CN112875824A - 一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统及方法，包括曝气调质池，脱硫废水输出至所述曝气调质池；石膏反应流化床，所述曝气调质池通过提升泵与所述石膏反应流化床连接；除镁反应流化床，所述石膏反应流化床输出至所述除镁反应流化床；除硫反应流化床，所述除镁反应流化床输出至所述除硫反应流化床；除氯反应流化床，所述除硫反应流化床输出至所述除氯反应流化床；以及石灰溶解计量加药装置。本发明的一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统及方法，实现了脱硫废水的净化，所述零排放系统结构简单，易于实现自动化，避免了传统方法烟道积盐灰、机组运行不稳定、处理量受限等技术问题，同时因为处理后的水达到了循环使用的标准，因此极大减小了环境问题及脱硫过程生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及脱硫废水处理技术领域，具体涉及一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统及方法。
背景技术
火力发电厂烟气脱硫废水，是电厂水处理梯级使用后的末端高盐废水，实现了脱硫废水的零排放，即意味着电厂接近或实现了全厂的零排放。
近年来，国内电厂脱硫废水零排放主要是采用各种蒸发结晶技术来实现，如：如烟道旁路蒸发、低温烟道加热/三效蒸发、烟道喷雾蒸发、软化/膜处理/MVR耦合，其中使用前三种方法经过一段时间的运行，相继发现，利用烟道烟气热量实现脱硫废水蒸发，存在后部烟道积盐灰，使得机组运行不稳定，处理量受限等，采用软化/膜处理/MVR耦合技术的工艺，存在技术路线长，系统操作复杂，易污堵，蒸发的盐难以资源化利用的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统及方法，实现了脱硫废水的净化，所述零排放系统结构简单，易于实现自动化，避免了传统方法烟道积盐灰、机组运行不稳定、处理量受限等技术问题，同时因为处理后的水达到了循环使用的标准，因此极大减小了环境问题及脱硫过程生产成本。
为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：
一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统，包括：曝气调质池，脱硫废水输出至所述曝气调质池；石膏反应流化床，所述曝气调质池通过提升泵与所述石膏反应流化床连接，所述石膏反应流化床内的混合液通过第一循环泵循环，凝聚剂加药装置输出至所述第一循环泵的输出端；除镁反应流化床，所述石膏反应流化床输出至所述除镁反应流化床，所述除镁反应流化床内的混合液通过第二循环泵循环；除硫反应流化床，所述除镁反应流化床输出至所述除硫反应流化床，所述除硫反应流化床内的混合液通过第三循环泵循环，助凝剂加药装置输出所述第二循环泵输出端以及所述第三循环泵的输出端；除氯反应流化床，所述除硫反应流化床输出至所述除氯反应流化床，所述除氯反应流化床内的混合液通过第四循环泵循环，偏铝酸钠溶解计量加药装置输出至所述第三循环泵以及所述第四循环泵的输出端；以及石灰溶解计量加药装置，分别输出石灰乳至所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵以及所述第四循环泵的输出端。
进一步地，还包括罗茨风机，与所述曝气调质池连接。、
进一步地，所述石膏反应流化床通过石膏浆输送泵与烟气脱硫系统的石膏浆液箱连接。
进一步地，所述除镁反应流化床通过氢氧化镁晶体输送泵与第一脱水机连接，所述第一脱水机输出至第一泥斗；所述除硫反应流化床通过钙矾石输送泵与第二脱水机连接，所述第二脱水机输出至第二泥斗；所述除氯反应流化床通过弗氏盐输送泵与第三脱水机连接，所述第三脱水机输出至第三泥斗。
进一步地，偏铝酸钠粉仓内的偏铝酸钠通过偏铝酸钠计量装置称量后加入至所述偏铝酸钠溶解计量加药装置内；石灰粉仓内的熟石灰通过石灰计量装置称量后加入至所述石灰溶解计量加药装置内。
