一种脱硫废水软化微滤系统及工艺的制作方法

本发明属于脱硫废水零排放技术领域，具体涉及脱硫废水软化微滤处理工艺。

背景技术：

湿法烟气脱硫方法中用的最多的是石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺方法。在此工艺中，脱硫废水的处理成为零排放的关键。脱硫废水水质复杂，主要特点为偏弱酸性，tss含量很高，tds高，含盐量高，腐蚀性强以及标准限制的各种重金属和微量成分。因此，前面的絮凝、软化直接影响后面脱盐的效果，以及对膜的损伤程度。传统的预处理方法主要采用单纯的化学沉淀法，即传统的三联箱，该工艺存在投加药剂量大、运行成本高、污泥产生量大等缺点，另外，大多数三联箱处理设备因各种原因，对于悬浮固体、氟离子、各种重金属，并不能真正的达到良好除去，严重影响后面的脱盐处理。本发明将化学沉淀与管式微滤装置连用，该技术占地面积小，技术操作简单，自动化程度高，可高效去除脱硫废水中的悬浮物、重金属离子，极大降低废水浊度，达到更高的废水排放标准，对含较高浓度重金属的脱硫废水进行处理，出水水质仍然良好，有较强的适应能力，能够高效处理变化复杂的进水。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的是提出一种脱硫废水高效软化微滤工艺及设备，采用化学沉淀+管式微滤的方法，该技术占地面积小，技术操作简单，能够减少加药量和污泥量，自动化程度高，可高效去除脱硫废水中的悬浮物、重金属离子和硬度，极大降低废水浊度，达到更高的废水排放标准。满足后续除盐系统进水要求。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种脱硫废水软化微滤系统，包括对脱硫废水进行化学沉淀处理的反应池系统，还包括管式微滤浓缩槽、管式微滤装置和管式微滤循环水泵，反应池系统的出口连接管式微滤浓缩槽的进口，管式微滤浓缩槽的上清液出口连接管式微滤循环水泵的进口，管式微滤循环水泵的出口连接管式微滤装置。

进一步的，所述反应池系统包括依次连通的一级反应池、一级澄清池、一级清水箱和二级反应池；一级反应池和二级反应池均设有加药管线和搅拌桨。一级澄清池实现一级反应后的固液分离，底部设有刮泥机，一级澄清池上部清液进入一级清水箱，该清水可用于系统对污泥的冲洗水，底部产泥排至系统的污泥处理装置，二级反应池后的液固混合物进入管式微滤浓缩槽，实现液固分离，管式微滤浓缩槽底部设有刮泥机，上部设有出水口，进水口通过沟壁与二级反应池相连。

进一步的，所述一级反应池包括依次连通的一级反应池a、一级反应池b和一级反应池c；一级反应池a设有石灰乳加药管线和液碱加药管线，一级反应池b设有液碱加药管线、有机硫加药管线和混凝剂加药管线，一级反应池c设有助凝剂加药管线；所述二级反应池包括互相连通的二级反应池a和二级反应池b；二级反应池a设有纯碱加药管线，二级反应池b设有混凝剂加药管线。

进一步的，所述一级反应池a、一级反应池b和一级反应池c共壁一体；一级反应池a、一级反应池b内的搅拌桨为平直叶式，一级反应池c内的搅拌桨为三叶螺旋桨式。

进一步的，还包括管式微滤清洗水箱、管式微滤清洗水泵，管式微滤清洗水箱设有第一回流口、出水口、加药口、工业水进口和第二回流口；所述第二回流口连通管式微滤装置的清洗回流口，管式微滤清洗水箱的出水口连通管式微滤清洗水泵的进水口，管式微滤清洗水泵的出水口连通管式微滤装置的清洗水进水口，第一回流口连接管式微滤装置的浓水回流管道。

进一步的，所述管式微滤清洗水箱有两个，两个管式微滤清洗水箱的加药口分别为液碱、次氯酸钠加药口和酸加药口，可根据需要对管式微滤装置进行碱洗或酸洗。

进一步的，还包括产水箱、管式微滤冲洗水泵，产水箱的进口连通管式微滤装置的产水口，产水箱的出水口连通管式微滤冲洗水泵的进水口，管式微滤冲洗水泵的出水口连通管式微滤装置的正、反冲洗进水口。

进一步的，所述管式微滤装置设有浓水管道，连接二级反应池a、管式微滤浓缩槽，实现浓水的回流。

进一步的，所述管式微滤装置设有压缩空气进气管道，采用连续曝气的方式，达到代替化学沉淀法中的搅拌效果的目的，使反应溶液持续搅动，使微滤膜表面附着的泥饼层脱落，防止膜污堵、结垢，减小膜污染，同时，在清洗、冲洗过程可以排空管式微滤膜中的水，可以大大减少冲洗水的用量。

