本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種脫硫廢水零排放處理工藝。

背景技術(shù)：

濕法煙氣脫硫技術(shù)在國內(nèi)火力發(fā)電廠應(yīng)用及發(fā)展已有十多年的歷史，已日趨成熟及穩(wěn)定，與之配套的廢水處理工藝目前仍沿用煙氣脫硫技術(shù)引進(jìn)時(shí)的三聯(lián)箱傳統(tǒng)處理工藝。設(shè)備在運(yùn)行過程中，由于存在腐蝕、磨損及堵塞等情況，系統(tǒng)故障率較電廠其他系統(tǒng)而言高出許多，脫硫廢水系統(tǒng)停運(yùn)，脫硫廢水偷排至灰場情況普遍存在。目前隨著國家環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，執(zhí)法措施的日益嚴(yán)厲，電力行業(yè)正在宣起一股脫硫廢水處理系統(tǒng)的改造之風(fēng)，也有電廠開始嘗試零排放處理技術(shù)。

國外零排放處理工藝及設(shè)備由于系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)用高，電廠無法承受高運(yùn)行費(fèi)用?，F(xiàn)有技術(shù)中正滲透處理工藝及設(shè)備對脫硫廢水進(jìn)行零排放改造處理，具體工藝流程為：原廢水通過石灰-蘇打軟化、高效澄清及過濾后，采用超濾膜、高壓反滲透膜技術(shù)進(jìn)行預(yù)濃縮，可將原水預(yù)濃縮至鹽含量5-7萬ppm，再采用正滲透處理工藝進(jìn)一步濃縮至鹽含量20-25萬ppm，通過結(jié)晶器獲得干燥的結(jié)晶鹽。由于預(yù)處理系統(tǒng)工藝不完備，該系統(tǒng)存在結(jié)垢問題，且系統(tǒng)進(jìn)水氯離子含量在3000ppm，與常規(guī)要求的脫硫廢水氯離子含量在10000-20000ppm相去甚遠(yuǎn)，因此該處理工藝系統(tǒng)設(shè)備還尚不具備推廣的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種成本低廉適合產(chǎn)業(yè)化的脫硫廢水處理工藝。

本發(fā)明提供了一種脫硫廢水的處理工藝，包括以下步驟：

1)脫硫廢水預(yù)處理工序：所述脫硫廢水預(yù)處理工序包括兩級電化學(xué)處理工序和兩級軟化處理工序；脫硫廢水由豎流緩沖裝置進(jìn)入三維反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行初級電化學(xué)處理除去廢水中的酸性物質(zhì)并使得廢水中的膠體物質(zhì)因電荷作用而失穩(wěn)完成一級電化學(xué)處理；經(jīng)一級電化學(xué)處理的廢水進(jìn)入二級電化學(xué)反應(yīng)器發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，二級電化學(xué)處理使廢水中的氯離子將以氣體的形式逸出，廢水中的有機(jī)物在陽極表面被氧化分解；經(jīng)二級電化學(xué)反應(yīng)器處理的廢水經(jīng)沉淀裝置進(jìn)入中間水箱和中間水泵，由水泵打入管式微濾裝置進(jìn)行過濾，過濾后得初級軟化水，初級軟化水硬度可降低至50ppm以下；所述初級軟化水流經(jīng)初級軟水箱、納濾給水泵，然后經(jīng)活性炭過濾器過濾，活性炭過濾后的濾液經(jīng)納濾高壓泵進(jìn)入納濾裝置，納濾裝置截留的濃水返回至斜板沉淀器內(nèi)，經(jīng)納濾裝置處理后未截留的廢水進(jìn)入軟水箱；

2)脫硫廢水膜濃縮處理工序：經(jīng)納濾裝置處理后未截留的廢水進(jìn)入軟水箱后經(jīng)ro給水泵、ro高壓泵進(jìn)入卷式ro裝置，經(jīng)卷式ro裝置處理的濃水經(jīng)增壓泵進(jìn)入stro裝置，完成濃縮處理工序；

3)脫硫廢水鹽析處理工序：stro裝置處理后的濃水經(jīng)mvr蒸發(fā)裝置蒸發(fā)，蒸發(fā)后的濃鹽廢棄物填埋處理，實(shí)現(xiàn)含硫廢水零排放。

本發(fā)明擬采用兩級電化學(xué)方法對脫硫廢水進(jìn)行絮凝、澄清及降低cod處理，縮短脫硫廢水懸浮物及膠體處理所需時(shí)間，并減少設(shè)備占地，為后續(xù)膜法工藝創(chuàng)造有利條件。

