一种电力行业脱硫废水处理装置及其处理方法与流程

1.本发明涉及脱硫废水处理技术领域，具体为一种电力行业脱硫废水处理装置及其处理方法。


背景技术：

2.石灰石－石膏法对火电、化工和冶金等行业中排放的烟气进行脱硫，但该方法产生了大量的脱硫废水，废水成分复杂，近年来，国家在工业废水污染防治、提高废水利用率、污染排放总量控制等方面提出了更加严格的要求，使得煤炭、电力、钢铁和化工等重点行业需要大力推广工业废水循环利用技术，以达到零排放的目的。
3.脱硫废水具有以下特点：腐蚀性强，其中含有较多的酸性物质，这些酸性物质不仅会污染环境，而且对燃煤电厂的机械设备产生腐蚀作用，导致设备受损；有较高的含盐量；硬度高，易结垢，脱硫废水中含有较多的钙离子和镁离子，同时硫酸钙处于过饱和状态，在这种情况下，只要加热，脱硫废水就会结垢，同时，脱硫废水具有较强的硬度，也会对脱硫设备产生严重的损害。
4.脱硫废水处理技术主要有浓缩蒸干、蒸发塘蒸发、脱硫废水烟气喷雾蒸发三种，硫废水浓缩蒸干中,国内流行的处理设备有碟管式dtro膜、管网式 afro膜、正渗透膜、电离子膜和蒸发器等。应用于高含盐废水处理的反渗透膜主要有普通卷式ro膜、管网式afro膜、碟管式dtro膜、高压碟管式dtro 膜。高压碟管式反渗透膜进水条件较低，耐高盐废水和水回收率均优于其他型式的反渗透膜，应用的蒸发器主要有:低温多效蒸发器、热蒸汽再压缩和机械蒸汽再压缩三种，同时在废水中增加消石灰、有机硫、絮凝剂和助凝剂等，去除废水中的重金属，最终经过ph调节处理后排放，这些分离或化学方法已经形成了大量的专利技术，如龙净环保科技工程有限公司的“一种适用于电厂脱硫废水零排放的方法及系统”(cn201510868739.9)、杭州蓝然环境技术有限公司的“一种脱硫废水零排放工艺：(cn201510526476.3)还存在以下问题：
5.(1)废水中的硫酸根离子和氯离子含量高，容易腐蚀排放管道；
6.(2)cod和氨氮化合物的含量较高。
7.综上所述，本发明通过设计一种电力行业脱硫废水处理装置及其处理方法来解决存在的问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种电力行业脱硫废水处理装置及其处理方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
10.一种电力行业脱硫废水处理装置，包括预处理装置、氨氮去除装置，浓缩装置以及电解处理装置，所述预处理装置包括悬浮物处理箱和软化处理箱，所述氨氮去除装置包括氨氮氧化反应箱、缺氧反应箱以及好氧反应箱、所述浓缩装置包括浓缩塔、上高温烟气烟道
以及下高温烟气烟道，所述电解处理装置包括纳滤箱、缓冲箱以及双级膜水解箱。
11.作为本发明优选的方案，包括以下步骤：
12.s1，让脱硫废水依次通过预处理装置中的悬浮物处理箱和软化处理箱，得到软化的脱硫废水；
13.s2，将软化的脱离废水依次通过氨氮去除装置中的氨氮氧化反应箱、缺氧反应箱以及好氧反应箱，得到去除的氨氮化合物和有机物的脱硫废水；
14.s3，将去除的氨氮化合物和有机物的脱硫废水送入浓缩塔中，再将高温烟气分别通过上高温烟气烟道和下高温烟气烟道送入浓缩塔中，脱硫废水中的大部分溶液会吸收热烟气中的热量转化为水蒸气，水蒸气会随高温烟气一起排出浓缩塔，从而得到浓缩后的脱硫废水；
15.s4，将浓缩后的脱硫废水送入纳滤箱中进行纳滤处理，得到去除硫酸根离子的脱硫废水，再将去除硫酸根离子的脱硫废水注入双级膜水解箱中，双级膜水解箱对脱硫废水进行电解处理，得到碱性溶液、氢气以及氯气，将电解后得到的氢气和氯气输入缓冲箱中储存，完成对脱硫废水的处理。
16.作为本发明优选的方案，所述软化处理箱和悬浮物处理箱以及所述悬浮物处理箱与氨氮氧化反应箱之间均通过管道相连接，所述氨氮氧化反应箱和缺氧反应箱以及所述缺氧反应箱与好氧反应箱之间均通过管道相连接，所述纳滤箱和双级膜水解箱以及所述缓冲箱与双级膜水解箱之间均通过管道相连接，所述浓缩塔与纳滤箱以及所述氨氮氧化反应箱与浓缩塔之间均通过管道相连接。
