤：

a1.将废水排放设备4中的脱硫废水送至一级反应箱11，同时往一级反应箱11内加入氢氧化钠，使氢氧化钠与废水中的镁离子充分反应，再将废水送至一级搅拌混凝箱12，往一级搅拌混凝箱12内加入聚丙稀酰胺（PAM）并搅拌，使聚丙稀酰胺（PAM）与废水中的悬浮物产生絮凝反应从而结团变大。

a2.将步骤1中产生的废水反应混合物送至一级沉淀箱13进行沉淀分离，沉淀分离后得到的上清液送至二级反应箱14，分离后所得的固体沉淀物送至污泥浓缩箱18。

a3.往二级反应箱14内加入碳酸钠并搅拌，使其与箱内的废水充分混合反应，去除废水中溶解的钙镁离子；并通过投加碳酸钠溶液，生成碳酸钙、碳酸镁沉淀，从而达到沉除钙镁离子的目的。

a4.将步骤a3中二级反应箱14内的混凝液输送至二级搅拌混凝箱15，分别往二级搅拌混凝箱15中加入聚合氯化铝（PAC）和聚丙稀酰胺（PAM），进一步和废水中的细小悬浮物及胶体物质产生混凝反应，通过吸附作用，结团变大而易于沉淀。

a5.将步骤a4中二级搅拌混凝箱15内的混凝液输送至二级沉淀箱16内进行沉淀分离，沉淀分离得到的上清液输送至中间反应箱17，分离后得到的固体沉淀物输送至污泥浓缩箱18。污泥浓缩箱18对固体沉淀物做进一步的浓缩，分离后得到的固体沉淀物输送至脱水机19进行脱水分离，脱水后含水率少于60%后固体沉淀物进行装袋作外运处理。

a6.往中间反应箱17中投加稀盐酸，使得中间反应箱17内的废水pH值降低到5.5与6.5之间，从而消除废水中剩余的碳酸根的影响，防止碳酸氢镁在蒸发加热的过程中转化成碳酸镁垢，以及防止碳酸盐影响结晶盐的纯度。

B.将步骤A最后得到的pH值在5.5与6.5之间的废水输送至膜分离处理装置2的膜组件21。此时，废水通过膜组件21中的纳滤膜，纳滤膜表面带有一定的电荷，对二价离子及高价离子具有很高且稳定的截留率，对于一价离子具有很高的透过率。由此，能通过纳滤膜的透过液为氯化钠溶液，透过液输送至透水箱22；而不能通过纳滤膜的浓水为硫酸钠溶液，浓水输送至浓水箱23。

C.将步骤B中产生的浓水和透过液分别输送至所述的第一蒸发结晶器31和第二蒸发结晶器33中，进行蒸发结晶处理。蒸发结晶处理过程包括以下步骤：

c1.膜分离处理装置2中产生的透出水在第一换热器36中进行换热，换热后的透出水输送至第一蒸发结晶器31内进行处理，经饱和浓缩后的透出水结晶出氯化钠盐，然后将浆液输送至第一结晶分离机32内进行最后水盐分离。第一蒸发结晶器31内产生的冷凝水输送至第一冷凝水管351，第一冷凝水管351中的冷凝水与膜分离处理装置2中产生的透出水通过第一换热器36进行热交换，第一冷凝水管351中的冷凝水经第一换热器36换热后输送至外部的储水池5。

c2.膜分离处理装置2中产生的浓水在第二换热器37进行换热，换热后的浓水输送至第二蒸发结晶器33内处理，经饱和浓缩后的浓水结晶出氯化钠盐，接着将浆液输送至第二结晶分离机34内进行最后水盐分离。第二蒸发结晶器33内产生的冷凝水输送至第二冷凝水管352，第二冷凝水管352中的冷凝水与膜分离处理装置2中产生的浓水通过第二换热器37进行热交换，第二冷凝水管352中的冷凝水经第二换热器37换热后输送至外部的储水池5。

步骤C反复循环进行，从而将废水的水盐彻底分离，同时使得水汽达到排放标准。

由此可见，本实用新型中，由于采用了混凝预处理装置、膜分离装置以及低能耗MVR蒸发结晶装置来对脱硫废水先后进行分离、蒸发和浓缩处理，使得脱硫废水在处理后能够达标排放。相对于以往的工艺，本实用新型的工艺链程更简练、药投入量更少、产生的固废更少、运行成本更加低廉，还能够回用水资源。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。