本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術領域，具體涉及一種新型脫硫廢水處理的裝置及方法。

背景技術：

燃煤發(fā)電在我國能源供給中占有重要地位。為了保護大氣環(huán)境，近年來我國大多數(shù)電廠采用了石灰石-石膏濕法脫硫技術，用以去除煙氣中的二氧化硫。燃煤電廠濕法脫硫廢水成分復雜，含有高濃度懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、氯離子、硫酸鹽以及多種重金屬。目前脫硫廢水主要采用化學沉淀法處理，部分指標達標困難，即使達標處理后，由于廢水中大量的硫酸鹽和氯化物的存在，出水含鹽量仍高達2％～4％，很難重復利用，外排后還會引起地表水和土壤生態(tài)破壞，引起二次污染。因此，脫硫廢水零排放處理技術的開發(fā)越來越受到重視。

蒸發(fā)結晶法是目前主要的脫硫廢水零排放處理工藝。采用蒸發(fā)結晶法存在以下兩個方面的缺點：第一是蒸發(fā)結晶成本高，采用蒸發(fā)結晶工藝需要消耗大量的能源，因此，運行費用極高；第二，采用反滲透等膜分離技術首先對廢水進行減量化處理，膜分離產生的濃水再進行蒸發(fā)結晶，可以有效降低蒸發(fā)處理負荷和節(jié)約處理成本，但是采用ro等膜處理工藝時需要對廢水進行嚴格的預處理，由于廢水中鈣鎂濃度高，硫酸鈣處于過飽和狀態(tài)，造成軟化預處理成本極高，一般可達15～30元/噸，而且還會產生大量的沉淀污泥。

為了降低脫硫廢水零排放處理成本，鑒于現(xiàn)存脫硫廢水零排放工藝的缺點和不足，開發(fā)低成本的脫硫廢水零排放處理裝置及方法愈發(fā)重要。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種新型脫硫廢水處理的裝置及方法。能夠降低脫硫廢水處理成本，并減少污泥產生量。

為達上述目的，本發(fā)明采用的具體技術方案是：

一種新型脫硫廢水處理的裝置，包括沿廢水流路依次設置的：

一反應器，配置一第一藥劑投加裝置，用以投加硫酸根沉淀劑；

一絮凝反應器，配置一第二藥劑投加裝置，用以投加絮凝劑及助凝劑；

一沉淀池；

一膜處理系統(tǒng)。

進一步地，所述反應器內部設有一第一攪拌裝置；所述絮凝反應器內部設有一第二攪拌裝置。

進一步地，所述第一攪拌裝置為葉輪式攪拌器或曝氣裝置；所述第二攪拌裝置為葉輪式攪拌器。

進一步地，還包括設置于反應器流路上游的一預處理系統(tǒng)，所述預處理系統(tǒng)選自懸浮物處理系統(tǒng)、重金屬處理系統(tǒng)、cod/bod處理系統(tǒng)中的一種或多種系統(tǒng)的組合。

進一步地，所述反應器還配置有一附加藥劑投加裝置，用以投加重金屬去除藥劑和/或cod去除藥劑。

進一步地，所述膜處理系統(tǒng)為反滲透、納濾、膜蒸餾、電滲析、正滲透中的一種或幾種的組合。

對應前述裝置進行脫硫廢水處理的方法，包括以下步驟：

向脫硫廢水中加入硫酸根沉淀劑，得到一次處理廢水；

向一次處理廢水加入絮凝劑及助凝劑，得到二次處理廢水；

對二次處理廢水進行沉淀處理，獲得沉淀污泥及清液；

對清液進行膜蒸餾處理。

進一步地，所述硫酸根沉淀劑選自氯化鋇或硝酸鋇；所述絮凝劑為聚合硫酸鐵，所述助凝劑為聚丙烯酰胺(pam)。

進一步地，向脫硫廢水中加入硫酸根沉淀劑后控制反應時間5～20分鐘。

進一步地，還包括，向脫硫廢水中加入硫酸根沉淀劑前首先進行預處理，所述預處理包括去除懸浮物預處理和/或去除重金屬預處理和/或去除cod/bod預處理。

本發(fā)明顛覆傳統(tǒng)軟化處理思路，采用逆向思維解決脫硫廢水膜濃縮過程結垢問題，通過加入硫酸根沉淀劑，去除廢水中的全部或部分硫酸根，可以有效避免硫酸鈣結垢，具有工藝簡單、藥劑投加量少、運行成本低、污泥產生量少和易于與其他工藝相結合的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例中新型脫硫廢水處理的裝置的布置示意圖。