采用兩級軟化工藝(采用純堿/管式微濾膜過濾進(jìn)行初步軟化，采用納濾工藝進(jìn)行深度軟化)，使進(jìn)入ro膜裝置的廢水硬度小于2.5mg/l，從而使整個(gè)零排放工藝系統(tǒng)能長期穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

采用兩級膜法濃縮處理工藝，對脫硫廢水進(jìn)行濃縮減量處理，提高系統(tǒng)設(shè) 備自動(dòng)化水平，降低蒸發(fā)系統(tǒng)的處理規(guī)模及運(yùn)行費(fèi)用。

采用機(jī)械壓縮蒸發(fā)處理結(jié)合噴霧蒸發(fā)工藝，對濃縮后的脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)處理，形成零排放系統(tǒng)最終的固廢。

本工藝采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)，結(jié)合電氣參數(shù)傳感器對系統(tǒng)電氣設(shè)備、控制閥門的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后通過遠(yuǎn)程通信模塊發(fā)送到云計(jì)算平臺實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并結(jié)合在線分析儀表，對系統(tǒng)水量、水位、水質(zhì)、電耗、藥耗、設(shè)備狀態(tài)這樣的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息通過遠(yuǎn)程通信模塊發(fā)送到云計(jì)算平臺，通過云計(jì)算平臺進(jìn)行收集、整合、分析和處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行情況的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)督、故障診斷及設(shè)備管理，從而能掌握設(shè)備運(yùn)行情況并及時(shí)預(yù)測和發(fā)現(xiàn)問題，使管理更規(guī)范化、精細(xì)化。

整個(gè)流程可分為三個(gè)工藝段，即預(yù)處理段、膜濃縮處理段及鹽析處理段。

預(yù)處理段包括從豎流緩沖裝置直至軟水箱整個(gè)工藝流程，其主要功能是除硬、去濁、降低有機(jī)物、氯離子及硫酸根離子濃度，包括兩級電化學(xué)處理，兩級軟化處理。

來自脫硫吸收塔的廢水，由于在吸收塔內(nèi)多次循環(huán)，其中含有大量膠體物質(zhì)，很難通過重力自然沉降，而投加化學(xué)藥劑則增加了廢水鹽含量，增加了后續(xù)脫鹽工藝處理難度。本發(fā)明工藝采用兩級電化學(xué)處理，可縮短脫硫廢水中懸浮物質(zhì)沉降時(shí)間。脫硫廢水首先在三維反應(yīng)器中進(jìn)行初級電化學(xué)處理，一方面可消耗廢水中的酸性物質(zhì)，另一方面因微電池反應(yīng)使得廢水中的膠體物質(zhì)因電荷作用而失穩(wěn)。廢水在二級電化學(xué)反應(yīng)器的電極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，廢水中的氯離子將以氣體的形式逸出，廢水中的有機(jī)物在陽極表面被氧化分解。

向電化學(xué)反應(yīng)器的產(chǎn)水中投加液堿，提高廢水ph值。在堿性條件下，廢水中不溶型懸浮物進(jìn)入斜板沉淀裝置，得到初步沉降，經(jīng)過沉降后的廢水在純堿作用下產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，通過管式微濾膜進(jìn)行過濾。這種純堿/管式微濾膜過濾及初步軟化，可使脫硫廢水的硬度得以大幅度降低，管式微濾膜產(chǎn)水硬度可降 低至50ppm以下。

管式微濾膜產(chǎn)水通過高壓泵進(jìn)入納濾裝置，由于納濾膜對二價(jià)陰離子的去除率高達(dá)95％，根據(jù)電中性原理，納濾產(chǎn)水的陽離子電荷也相應(yīng)減少，從而使得廢水得到了深度軟化，深度軟化后的廢水硬度值可降低至2.5mg/l以下，而常規(guī)的石灰/純堿軟化工藝處理后水的硬度也只能達(dá)到3-4mg/l。本發(fā)明專利設(shè)計(jì)的這種純堿/微濾工藝初步除硬和納濾工藝深度除硬，采用逐漸遞進(jìn)的方式，使去除硬度工藝更加穩(wěn)定可靠，而且管式微濾膜的產(chǎn)水在濁度方面又滿足納濾裝置進(jìn)水對懸浮物要求。

納濾裝置截留的濃水回流至斜板沉淀器進(jìn)水，由于納濾濃水中的硫酸根離子濃度大幅度提高，與進(jìn)入斜板沉淀裝置的脫硫廢水中的鈣離子反應(yīng)，可形成硫酸鈣沉淀，在斜板沉淀裝置中予以沉降去除。

