本實用新型涉及廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及脫硫廢水零排放處理。

背景技術(shù)：

隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，電力需求迅猛增長，而燃煤發(fā)電是我國現(xiàn)階段的主要發(fā)電方式，據(jù)中電聯(lián)節(jié)能環(huán)保分會發(fā)布的行業(yè)數(shù)據(jù)截至2015年8月我國火電發(fā)電量約占總發(fā)電量的73.3％。煤燃燒產(chǎn)生大量的污染物，為了滿足國家的煙氣治理力度，大部分火電廠都配置了脫硫系統(tǒng)，在眾多脫硫技術(shù)中，石灰石--石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)憑借著技術(shù)成熟脫硫效率高、適用煤種廣、對鍋爐負(fù)荷變化適應(yīng)性強、吸收劑原材料便宜、副產(chǎn)物可回用等優(yōu)勢，成為火電廠脫硫工藝的首選。

為了維持脫硫系統(tǒng)的正常運行，防止脫硫系統(tǒng)材料腐蝕，需通過外排一部分脫硫廢水來維持漿液中氯離子在一定的濃度。脫硫廢水pH在4.5～6.5，并含有大量SO₄^2-、懸浮固體顆粒、重金屬離子等，腐蝕性強、處理難度大。隨著2015年4月頒布的《水污染防治行動計劃》正式實施，電力企業(yè)在資源約束與排放限值方面的壓力陡然上升，加快落實深度節(jié)水和廢水零排放已成為必然選擇。而脫硫廢水的有效處理是制約燃煤電廠廢水零排放的關(guān)鍵所在，實現(xiàn)脫硫廢水零排放的需求尤為迫切。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種基于旁路煙道蒸發(fā)的脫硫廢水零排放處理系統(tǒng)，包括二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)、雙膜法濃縮減量系統(tǒng)、旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)；所述二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)包括集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池和固液分離器；所述集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池依次連接；所述一級澄清器和所述二級澄清器均與所述固液分離器相連接；所述一級絮凝池中加有石灰乳、液堿、PAC、PAM，所述二級絮凝池中加有Na₂CO₃、PAC和PAM，所述第一水池的PH值為中性；脫硫廢水經(jīng)所述二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)處理后進入所述雙膜法濃縮減量系統(tǒng)，經(jīng)所述雙膜法濃縮減量系統(tǒng)處理后引入所述旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)，所述旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)有氣固分離裝置。

進一步的，所述一級絮凝池的pH值在9～11。

進一步的，各絮凝池中均設(shè)有加藥管道、攪拌器、溢流管，所述溢流管設(shè)在各絮凝池頂部，保證其充分反應(yīng)后溢流至下一道工序，所述加藥管道和所述攪拌器分別設(shè)在各絮凝池底部。

進一步的，所述澄清器包括斜板澄清器、旋流澄清器、氣浮澄清器，所述固液分離器包括板框壓濾器、帶式壓濾器。

進一步的，根據(jù)水質(zhì)的不同，通過實驗確定所述石灰乳、液堿、CaCO₃的加入量，所述PAC濃度為80～120ppm，所述PAM的濃度為5～15ppm，以達到在去除硫酸根離子、鎂離子的同時又不引入大量的鈣離子，降低二級沉淀藥劑成本。

進一步的，所述雙膜法濃縮減量系統(tǒng)包括多介質(zhì)過濾機、第二水池、超濾系統(tǒng)、第三水池、反滲透系統(tǒng)、產(chǎn)水箱和濃水箱，所述多介質(zhì)過濾機、第二水池、超濾系統(tǒng)、第三水池、反滲透系統(tǒng)、產(chǎn)水箱依次相連接；所述多介質(zhì)過濾機和所述超濾系統(tǒng)分別與所述二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)的集水池相連接；所述多介質(zhì)過濾機和所述超濾系統(tǒng)用于去除脫硫廢水中的固體微粒雜質(zhì)，降低廢水濁度，經(jīng)超濾系統(tǒng)處理后的廢水SDI<3，達到反滲透膜進水水質(zhì)要求；所述多介質(zhì)過濾機和所述超濾系統(tǒng)處理后的脫硫廢水進入所述反滲透膜系統(tǒng)；所述反滲透膜系統(tǒng)采用海水淡化膜，其系統(tǒng)回收脫鹽率≥97％，系統(tǒng)回收率≥60％；經(jīng)海水淡化膜處理后的脫硫廢水回收后分成兩股分別是淡水和濃水，其中60％的淡水用于補充脫硫工藝用水，40％的濃水流入所述旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)，減小進入旁路煙道的水量負(fù)荷，保障其穩(wěn)定運行；若機組運行負(fù)荷進行調(diào)整，40％的濃水不能完全蒸發(fā)的情況下，一部分濃水可循環(huán)再次進入反滲透系統(tǒng)。

