一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置的制作方法

本实用新型涉及脱硫废水的处理装置，属于工业废水处理领域。

背景技术：

火电厂脱硫废水主要是锅炉烟气湿法脱硫(石灰石/石膏法)过程中吸收塔的排放水。火电厂脱硫废水由于具有高浊度、高硬度，高含盐量、污染物种类多、高腐蚀性、且不同火电厂水质、工况波动大等特点，因此火电厂脱硫废水成为火电厂中成分最为复杂、处理难度最大的工业废水，其危害主要体现在以下方面：1)脱硫废水中的高浓度悬浮物严重影响水的浊度，并且在设备及管道中易产生结垢现象，影响脱硫装置的运行。2)脱硫废水呈弱酸性，重金属污染物在其中都有较好的溶解性，虽然它们的含量较少，但直接排放对水生生物具有一定毒害作用。3)脱硫废水中氯离子浓度很高，会引起设备及管道的孔腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀。4)脱硫废水中高浓度的硫酸盐直接排放到环境水体中会扩散到沉积层，硫酸盐还原菌将so4^2-转化为s^2-，s^2-会与水中的金属元素发生反应，导致水中甲基汞的生成，造成水生植物必要的微量金属元素缺失，改变水体原有的生态功能。

现有的脱硫废水处理装置应用最多的是“三联箱”，该处理装置依次包括中和、沉淀、絮凝、再沉淀和再中和等处理单元。脱硫废水通过加入氢氧化钠或氢氧化钙等碱性物质进行中和后，再加入有机硫、硫酸氯化铁等絮凝剂以及助凝剂等药品将脱硫废水中的悬浮物及重金属沉淀去除，处理后的出水经过ph调节后才能进行排放。该处理装置存在处理单元多、设备故障率高，运行稳定性差的缺点，同时在处理过程中至少需投加氢氧化钠或氢氧化钙、有机硫、硫酸氯化铁、盐酸等药剂，投加量大且品种多，提高了运行成本。因此开发工艺流程短、药剂投加量少、运行成本低的新装置迫在眉睫。

技术实现要素：

本实用新型是要解决现有的脱硫废水处理装置的处理单元多、设备故障率高、药剂投加量多、运行成本高的技术问题，而提供一种基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置。

本实用新型的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置包括处理池、第一预处理剂箱、第一水泵、第二预处理剂箱、第二水泵、搅拌器、曝气泵、第一水箱、第三水泵、超滤装置、第二水箱、第四水泵和反渗透装置；

处理池依次分成第一反应区、第一沉淀区、第二反应区和第二沉淀区；

第一反应区与第一沉淀区之间的第一隔断上部设置有至少一个第一过水孔；

第一沉淀区与第二反应区之间的第二隔断上部设置有至少一个第二过水孔；

第二反应区和第二沉淀区之间的第三隔断上部设置有至少一个第三过水孔；

在第一反应区的侧壁底部设置有进水孔；

在第一沉淀区内，靠近第一隔断处设置第一限向板，第一限向板的上沿高于第一过水孔，第一限向板底边与第一沉淀区的底面之间有缝隙；这样设置可保证从第一过水孔流到

第一沉淀区内的水是沿着第一隔断与第一限向板之间的狭缝向下流，再经第一限向板底部排入第一沉淀区进行沉淀；

在第二反应区内，设置挡板，在挡板的下部设置有至少一个第四过水孔；在第二反应区底部设置曝气头；

在第二沉淀区内靠近第三隔断处设置第二限向板，第二限向板的上沿高于第三过水孔，第二限向板底部与第二沉淀区的底面之间有缝隙；这样设置可保证从第三过水孔流到第二沉淀区内的水的流向是沿第三隔断与第二限向板之间的狭缝向下流，再经第二限向板底部排入第二沉淀区进行沉淀；第二沉淀区的侧壁上部设置有出水孔；

搅拌器设置在第一反应区内；第一预处理剂箱经第一水泵与第一反应区的进水孔连接；

第二预处理剂箱经第二水泵与第二反应区连接；曝气泵与第二反应区内的曝气头连接；

第二沉淀区的出水孔依次与第一水箱、第三水泵、超滤装置、第二水箱、第四水泵和反渗透装置连接。

本实用新型的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置，其原理如下：

一、将火电厂脱硫废水经第一反应区的进水孔输入至第一反应区，启动搅拌器，同时将第一预处理剂箱内的质量百分浓度为30％～40％的氢氧化钙悬浊液经第一水泵输送到第一反应区内，搅拌过程中脱硫废水中的硫酸根、氟离子与钙离子反应而形成沉淀，脱硫废水中的镁及其他金属离子与氢氧根反应也形成沉淀；

