高效經(jīng)濟火電廠末端脫硫廢水軟化、蒸發(fā)處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種脫硫廢水處理系統(tǒng)及方法，具體涉及一種高效經(jīng)濟火電廠末端脫硫廢水軟化、蒸發(fā)處理系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展及水污染情況加劇，水資源缺乏的問題越來越突出，已嚴重制約了經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。因此，國家非常重視水環(huán)境的污染治理，對各類廢水的排放標準和廢水排放總量均提出了嚴格限制；同時鼓勵企業(yè)采用各種節(jié)水新技術(shù)，對各類廢水進行深度處理及回用。目前很多火電廠在水污染防治技術(shù)路線研究基礎(chǔ)上，按照梯級用水思路，對火電廠不同廢水進行深度處理回用，具有良好的節(jié)水、減排效益。脫硫系統(tǒng)屬于火電廠末端用水系統(tǒng)，電廠將其他系統(tǒng)的工藝廢水利用脫硫系統(tǒng)進行消耗，但在廢水梯級回收利用的同時，會產(chǎn)生部分高鹽、高有機物、高懸浮物的脫硫廢水，在電廠內(nèi)難以實現(xiàn)回用。因此，脫硫廢水的濃縮、固化處理，成為制約火電廠實現(xiàn)真正零排放的關(guān)鍵因素。
[0003]根據(jù)調(diào)研部分電廠脫硫廢水水質(zhì)得知，脫硫廢水具有以下水質(zhì)特點:
[0004](I )pH值一般在5?7之間，呈弱酸性；
[0005](2)脫硫廢水水質(zhì)極差，懸浮物含量很高，某些電廠懸浮物可高達10000mg/L以上，顆粒細小；
[0006](3)Ca2+、Mg2+離子含量高；
[0007](4)脫硫廢水中含大量Cl—、S042—等離子。由于S042—偏高，同時脫硫廢水中含大量Ca2+，易與S042—結(jié)合形成硫酸鈣，從廢水中析出；
[0008](5)含有大量重金屬，如Cr、As、Cd、Pb、Hg、Cu等；(6)脫硫廢水鹽分高，含鹽量最高可達 100g/L;
[0009](7)脫硫廢水中硅含量較高，其中絕大部分硅為溶解態(tài)硅，膠體硅所占比例較小。全硅含量在50mg/L?200mg/L，大多電廠脫硫廢水全硅含量在100mg/L左右。
[0010]由上可知，脫硫廢水具有污染物成分復(fù)雜、水質(zhì)波動范圍大等特點，無法繼續(xù)回用，若要實現(xiàn)電廠廢水零排放，必須將其進行固化處理?；痣姀S廢水零排放技術(shù)路線主要分為兩步:第一步為末端廢水濃縮減量處理，第二步為固化處理。
[0011 ]從目前調(diào)研的情況來看，大多數(shù)采用高壓反滲透(RO)、正滲透技術(shù)(FO)、電滲析技術(shù)(ED)等膜處理的方式對預(yù)處理后的脫硫廢水進行濃縮。采用膜方法對脫硫廢水進行濃縮處理，雖然出水水質(zhì)比較穩(wěn)定，但長期運行會造成膜的堵塞和結(jié)垢，往往需要不斷更換維護膜元件，運行維護成本很高，并且在膜濃縮處理前端需要增設(shè)復(fù)雜繁瑣的預(yù)處理過程。