17.作为本发明优选的方案，所述氨氮氧化反应箱中储存有厌氧氨氧化菌，所述缺氧反应箱中储存有反硝化细菌，所述好氧反应箱中储存有异养微生物菌。
18.作为本发明优选的方案，所述s1的具体操作步骤为：
19.s11，将脱硫废水注入悬浮物处理箱中，向悬浮物处理箱中投入无机絮凝剂，无机絮凝剂会在脱硫废水中产生大量的络合离子，络合离子能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚，同时能够中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，从而去除了脱硫废水中的悬浮物；
20.s12，将去除了悬浮物的脱硫废水注入软化处理箱中，并向软化处理箱内依次加入氢氧化钠和碳酸钠，脱硫废水中的mg
2
和ga
2
分别与氢氧化钠和碳酸钠反应，并产生沉淀，从而去除脱硫废水中的mg
2
和ga
2
,得到软化的脱硫废水。
21.作为本发明优选的方案，所述s2的具体操作步骤为；
22.s21，将软化的脱硫废水注入氨氮氧化反应箱中，在厌氧条件下，厌氧氨氮氧化菌以nh4
-n作为电子供体，no
2-n作为电子受体，将这两种形态的氮转化为氮气；
23.s22，经过厌氨氮氧化处理的脱离废水注入缺氧反应器中，在缺氧条件下，反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成气态氮；
24.s23，经过缺氧反应器处理后的废水进入好氧反应器，在好氧反应器内，通过异养微生物菌降解有机物，得到去除有机物的脱硫废水。
25.作为本发明优选的方案，所述s21中厌氧氨氧化箱的反应温度为15.5℃～ 35.8℃。
26.作为本发明优选的方案，所述s1中软化的脱硫废水中ca
2
浓度为 15mg/l～19mg/l、mg
2
浓度为22mg/l～25mg/l。
27.作为本发明优选的方案，所述s12中氢氧化钠和碳酸钠的加入量分别为 50～60ppm和30～35ppm。
28.作为本发明优选的方案，所述上高温烟气烟道和下高温烟气烟道内的烟气量一般为锅炉总烟气量的22％～25％。
29.作为本发明优选的方案，所述下高温烟气烟道的横截面积为上高温烟气烟道的横截面积的30％～35％，所述下高温烟气烟道和上高温烟气烟道内的高温烟气温度为300℃～450℃，所述脱硫废水喷入浓缩塔内的雾化方式采用机械雾化，所述脱硫废水雾化后的液滴粒度为100～250微米。
30.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
31.1、本发明中，通过将经过前期处理后的脱硫废水经过浓缩塔浓缩后，送入纳滤箱中进行纳滤处理，经过纳滤处理后的脱离废水能够去除水中含有的大部分硫酸根离子，再将去除硫酸根离子的脱硫废水注入双级膜水解箱中，双级膜水解箱对脱硫废水进行电解处理，得到碱性溶液、氢气以及氯气，将电解后得到的氢气和氯气输入缓冲箱中储存，完成对脱硫废水的处理，使脱硫废水中的硫酸根离子和氯离子含量降低，在排放时不容易腐蚀管道。
32.2、本发明中，通过将软化的脱硫废水注入氨氮氧化反应箱中，在厌氧条件下，厌氧氨氮氧化菌以nh4
-n作为电子供体，no
2-n作为电子受体，将这两种形态的氮转化为氮气，经过厌氨氮氧化处理的脱离废水注入缺氧反应器中，在缺氧条件下，反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成气态氮，经过缺氧反应器处理后的废水进入好氧反应器，在好氧反应器内，通过异养微生物菌降解有机物，得到去除有机物的脱硫废水，从而去除脱离废水中的cod和有机物。
33.3、本发明中，通过将去除的氨氮化合物和有机物的脱硫废水送入浓缩塔中，再将高温烟气分别通过上高温烟气烟道和下高温烟气烟道送入浓缩塔中，脱硫废水中的大部分溶液会吸收热烟气中的热量转化为水蒸气，水蒸气会随高温烟气一起排出浓缩塔，从而得到浓缩后的脱硫废水，利用锅炉产生的烟气对脱硫废水进行浓缩，能够节能省耗。