本发明还提供了一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放方法，包括如下步骤：S10火力发电厂烟气脱硫塔废水旋流器中排出的脱硫废水输出至曝气调质池，向所述曝气调质池内通入溶解氧以降低所述曝气调质池内的脱硫废水的化学需氧量，去除所述脱硫废水中的还原性物质，获得第一混合液；S20将所述第一混合液通过提升泵提升至石膏反应流化床，所述石膏反应流化床内的第一混合液通过第一循环泵循环，向所述第一循环泵的输出端分别添加石灰乳与凝聚剂，去除所述第一混合液中硫酸根离子获得第二混合液；S30所述第二混合液输出至除镁反应流化床，所述除镁反应流化床内的所述第二混合液通过第二循环泵循环，向所述第二循环泵的输出端分别添加石灰乳、助凝剂以及重金属捕捉剂，调整所述第二混合液的PH值大于11，去除所述第二混合液中的镁离子，获得第三混合液；S40所述第三混合液输出至除硫反应流化床，所述除硫反应流化床内的所述第三混合液通过第三循环泵循环，向所述第三循环泵的输出端分别添加石灰乳、助凝剂以及偏铝酸钠，维持所述第三混合液的PH值为10.9～11.1，进一步去除所述第三混合液中的硫酸根同时去除部分氯离子，获得第四混合液；S50所述第四混合液输出至除氯反应流化床，所述除氯反应流化床内的所述第四混合液通过第四循环泵循环，向所述第四循环泵的输出端分别添加石灰乳以及偏铝酸钠，进一步去除所述第四混合液中的氯离子，获得洁净的可回收利用液，所述可回收利用液作为脱硫塔回用水重复利用。
进一步地，所述步骤S10通过罗茨风机向所述曝气调质池内通入溶解氧，所述还原性物质包括亚硝酸盐、亚硫酸盐中的至少一种。
进一步地，所述S20步骤中生成了硫酸钙沉淀，硫酸钙沉淀通过石膏浆输送泵输出至脱硫系统的石膏浆液箱脱水后形成副产品石膏；所述S30步骤中生成了氢氧化镁沉淀，所述氢氧化镁沉淀通过氢氧化镁输送泵送至第一脱水机脱水后输出至第一泥斗待用；所述S40步骤中生成了钙矾石以及弗氏盐沉淀，所述S40步骤中的钙矾石以及弗氏盐沉淀通过第二脱水机脱水后输出至第二泥斗待用；所述S50步骤中生成了弗氏盐沉淀，所述S50步骤中的弗氏盐沉淀通过第三脱水机脱水后输出至第三泥斗待用。
进一步地，所述S30步骤中循环的所述第二混合液的助凝剂的含量为5ppm；所述S40步骤中循环的所述第三混合液的所述偏铝酸钠溶液的含量为5％、助凝剂的含量为5ppm；所述S50步骤中的循环的第四混合液的氯离子、铝离子与钙离子的摩尔比为1:3:8。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明的一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统及方法，分别通过曝气调质池、石膏反应流化床、除镁反应流化床、除硫反应流化床以及除氯反应流化床去除了脱硫废水中的还原性物质、硫酸根离子、镁离子、氯离子、其他重金属离子以及悬浮物等杂质，实现了脱硫废水的净化，所述零排放系统结构简单，易于实现自动化，避免了传统方法烟道积盐灰、机组运行不稳定、处理量受限等技术问题，同时因为处理后的水达到了循环使用的标准，因此极大减小了环境问题及脱硫过程生产成本。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。
图1所示为本发明一实施例的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统结构；
图2所示为本发明一实施例的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放方法的流程图。
图中附图标记：
11曝气调质池、12提升泵、13罗茨风机、21石膏反应流化床、22第一循环泵、23石膏浆输送泵、24石膏浆液箱、3凝聚剂加药装置、41除镁反应流化床、42第二循环泵、43氢氧化镁晶体输送泵、44第一脱水机、45第一泥斗
