一種高效的脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境水處理領(lǐng)域；具體涉及一種海水脫硫系統(tǒng)中高效的脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃煤發(fā)電作為一種技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠的能量來源，在我國能源結(jié)構(gòu)中長期占居主導(dǎo)地位。除了燃煤電廠以外，還存在大量工業(yè)燃煤鍋爐和船舶動(dòng)力燃煤鍋爐等，燃煤鍋爐運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量含有SO2的煙氣，為了防止煙氣中SO 2污染環(huán)境，必須采取相應(yīng)處理措施。其中，海水脫硫工藝不需額外消耗淡水和吸收劑，無副產(chǎn)品和廢棄物，工藝簡單，維護(hù)方便，節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，具有諸多優(yōu)勢，因此在燃煤電廠和船舶鍋爐燃?xì)馓幚碇袘?yīng)用較多。
[0003]海水脫硫工藝是利用自然海水的弱堿性(pH為7.4?8.8)吸收煙氣中SO2的一種濕法煙氣脫硫工藝，海水吸收的302最終生成硫酸鹽，硫酸鹽是一種無害物質(zhì)，是海水中主要成分之一，因此SO2的吸收對(duì)海水產(chǎn)生的影響很小。該工藝主要包括兩步化學(xué)反應(yīng):S02被海水吸收轉(zhuǎn)化成SO32，然后經(jīng)曝氣將SO32氧化成穩(wěn)定的SO42，吸收SO2后產(chǎn)生的酸性氫離子被CO32和HCO 3中和并生產(chǎn)CO 2氣體，為了使出水pH達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)(pH彡6.8)，需在空氣的吹脫作用下使海水中的CO2溢出，最終促進(jìn)海水pH的恢復(fù)。因此，脫硫海水pH恢復(fù)的關(guān)鍵因素包括兩方面:一方面是將SO32氧化成穩(wěn)定的SO42，另一方面是將海水中C02驅(qū)離出海水，使海水pH得以恢復(fù)。
[0004]目前主要采用空氣曝氣法進(jìn)行脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)處理，通過大量空氣鼓入海水中，海水中的SO32被空氣中的氧氣氧化成穩(wěn)定的SO 42，由于大量H+的生產(chǎn)，促進(jìn)CO 32和HCO3轉(zhuǎn)化為CO2氣體，然后在空氣的吹脫和夾帶作用下CO 2從海水中溢出。但是采用空氣曝氣存在以下明顯不足:一方面在低PH時(shí)，氧氣對(duì)SO32氧化速率很低，因此一般在進(jìn)入曝氣池前向脫硫海水中摻混一定比例海水(來自冷卻水)，以提高曝氣池內(nèi)海水初始pH，這就造成空氣需求量巨大、能耗高和占地面積大的缺點(diǎn)。另一方面，由于曝氣池內(nèi)初始PH較低(3?5)，此時(shí)大量曝氣容易造成部分SO2溢出，引起二次污染。
[0005]因此，開發(fā)出更加高效、節(jié)能環(huán)保的新型處理工藝具有重要環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)曝氣工藝能耗高，占地面積大的缺點(diǎn)，同時(shí)防止SO2溢出，提出了一種高效的脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)方法及系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方式如下:
[0008]一種高效的脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)方法，包括如下步驟:
[0009]脫硫海水通過臭氧曝氣處理，使脫硫海水中的SO32氧化成穩(wěn)定的SO42 ;脫硫海水通過空氣曝氣處理，驅(qū)離海水中的C02，使脫硫海水pH值恢復(fù)到6.8以上。
[0010]進(jìn)一步地，還包括在脫硫海水通過臭氧曝氣處理前，將脫硫海水與海水冷卻水按照一定比例混合均勾，使脫硫海水的pH值調(diào)節(jié)為2?5。
[0011]進(jìn)一步地，所述臭氧曝氣處理包括使臭氧與脫硫海水中S (IV )摩爾質(zhì)量比為2?8:1。
[0012]進(jìn)一步地，還包括在脫硫海水通過臭氧曝氣處理后，使脫硫海水流經(jīng)一段長度大于2m的無曝氣區(qū)域。
[0013]一種高效的脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)，包括
[0014]—臭氧曝氣區(qū)；用以使脫硫海水中的SO32迅速氧化成穩(wěn)定的SO42 ；
