一種處理高濃度含磷廢水的反應(yīng)裝置及方法
【專利說明】一種處理高濃度含磷廢水的反應(yīng)裝置及方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種污水處理裝置，尤其是一種處理高濃度含磷廢水的反應(yīng)裝置及方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]火力發(fā)電廠擔(dān)負(fù)著中國70%以上的電力供應(yīng)，燃煤機(jī)組的S02排放量很大。煙氣脫硫的目的是控制302的排放，以減輕其形成的酸雨對環(huán)境的破壞。工程上常采用以石灰石為脫硫劑的濕法脫硫工藝，從煙氣脫硫系統(tǒng)中外排部分脫硫廢水來保證脫硫系統(tǒng)的可靠性和安全性。脫硫廢水呈弱酸性，懸浮物高，顆粒細(xì)小，主要含有粉塵和脫硫產(chǎn)物；含有可溶性的氯化物和氟化物、硝酸鹽等，還含有溶解性的Hg、Pb、N1、As、Cd、Cr等重金屬離子，其中很多屬于國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)中要求嚴(yán)格控制的第一類污染物，這為廢水的處理增加了很大的難度。脫硫廢水的處理是通過加堿中和，并投加硫化物，使大部分重金屬沉淀去除；再加入絮凝劑和助凝劑使膠體和懸浮物顆粒發(fā)生凝聚和聚集，經(jīng)澄清池實現(xiàn)固液分離。因此，脫硫廢水處理過程中會產(chǎn)生脫硫廢水上清液和脫硫廢水污泥，上清液未加酸中和前呈堿性，含有豐富的鈣鹽、鎂鹽以及小部分重金屬鹽，污泥中則多為難溶性鈣鹽、鎂鹽、重金屬氧化物等絮凝體沉淀。
[0005]磷是污水中主要的污染物之一，也是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的重要原因，含磷污水直接排放將造成嚴(yán)重的水體污染。特別是高濃度含磷污水的處理，由于廢水水質(zhì)特性和碳源供給的限制，采用傳統(tǒng)的強(qiáng)化生物除磷工藝很難達(dá)到理想效果。化學(xué)除磷技術(shù)除了受到藥劑成本偏高的限制外，另一方面，磷是重要的、難以再生的礦產(chǎn)資源，磷礦一經(jīng)開采利用，所含磷隨著各種下游加工產(chǎn)品的消費(fèi)領(lǐng)域分散到自然界中。經(jīng)過近五十年的規(guī)模開采，富礦資源在急劇耗減，進(jìn)入了中低品位磷資源開發(fā)利用時期，污水中磷回收技術(shù)的研發(fā)也日益得到重視。因此，尋求合適的低成本化學(xué)除磷技術(shù)，開發(fā)高效除磷和磷回收反應(yīng)器，就成為當(dāng)前高濃度含磷污水處理與資源化利用領(lǐng)域的熱點問題。
[0006]如果能夠利用處理后脫硫廢水和污泥中含有的金屬鹽，通過反應(yīng)器優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)高濃度含磷廢水的磷回收和穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，則能有效解決電廠廢棄物的去向問題和高濃度含磷污水的除磷問題，為燃煤電廠和污水處理節(jié)約大量成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供了一種處理高濃度含磷廢水的反應(yīng)裝置及方法，所述的這種處理高濃度含磷廢水的反應(yīng)裝置及方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用單一反應(yīng)器處理對高濃度含磷廢水往往難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)問題。
[0008]本發(fā)明提供了一種處理高濃度含磷廢水的反應(yīng)裝置，由脫硫廢水預(yù)處理單元、磷回收單元、深度除磷單元和脫硫廢水污泥栗組成，所述的脫硫廢水預(yù)處理單元中設(shè)置有脫硫廢水進(jìn)水口、加藥口、第一攪拌器、脫硫廢水上清液出水口及脫硫廢水污泥排放口，所述的脫硫廢水進(jìn)水口設(shè)置在所述的脫硫廢水預(yù)處理單元的下部，所述的加藥口設(shè)置在所述的脫硫廢水預(yù)處理單元的上部，所述的脫硫廢水上清液出水口設(shè)置在所述的脫硫廢水預(yù)處理單元的上部，所述的脫硫廢水污泥排放口設(shè)置在所述的脫硫廢水預(yù)處理單元的底部；
所述的磷回收單元中設(shè)置有高濃度含磷廢水進(jìn)水口、第二攪拌器、含磷廢水出水口及含磷沉淀物排放口，所述的高濃度含磷廢水進(jìn)水口設(shè)置在所述的磷回收單元的上部，所述的含磷廢水出水口設(shè)置在所述的磷回收單元的上部，所述的含磷沉淀物排放口設(shè)置在所述的磷回收單元的底部，所述的脫硫廢水上清液出水口和所述的磷回收單元相連通；