圖2為本發(fā)明另一實施例中新型脫硫廢水處理的裝置的布置示意圖。

圖3為本發(fā)明一實施例中新型脫硫廢水處理的方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。

如圖1所示，在一實施例中，提供一種新型脫硫廢水處理的裝置，包括沿廢水流路依次設置的：反應器2，配置藥劑a投加裝置(第一藥劑投加裝置)，用以投加硫酸根沉淀劑，藥劑a可以采用藥劑泵直接投加進入反應器2，也可以在反應器2前端管道上采用管道混合器投加。絮凝反應器4，配置組合藥劑b投加裝置(第二藥劑投加裝置)，用以投加絮凝劑及助凝劑；沉淀池6；膜處理系統(tǒng)9。沉淀池6的底部設有污泥排放口7。水泵8將沉淀池6的清液泵至膜處理系統(tǒng)9，膜處理系統(tǒng)9具有膜處理產水口10及膜處理濃水口11。其中，藥劑a投加量和廢水中硫酸根殘余量的控制，可以結合后續(xù)膜濃縮處理靈活控制。

上述實施例描述為裝置的核心構成，在另一實施例中，如圖2所示，反應器2內部設有第一攪拌裝置3；絮凝反應器4內部設有第二攪拌裝置5。其中，第一攪拌裝置3例如為葉輪式攪拌器或曝氣裝置；第二攪拌裝置5例如為葉輪式攪拌器。還包括設置于反應器2流路上游的預處理系統(tǒng)1，預處理系統(tǒng)1選自懸浮物處理系統(tǒng)、重金屬處理系統(tǒng)、cod/bod處理系統(tǒng)中的一種或多種系統(tǒng)的組合。根據(jù)實際需要可不設置預處理系統(tǒng)1，即原脫硫廢水直接進入反應器2中，具體而言，當原水中懸浮物較低(ss<1000mg/l時)，即可不設置預處理系統(tǒng)。

此外，反應器2還配置有一附加藥劑投加裝置(圖未示)，當需要去除廢水中重金屬或cod時，用以投加重金屬去除藥劑和/或cod去除藥劑。

而膜處理系統(tǒng)9雖然在圖中進行簡單示意，實際上則可選為反滲透、納濾、膜蒸餾、電滲析、正滲透中的一種或幾種的組合。

如圖3所示，對應前述裝置進行脫硫廢水處理的方法，包括以下步驟：

向脫硫廢水中加入硫酸根沉淀劑，得到一次處理廢水；向一次處理廢水加入絮凝劑及助凝劑，得到二次處理廢水；對二次處理廢水進行沉淀處理，獲得沉淀污泥及清液；對清液進行膜蒸餾處理。

結合上述實施例描述的裝置和方法，取某電廠實際脫硫廢水，脫硫廢水首先進入預處理系統(tǒng)1，經過預處理后進入反應器2，開啟攪拌器3，保證反應器內水質均勻，向反應器2中加入硫酸根沉淀劑，如氯化鋇，采用硝酸鋇同樣可以去除硫酸根，但是藥劑成本會增加，同時會引入大量硝酸根離子，造成水質變動增加，而原水中存在大量氯離子，采用氯化鋇引入的氯可以忽略，故本實施例優(yōu)選硫酸根沉淀劑為氯化鋇；使廢水中的硫酸根充分反應并生成硫酸鋇沉淀而從廢水中析出，一般控制反應時間5～20分鐘。

反應器2中的廢水進入絮凝反應器4中，向絮凝反應器4中投加絮凝劑和助凝劑，使廢水中的懸浮物顆粒形成較大顆粒，提高泥水分離效果。

絮凝反應器4的出水進入沉淀池6，在重力作用下實現(xiàn)泥水分離，產生的污泥進一步濃縮、脫水后，外運處置，

沉淀污泥經濃縮后回流至脫硫塔內或石膏脫水機；

沉淀池6上清液通過水泵8，經過過濾等處理，以保證滿足后續(xù)膜處理系統(tǒng)進水要求，廢水經過膜處理系統(tǒng)9濃縮處理后，產水回用于電廠生產或生活，濃水進一步處理。

膜處理系統(tǒng)9產生的濃水，可以進入蒸發(fā)結晶器進行蒸發(fā)結晶處理，形成氯化鈣和氯化鎂結晶鹽。也可以噴入煙道內進行煙道蒸發(fā)處理，廢水中的鹽分通過除塵器進入粉煤灰中。

下面以工程實例及實際實驗數(shù)據(jù)對本發(fā)明技術效果進行驗證性說明。

工程實例1：

取某電廠實際脫硫廢水，廢水中懸浮物濃度約20000mg/l，首先通過簡單過濾將廢水中的懸浮物去除，廢水中的鈣離子含量為2700mg/l,鎂離子為520mg/l，硫酸根濃度為1017mg/l。分別進行以下兩組實驗：