[0012]而對于脫硫廢水的固化技術(shù)，國內(nèi)外一般采用自然蒸發(fā)或機械蒸發(fā)固化兩種處理方式。自然蒸發(fā)就是通過修建蒸發(fā)塔，利用氣候條件將脫硫廢水緩慢蒸發(fā)至結(jié)晶。據(jù)調(diào)研得知，蒸發(fā)塔不僅蒸發(fā)效率低，而且運行情況受天氣狀況影響較大，運行情況并不理想。機械蒸發(fā)工藝總體上可分為4種，即蒸汽壓濾蒸發(fā)工藝(MVR)、多效蒸發(fā)工藝(MED)、機械霧化蒸發(fā)(Parkwater)、多效閃蒸工藝(MSF)。目前這些設(shè)備都面臨著成本較高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種高效經(jīng)濟火電廠末端脫硫廢水軟化、蒸發(fā)處理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠?qū)崿F(xiàn)對電廠脫硫廢水的集中處理，實現(xiàn)脫硫廢水的零排放，成本較低，并不受環(huán)境的影響。
[0014]為達到上述目的，本發(fā)明所述的高效經(jīng)濟火電廠末端脫硫廢水軟化、蒸發(fā)處理系統(tǒng)包括脫硫吸收塔出水管道、預(yù)沉池、加藥系統(tǒng)、軟化反應(yīng)池、澄清池、氣-熱交換器、無填料冷卻蒸發(fā)塔、NaCl收集間、熱煙氣輸入管道及熱煙氣輸出管道；
[0015]脫硫吸收塔出水管道與預(yù)沉池的入口相連通，預(yù)沉池頂部的出口與軟化反應(yīng)池的入水口相連通，加藥系統(tǒng)的出口與軟化反應(yīng)池的藥劑入口相連通，軟化反應(yīng)池的出水口與澄清池的入口相連通，澄清池頂部的出水口與氣-熱交換器的液體入口相連通，氣-熱交換器的液體出口與無填料冷卻蒸發(fā)塔中布水器的入口相連通，無填料冷卻蒸發(fā)塔底部斜板澄清池的上清液出口與氣-熱交換器的液體入口相連通，無填料冷卻蒸發(fā)塔底部斜板澄清池的底部出口與NaCl收集間的入口相連通；
[0016]熱煙氣輸入管道與氣-熱交換器的工質(zhì)入口相連通，熱煙氣輸出管道與氣-熱交換器的工質(zhì)出口相連通。
[0017]所述加藥系統(tǒng)包括碳酸鈉加藥裝置、有機硫加藥裝置、混凝劑加藥裝置及助凝劑加藥裝置。
[0018]碳酸鈉加藥裝置的出口與軟化反應(yīng)池前端的藥劑入口相連通，助凝劑加藥裝置的出口及混凝劑加藥裝置的出口均與軟化反應(yīng)池末端的藥劑入口相連通，有機硫加藥裝置的出口與軟化反應(yīng)池中端的藥劑入口相連通。
[0019]所述無填料冷卻蒸發(fā)塔包括空氣出口、斜板澄清池、布水器、筒體及若干空氣入口，各空氣入口設(shè)于筒體的側(cè)壁上，空氣出口設(shè)于筒體的頂部，斜板澄清池設(shè)于筒體的底部，布水器設(shè)于筒體內(nèi)，各空氣入口位于斜板澄清池與布水器之間。
[0020]各空氣入口沿周向均勻分布。
[0021]還包括污泥壓濾機，污泥壓濾機的入口與預(yù)沉池的底部出口、澄清池的底部出口及軟化反應(yīng)池的底部出口相連通，污泥壓濾機的出水口與預(yù)沉池的入水口相連通。
[0022]氣-熱交換器的液體出口經(jīng)循環(huán)栗與無填料冷卻蒸發(fā)塔中布水器的入口相連通。
[0023]本發(fā)明所述的高效經(jīng)濟火電廠末端脫硫廢水軟化、蒸發(fā)處理方法包括以下步驟:
[0024]I)火電廠中脫硫吸收塔輸出的脫硫廢水經(jīng)脫硫吸收塔出水管道進入到預(yù)沉池，并在預(yù)沉池中進行沉淀，經(jīng)沉淀后的脫硫廢水進入到軟化反應(yīng)池中；