由于兩級電化學(xué)處理后的廢水氧化性較高，在廢水進(jìn)入納濾膜裝置之前，通過活性炭還原，從而確保膜元件的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

經(jīng)過預(yù)處理后，進(jìn)入ro膜裝置的廢水，硬度可小于2.5mg/l，濁度小于0.1ntu，cod小于10mg/l，氯離子去除率大于30％，硫酸根離子去除率大于95％。

膜濃縮處理段設(shè)計(jì)成兩級膜處理，包括卷式ro裝置及網(wǎng)管式stro裝置。

鹽析處理段采用mvr蒸發(fā)器結(jié)合噴霧蒸發(fā)器，整個(gè)工藝流程不添加任何有機(jī)藥劑。

本發(fā)明涉及的設(shè)備簡介如下：

1)豎流緩沖裝置

系統(tǒng)首段設(shè)置豎流緩沖裝置，對脫硫廢水進(jìn)行初步沉淀，以降低后續(xù)工藝段污泥處理負(fù)荷，可設(shè)計(jì)成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種裝置應(yīng)用普遍，技術(shù)成熟。

2)三維反應(yīng)器

三維反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有催化電解填料，對脫硫廢水進(jìn)行一級電化學(xué)處理，同時(shí)可消除廢水中部分酸性物質(zhì)，為強(qiáng)化處理效果，該設(shè)備設(shè)置有空氣攪拌裝置。三維反應(yīng)器廢水停留時(shí)間不小于2小時(shí)，空氣攪拌裝置所需氣量按照氣水比15：1進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了促進(jìn)廢水與三維反應(yīng)器內(nèi)部填料充分接觸，本裝置設(shè)置有一臺內(nèi)循環(huán)泵，循環(huán)水量為進(jìn)水水量的2倍。

3)電化學(xué)反應(yīng)器

給多組并聯(lián)的極板通入直流電，在陽、陰極板之間產(chǎn)生電場，使待處理的水流入極板的空隙。此時(shí)通電的極板會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在水中發(fā)生絮凝反應(yīng)，在此過程中，同時(shí)發(fā)生電氣浮、氧化還原等其他作用，這些作用的結(jié)果，使水中溶解性、膠體和懸浮態(tài)污染物得到有效轉(zhuǎn)化和去除。為了促進(jìn)廢水與電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)極板充分接觸，本裝置設(shè)置有一臺內(nèi)循環(huán)泵，循環(huán)水量與進(jìn)水水量相同。

4)管式微濾裝置

斜板沉淀裝置出水投加純堿，生成的碳酸鈣微小沉淀物通過管式微濾裝置得以分離，產(chǎn)水中硬度得以大幅度降低，微濾裝置濃水錯(cuò)流回至斜板沉淀裝置進(jìn)水，這種純堿+管式微濾膜分離工藝在降低硬度及濁度方面有廣泛的應(yīng)用。管式微濾膜內(nèi)廢水流速高達(dá)4.6m/s,從而在膜表面不存在結(jié)垢現(xiàn)象。

5)納濾裝置

進(jìn)一步將二價(jià)離子從水中分離，起到深度軟化作用，納濾裝置的濃排水返回至斜板沉淀池進(jìn)水端，可與脫硫廢水中的鈣離子形成沉淀物，納濾膜對硫酸根離子的截留效率高達(dá)95％以上，從而也能截留二價(jià)陽離子，達(dá)到進(jìn)一步去除硬度的作用。

6)卷式ro裝置

采用海水淡化膜元件作為初步濃縮分離用膜元件。

7)網(wǎng)管式ro裝置(stro)

對海水淡化膜元件濃排水采用stro裝置進(jìn)一步進(jìn)行濃縮分離。相對于卷式ro膜元件，網(wǎng)管式ro膜元件采用34密爾平行進(jìn)水流道，以盡量減少進(jìn)水與膜表面高結(jié)垢趨勢的可能性。設(shè)計(jì)的進(jìn)水流動(dòng)，其幾何特性確保膜殼內(nèi)低壓降；stro膜元件可耐受250mg/ltss高固體和30000ppmcod有機(jī)物污染的進(jìn)水；相對于dtro膜元件，1個(gè)stro膜元件的膜面積比1個(gè)dtro膜面積高出3倍，從而系統(tǒng)造價(jià)相應(yīng)要低很多。