進一步的，所述旁煙道蒸發(fā)系統(tǒng)包括蒸發(fā)管、氣固分離裝置、SCR與空預(yù)器間煙道、除塵器，所述SCR與空預(yù)器間煙道含有煙氣，將所述煙氣引入所述蒸發(fā)管，所述蒸發(fā)管設(shè)有入口、雙流體霧化高效噴頭、空壓機、電動隔離擋板、電動調(diào)節(jié)擋板、出口，所述入口與所述SCR與空預(yù)器間煙道連接，所述出口與所述氣固分離裝置連接，所述氣固分離裝置與所述除塵器連接；所述濃水經(jīng)廢水管道輸送至所述雙流體霧化高效噴頭，通過所述空壓機調(diào)節(jié)氣液比控制霧化液滴粒徑在40～60um，所述蒸發(fā)管內(nèi)煙氣溫度在330～350℃時為高溫?zé)煔猓鲮F化液滴與所述高溫?zé)煔庠谡舭l(fā)管內(nèi)混合，在不斷傳質(zhì)、傳熱過程中實現(xiàn)高效蒸發(fā)；所述霧化液滴含有鹽類物質(zhì)，所述鹽類物質(zhì)在蒸發(fā)過程中析出，析出的鹽類物質(zhì)被所述氣固分離器捕集，經(jīng)所述氣固分離器分離后的煙氣進入除塵器；所述電動隔離擋板在蒸發(fā)管發(fā)生故障時可起到隔離作用，且對鍋爐的穩(wěn)定運行無負(fù)面影響，根據(jù)需要通過所述電動擋板調(diào)節(jié)進入旁路煙道的高溫?zé)煔饬髁?，實現(xiàn)廢水的高效蒸發(fā)。

進一步的，所述蒸發(fā)管入口和出口分別設(shè)有溫度計、濕度計、流量計和傳感器，所述傳感器連接一計算機，通過計算機實現(xiàn)在線監(jiān)測蒸發(fā)效果，根據(jù)需要通過電動擋板調(diào)節(jié)進入旁路煙道的高溫?zé)煔饬髁?，實現(xiàn)廢水的高效蒸發(fā)。

進一步的，所述氣固分離裝置包括布袋除塵器、靜電除塵器、旋風(fēng)除塵器。

進一步的，所述氣固分離裝置將蒸發(fā)出的高鹽顆粒單獨收集用作公路建筑材料，避免對粉煤灰品質(zhì)的影響。

本實用新型通過將二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)、雙膜法濃縮減量系統(tǒng)、旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)這幾個合理排布利用，達到了工藝工藝流程簡單、操作方便，占地面積小、基建成本低，節(jié)省脫硫工藝用水；其中，二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)可高效去除懸浮固體顆粒、重金屬、SO₄^2-等，并對水質(zhì)進行充分軟化，降低了濃縮減量系統(tǒng)中膜結(jié)垢的風(fēng)險；雙膜法濃縮減量系統(tǒng)有效降低了進入旁路煙道系統(tǒng)的水量負(fù)荷，減小對鍋爐效率的影響；旁路煙道利用高溫?zé)煔猓?jié)省能耗，有效降低運行成本并實現(xiàn)真正意義上的脫硫廢水零排放；同時通過隔離擋板實現(xiàn)其與鍋爐主體的隔離，通過調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)進入旁路煙道的高溫?zé)煔饬髁浚趯崿F(xiàn)廢水高效蒸發(fā)的同時，保障了鍋爐的運行穩(wěn)定性；通過氣固分離裝置將蒸發(fā)出的高鹽顆粒單獨收集利用，避免了對粉煤灰品質(zhì)的影響。

附圖說明

下面參照附圖結(jié)合實施例對本實用新型作進一步的說明。

圖1是實用新型的的脫硫廢水零排放處理系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1，是作為本實用新型的最佳實施例的一種基于旁路煙道蒸發(fā)的脫硫廢水零排放處理系統(tǒng)，包括二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)、雙膜法濃縮減量系統(tǒng)、旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)；所述二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)包括集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池和固液分離器；所述集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池依次連接；所述一級澄清器和所述二級澄清器均與所述固液分離器相連接，所述一級絮凝池包括石灰乳、液堿、PAC、PAM，所述二級絮凝池包括Na₂CO₃、PAC和PAM；脫硫廢水經(jīng)所述二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)處理后進入所述雙膜法濃縮減量系統(tǒng)，經(jīng)所述雙膜法濃縮減量系統(tǒng)處理后引入所述旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)，所述旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)有氣固分離裝置。