所述的深度除磷單元中設(shè)置有脫硫廢水污泥進(jìn)口、第三攪拌器、總出水口及污泥排放口，所述的脫硫廢水污泥進(jìn)口和所述的脫硫廢水污泥栗相連接，所述的脫硫廢水污泥栗和所述的脫硫廢水污泥排放口相連接，所述的總出水口設(shè)置在所述的深度除磷單元的上部，所說的污泥排放口設(shè)置在所述的深度除磷單元的底部，所述的含磷廢水出水口和所述的深度除磷單元相連通。
[0009]進(jìn)一步的，所述的脫硫廢水預(yù)處理單元、磷回收單元、深度除磷單元的下部均為錐形體結(jié)構(gòu)，錐形體的底部易實現(xiàn)污泥濃縮。
[0010]進(jìn)一步的，所述的攪拌器為三葉槳式攪拌器。
[0011]采用本發(fā)明的裝置處理高濃度含磷廢水的方法是:脫硫廢水從脫硫廢水進(jìn)水口進(jìn)入到脫硫廢水預(yù)處理單元中，CaO、Na2S (或有機(jī)硫)、PAC絮凝劑及cPAM助凝劑等藥劑由加藥口加入，充分混合后利用沉淀、混凝作用去除脫硫廢水中的懸浮物、重金屬等污染物，固液分離后，上清液由脫硫廢水上清液出水口進(jìn)入磷回收單元，高濃度含磷廢水由高濃度含磷廢水進(jìn)水口進(jìn)入磷回收單元，與預(yù)處理后脫硫廢水上清液混合反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀物由含磷沉淀物排放口排出，上清液由含磷廢水出水口進(jìn)入深度除磷單元，脫硫廢水預(yù)處理單元中的污泥則經(jīng)脫硫廢水污泥出口由脫硫廢水污泥栗栗入深度除磷單元，與磷回收處理后的高濃度含磷廢水混合反應(yīng)，利用化學(xué)吸附反應(yīng)進(jìn)行深度除磷，沉淀物由污泥排放口排出，上清液由總出水口排出。
[0012]本發(fā)明的操作步驟為:
脫硫廢水首先從脫硫廢水進(jìn)水口進(jìn)入脫硫廢水預(yù)處理單元自下而上流動，藥劑由加藥口從反應(yīng)器上端加入，與脫硫廢水反應(yīng)，懸浮物聚集成的大顆粒和重金屬沉淀物等在重力作用下沉降，實現(xiàn)固液分離；
脫硫廢水上清液出水從脫硫廢水上清液出水口進(jìn)入磷回收單元，高濃度含磷廢水則按照一定流量比例由高濃度含磷廢水進(jìn)水口進(jìn)入磷回收單元，脫硫廢水上清液中的鈣、鎂離子與高濃度含磷廢水中的P043在預(yù)處理后脫硫廢水上清液創(chuàng)造的堿性環(huán)境中發(fā)生沉淀反應(yīng)，生成沉淀物，在重力作用下沉降，沉淀物由含磷沉淀物排放口排出；
脫硫廢水預(yù)處理單元產(chǎn)生的污泥也連續(xù)排入深度除磷單元中，與經(jīng)磷回收單元預(yù)處理后的高濃度含磷廢水在深度除磷單元混合，利用脫硫廢水污泥的化學(xué)吸附作用去除含磷廢水中殘留的磷，實現(xiàn)含磷廢水的深度除磷并經(jīng)總出水口達(dá)標(biāo)排放，脫硫廢水污泥吸附除磷后在重力作用下沉降，在深度除磷單元底部濃縮后外排。
[0013]本發(fā)明的有益效果包括: (1)利用火力發(fā)電廠煙氣脫硫廢水預(yù)處理后的出水及污泥處理高濃度含磷廢水，實現(xiàn)了脫硫廢水的資源化利用；
(2)利用預(yù)處理后脫硫廢水高pH、高鈣鎂離子和低重金屬離子的特點，進(jìn)行高濃度含磷廢水中磷的資源化回收，可獲得重金屬含量低、磷含量高的高品質(zhì)含磷沉淀物，實現(xiàn)磷的資源化利用；
(3)利用脫硫廢水處理后產(chǎn)生的污泥進(jìn)行含磷廢水深度處理，確保出水磷濃度達(dá)標(biāo)排放；
(4)通過一體化反應(yīng)器集成磷回收單元和深度除磷單元，利用脫硫廢水預(yù)處理出水在磷回收單元中去除高濃度含磷廢水中絕大部分磷，降低后續(xù)深度除磷單元的負(fù)荷；又利用脫硫廢水處理后產(chǎn)生的污泥進(jìn)行化學(xué)吸附深度處理，彌補(bǔ)了高濃度含磷廢水化學(xué)沉淀難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的缺陷。
[0014]本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進(jìn)步是顯著的。本發(fā)明解決了火力發(fā)電廠脫硫廢水處理后的污水、污泥出路，以及高濃度含磷廢水的除磷問題。脫硫廢水經(jīng)預(yù)處理后能夠去除其中的重金屬和懸浮物，形成高pH值、高鈣鎂離子的上清液，將其用于高濃度含磷廢水除磷能夠形成重金屬含量很低的高含磷沉淀物，可直接回收利用；經(jīng)上清液混合除磷后的含磷廢水進(jìn)入后續(xù)反應(yīng)器，利用脫硫廢水沉淀產(chǎn)生的脫硫廢水污泥對含磷廢水進(jìn)行化學(xué)吸附除磷，可將出水磷濃度降低至極低水平，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的一種處理高濃度含磷廢水的反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