8)機(jī)械壓縮蒸發(fā)器

采用mvr裝置對stro裝置的濃排水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，mvr裝置較單效蒸發(fā)器，多效蒸發(fā)器而言，其能耗較低，且設(shè)備占地面積較小，具有較強(qiáng)的市場競爭力。

由于stro濃排水壓力高，在mvr閃蒸罐中設(shè)置有噴嘴，通過壓力釋放使進(jìn)入閃蒸罐的膜濃排水產(chǎn)生霧狀小水滴，強(qiáng)化蒸發(fā)效果，產(chǎn)生的水霧在機(jī)械壓縮機(jī)的抽吸作用下離開閃蒸罐，在無需加熱的條件下即能實(shí)現(xiàn)濃鹽水的初步蒸發(fā)濃縮功能。

通過機(jī)械壓縮作用，從閃蒸罐抽出的低溫低壓蒸汽轉(zhuǎn)化成較高壓力較高溫度的蒸汽，在加熱室與循環(huán)的濃縮液進(jìn)行熱交換，被壓縮的較高溫度較高壓力的二次蒸汽被濃縮液冷凝變成冷凝水排出，同時(shí)濃縮液被壓縮后的二次蒸汽加熱繼續(xù)蒸發(fā)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、采用兩級電化學(xué)方法對脫硫廢水進(jìn)行絮凝、澄清及降低cod處理，縮短脫硫廢水懸浮物及膠體澄清處理所需時(shí)間，并減少設(shè)備占地，為后續(xù)膜法工藝創(chuàng)造有利條件。

2、采用管式微濾膜代替常規(guī)超濾系統(tǒng)，為后續(xù)反滲透系統(tǒng)提供懸浮物濃度 極低的進(jìn)水，結(jié)合純堿及液堿的投加，可有效降低廢水中硬度，為納濾裝置深度去除硬度及cod創(chuàng)造了條件。

3、設(shè)計(jì)的納濾系統(tǒng)濃排水返回至微濾膜處理工藝前端，提高了廢水中二價(jià)陰離子的濃度，從而提高了與廢水中的鈣離子結(jié)合生成硫酸鈣沉淀的效率，有效降低廢水中硫酸根濃度。

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩級電化學(xué)反應(yīng)裝置，為防止管式微濾膜有機(jī)物污堵創(chuàng)造了有利條件；納濾裝置前設(shè)置有活性炭過濾器，可有效防止有機(jī)膜被氧化降解。

5、由于整個(gè)處理工藝不添加有機(jī)藥劑，且整個(gè)處理工藝能有效降低廢水cod，因此mvr蒸發(fā)裝置無需添加消泡劑。

6、本工藝中stro裝置濃排水壓力高，為充分利用這一潛在的能量，在mvr閃蒸罐中設(shè)置有噴嘴，通過壓力釋放濃排水進(jìn)入閃蒸罐后產(chǎn)生霧狀小水滴，水霧在機(jī)械壓縮機(jī)的抽吸作用下離開閃蒸罐，在無需加熱的條件下即能實(shí)現(xiàn)濃鹽水的初步蒸發(fā)濃縮。

7、本工藝采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對系統(tǒng)電氣設(shè)備、控制閥門的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，并結(jié)合在線分析儀表，對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷及控制，從而能掌握設(shè)備運(yùn)行情況并及時(shí)進(jìn)行故障診斷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝流程圖

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例

脫硫廢水經(jīng)過鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的豎流緩沖裝置，對脫硫廢水進(jìn)行初步沉淀， 以降低后續(xù)工藝段污泥處理負(fù)荷，然后經(jīng)三維反應(yīng)器進(jìn)行一級電化學(xué)處理；三維反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有催化電解填料，對脫硫廢水進(jìn)行一級電化學(xué)處理，同時(shí)可消除廢水中部分酸性物質(zhì)，為強(qiáng)化處理效果，該設(shè)備設(shè)置有空氣攪拌裝置。三維反應(yīng)器廢水停留時(shí)間不小于2小時(shí)，空氣攪拌裝置所需氣量按照氣水比15：1進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了促進(jìn)廢水與三維反應(yīng)器內(nèi)部填料充分接觸，本裝置設(shè)置有一臺內(nèi)循環(huán)泵，循環(huán)水量為進(jìn)水水量的2倍。