二、废水经第一过水孔沿着第一隔断与第一限向板之间的狭缝向下流，再经第一限向板底部排入第一沉淀区进行沉淀；

三、废水经第二过水孔流至第二反应区内，第二预处理剂箱内的预处理剂经第二水泵输送到第二反应区内，同时用曝气泵向第二反应区内曝气，将废水中的氨氮吹脱，同时提供空气，利用空气中的二氧化碳来降低ph值；其中预处理剂是按氢氧化钙的质量百分浓度为30％～40％、碳酸钠的质量百分浓度为30％～40％，将氢氧化钙和碳酸钠加入到水中混合而成的悬浊液；

四、废水经第三过水孔沿着第三隔断与第二限向板之间的狭缝向下流，再经第二限向板底部排入第二沉淀区进行沉淀；

五、上清液经出水孔流出处理池，再经超滤装置和反渗透装置去除其中的氯离子和钠离子，达到火电厂脱硫废水的处理的目的。

本实用新型的装置，工艺流程短，投加药剂种类少，仅需搅拌、曝气等低能耗操作，水力停留时间短，附属设备少，占地面积小，是一种成本低、投资小的处理装置。

利用本实用新型的装置处理后出水，总溶解固体的去除率达99.90％，硫酸根的去除率达100％，氨氮的去除率达100％，钙离子的去除率达100％，镁离子的去除率达100％，氟离子的去除率达98.42％以上，钠离子的去除率达99.14％以上，氯离子的去除率达99.28％以上，处理后的废水可以循环利用，有利于推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置结构示意图；

图2是实施例1中基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置结构示意图；

图3是实施例1中基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置的处理池1的正视示意图。

图中：1为处理池，2为第一预处理剂箱，3为第一水泵，4为第二预处理剂箱，5为第二水泵，6为搅拌器，7为曝气泵，8为第一水箱，9为第三水泵，10为超滤装置，11为第二水箱，12为第四水泵，13为反渗透装置；

1-1为第一反应区，1-1-1为第一隔断，1-1-2为第一过水孔，1-1-3为进水孔，

1-2为第一沉淀区，1-2-1为第二隔断，1-2-2为第二过水孔，1-2-3为第一限向板，1-2-4为第一斜管；

1-3为第二反应区，1-3-1为第三隔断，1-3-2为第三过水孔，1-3-3为挡板，1-3-4为第四过水孔，1-3-5为曝气头；

1-4为第二沉淀区，1-4-1为第二限向板，1-4-2为出水孔，1-4-3为第二斜管。

具体实施方式

具体实施方式一：(参考附图1)本实施方式的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置包括处理池1、第一预处理剂箱2、第一水泵3、第二预处理剂箱4、第二水泵5、搅拌器6、曝气泵7、第一水箱8、第三水泵9、超滤装置10、第二水箱11、第四水泵12和反渗透装置13；

处理池1依次分成第一反应区1-1、第一沉淀区1-2、第二反应区1-3和第二沉淀区1-4；

第一反应区1-1与第一沉淀区1-2之间的第一隔断1-1-1上部设置有至少一个第一过水孔1-1-2；

第一沉淀区1-2与第二反应区1-3之间的第二隔断1-2-1上部设置有至少一个第二过水孔1-2-2；

第二反应区1-3和第二沉淀区1-4之间的第三隔断1-3-1上部设置有至少一个第三过水孔1-3-2；

在第一反应区1-1的侧壁底部设置有进水孔1-1-3；

在第一沉淀区1-2内，靠近第一隔断1-1-1处设置第一限向板1-2-3，第一限向板1-2-3的上沿高于第一过水孔1-1-2，第一限向板1-2-3底边与第一沉淀区1-2的底面之间有缝隙；这样设置可保证从第一过水孔1-1-2流到第一沉淀区1-2内的水是沿着第一隔断1-1-1与第一限向板1-2-3之间的狭缝向下流，再经第一限向板1-2-3底部排入第一沉淀区1-2进行沉淀；

在第二反应区1-3内，设置挡板1-3-3，在挡板1-3-3的下部设置有至少一个第四过水孔1-3-4；在第二反应区1-3底部设置曝气头1-3-5；

在第二沉淀区1-4内靠近第三隔断1-3-1处设置第二限向板1-4-1，第二限向板1-4-1的上沿高于第三过水孔1-3-2，第二限向板1-4-1底部与第二沉淀区1-4的底面之间有缝隙；这样设置可保证从第三过水孔1-3-2流到第二沉淀区1-4内的水的流向是：沿第三隔断1-3-1与第二限向板1-4-1之间的狭缝向下流，再经第二限向板1-4-1底部排入第二沉淀区1-4进行沉淀；第二沉淀区1-4的侧壁上部设置有出水孔1-4-2；