34.4、本发明中，通过将下高温烟气烟道，下高温烟气烟道中的烟气能够增加脱硫废水落下时受到阻力，增加脱硫废水浓缩时长，使脱硫废水获得更好的浓缩效果。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.为了便于理解本发明，下面将参照相关对本发明进行更全面的描述，给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
37.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上
或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
39.本发明提供一种技术方案：
40.一种电力行业脱硫废水处理装置及其处理方法，包括预处理装置、氨氮去除装置，浓缩装置以及电解处理装置，所述预处理装置包括悬浮物处理箱和软化处理箱，所述氨氮去除装置包括氨氮氧化反应箱、缺氧反应箱以及好氧反应箱、所述浓缩装置包括浓缩塔、上高温烟气烟道以及下高温烟气烟道，所述电解处理装置包括纳滤箱、缓冲箱以及双级膜水解箱。
41.进一步的，包括以下步骤：
42.s1，让脱硫废水依次通过预处理装置中的悬浮物处理箱和软化处理箱，得到软化的脱硫废水；
43.s2，将软化的脱离废水依次通过氨氮去除装置中的氨氮氧化反应箱、缺氧反应箱以及好氧反应箱，得到去除的氨氮化合物和有机物的脱硫废水；
44.s3，将去除的氨氮化合物和有机物的脱硫废水送入浓缩塔中，再将高温烟气分别通过上高温烟气烟道和下高温烟气烟道送入浓缩塔中，脱硫废水中的大部分溶液会吸收热烟气中的热量转化为水蒸气，水蒸气会随高温烟气一起排出浓缩塔，从而得到浓缩后的脱硫废水；
45.s4，将浓缩后的脱硫废水送入纳滤箱中进行纳滤处理，得到去除硫酸根离子的脱硫废水，再将去除硫酸根离子的脱硫废水注入双级膜水解箱中，双级膜水解箱对脱硫废水进行电解处理，得到碱性溶液、氢气以及氯气，将电解后得到的氢气和氯气输入缓冲箱中储存，完成对脱硫废水的处理。
46.进一步的，所述软化处理箱和悬浮物处理箱以及所述悬浮物处理箱与氨氮氧化反应箱之间均通过管道相连接，所述氨氮氧化反应箱和缺氧反应箱以及所述缺氧反应箱与好氧反应箱之间均通过管道相连接，所述纳滤箱和双级膜水解箱以及所述缓冲箱与双级膜水解箱之间均通过管道相连接，所述浓缩塔与纳滤箱以及所述氨氮氧化反应箱与浓缩塔之间均通过管道相连接。
47.进一步的，所述氨氮氧化反应箱中储存有厌氧氨氧化菌，所述缺氧反应箱中储存有反硝化细菌，所述好氧反应箱中储存有异养微生物菌。
48.进一步的，所述s1的具体操作步骤为：
49.s11，将脱硫废水注入悬浮物处理箱中，向悬浮物处理箱中投入无机絮凝剂，无机絮凝剂会在脱硫废水中产生大量的络合离子，络合离子能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚，同时能够中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，从而去除了脱硫废水中的悬浮物；
50.s12，将去除了悬浮物的脱硫废水注入软化处理箱中，并向软化处理箱内依次加入氢氧化钠和碳酸钠，脱硫废水中的mg
2
和ga
2
分别与氢氧化钠和碳酸钠反应，并产生沉淀，从而去除脱硫废水中的mg
2
和ga
2
,得到软化的脱硫废水。
51.进一步的，所述s2的具体操作步骤为；
52.s21，将软化的脱硫废水注入氨氮氧化反应箱中，在厌氧条件下，厌氧氨氮氧化菌以nh4
-n作为电子供体，no
2-n作为电子受体，将这两种形态的氮转化为氮气；
53.s22，经过厌氨氮氧化处理的脱离废水注入缺氧反应器中，在缺氧条件下，反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成气态氮；
54.s23，经过缺氧反应器处理后的废水进入好氧反应器，在好氧反应器内，通过异养微生物菌降解有机物，得到去除有机物的脱硫废水。