各絮凝池中均設(shè)有加藥管道、攪拌器、溢流管，所述溢流管設(shè)在各絮凝池頂部，保證其充分反應(yīng)后溢流至下一道工序，所述加藥管道和所述攪拌器分別設(shè)在各絮凝池底部；所述澄清器包括斜板澄清器、旋流澄清器、氣浮澄清器，所述固液分離器包括板框壓濾器、帶式壓濾器。

雙膜法濃縮減量系統(tǒng)包括多介質(zhì)過濾機、第二水池、超濾系統(tǒng)、第三水池、反滲透系統(tǒng)、產(chǎn)水箱和濃水箱；所述多介質(zhì)過濾機、第二水池、超濾系統(tǒng)、第三水池、反滲透系統(tǒng)、產(chǎn)水箱依次相連接；所述多介質(zhì)過濾機和所述超濾系統(tǒng)分別與所述二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)的集水池相連接；所述多介質(zhì)過濾機和所述超濾系統(tǒng)用于去除脫硫廢水中的固體微粒雜質(zhì)，降低廢水濁度，經(jīng)超濾系統(tǒng)處理后的廢水SDI<3,達到反滲透膜進水水質(zhì)要求。

旁煙道蒸發(fā)系統(tǒng)包括蒸發(fā)管、氣固分離裝置、SCR與空預(yù)器間煙道、除塵器，所述SCR與空預(yù)器間煙道含有煙氣，將所述煙氣引入所述蒸發(fā)管，所述蒸發(fā)管設(shè)有入口、雙流體霧化高效噴頭、空壓機、電動隔離擋板、電動調(diào)節(jié)擋板、出口，所述入口與所述SCR與空預(yù)器間煙道連接，出口與所述氣固分離裝置連接，所述氣固分離裝置與所述除塵器連接；所述濃水經(jīng)廢水管道輸送至所述雙流體霧化高效噴頭，通過所述空壓機調(diào)節(jié)氣液比控制霧化液滴粒徑在40～60um，所述蒸發(fā)管內(nèi)煙氣溫度在330～350℃時為高溫?zé)煔?，所述霧化液滴與所述高溫?zé)煔庠谡舭l(fā)管內(nèi)混合，在不斷傳質(zhì)、傳熱過程中實現(xiàn)高效蒸發(fā)；所述霧化液滴含有鹽類物質(zhì)，所述鹽類物質(zhì)在蒸發(fā)過程中析出，析出的鹽類物質(zhì)被所述氣固分離器捕集，經(jīng)所述氣固分離器分離后的煙氣進入除塵器；所述電動隔離擋板在蒸發(fā)管發(fā)生故障時可起到隔離作用，且對鍋爐的穩(wěn)定運行無負(fù)面影響，根據(jù)需要通過所述電動擋板調(diào)節(jié)進入旁路煙道的高溫?zé)煔饬髁?，實現(xiàn)廢水的高效蒸發(fā)。所述氣固分離裝置包括布袋除塵器、靜電除塵器、旋風(fēng)除塵器，所述氣固分離裝置將高鹽顆粒單獨收集，用作公路建筑材料，避免對粉煤灰品質(zhì)的影響。

在蒸發(fā)管的入口和出口分別設(shè)有溫度計、濕度計、流量計和傳感器，所述傳感器連接一計算機，通過計算機實現(xiàn)在線監(jiān)測蒸發(fā)效果，根據(jù)需要通過電動擋板調(diào)節(jié)進入旁路煙道的高溫?zé)煔饬髁?，實現(xiàn)廢水的高效蒸發(fā)。

下面以某電廠脫硫廢水水質(zhì)(表1)處理為例對本實用新型做進一步的詳細(xì)說明。

表1某電廠脫硫廢水水質(zhì)

脫硫廢水經(jīng)收集后進入兩級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)，通過加藥系統(tǒng)在一級絮凝池中加入石灰乳、液堿和PAC，pH值控制在9～11之間，以去除懸浮物、重金屬、硫酸根離子、鎂離子等，在二級絮凝池中加入Na₂CO₃、PAC和PAM，以去除水中的鈣、鎂離子，實現(xiàn)廢水的充分軟化，絮凝后的絡(luò)合物、沉淀物、以及SS形成的大顆粒物質(zhì)經(jīng)澄清器澄清后出水，澄清器底部污泥經(jīng)收集后通過固液分離器分離，污泥滲濾液可回流至所述集水池。