进一步的，所述一级清水箱底部出水管连接污泥管道，一级清水箱中的水可用作整个系统污泥管道的冲洗。

进一步的，还包括自动清洗冲洗系统，该系统包括plc控制器、设置于管式微滤膜两端的压力表，以及设置于管式微滤装置的进水管道、产水管道、冲洗管道、清洗管道、浓水回流管道、压缩空气管道、排气管道上的自控阀，压力表、自控阀、清洗水泵、冲洗水泵均电性连接plc控制器。冲洗过程每个产水周期需要对管式微滤膜冲洗一次，此外，管式微滤装置在运行一段时间后，由于水中无机、有机及微生物的污染，可通过检测管式微滤膜两端的压差来判断是否发生污堵、结垢，当透膜压差达到0.12mpa时，plc会提示进入化学清洗阶段，系统会通过控制柜反馈调节自动关闭进水管道上的阀门，开启压缩空气管道上的阀门，将管式微滤膜中的水全部排空，水从产水管道或浓水回流管道排出，开启清洗管道上的阀门以及清洗水泵，对管式微滤膜进行化学清洗，循环清洗1-2h，压差恢复到正常水平，系统会通过控制柜反馈调节自动关闭清洗水泵、清洗管道上的阀门，开启压缩空气管道上的阀门，将管式微滤膜中的水全部排空，然后，自动开启冲洗水泵，冲洗管道上的阀门，对管式微滤膜进行正冲洗、反冲洗，冲洗一段时间后，通过控制柜反馈调节自动关闭冲洗水泵、冲洗管道上的阀门，开启压缩空气管道上的阀门，将管式微滤膜中的水全部排空，清洗结束。随后，自动开启管式微滤装置进水管、产水管、浓水管上的阀门，管式微滤装置重新进入到正常运行阶段。清洗过程药剂可以回用，排空可以大大减少冲洗水的用量。另外，根据水质特性，清洗过程会有调整，可能仅采用酸洗或者碱洗中的一种，或者两者都采用。

一种脱硫废水软化微滤方法，包括如下步骤：

步骤1：脱硫废水经反应池系统进行化学沉淀处理，除去脱硫废水中部分悬浮物、胶体、重金属离子和硬度；

步骤2：经化学沉淀处理后的脱硫废水进入管式微滤浓缩槽，进行固液分离，上清液进入管式微滤循环泵，被泵入管式微滤装置；

步骤3：管式微滤装置进一步去除悬浮物、胶体、重金属离子和硬度。

进一步的，还包括步骤4：监测管式微滤装置内管式微滤膜两端的压差，如果超过阈值则停止进脱硫废水，对管式微滤装置进行化学清洗，待压差不超过阈值清洗结束，再对管式微滤膜进行正冲洗、反冲洗，冲洗完毕后进脱硫废水。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明将化学沉淀与管式微滤装置连用，该技术占地面积小，技术操作简单，自动化程度高，可高效去除脱硫废水中的悬浮物、重金属离子，极大降低废水浊度，达到更高的废水排放标准，对含较高浓度重金属的脱硫废水进行处理，出水水质仍然良好，有较强的适应能力，能够高效处理变化复杂的进水。

(2)该发明能够有效的降低膜的污堵、结垢、污染等情况，大大减少了后面设备的结垢情况，延长膜的使用寿命，增强膜的处理效率，提高回收率。

(3)该发明自动化程度高，可通过自动控制对管式微滤膜的运行、清洗、冲洗过程。

(4)增加一级清水箱，水可用作整个系统污泥管道的冲洗。

(5)管式微滤浓缩槽由于沉淀的物质不同，使的占地面积变小，结构简单，管式微滤浓缩槽底部设有刮泥机，上部设有出水口，进水口通过沟壁与二级反应池相连。

附图说明

图1是实施例中一种脱硫废水高效软化微滤系统结构示意图；

图2是实施例中管式微滤装置结构示意图。

附图标注：1，一级反应池a1；2，一级反应池b2；3，一级反应池c3；4，一级澄清池；5，一级清水箱；6，二级反应池a1；7，二级反应池b2；8，管式微滤浓缩槽；9，管式微滤清洗水箱a1；10，管式微滤清洗水箱b2；11，管式微滤产水箱；12，管式微滤循环水泵；13，管式微滤清洗水泵；14，管式微滤冲洗水泵；15，管式微滤装置；16，自控阀；17，管式微滤装置进水口；18，管式微滤装置浓水出口；19，正、反冲洗进水口；20，管式微滤装置产水口；21，压缩空气进气口；22，排气口；23，排污口；24，清洗水进水口；25、清洗回流口。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明进一步说明。

实施例中公开一种脱硫废水高效软化微滤系统，包括一级反应池a1、一级反应池b2、一级反应池c3，一级澄清池4，一级清水箱5，二级反应池a6、二级反应池b7，管式微滤浓缩槽8，管式微滤清洗水箱a9、管式微滤清洗水箱b10，管式微滤产水箱11，管式微滤循环水泵12，管式微滤清洗水泵13，管式微滤冲洗水泵14，管式微滤装置15，以及与之相连的管道。