55.进一步的，所述s21中厌氧氨氧化箱的反应温度为15.5℃～35.8℃。
56.进一步的，所述s1中软化的脱硫废水中ca
2
浓度为15mg/l～19mg/l、mg
2
浓度为22mg/l～25mg/l。
57.进一步的，所述s12中氢氧化钠和碳酸钠的加入量分别为50～60ppm和 30～35ppm。
58.进一步的，所述上高温烟气烟道和下高温烟气烟道内的烟气量一般为锅炉总烟气量的22％～25％。
59.进一步的，所述下高温烟气烟道的横截面积为上高温烟气烟道的横截面积的30％～35％，所述下高温烟气烟道和上高温烟气烟道内的高温烟气温度为 300℃～450℃，所述脱硫废水喷入浓缩塔内的雾化方式采用机械雾化，所述脱硫废水雾化后的液滴粒度为100～250微米。
60.具体实施案例
61.实施案例1：
62.将脱硫废水注入悬浮物处理箱中，向悬浮物处理箱中投入无机絮凝剂，无机絮凝剂会在脱硫废水中产生大量的络合离子，络合离子能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚，同时能够中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，从而去除了脱硫废水中的悬浮物；将去除了悬浮物的脱硫废水注入软化处理箱中，并向软化处理箱内依次加入氢氧化钠和碳酸钠，氢氧化钠和碳酸钠的加入量分别为50ppm和30ppm，脱硫废水中的mg
2
和ga
2
分别与氢氧化钠和碳酸钠反应，并产生沉淀，从而去除脱硫废水中的mg
2
和ga
2
,得到软化的脱硫废水，软化的脱硫废水中ca
2
浓度为15mg/l、mg
2
浓度为22mg/l；
63.将软化的脱硫废水注入氨氮氧化反应箱中，在厌氧条件下，厌氧氨氧化箱内反应温度为15.5℃，厌氧氨氮氧化菌以nh4
-n作为电子供体，no
2-n作为电子受体，将这两种形态的氮转化为氮气，经过厌氨氮氧化处理的脱离废水注入缺氧反应器中，在缺氧条件下，反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成气态氮，经过缺氧反应器处理后的废水进入好氧反应器，在好氧反应器内，通过异养微生物菌降解有机物，得到去除有机物的脱硫废水；
64.将去除的氨氮化合物和有机物的脱硫废水送入浓缩塔中，脱硫废水喷入浓缩塔内
的雾化方式采用机械雾化，脱硫废水雾化后的液滴粒度为100微米，再将高温烟气分别通过上高温烟气烟道和下高温烟气烟道送入浓缩塔中，下高温烟气烟道的横截面积为上高温烟气烟道的横截面积的30％，上高温烟气烟道和下高温烟气烟道内的烟气量为锅炉总烟气量的22％，高温烟气温度为 300℃，脱硫废水中的大部分溶液会吸收热烟气中的热量转化为水蒸气，水蒸气会随高温烟气一起排出浓缩塔，从而得到浓缩后的脱硫废水；
65.将浓缩后的脱硫废水送入纳滤箱中进行纳滤处理，得到去除硫酸根离子的脱硫废水，再将去除硫酸根离子的脱硫废水注入双级膜水解箱中，双级膜水解箱对脱硫废水进行电解处理，得到碱性溶液、氢气以及氯气，将电解后得到的氢气和氯气输入缓冲箱中储存，完成对脱硫废水的处理。
66.实施案例2：
67.将脱硫废水注入悬浮物处理箱中，向悬浮物处理箱中投入无机絮凝剂，无机絮凝剂会在脱硫废水中产生大量的络合离子，络合离子能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚，同时能够中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，从而去除了脱硫废水中的悬浮物将去除了悬浮物的脱硫废水注入软化处理箱中，并向软化处理箱内依次加入氢氧化钠和碳酸钠，氢氧化钠和碳酸钠的加入量分别为50ppm和30ppm，脱硫废水中的mg
2
和ga
2
分别与氢氧化钠和碳酸钠反应，并产生沉淀，从而去除脱硫废水中的mg
2
和ga
2
,得到软化的脱硫废水，软化的脱硫废水中ca
2
浓度为15mg/l、mg
2
浓度为22mg/l；
