一种基于陶瓷膜的脱硫废水预处理系统的制作方法

1.本发明涉及一种基于陶瓷膜的脱硫废水预处理系统，属于环境工程领域。


背景技术：

2.由于我国一次能源结构决定了在未来相当长的时期内，燃煤发电将继续在中国的电力结构中占据主导地位。然而，我国煤炭储量和水资源存在时空不匹配现象，电力需求和能源供应中心同样存在空间分布不均现象，这无疑对我国的电-水关系造成了巨大挑战。我国环保要求日益严格，废水排放标准不断提升，实现废水排放达标和水资源回收利用对我国可持续发展具有重要意义。
3.我国90％以上的燃煤电厂采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫技术去除烟气中的硫氧化物。在烟气脱硫过程中，需对外排放脱硫废水。该废水呈弱酸性(ph约为4.0-6.5)，悬浮物含量高(可达7％-10％)，含盐量高(cl-，so
42-，na

，ca
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，mg
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等)，重金属种类多(pb， hg，cr，cd等)。因此，若脱硫废水直接排放，不仅会造成水资源的浪费，而且废水中的各种离子势必会对土壤以及水体造成污染，甚至威胁人类健康。
4.由于脱硫废水中悬浮物含量高、硬度高，cl-和so
42-含量高，对金属设备腐蚀性强，若直接浓缩结晶，势必会产生结垢以及设备腐蚀，因此采用预处理变得尤为重要。预处理目的是从脱硫废水中去除绝大部分ss、重金属离子和潜在的有机污染物，以减少对后续设备的腐蚀、结垢、效能下降等不利影响。现有预处理工艺以化学沉淀法为主，虽很容易降低硬度离子，但难以在最佳化学剂量下管理操作，特别是面对脱硫废水水质变化幅度大，并且由于消耗化学药品产生二次污染和大量污泥使得运行成本高昂，同时难以实现一二价离子分离，从而增大了后续蒸发浓缩工艺的难度，最终会降低出水水质。