51除硫反应流化床、52第三循环泵、53钙矾石输送泵、54第二脱水机、55第二泥斗、6助凝剂加药装置、71除氯反应流化床、72第四循环泵、73弗氏盐输送泵、74第三脱水机、75第三泥斗、81偏铝酸钠溶解计量加药装置、82偏铝酸钠粉仓、83偏铝酸钠计量装置、91石灰溶解计量加药装置、92石灰粉仓、93石灰计量装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例提供了一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统，如图1所示，包括曝气调质池11、石膏反应流化床21、除镁反应流化床41、除硫反应流化床51、除氯反应流化床71以及石灰溶解计量加药装置91，脱硫废水输出至所述曝气调质池11，所述曝气调质池11通过提升泵12与所述石膏反应流化床21连接，所述石膏反应流化床21输出至所述除镁反应流化床41，所述除镁反应流化床41输出至所述除硫反应流化床51，所述除硫反应流化床51输出至所述除氯反应流化床71。
所述曝气调质池11与罗茨风机13连接，所述罗茨风机13属容积式风机。所述罗茨风机13的原理是利用两个叶形转子在气缸内作相对运动来压缩和输送气体的回转压缩机，这种鼓风机结构简单，制造方便，广泛应用于水产养殖增氧、污水处理曝气、水泥输送，更适用于低压力场合的气体输送和加压系统，也可用作真空泵等。由于脱硫废水的水质成份复杂，波动性大，脱硫废水在曝气条件下，水质得到充分混合，为后续处理的稳定运行创造条件。曝气调质池的容积应不低于脱硫废水24小时的的处理量。
所述石膏反应流化床21内的混合液通过第一循环泵22循环，凝聚剂加药装置3输出至所述第一循环泵22的输出端，所述石膏反应流化床21通过石膏浆输送泵23与脱硫废水零排放系统的石膏浆液箱24连接。
所述除镁反应流化床41内的混合液通过第二循环泵42循环，所述除镁反应流化床41通过氢氧化镁晶体输送泵43与第一脱水机44连接，所述第一脱水机44输出至第一泥斗45。
所述除硫反应流化床51内的混合液通过第三循环泵52循环，助凝剂加药装置6输出所述第二循环泵42输出端以及所述第三循环泵52的输出端，所述除硫反应流化床51通过钙矾石输送泵53与第二脱水机54连接，所述第二脱水机54输出至第二泥斗55。
所述除氯反应流化床71内的混合液通过第四循环泵72循环，偏铝酸钠溶解计量加药装置81输出至所述第三循环泵52以及所述第四循环泵72的输出端。所述除氯反应流化床71通过弗氏盐输送泵73与第三脱水机74连接，所述第三脱水机74输出至第三泥斗75。偏铝酸钠粉仓82内的偏铝酸钠通过偏铝酸钠计量装置83称量后加入至所述偏铝酸钠溶解计量加药装置81内。
所述石灰溶解计量加药装置91分别输出石灰乳至所述第一循环泵22、所述第二循环泵42、所述第三循环泵52以及所述第四循环泵72的输出端。石灰粉仓92内的熟石灰通过石灰计量装置93称量后加入至所述石灰溶解计量加药装置91内。
如图2所示，本发明还提供了一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放方法，包括如下步骤：S10火力发电厂烟气脱硫塔废水旋流器中排出的脱硫废水输出至曝气调质池11，向所述曝气调质池11内通入溶解氧以降低所述曝气调质池11内的脱硫废水的化学需氧量，去除所述脱硫废水中的还原性物质，获得第一混合液。S20将所述第一混合液通过提升泵12提升至石膏反应流化床21，所述石膏反应流化床21内的第一混合液通过第一循环泵22循环，向所述第一循环泵22的输出端分别添加石灰乳与凝聚剂，去除所述第一混合液中硫酸根离子获得第二混合液。S30所述第二混合液输出至除镁反应流化床41，所述除镁反应流化床41内的所述第二混合液通过第二循环泵42循环，向所述第二循环泵42的输出端分别添加石灰乳、助凝剂以及重金属捕捉剂，调整所述第二混合液的PH值大于11，去除所述第二混合液中的镁离子，获得第三混合液。S40所述第三混合液输出至除硫反应流化床51，所述除硫反应流化床51内的所述第三混合液通过第三循环泵52循环，向所述第三循环泵52的输出端分别添加石灰乳、助凝剂以及偏铝酸钠，维持所述第三混合液的PH值为10.9～11.1，进一步去除所述第三混合液中的硫酸根同时去除部分氯离子，获得第四混合液。S50所述第四混合液输出至除氯反应流化床71，所述除氯反应流化床71内的所述第四混合液通过第四循环泵72循环，向所述第四循环泵72的输出端分别添加石灰乳以及偏铝酸钠，进一步去除所述第四混合液中的氯离子，获得洁净的可回收利用液，所述可回收利用液作为脱硫塔回用水重复利用。