流經(jīng)三維反應(yīng)器的廢水進(jìn)入電化學(xué)反應(yīng)器，給多組并聯(lián)的極板通入直流電，在陽、陰極板之間產(chǎn)生電場，使待處理的水流入極板的空隙。此時(shí)通電的極板會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在水中發(fā)生絮凝反應(yīng)，在此過程中，同時(shí)發(fā)生電氣浮、氧化還原等其他作用，這些作用的結(jié)果，使水中溶解性、膠體和懸浮態(tài)污染物得到有效轉(zhuǎn)化和去除。為了促進(jìn)廢水與電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)極板充分接觸，本裝置設(shè)置有一臺內(nèi)循環(huán)泵，循環(huán)水量與進(jìn)水水量相同。

流經(jīng)電化學(xué)反應(yīng)器的廢水進(jìn)入斜板沉淀裝置，斜板沉淀裝置出水投加純堿，生成的碳酸鈣微小沉淀物通過管式微濾裝置得以分離，產(chǎn)水中硬度得以大幅度降低，微濾裝置濃水錯(cuò)流回至斜板沉淀裝置進(jìn)水，這種純堿+管式微濾膜分離工藝在降低硬度及濁度方面有廣泛的應(yīng)用。管式微濾膜內(nèi)廢水流速高達(dá)4.6m/s,從而在膜表面不存在結(jié)垢現(xiàn)象。

經(jīng)管式微濾裝置過濾的廢水經(jīng)初級軟水管、納濾給水泵，通過活性炭處理，然后流經(jīng)保安過濾器、納濾高壓泵進(jìn)入納濾裝置，進(jìn)一步將二價(jià)離子從水中分離，起到深度軟化作用，納濾裝置的濃排水返回至斜板沉淀池進(jìn)水端，可與脫硫廢水中的鈣離子形成沉淀物，納濾膜對硫酸根離子的截留效率高達(dá)95％以上，從而也能截留二價(jià)陽離子，達(dá)到進(jìn)一步去除硬度的作用。

經(jīng)過納濾裝置過濾的廢水通過軟水槽、ro給水泵、ro高壓泵進(jìn)入卷式ro裝置，卷式ro裝置采用海水淡化膜元件作為初步濃縮分離用膜元件，經(jīng)卷式ro裝置處理的濃水經(jīng)增壓泵進(jìn)入網(wǎng)管式ro裝置(stro)。

經(jīng)stro裝置處理的廢水進(jìn)入機(jī)械壓縮蒸發(fā)器(mvr裝置)對stro裝置的濃排水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，mvr裝置較單效蒸發(fā)器，多效蒸發(fā)器而言，其能耗較低，且設(shè)備占地面積較小，具有較強(qiáng)的市場競爭力。由于stro濃排水壓力高，在mvr閃蒸罐中設(shè)置有噴嘴，通過壓力釋放使進(jìn)入閃蒸罐的膜濃排水產(chǎn)生霧狀小水滴，強(qiáng)化蒸發(fā)效果，產(chǎn)生的水霧在機(jī)械壓縮機(jī)的抽吸作用下離開閃蒸罐，在無需加熱的條件下即能實(shí)現(xiàn)濃鹽水的初步蒸發(fā)濃縮功能。通過機(jī)械壓縮作用，從閃蒸罐抽出的低溫低壓蒸汽轉(zhuǎn)化成較高壓力較高溫度的蒸汽，在加熱室與循環(huán)的濃縮液進(jìn)行熱交換，被壓縮的較高溫度較高壓力的二次蒸汽被濃縮液冷凝變成冷凝水排出，同時(shí)濃縮液被壓縮后的二次蒸汽加熱繼續(xù)蒸發(fā)。經(jīng)mvr蒸發(fā)裝置蒸發(fā)后的濃鹽廢棄物填埋處理，實(shí)現(xiàn)含硫廢水零排放。

本工藝還采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算技術(shù)，結(jié)合電氣參數(shù)傳感器對系統(tǒng)電氣設(shè)備、控制閥門的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后通過遠(yuǎn)程通信模塊發(fā)送到云計(jì)算平臺實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并結(jié)合在線分析儀表，對系統(tǒng)水量、水位、水質(zhì)、電耗、藥耗、設(shè)備狀態(tài)這樣的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息通過遠(yuǎn)程通信模塊發(fā)送到云計(jì)算平臺，通過云計(jì)算平臺進(jìn)行收集、整合、分析和處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行情況的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)督、故障診斷及設(shè)備管理，從而能掌握設(shè)備運(yùn)行情況并及時(shí)預(yù)測和發(fā)現(xiàn)問題，使管理更規(guī)范化、精細(xì)化。

盡管已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的實(shí)施方式做出各種改變、替換和變更。