具体的，一级反应池a1、一级反应池b2、一级反应池c3，一级澄清池4，一级清水箱5、二级反应池a6、二级反应池b7，管式微滤浓缩槽8相互连通，一级反应池a1上设有石灰乳加药管线和液碱加药管线，一级反应池b2上设有液碱加药管线、有机硫加药管线和混凝剂加药管线，一级反应池c3上设有助凝剂加药管线，二级反应池a6上设有纯碱加药管线，二级反应池b7上设有混凝剂加药管线。

管式微滤清洗水箱a9设有液碱和次氯酸钠加药口，第一回流口、出水口、工业水进水口，第二回流口，管式微滤清洗水箱b10设有第一回流口、出水口、酸加药口、工业水进口，第二回流口，管式微滤清洗水箱a9、管式微滤清洗水箱b10出水口连接管式微滤清洗水泵13进水口，管式微滤清洗水泵13出水口连接管式微滤装置15的清洗水进水口，第一回流口连接管式微滤装置的浓水回流管道，第二回流口连通管式微滤装置的清洗回流口。管式微滤产水箱11进水口与管式微滤装置15产水口相连，管式微滤产水箱11出水口与管式微滤冲洗水泵14进水口相连。

如图2所示，管式微滤装置15包括管式微滤装置进水口17、管式微滤装置浓水出18、正、反冲洗进水口19、管式微滤装置产水口20、压缩空气进气口21、排气口22、排污口23、清洗水进水口24、清洗回流口25。管式微滤装置的进水管道、产水管道、冲洗管道、清洗管道、浓水回流管道、压缩空气管道、排气管道均设有自控阀16，可实现管式微滤装置的运行、冲洗、清洗的自动控制。

将上述发明应用到某电厂脱硫废水的软化微滤处理，处理量为35t/h，具体工作过程如下：

预沉过的脱硫废水进入20m³一级反应池a1，依次通过20m³一级反应池b2、60m³一级反应池c3，向一级反应池a1中添加石灰乳16214kg/h、碱液2243kg/h，调节脱硫废水的ph值至9.5，使得废水成碱性，其中的大部分金属离子生成沉淀，如cu²⁺、cr³⁺、ni²⁺等，另外，可有效去除废水中的so4^2-、mg²⁺、f^-。向一级反应池b2中加入碱液和有机硫，促进各种重金属离子进一步生成沉淀，其中汞离子和铅离子含量明显降低。向一级反应池b2中加入混凝剂360kg/d，使废水中的胶体颗粒、一级产生的沉淀悬浮物从水中分离出来，向一级反应池c3中加入助凝剂6kg/d，助凝剂的加入可以强化混凝过程，促进氢氧化物、硫化物和悬浮物的沉淀过程。然后，废水进入一级澄清池进行第一次固液分离，上清液进入40m³一级清水箱，沉积在底部的污泥，通过刮泥机排出，大部分进入系统的污泥处理装置，小部分污泥作为接触污泥继续返回一级反应池。部分一级清水箱的水可作为整个系统污泥管道的冲洗水，另一部分则进入到二级反应池a1，向二级反应池a1中投加纯碱液0.2kg/h，可有效的去除在一级反应中添加的以及废水中本来就存在ca²⁺，废水进入二级反应池b2，向二级反应池b2中投加混凝剂46kg/d，然后进入400m³管式微滤浓缩槽，进行第二次固液分离，上清液进入管式微滤循环泵，将软化、絮凝处理后的脱硫废水打入44支膜的管式微滤装置15，底部的污泥则由刮泥机排出，进入系统的污泥处理装置，管式微滤膜可进一步去除悬浮物、胶体、重金属离子和硬度，提高后续处理的进水水质。

本发明设置管式微滤冲洗设备和管式微滤清洗设备，每个产水周期需要对管式微滤膜进行冲洗一次。若判断管式微滤发生结垢，可根据需要对管式微滤膜进行酸清洗或碱清洗，管式微滤清洗箱a9中添加碱液和次氯酸钠、管式微滤清洗箱b10中添加酸液，管式微滤清洗箱连接管式微滤清洗泵13，将清洗液泵入到管式微滤装置15的清洗水进水口。其中，在流入管式微滤产水箱11的管路上需要添加酸，以去除水中的杂质。管式微滤装置15产生的浓水直接回流到管式微滤浓缩槽和二级反应池a1。管式微滤装置15设有压缩空气进气管路，压缩空气由压缩空气进气口进入，可使废水持续搅动，防止膜污堵、结垢。

由此可见，本发明提出的脱硫废水高效软化微滤工艺及设备，占地面积小，操作简单，自动化程度高，可高效去除脱硫废水中的悬浮物、重金属离子和硬度，极大降低废水浊度，达到更高的废水排放标准，对含较高浓度重金属的脱硫废水进行处理，出水水质仍然良好，有较强的适应复杂的进水能力。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。