所述步骤S10通过罗茨风机13向所述曝气调质池11内通入溶解氧，所述还原性物质包括亚硝酸盐、亚硫酸盐中的至少一种。
所述S20步骤中，所述石灰乳中的钙离子与所述第一混合液中的硫酸根离子反应生成了硫酸钙沉淀，此过程硫酸根处理效率为40～50％，硫酸钙沉淀通过石膏浆输送泵23输出至脱硫系统的石膏浆液箱24经真空皮带机脱水后形成副产品石膏，上清液作为第二混合液输出至所述除镁反应流化床41。
所述S30步骤中循环的所述第二混合液的助凝剂的含量为5ppm，助凝剂以及重金属捕捉剂的使用量可根据所述第二混合液中镁离子的含量确定。重金属捕捉剂是一种与重金属离子强力螯合的化工药剂，因能在常温和很宽的PH值条件范围内，与废水中的Cu2+、Cd2 +、Hg2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr3+等各种重金属离子进行化学反应，并在短时间内迅速生成不溶性、低含水量、容易过滤去除的絮状沉淀，从而达到从污水中去除重金属离子的化学品。所述S30步骤主要用于去除所述第二混合液中的以Mg2+为首的重金属离子。所述石灰乳中的氢氧根离子与镁离子生成了氢氧化镁沉淀，所述氢氧化镁沉淀通过氢氧化镁输送泵送至第一脱水机44脱水后输出至第一泥斗45待用，由于氢氧化镁脱水困难，故脱水机需要特殊设计，主要采用憎水滤布。重金属沉淀物脱水产生的滤饼可作为阻燃剂添加到石膏板中，脱水后剩余的上清液作为第三混合液进入所述除硫反应流化床，进行下一步的净化。
所述S40步骤中，偏铝酸钠在过饱和钙存在下，与硫酸根反应生成钙矾石，多余的偏侣酸钠与水中的部分氯离子反应生成弗氏盐沉淀，所述S40步骤中的钙矾石以及弗氏盐沉淀通过第二脱水机54脱水后输出至第二泥斗55待用。所述S40步骤中循环的所述第三混合液的所述偏铝酸钠溶液的含量为5％、助凝剂的含量为5ppm。所述S40步骤主要用于去除所述第三混合液中剩余部分硫酸根以及氯离子，去除钙矾石以及弗氏盐沉淀后，获得第四混合液输出至除氯反应流化床。其中所述偏铝酸钠溶液的含量以及所述助凝剂的含量可根据具体水质进行调整确定。
所述S50步骤中生成了弗氏盐沉淀，所述S50步骤中的弗氏盐沉淀通过第三脱水机74脱水后输出至第三泥斗75待用。所述S50步骤中的循环的第四混合液的氯离子、铝离子与钙离子的摩尔比为1:3:8，去除所述弗氏盐沉淀后湖的洁净水，可以返回脱硫塔回用。所述S40步骤以及所述S50步骤组成二级除氯工艺，保证除氯效率大于70％。
所述脱硫废水零排放方法产生的钙矾石、弗氏盐与火力发电厂炉渣可混合，如火力发电厂锅炉为湿除渣系统，也可将浆液直接送湿除渣系统进行沉淀，以简化系统，减少投资。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统，其特征在于，包括：
曝气调质池，脱硫废水输出至所述曝气调质池；
石膏反应流化床，所述曝气调质池通过提升泵与所述石膏反应流化床连接，所述石膏反应流化床内的混合液通过第一循环泵循环，凝聚剂加药装置输出至所述第一循环泵的输出端；
除镁反应流化床，所述石膏反应流化床输出至所述除镁反应流化床，所述除镁反应流化床内的混合液通过第二循环泵循环；
除硫反应流化床，所述除镁反应流化床输出至所述除硫反应流化床，所述除硫反应流化床内的混合液通过第三循环泵循环，助凝剂加药装置输出所述第二循环泵输出端以及所述第三循环泵的输出端；
除氯反应流化床，所述除硫反应流化床输出至所述除氯反应流化床，所述除氯反应流化床内的混合液通过第四循环泵循环，偏铝酸钠溶解计量加药装置输出至所述第三循环泵以及所述第四循环泵的输出端；以及
石灰溶解计量加药装置，分别输出石灰乳至所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述第三循环泵以及所述第四循环泵的输出端。
2.根据权利要求1所述的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统，其特征在于，还包括罗茨风机，与所述曝气调质池连接。