[0025]2)經(jīng)預(yù)沉池沉淀后的脫硫廢水進入軟化反應(yīng)池中先與碳酸鈉加藥裝置輸出的碳酸鈉進行混合反應(yīng)生成0H—與HC03—，再與有機硫加藥裝置輸入到軟化反應(yīng)池中的有機硫進行反應(yīng)，其中，0H—與HC03—與脫硫廢水中的Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+及Cr3+反應(yīng)生成沉淀，脫硫廢水中的Pb2+、Hg2+與有機硫進行反應(yīng)生成硫化物沉積，然后通過混凝劑加藥裝置輸出的混凝劑及助凝劑加藥裝置輸出的助凝劑使軟化反應(yīng)池中的沉淀物進一步沉積，軟化反應(yīng)池輸出的脫硫廢水再依次經(jīng)澄清池澄清及氣-熱交換器換熱后進入到無填料冷卻蒸發(fā)塔中的布水器中，再經(jīng)無填料冷卻蒸發(fā)塔中的布水器進行噴淋，在噴淋過程中，脫硫廢水與進入到無填料冷卻蒸發(fā)塔中的冷空氣進行對流傳熱，利用水的蒸發(fā)擴散作用帶走脫硫廢水中的熱量和水分，使脫硫廢水濃縮，濃縮后的脫硫廢水進入到斜板澄清池中，經(jīng)對流傳熱后的冷空氣通過無填料冷卻蒸發(fā)塔頂部的空氣出口排出，斜板澄清池內(nèi)的上清液進入到氣-熱交換器的液體入口中在循環(huán)，斜板澄清池底部的沉淀進入到NaCl收集間進行回收再利用。
[0026]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0027]本發(fā)明所述的高效經(jīng)濟火電廠末端脫硫廢水軟化、蒸發(fā)處理系統(tǒng)及方法在具體操作時，摒棄現(xiàn)有末端含鹽廢水需用膜濃縮處理的傳統(tǒng)工藝路線，利用煙氣廢熱通過氣-熱交換器對脫硫廢水進行處理，然后再利用無填料冷卻蒸發(fā)塔對脫硫廢水進行蒸發(fā)，達到濃縮減量的目的，同時不受環(huán)境的影響，避免使用膜處理的高額設(shè)備費用及后期運行的維護費用，經(jīng)濟效益較為明顯。另外，本發(fā)明摒棄傳統(tǒng)的三聯(lián)箱對脫硫廢水的處理工藝，通過軟化反應(yīng)池對脫離廢水進行軟化處理，使出水水質(zhì)得到大幅的提高。同時，斜板澄清池中的上清液進入到氣-熱交換器中循環(huán)，斜板澄清池中的沉淀進入到NaCl收集間中進行回收再利用，經(jīng)NaCl收集間收集的NaCl可作為氯堿化工行業(yè)的化工原材料，經(jīng)濟效益較高，從而實現(xiàn)電廠脫硫廢水的集中處理及零排放，大大降低火電廠的取、排水量，環(huán)境保護效益明顯。
[0028]進一步，碳酸鈉加藥裝置、有機硫加藥裝置、助凝劑加藥裝置及混凝劑加藥裝置依次與軟化反應(yīng)池相連通，通過碳酸鈉與脫硫廢水混合反應(yīng)生成0H—與HC03—，再經(jīng)0H—與HC03—與脫硫廢水中的Fe3+、Zn2+、Cu2+、Ni2+及Cr3+反應(yīng)生成沉淀，再通過有機硫與脫硫廢水中的Ca2'Mg2+生成沉淀，然后再利用助凝劑及混凝劑進一步沉淀，從而除去脫硫廢水中大部分致垢性離子、金屬離子及有害重金屬，使處理后的脫硫廢水成為干凈的NaCl溶液。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]其中，I為脫硫吸收塔出水管道、2為預(yù)沉池、3為軟化反應(yīng)池、4為澄清池、5為污泥壓濾機、6為碳酸鈉加藥裝置、7為有機硫加藥裝置、8為助凝劑加藥裝置、9為混凝劑加藥裝置、10為循環(huán)栗、11為布水器、12為無填料冷卻蒸發(fā)塔、13為斜板澄清池、14為NaCl收集間、15為氣-熱交換器、16為空氣入口、17為空氣出口、18為熱煙氣輸入管道、19為熱煙氣輸出管道。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0032]參考圖1，本發(fā)明所述的高效經(jīng)濟火電廠末端脫硫廢水軟化、