實驗一，采用傳統(tǒng)軟化工藝，即石灰乳+純堿軟化法，首先向1000ml廢水中加入石灰乳(質量濃度為5％的懸濁液)將廢水ph調制11.5，同時對廢水進行攪拌，確保反應充分和均勻，反應15min后廢水經過絮凝沉淀處理，廢水中的鎂離子生產氫氧化鎂沉淀并進入污泥中，然后向上清液中加入碳酸鈉(質量濃度為10％溶液)，使廢水中鈣離子濃度降低至20mg/l，結果表明藥劑投加量為石灰乳3.70g/l、純堿9.50g/l。按照市場價格，石灰與純堿分別為500和1500元/噸，所需藥劑總成本約為16元/噸。經測定，兩級沉淀后(沉淀時間均為20min)，沉淀污泥總體積約200ml。處理后的廢水可滿足膜濃縮處理進水要求。

實驗二：采用本發(fā)明工藝，向1000ml廢水中加入氯化鋇(質量濃度10％)溶液，反應10分鐘后，向廢水中加入絮凝劑和助凝劑，然后沉淀澄清15min后，測定上清液硫酸根濃度，經過試驗發(fā)現(xiàn)，將廢水中的硫酸根降至14.7mg/l，此時氯化鋇投加量為3.1g/l，按照二水氯化鋇市場價格2600元/噸，則噸水處理成本約8元。經測定，15min沉淀后污泥體積約80ml。生處理后的廢水可滿足膜濃縮處理進水要求。

由上述實施例可以看出，采用本發(fā)明的工藝處理脫硫廢水，藥劑費用僅為8元/噸，比傳統(tǒng)軟化工藝的16元/噸大幅降低，且產生的污泥量也大幅降低，有利于降低后續(xù)污泥處理負荷和處理成本。

工程實例2：

某燃煤電廠實際脫硫廢水零排放處理項目中，為了驗證本發(fā)明中新技術方案的可行性，對2臺300mw機組的脫硫廢水分別采用傳統(tǒng)工藝和本方案中的技術路線對廢水進行處理。

廢水水質如下：水量約14噸/小時，懸浮物約13000mg/l，廢水中的鈣離子含量為3100mg/l,鎂離子約為700mg/l，硫酸根濃度為1500mg/l。首先通過沉淀處理后將廢水中的懸浮物去除，然后將廢水分為2股進行處理：

其中第一股8噸/小時的廢水進入傳統(tǒng)處理系統(tǒng)，即采用石灰乳+純堿軟化法處理，首先廢水中加入石灰乳將廢水ph調制11.5，同時對廢水進行攪拌，確保反應充分和均勻，反應30min后廢水經過絮凝沉淀處理，廢水中的鎂離子生產氫氧化鎂沉淀并進入污泥中，然后上清液中加入碳酸鈉(質量濃度為10％溶液)，使廢水中鈣離子濃度降低至30mg/l，然后廢水經過絮凝沉淀后進入共用的微濾+反滲透濃縮處理系統(tǒng)。

另一股8噸/小時的廢水則進入本發(fā)明工藝處理系統(tǒng)，廢水中加入氯化鋇溶液，反應20分鐘后，廢水進入絮凝沉淀反應池，然后廢水沉淀澄清后，然后廢水經過絮凝沉淀后進入共用的微濾+反滲透濃縮處理系統(tǒng)。

結果表明在連續(xù)運行的3個月中，2套處理系統(tǒng)均運行穩(wěn)定，反滲透系統(tǒng)無明顯結垢現(xiàn)象，反滲透系統(tǒng)水回收率為50％，傳統(tǒng)方案中藥劑投加量為石灰乳5.60g/l、純堿12.2g/l。按照市場價格，石灰與純堿分別為500和1500元/噸，所需藥劑總成本約為21.1元/噸。經測定，軟化系統(tǒng)兩級沉淀池中噸水沉淀污泥(干泥)總量約35kg。

采用本發(fā)明中技術路線的第二股水處理系統(tǒng)中，將廢水中的硫酸根降至30mg/l，此時氯化鋇投加量為4g/l，按照二水氯化鋇市場價格2600元/噸，則噸水處理成本約10.4元。經測定，沉淀池中噸水沉淀污泥(干泥)總量約8kg。

通過上述工程示范可以看出，采用本發(fā)明中的工藝，運行反滲透預處理工藝的運行藥劑費用可降低50％以上，污泥量可降低77％，經濟效益顯著。

顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。