搅拌器6设置在第一反应区1-1内；第一预处理剂箱2经第一水泵3与第一反应区1-1的进水孔1-1-3连接；

第二预处理剂箱4经第二水泵5与第二反应区1-3连接；曝气泵7与第二反应区1-3内的曝气头1-3-5连接；

第二沉淀区1-4的出水孔1-4-2依次与第一水箱8、第三水泵9、超滤装置10、第二水箱11、第四水泵12和反渗透装置13连接。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是第一隔断1-1-1与第一限向板1-2-3之间的距离为200～250cm；其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是，第一限向板1-2-3的底边与第一沉淀区1-2的底面的距离(缝隙的宽度)为的200～300cm；其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是第三隔断1-3-1与第二限向板1-4-1之间的距离为200～250cm；其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是第二限向板1-4-1底部与第二沉淀区1-4的底面的距离(缝隙的宽度)为的200～300cm；其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是在第一沉淀区1-2内设置第一斜管1-2-4，第一斜管1-2-4位于第一沉淀区1-2的中部，将第一沉淀区1-2从上到下分成三部分，第一斜管1-2-4上部为清水区，第一斜管1-2-4所在区域为沉淀区，第一斜管1-2-4下部为污泥区；以提高沉积效果。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是在第二沉淀区1-4内设置第二斜管1-4-3，第二斜管1-4-3位于第二沉淀区1-4的中部，将第二沉淀区1-4从上到下分成三部分，第二斜管1-4-3上部为清水区，第二斜管1-4-3所在区域为沉淀区，第二斜管1-4-3下部为污泥区；以提高沉积效果。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是超滤装置10的超滤膜的孔径10～50nm；其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是反渗透装置13的反渗透滤膜的孔径0.1～0.3nm；其它与具体实施方式一至八之一相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是第一过水孔1-1-2的个数为2～50个，第二过水孔1-2-2的个数为2～50个；第三过水孔1-3-2的个数为2～50个，第四过水孔1-3-4的个数为2～50个。其它与具体实施方式一至八之一相同。

用下面的实施例验证本实用新型的有益效果：

实施例1：(参考附图2)本实用新型的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置包括处理池1、第一预处理剂箱2、第一水泵3、第二预处理剂箱4、第二水泵5、搅拌器6、曝气泵7、第一水箱8、第三水泵9、超滤装置10、第二水箱11、第四水泵12和反渗透装置13；

处理池1依次分成第一反应区1-1、第一沉淀区1-2、第二反应区1-3和第二沉淀区1-4；第一反应区1-1的长×宽×高＝500×500×1200cm，第一沉淀区1-2的长×宽×高＝1000×500×1200cm，第二反应区1-3的长×宽×高＝1500×500×1200cm，第二沉淀区1-4的长×宽×高＝1000×500×1200cm；

第一反应区1-1与第一沉淀区1-2之间的第一隔断1-1-1上部设置有四个第一过水孔1-1-2；

第一沉淀区1-2与第二反应区1-3之间的第二隔断1-2-1上部设置有四个第二过水孔1-2-2；

第二反应区1-3和第二沉淀区1-4之间的第三隔断1-3-1上部设置有四个第三过水孔1-3-2；

在第一反应区1-1的侧壁底部设置有进水孔1-1-3；

在第一沉淀区1-2内，靠近第一隔断1-1-1处设置第一限向板1-2-3，第一限向板1-2-3的上沿比第一过水孔1-1-2高100cm，第一隔断1-1-1与第一限向板1-2-3之间的距离为100cm，第一限向板1-2-3底边与第一沉淀区1-2的底面之间有缝隙，缝隙的宽度为200cm；这样设置可保证从第一过水孔1-1-2流到第一沉淀区1-2内的水是沿着第一隔断1-1-1与第一限向板1-2-1之间的狭缝向下流，再经第一限向板1-2-1底部排入第一沉淀区1-2进行沉淀；在第一沉淀区1-2内设置第一斜管1-2-4，第一斜管1-2-4位于第一沉淀区1-2的中部，将第一沉淀区1-2从上到下分成三部分，第一斜管1-2-4上部为清水区，第一斜管1-2-4所在区域为沉淀区，第一斜管1-2-4下部为污泥区；