一級絮凝池中的石灰乳和液堿的加入量通過燒杯實驗確定，針對工況一水質(zhì)，石灰加藥量為12g/L，氫氧化鈉加藥量為10g/L，碳酸鈉加藥量為8g/L，PAC的加藥量為80mg/L,PAM的加藥量為5mg/L，藥劑成本為42元/噸；針對工況二水質(zhì)，石灰加藥量為3g/L，氫氧化鈉加藥量為12g/L，碳酸鈉加藥量為2.7g/L，PAC的加藥量為100mg/L,PAM的加藥量為10mg/L,藥劑成本為39元/噸；針對工況三水質(zhì)，石灰加藥量為10g/L，氫氧化鈉加藥量為14g/L，碳酸鈉加藥量為4.8g/L，PAC的加藥量為120mg/L,PAM的加藥量為15mg/L,藥劑成本為55元/噸；經(jīng)二級沉淀預(yù)處理的出水水質(zhì)滿足，Ca²⁺含量低于250mg/L，Mg²⁺含量低于50mg/L，SO4^2-含量約為5000mg/L～6000mg/L。

將工況三水質(zhì)的二級沉淀預(yù)處理出水用鹽酸回調(diào)至PH至中性后，引入雙膜法濃縮減量系統(tǒng)，超濾進水水質(zhì)如表2。

表2超濾進水水質(zhì)

超濾膜在通量為15L/m²·h，壓力為6.1kPa～6.5kPa，連續(xù)運行8h，設(shè)備運行正常，超濾出水濁度在0.09NTU～0.18NTU之間，原水濁度為0.83NTU，超濾膜對濁度的去除率＞78％。對超濾產(chǎn)水SDI進行測定，SDI＝2.33，達到反滲透膜進水水質(zhì)要求。超濾膜元件運行8h后滲透系數(shù)從初始值0.00212m/Pa·s下降至0.00205m/Pa·s，下降幅度僅為3.28％，表明超濾膜未被污堵，可長時間運行而無需清洗或只需簡單地用清水反洗。

進一步地，將超濾出水引入反滲透系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)高壓泵頻率、濃水排放流量、濃水循環(huán)流量等參數(shù)，控制反滲透系統(tǒng)回收率56％，膜通量17.1L/m²·h，待反滲透系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，連續(xù)運行96h，系統(tǒng)運行壓力保持在6.58～6.61Mpa之間，跨膜壓差在12.1～12.4kPa之間，壓差的波動幅度較小，反滲透系統(tǒng)脫鹽率為97.1％，單支膜的脫鹽率為99.8％，脫鹽效果較好。產(chǎn)水中未檢出Ca²⁺，且濃水側(cè)Ca²⁺含量波動幅度較小，說明沒有明顯的CaSO₄結(jié)垢現(xiàn)象產(chǎn)生。產(chǎn)水中TOC含量很低，在0.14mg/L～0.52mg/L之間，濃水側(cè)TOC含量波動幅度較小，在35mg/L～37mg/L之間，說明反滲透膜沒有發(fā)生明顯的有機物污堵。

以發(fā)電機組為2×350MW，蒸發(fā)管直徑900mm為例，煙氣流速控制在3～5m/s范圍，蒸發(fā)2t/h的脫硫廢水需要引出340℃的高溫?zé)煔?9000Nm³/h，抽取該大小的煙氣后，空預(yù)器出口排煙溫度降低4℃，空預(yù)器出口熱一次風(fēng)溫度降低3℃，空預(yù)器出口熱二次風(fēng)溫度降低2℃，僅使鍋爐熱效降低0.1％。

綜上所述，本實用新型的通過將二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)、雙膜法濃縮減量系統(tǒng)、旁路煙道蒸發(fā)系統(tǒng)、除塵設(shè)備這幾個合理排布利用，達到了工藝工藝流程簡單、操作方便，占地面積小、基建成本低，節(jié)省脫硫工藝用水；其中，二級沉淀預(yù)處理系統(tǒng)可高效去除懸浮固體顆粒、重金屬、SO₄^2-等，并對水質(zhì)進行充分軟化，降低了濃縮減量系統(tǒng)中膜結(jié)垢的風(fēng)險；雙膜法濃縮減量系統(tǒng)有效降低了進入旁路煙道系統(tǒng)的水量負(fù)荷，減小對鍋爐效率的影響；旁路煙道利用高溫?zé)煔?，?jié)省能耗，有效降低運行成本并實現(xiàn)真正意義上的脫硫廢水零排放；同時通過隔離擋板實現(xiàn)其與鍋爐主體的隔離，通過調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)進入旁路煙道的高溫?zé)煔饬髁?，在實現(xiàn)廢水高效蒸發(fā)的同時，保障了鍋爐的運行穩(wěn)定性；氣固分離裝置將高鹽顆粒單獨收集，用作公路建筑材料，保障粉煤灰的品質(zhì)。

上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在實用新型的保護范圍之內(nèi)。