[0015]一空氣曝氣區(qū)；用以驅(qū)離海水中的CO2，使脫硫海水pH值恢復(fù)到6.8以上。
[0016]進(jìn)一步地，所述臭氧曝氣區(qū)包括一臭氧曝氣管道及一第一區(qū)填料層；所述填料層中布置有第一區(qū)填料，所述第一區(qū)填料的布置方式為支撐式或懸掛式。
[0017]進(jìn)一步地，所述空氣曝氣區(qū)包括一空氣曝氣管道及一第二區(qū)填料層；所述第二區(qū)填料層中布置有第二區(qū)填料，所述第二區(qū)填料的布置方式為支撐式或懸掛式。
[0018]進(jìn)一步地，所述第一區(qū)填料及第二區(qū)填料選自無機(jī)填料、有機(jī)填料或催化活性填料。
[0019]進(jìn)一步地，還包括設(shè)置于臭氧曝氣區(qū)之前的一混合池，用以使脫硫海水與海水冷卻水按照一定比例混合均勻。
[0020]進(jìn)一步地，還包括位于所述臭氧曝氣區(qū)與空氣曝氣區(qū)之間的長度大于2m的一無曝氣區(qū)域。
[0021]通過采取上述技術(shù)方案，本發(fā)明與傳統(tǒng)單一空氣曝氣工藝相比具有眾多優(yōu)點(diǎn):首先，由于臭氧的氧化作用極強(qiáng)，可以在低PH時(shí)快速將SO32氧化成SO42，因此與常規(guī)空氣曝氣相比，大大縮短SO32氧化成SO42所需時(shí)間，同時(shí)可以有效減少調(diào)節(jié)池內(nèi)海水摻混量，有利于降低曝氣池內(nèi)水力停留時(shí)間和節(jié)約曝氣池占地。此外，由于填料的加入可以有效提高臭氧和空氣利用率，進(jìn)而降低曝氣池內(nèi)曝氣量和運(yùn)行能耗。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)系統(tǒng)的組成示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)方法的工藝流程示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說明:
[0025]1、調(diào)節(jié)池2、曝氣池3、臭氧曝氣器4、第一段填料支撐板5、第一段填料
[0026]
[0027]6、第一段塀#蘭碰反7、臭器8、空氣曝氣器9、第二段塀斗支樹反10、第二段塀斗
[0028]
[0029]11、第二段填料攔截板12、鼓風(fēng)機(jī)a、第一流量調(diào)節(jié)閥b、第二流量調(diào)節(jié)閥C、第三流量調(diào)節(jié)閥
[0030]
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖作詳細(xì)說明如下。
[0032]如圖1及圖2所示，本發(fā)明的高效的脫硫海水水質(zhì)恢復(fù)方法基于相應(yīng)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，首先打開第一流量調(diào)節(jié)閥a和第三流量調(diào)節(jié)閥C，關(guān)閉第二流量調(diào)節(jié)閥b，從脫硫塔流出的脫硫海水與海水冷卻水按照一定比例進(jìn)入調(diào)節(jié)池I中混合均勻，控制調(diào)節(jié)池PH值為2?5。由于采用兩段式曝氣處理，且第一段采用臭氧曝氣，臭氧的氧化作用極強(qiáng)，可以在低PH時(shí)快速將SO32氧化成SO42，因此，可以有效減少調(diào)節(jié)池內(nèi)海水冷卻水摻混量，以某實(shí)際海水脫硫系統(tǒng)為例，脫硫海水流量為20000m3/h，采用傳統(tǒng)工藝，需要將脫硫海水與海水冷卻水按照1:1?3的比例摻混海水冷卻水，使調(diào)節(jié)池pH值升至5，方可進(jìn)入曝氣區(qū)，而采用本發(fā)明的方法和系統(tǒng)，僅需按照1:0.5?2的比例比例摻混海水冷卻水，使調(diào)節(jié)池pH值升至3?5，即可進(jìn)行臭氧曝氣。
[0033]然后再重力作用下流入曝氣池2中，進(jìn)水按照水平推流方式首先經(jīng)過第一段曝氣區(qū)，在第一段曝氣區(qū)內(nèi)自下而上分別為臭氧曝氣器3、第一段填料支撐板4、第一段填料5、第一段填料攔截板6，所需臭氧由臭氧發(fā)生器7提供。臭氧與海水中S (IV)摩爾質(zhì)量比為2?8:1。曝氣時(shí)間為50?200s填料可以采用陶瓷、沸石等無機(jī)填料，也可以采用聚丙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等高分子有機(jī)填料，還可以采用活性炭等具有催化S (IV)氧化為S(VI)活性的填料。填料不僅可以對(duì)臭氧氣泡產(chǎn)生切割作用，同時(shí)由于填料的與氣泡的碰撞和夾帶作用，可以有效