在第二反应区1-3内，设置挡板1-3-3，挡板1-3-3将第二反应区1-3分成长×宽×高＝1000×500×1200cm和长×宽×高＝500×500×1200cm的两部分；在挡板1-3-3的下部设置四个第四过水孔1-3-4；在第二反应区1-3底部设置曝气头1-3-5；

在第二沉淀区1-4内靠近第三隔断1-3-1处设置第二限向板1-4-1，第二限向板1-4-1的上沿比第三过水孔1-3-2高100cm；第三隔断1-3-1与第二限向板1-4-1之间的距离为100cm；第二限向板1-4-1底部与第二沉淀区1-4的底面之间有缝隙；这样设置可保证从第三过水孔1-3-2流到第二沉淀区1-4内的水的流向是：沿第三隔断1-3-1与第二限向板1-4-1之间的狭缝向下流，再经第二限向板1-4-1底部排入第二沉淀区1-4进行沉淀；在第二沉淀区1-4内设置第二斜管1-4-3，第二斜管1-4-3位于第二沉淀区1-4的中部，将第二沉淀区1-4从上到下分成三部分，第二斜管1-4-3上部为清水区，第二斜管1-4-3所在区域为沉淀区，第二斜管1-4-3下部为污泥区；第二沉淀区1-4的侧壁上部设置有出水孔1-4-2；

搅拌器6设置在第一反应区1-1内；第一预处理剂箱2经第一水泵3与第一反应区1-1的进水孔1-1-3连接；

第二预处理剂箱4经第二水泵5与第二反应区1-3连接；曝气泵7与第二反应区1-3内的曝气头1-3-5连接；

第二沉淀区1-4的出水孔1-4-2依次与第一水箱8、第三水泵9、超滤膜的孔径30nm的超滤装置10、第二水箱11、第四水泵12和反渗透滤膜的孔径0.1nm的反渗透装置13连接。

利用本实施例的基于预处理+双膜法的处理火电厂脱硫废水的装置处理火电厂脱硫废水，其中该火电厂脱硫废水的总溶解固体(tds)为41130mg/l、硫酸根为22350mg/l、氨氮为11694mg/l、氟为60mg/l、钙为836mg/l、镁为4925mg/l、钠为1020mg/l、氯为4936mg/l。其处理过程如下：

一、将火电厂脱硫废水经第一反应区1-1的进水孔1-1-3输入至第一反应区，启动搅拌器6，同时将第一预处理剂箱2内的质量百分浓度为40％的氢氧化钙悬浊液经第一水泵3输送到第一反应区1-1内，直至脱硫废水的ph达到11；搅拌过程中脱硫废水中的硫酸根、氟离子与钙离子反应而形成沉淀，脱硫废水中的镁及其他金属离子与氢氧根反应也形成沉淀；

二、废水经第一过水孔1-1-2沿着第一隔断1-1-1与第一限向板1-2-1之间的狭缝向下流，再经第一限向板1-2-1底部排入第一沉淀区1-2进行沉淀；

三、废水经第二过水孔1-2-2流至第二反应区1-3内，按每升废水中加入10ml预处理剂的比例，将第二预处理剂箱4内的预处理剂经第二水泵5输送到第二反应区1-3内，同时用曝气泵7向第二反应区1-3内曝气，水力停留时间为2小时，该过程中将废水中的氨氮吹脱同时利用空气中的二氧化碳来降低使废水的ph值降到8.5；同时提供空气，其中预处理剂是按氢氧化钙的质量百分浓度为40％、碳酸钠的质量百分浓度为30％，将氢氧化钙和碳酸钠加入到水中混合而成的悬浊液；

四、废水经第三过水孔1-3-2沿着第三隔断1-3-1与第二限向板1-4-1之间的狭缝向下流，再经第二限向板1-4-1底部排入第二沉淀区1-4进行沉淀；

五、上清液经出水孔1-4-2流出处理池1，再输入超滤装置10和反渗透装置13去除其中的氯离子和钠离子，完成火电厂脱硫废水的处理。

本实施例的火电厂脱硫废水的tds降到了43mg/l、硫酸根降到了0mg/l、氨氮降到0mg/l、钙离子降到了0mg/l、镁离子降到了0mg/l、氟离子降到了0.95mg/l、钠离子降到了8.8mg/l、氯离子降到了9.4mg/l；其总溶解固体的去除率达99.90％，硫酸根的去除率达100％，氨氮的去除率达100％，钙离子的去除率达100％，镁离子的去除率达100％，氟离子的去除率达98.42％，钠离子的去除率达99.14％，氯离子的去除率达99.81％。本实施例的装置实现了tds、硫酸根、氨氮、钙离子、镁离子、氟离子、钠离子、氯离子等的同步去除。