该废水主要来自石膏脱水和清洗单元,盐、氯化物、悬浮物的含量高,硬度高,易结垢,腐蚀性强,水质变化大。
传统的脱硫废水处理工序包括中和、沉降、絮凝、浓缩澄清等,但目前很多地区污水排放标准对盐或氯化物含量有较严格的要求,采用传统工艺处理的脱硫废水仍存在盐和氯化物超标的问题,因此脱硫废水零排放十分必要。笔者以山东某电厂的脱硫废水零排放处理工程为例,提供一种脱硫废水零排放解决方案。
1、脱硫废水水量与水质
脱硫废水处理工程分2期建设,一期设计规模10m3/h,二期扩展到20m3/h,预处理段按二期设计规模建设,处理量20m3/h,膜浓缩段按一期设计规模建设,处理量10m3/h,蒸发结晶段按一期设计规模建设,处理量5m3/h(蒸发结晶装置1用1备),处理后的废水全部回用,其水质优于《循环冷却水用再生水水质标准》(HG/T3923—2007)要求,具体设计进、出水水质见表1。从水质情况可以看出,该废水的硬度和氯离子含量较高。
2、工艺流程及参数
2.1 工艺流程
脱硫废水进入调节池进行水质水量调节,随后经**泵加压后进入两级混凝沉淀系统,向软化池和絮凝池中投加氢氧化钠、碳酸钠、聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺,软化去除水中硬度。二级沉淀池出水经调节pH后**至多介质过滤器。多介质过滤器出水经高压泵增压后进入DTRO装置浓缩,产水进入回用水池,经**泵送往回用水点,浓水进入DTRO浓水池。DTRO浓水经泵**进入多效蒸发系统进行蒸发处理,多效蒸发系统的冷凝水进入回用水池,结晶盐经脱水处理后打包外售。具体工艺流程见图1。
2.2 主要单元参数
(1)调节池。
用于收集脱硫废水,对水质、水量进行调节,使来水水质均匀,避免水质水量波动对后续设备运行负荷产生过大冲击,保证设备的安全及稳定运行。设计1座,停留时间10h,尺寸6.7m×6.0m,有效水深5.0m。
(2)混凝反应沉淀池。
包括配水渠、软化池、絮凝池、一级沉淀池、二级沉淀池及pH调节池,集上述单元于一体,每个池体均设有排空管。设计**20m3/h,软化池和絮凝池停留时间2.3h,一级沉淀池负荷0.7m3/(m2•h),二级沉淀池负荷0.7m3/(m2•h),控制pH在10~11。
(3)多介质过滤器。
通过过滤器内填料截留去除水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物等。设计**20m3/h×2套,1用1备,单套直径2m,过滤流速6.4m/h。
(4)DTRO装置。
主要用于去除水中的溶解盐类、小分子有机物及二氧化硅等,可去除水中95%以上的电解质(盐分)和粒径>0.0005μm的杂质。设计**5m3/h×2套,水温20~40℃,系统回收率≥50%,DTRO膜通量≤15L/(m2•h)。
(5)三效蒸发器及吨袋包装机。
工艺采用三效蒸发器处理来料,蒸发器采用抗盐析、抗结垢、适用性能强的强制循环蒸发器。原料液首先经预热器预热后进入蒸发器进行蒸发浓缩,蒸发达到一定浓度后出现大量晶体,出料后进入稠厚器增浓,然后进离心机进行固液分离,母液返回蒸发器重新蒸发,结晶盐进入吨袋包装机包装外运。进料**5000kg/h,进料TDS约为50000mg/L,出料含水率≤5%,蒸发量4750kg/h。
(6)加药系统。
加药装置放置在加药间,1座,尺寸14.0m×13.0m×5.9m。放置氢氧化钠、碳酸钠、絮凝剂和助凝剂等药剂。
(7)污泥脱水系统。
主要处理来自混凝反应沉淀池的化学污泥,设计2套自动液压箱式压滤机,每套处理绝干污泥量7.2t/d,出泥含水率≤60%。
3、系统运行情况
该系统完成调试并已运行1年多,系统运行顺畅,出水水质稳定,期间实际进出水水质如表2所示。
由表2可见,产水水质优于HG/T3923—2007《循环冷却水用再生水水质标准》的要求。当进水硬度在4000~8000mg/L时,软化后水的硬度在80mg/L以下,多介质过滤器产水浊度≤1.0NTU,DTRO回收率≥50%。由于废水中含有一定量的氨氮,在加碱除硬时有氨氮溢出,拟增设废气收集和酸洗设施,避免有害气体排放。每天产生化学污泥约8m3(含水率95%),以碳酸钙为主,经过箱式压滤机处理后污泥量为1.0m3(含水率≤60%),外运处理。