68.将软化的脱硫废水注入氨氮氧化反应箱中，在厌氧条件下，厌氧氨氧化箱内反应温度为15.5℃，厌氧氨氮氧化菌以nh4
-n作为电子供体，no
2-n作为电子受体，将这两种形态的氮转化为氮气，经过厌氨氮氧化处理的脱离废水注入缺氧反应器中，在缺氧条件下，反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原成气态氮，经过缺氧反应器处理后的废水进入好氧反应器，在好氧反应器内，通过异养微生物菌降解有机物，得到去除有机物的脱硫废水；
69.将去除的氨氮化合物和有机物的脱硫废水送入浓缩塔中，脱硫废水喷入浓缩塔内的雾化方式采用机械雾化，脱硫废水雾化后的液滴粒度为100微米，再将高温烟气分别通过上高温烟气烟道和下高温烟气烟道送入浓缩塔中，下高温烟气烟道的横截面积为上高温烟气烟道的横截面积的30％，上高温烟气烟道和下高温烟气烟道内的烟气量为锅炉总烟气量的22％，高温烟气温度为 300℃，脱硫废水中的大部分溶液会吸收热烟气中的热量转化为水蒸气，水蒸气会随高温烟气一起排出浓缩塔，从而得到浓缩后的脱硫废水；
70.将浓缩后的脱硫废水注入双级膜水解箱中，双级膜水解箱对脱硫废水进行电解处理，得到碱性溶液、氢气以及氯气，将电解后得到的氢气和氯气输入缓冲箱中储存，完成对脱硫废水的处理。
71.实施案例3：
72.将脱硫废水注入悬浮物处理箱中，向悬浮物处理箱中投入无机絮凝剂，无机絮凝剂会在脱硫废水中产生大量的络合离子，络合离子能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚，同时能够中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形
成絮状混凝沉淀，从而去除了脱硫废水中的悬浮物；将去除了悬浮物的脱硫废水注入软化处理箱中，并向软化处理箱内依次加入氢氧化钠和碳酸钠，氢氧化钠和碳酸钠的加入量分别为50ppm和30ppm，脱硫废水中的mg
2
和ga
2
分别与氢氧化钠和碳酸钠反应，并产生沉淀，从而去除脱硫废水中的mg
2
和ga
2
,得到软化的脱硫废水，软化的脱硫废水中ca
2
浓度为15mg/l、mg
2
浓度为22mg/l；
73.将经过软化处理的脱硫废水送入浓缩塔中，脱硫废水喷入浓缩塔内的雾化方式采用机械雾化，脱硫废水雾化后的液滴粒度为100微米，再将高温烟气分别通过上高温烟气烟道和下高温烟气烟道送入浓缩塔中，下高温烟气烟道的横截面积为上高温烟气烟道的横截面积的30％，上高温烟气烟道和下高温烟气烟道内的烟气量为锅炉总烟气量的22％，高温烟气温度为300℃，脱硫废水中的大部分溶液会吸收热烟气中的热量转化为水蒸气，水蒸气会随高温烟气一起排出浓缩塔，从而得到浓缩后的脱硫废水；
74.将浓缩后的脱硫废水送入纳滤箱中进行纳滤处理，得到去除硫酸根离子的脱硫废水，再将去除硫酸根离子的脱硫废水注入双级膜水解箱中，双级膜水解箱对脱硫废水进行电解处理，得到碱性溶液、氢气以及氯气，将电解后得到的氢气和氯气输入缓冲箱中储存，完成对脱硫废水的处理。
75.对实施案例1、实施案例2以及实施案例3中得到的碱性溶液进行检测，检测结果如表1所示：
76.表1碱性溶液成分检测表
77.[0078][0079]
从表1中可以看出，实施案例1与实施案例2对比来说，采用纳滤箱进行纳滤处理的实施案例1处理后的废液中的氯离子和硫化物的含量得到极大的降低，实施案例1与实施案例3对比来说，采用了氨氮氧化反应和缺氧反应器的实施案例1处理后的废液中的氨氮化合物和cod含量得到极大的降低，通过实施案例1分别与实施案例2以及实施案例3的比较，实施案例1中采用了经过电力行业脱硫废水处理装置处理后的脱硫废水中的硫化物含量得到极大地降低，达到排放标准，且处理后的脱硫废水中的氨氮化合物、氯离子含量、悬浮物含量以及cod都得到极大地降低，本发明可以有效地处理电力行业中产生的脱硫废水。
[0080]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。