3.根据权利要求1所述的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述石膏反应流化床通过石膏浆输送泵与烟气脱硫系统的石膏浆液箱连接。
4.根据权利要求1所述的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统，其特征在于，所述除镁反应流化床通过氢氧化镁晶体输送泵与第一脱水机连接，所述第一脱水机输出至第一泥斗；所述除硫反应流化床通过钙矾石输送泵与第二脱水机连接，所述第二脱水机输出至第二泥斗；所述除氯反应流化床通过弗氏盐输送泵与第三脱水机连接，所述第三脱水机输出至第三泥斗。
5.根据权利要求1所述的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放系统，其特征在于，偏铝酸钠粉仓内的偏铝酸钠通过偏铝酸钠计量装置称量后加入至所述偏铝酸钠溶解计量加药装置内；石灰粉仓内的熟石灰通过石灰计量装置称量后加入至所述石灰溶解计量加药装置内。
6.一种基于自结晶流化床的脱硫废水零排放方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10火力发电厂烟气脱硫塔废水旋流器中排出的脱硫废水输出至曝气调质池，向所述曝气调质池内通入溶解氧以降低所述曝气调质池内的脱硫废水的化学需氧量，去除所述脱硫废水中的还原性物质，获得第一混合液；
S20将所述第一混合液通过提升泵提升至石膏反应流化床，所述石膏反应流化床内的第一混合液通过第一循环泵循环，向所述第一循环泵的输出端分别添加石灰乳与凝聚剂，去除所述第一混合液中硫酸根离子获得第二混合液；
S30所述第二混合液输出至除镁反应流化床，所述除镁反应流化床内的所述第二混合液通过第二循环泵循环，向所述第二循环泵的输出端分别添加石灰乳、助凝剂以及重金属捕捉剂，调整所述第二混合液的PH值大于11，去除所述第二混合液中的镁离子，获得第三混合液；
S40所述第三混合液输出至除硫反应流化床，所述除硫反应流化床内的所述第三混合液通过第三循环泵循环，向所述第三循环泵的输出端分别添加石灰乳、助凝剂以及偏铝酸钠，维持所述第三混合液的PH值为10.9～11.1，进一步去除所述第三混合液中的硫酸根同时去除部分氯离子，获得第四混合液；
S50所述第四混合液输出至除氯反应流化床，所述除氯反应流化床内的所述第四混合液通过第四循环泵循环，向所述第四循环泵的输出端分别添加石灰乳以及偏铝酸钠，进一步去除所述第四混合液中的氯离子，获得洁净的可回收利用液，所述可回收利用液作为脱硫塔回用水重复利用。
7.根据权利要求6所述的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放方法，其特征在于，所述步骤S10通过罗茨风机向所述曝气调质池内通入溶解氧，所述还原性物质包括亚硝酸盐、亚硫酸盐中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放方法，其特征在于，所述S20步骤中生成了硫酸钙沉淀，硫酸钙沉淀通过石膏浆输送泵输出至脱硫系统的石膏浆液箱脱水后形成副产品石膏；所述S30步骤中生成了氢氧化镁沉淀，所述氢氧化镁沉淀通过氢氧化镁输送泵送至第一脱水机脱水后输出至第一泥斗待用；所述S40步骤中生成了钙矾石以及弗氏盐沉淀，所述S40步骤中的钙矾石以及弗氏盐沉淀通过第二脱水机脱水后输出至第二泥斗待用；所述S50步骤中生成了弗氏盐沉淀，所述S50步骤中的弗氏盐沉淀通过第三脱水机脱水后输出至第三泥斗待用。
9.根据权利要求6所述的基于自结晶流化床的脱硫废水零排放方法，其特征在于，所述S30步骤中循环的所述第二混合液的助凝剂的含量为5ppm；所述S40步骤中循环的所述第三混合液的所述偏铝酸钠溶液的含量为5％、助凝剂的含量为5ppm；所述S50步骤中的循环的第四混合液的氯离子、铝离子与钙离子的摩尔比为1:3:8。
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