技术实现要素：

5.针对上述背景，本发明设计了一种脱硫废水预处理系统。该系统有原水池、离心泵、naoh投加装置，na2co3投加装置、pac投加装置、pam投加装置、hcl投加装置、反应沉淀池、污泥输送泵、压滤机、浓水回流泵、超滤膜池、陶瓷膜组件、气泵、超滤产水箱、反冲洗水泵、药洗泵、阻垢剂投加装置、还原剂投加装置、保安过滤器、增压泵、高压泵、纳滤膜组件、纳滤产水箱组成
6.naoh投加装置，na2co3投加装置、pac投加装置、pam投加装置持续向反应沉淀池内泵入药剂；hcl投加装置持续向超滤膜池内泵入药剂；阻垢剂投加装置、还原剂投加装置持续向超滤产水箱出口泵入药剂。
7.反应沉淀池下端设有排泥口和固液分离池，固液分离池底部污泥通过污泥输送泵泵入压滤机，同时pam投加装置持续向压滤机内投药，压滤机产生泥饼外运，产生的浓水回流至反应沉淀池。固液分离池内上层清液通过废水回流泵重新泵入反应沉淀池。
8.反应沉淀池顶部设有溢流口上层清液溢流至超滤膜池，陶瓷超滤膜组件浸没在超滤膜池内，超滤膜组件由80片平板陶瓷膜并联而成，并与超滤产水泵进水口相连接。另外，
膜组件底部设有曝气装置。
9.陶瓷超滤膜运行期间需进行周期性反冲洗以及周期性药洗，以去除粘附在膜表面的杂质，保证膜的使用寿命。
10.阻垢剂投加装置、还原剂投加装置将药剂泵入超滤产水箱出口管路上。超滤产水依次经过增压泵、保安过滤器、高压泵后进入纳滤膜组件。纳滤膜组件渗透液侧与纳滤产水池相连接。浓水侧分为3条支路，以此与所述反应沉淀池、超滤产水箱、增压泵进口端相连接。
11.本发明的有益效果为：脱硫废水首先经过反应沉淀池进行加药处理，可以去除脱硫废水中mg
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，ca
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和固体悬浮物。降低后续过程中对膜组件污染、结垢情况，降低超滤系统运行、维护成本，并能保证后续过程稳定、长期运行。陶瓷超滤膜组件能去除掉脱硫废水中绝大部分固体悬浮物以及部分cod，降低对后续纤维膜纳滤工艺中对纤维膜腐蚀以及堵塞情况。同时，由于脱硫废水水质变化较大，加药装置难以在最佳化学计量下管理操控，因此采用陶瓷膜超滤系统，更灵活的面对多变的水质并保证纳滤进口水质要求。采用纤维膜纳滤系统，能够进一步去除脱硫废水中残余的mg
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，ca
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，以及大部分so
42-，实现一二价离子分离，进而降低了后续工艺中结垢、腐蚀的可能性，降低运行、维护成本。
附图说明
12.图1是基于陶瓷膜的脱硫废水预处理系统图，编号说明：
13.图中：1、原水箱；2、原水泵；3、naoh投加装回；4、na2co3投加装置；5、pac 投加装置；6、pam投加装置；7、hcl投加装置；8、反应沉淀池；9、污泥输送泵；10、压滤机；11、超滤膜池；12、气泵；13、超滤产水泵；14、超滤产水箱；15、反冲洗水泵；16、药洗箱；17、阻垢剂投加装置；18、还原剂投加装置；19、增压泵；20、保安滤器；21、高压泵；22、纳滤膜组件；23、化学清洗装置；24、树脂软化水箱；25、纳滤产水箱；26、固液分离池；27、浓水回流泵；28、污泥回流泵。
具体实施方式
14.本发明设计了一种脱硫废水高效的成本预处理试验系统，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行清除、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的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
15.原水池1内脱硫废水经脱硫废水原水泵2泵入反应沉淀池内进行反应沉淀，同时 naoh投加装置3，na2co3投加装置4，pac投加装置5，pam投加装置6持续向反应沉淀池内泵入药剂。反应沉淀池8内分为“三联箱”，分别具有“反应-絮凝-沉淀”的作用，每个箱体产生的上层清液会通过溢流口溢流至下个箱体，污泥不断在箱体内富集。其中第一个箱体内设有桨式搅拌机，加速药剂与脱硫废水反应。
16.固体悬浮物等杂质会在反应沉淀池底部不断富集，污泥通过反应沉淀池8底的排泥口进入固液分离池26，沉淀的污泥通过污泥输送泵9进入压滤机10进行污泥脱水，为加速污泥絮凝，提高产泥速率，压滤机10运行期间，持续向其中泵入pam药剂。压滤机10 产生的泥饼外运处理，分离出的上层清液在浓水回流泵27的作用下泵入反应沉淀池8循环。
17.在反应沉淀池8顶部设有溢流口，池内产生的上层清液通过溢流口溢流至超滤膜池11，同时，hcl投加装置7持续向超滤膜池内泵入药剂。陶瓷超滤膜组件浸没在超滤膜池 11内，陶瓷超滤膜采用板式膜，孔径采用100nm，由80片膜片并联而成。超滤膜池内放置液位器，当液位达到一定高度时，与超滤膜组件相连的超滤产水泵13启动，在膜组件以及管道内产生负压，废水在压差的作用下渗透进入膜组件内部，渗透液在超滤产水泵13作用下进入超滤产水箱14。超滤膜池底部设有曝气管路，并与气泵12相连建，在超滤运行期间持续对膜组件表面进行曝气冲刷膜表面的污泥层，减缓污染。超滤产水箱14出口连接至超滤反冲洗泵15，超滤反冲洗泵15出口连接至膜组件，运行一段时间后，关闭超滤产水泵13，打开超滤反冲洗泵15，将超滤产水箱14的内的渗透液泵入膜组件内部进行反冲洗。经过长期运行后，需要对对超滤膜组件进行药洗，关闭超滤产水泵13以及超滤产水阀门，打开超滤药洗泵16，超滤药洗泵16自药洗箱内药剂泵入超滤膜组件内部。
18.超滤膜池11以及超滤产水池14底部设有排泥管道，当经过长期运行后，池内可能会由污染物沉积，为保证超期稳定运行，需定期进行排泥。排泥管路与污泥回流泵28进水端相连接，污泥回流泵28出水端与固液分离池26相连接。
19.超滤产水箱14内存在液位器，当超滤产水箱14液位到达一定高度后，纳滤产水阀门开启，阻垢剂投加装置17、还原剂投加装置18将药剂泵入由超滤产水箱14流入纳滤增压泵19的管路内。经加药后的渗透液先经过增压泵19进行一次增压，后进入保安过滤器20，过滤可能存在的大颗粒杂质，保安过滤器20出口连接至纳滤高压泵21，进行二次增压。经纳滤高压泵21增压后的废水进入纳滤膜组件22，纳滤膜组件由三个子膜组件串联而成，每个子膜组件内含有若干根性能、材质相同的中空纤维膜。纳滤产生的渗透液流经树脂软化水箱24后进入纳滤产水箱25，纳滤产生的浓水分为三条支路，依次进入反应沉淀池8、超滤产水箱14、纳滤增压泵19入口继续循环。
20.纳滤运行一定时间后，需要进行化学清洗，化学清洗装置23与纳滤增压泵19进水端相连接，连接管路之间设有电动阀门。在保安过滤器20与纳滤膜组件22之间设有旁路，可不经过高压泵21直接进入纳滤膜组件22，使得化学清洗药剂依次经过增压泵19、保安过滤器20、纳滤膜组件22进行化学清洗。