一種利用冷卻塔蒸髮結晶脫硫廢水處理系統及處理方法與流程

2023-06-12 18:31:26 2

本發明涉及一種工業廢水處理領域，尤其是涉及一種利用冷卻塔蒸髮結晶脫硫廢水處理系統及處理方法。

背景技術：

煙氣脫硫被認為是控制SO2最有效及經濟的途徑，石灰石-石膏溼法脫硫是國內最普遍採用的煙氣脫硫工藝。這種溼法煙氣脫硫工藝所產生的脫硫廢水含有大量的懸浮物（石膏顆粒、SiO2、鋁和鐵的氫氧化物）、活性矽、COD、氯離子、氟離子、鈣離子、鎂離子和微量的重金屬離子，如砷、鎘、鉻、汞等，TDS一般在25000-60000mg/l，其中Cl-含量一般在5000-20000mg/l，直接排放對環境造成嚴重危害。常見的處理方法是化學沉澱法處理，該方法可以對廢水中的重金屬、懸浮物、氟離子、COD、硫化物等汙染物進行部分去除，但對廢水中的Ca2+、Cl-、Na+、SO42-等溶解性物質無法有效去除，且該方法投藥量大，產生大量汙泥，帶來二次汙染，且上清液中TDS濃度高達25000-60000mg/l，直接排放對水體造成很大的汙染。現在流行的脫硫廢水零排工藝主要有如下幾種：預處理+蒸髮結晶、預處理+電滲析+蒸髮結晶，預處理+蝶管式反滲透+蒸髮結晶、預處理+海水反滲透+正滲透+蒸髮結晶等，這些工藝存在蒸發器結構、能耗大、雜鹽難以回收利用、投資運行費用高、運行不穩定等諸多問題。

技術實現要素：

本發明主要是針對上述問題，提供一種能夠有效降低蒸發器結垢、降低能耗、便於雜鹽回收利用、投資成本低、運行穩定、幾乎實現零排放的脫硫廢水處理系統及處理方法。

本發明的目的主要是通過下述方案得以實現的：一種利用冷卻塔蒸髮結晶脫硫廢水處理系統，其特徵在於，包括TMF微濾單元、熱交換單元、冷卻塔單元、結晶沉澱單元、流砂過濾單元、TMF汙泥脫水單元、鹽脫水單元；

所述的TMF微濾單元包括調節池、若干個依次相連的微濾水箱、TMF膜組，調節池通過廢水提升泵與最前端的微濾水箱相連，最末端的微濾水箱的輸出端通過循環泵與TMF膜組的輸入端相連，TMF膜組的輸出端與最末端的微濾水箱的輸入端相連；

所述的熱交換單元包括冷卻水池和換熱器，TMF膜組的濾出液與冷卻水池的輸入端相連，冷卻水池的輸出端通過冷卻水泵與換熱器冷側輸入端相連；

所述的冷卻塔單元包括風筒式自然通風冷卻塔，換熱器的輸出端與風筒式自然通風冷卻塔相連；

所述的結晶沉澱單元包括雜鹽沉澱池，雜鹽沉澱池位於風筒式自然通風冷卻塔的正下方，雜鹽沉澱池的底部通過鹽泵與鹽脫水機相連，鹽脫水機與調節池相連；

所述的流砂過濾單元包括流砂過濾器，流砂過濾器通過過濾器給水泵與雜鹽沉澱池上端側面相連，流砂過濾器的洗砂水輸出端與調節池相連，流砂過濾器的濾出液輸出端與冷卻水池相連。

作為優選，所述的微濾水箱由最前端至最末端依次為TMF中和水箱、TMF軟化水箱、TMF濃縮水箱。

作為優選，所述的最末端的微濾水箱底部排放端通過汙泥外排泵與汙泥脫水機相連，汙泥脫水機的濾出液與調節池相連。

作為優選，所述的雜鹽沉澱池上端側面設置有傾斜設置的擋水板、豎直設置的布水矮牆、集水池，流砂過濾器通過過濾器給水泵與集水池相連。

作為優選，所述的風筒式自然通風冷卻塔內部設置有噴嘴，噴嘴呈實心錐形，換熱器與噴嘴相連，換熱器與噴嘴連接過程中部分回流至冷卻水池中。

作為優選，所述的雜鹽沉澱池與鹽脫水機連接過程中部分回流至雜鹽沉澱池。

調節池輸出端與廢水提升泵輸入端連接，廢水提升泵的輸出端與TMF中和水箱的輸入端連接，TMF中和水箱的輸出端與TMF軟化水箱輸入端連接，TMF軟化水箱的輸出端與TMF濃縮水箱輸入端連接，TMF濃水箱輸出端與TMF循環泵輸入端連接，TMF循環泵輸出端與TMF膜組連接，TMF濃水箱汙泥輸出端通過汙泥泵與汙泥脫水單元連接，TMF膜組濾出液輸出端與熱交換單元連接，TMF膜組濃水輸出端與TMF濃水箱連接。調節池內設置曝氣管，防止調節池底部積泥，脫硫廢水在調節池進行收集，並與洗砂廢水、冷卻水外排水進行勻質後，由廢水提升泵泵入TMF中和水箱，TMF中和水箱內設置攪拌機，通過投加生石灰，調節pH值至7-8後，自流進入TMF軟化水箱，TMF軟化水箱內設置攪拌機，通過投加純鹼對廢水進行軟化後，自流進入TMF濃縮水箱，TMF濃縮水箱內設置攪拌機並投加硫酸鐵形成氫氧化鐵， TMF中和水箱、TMF軟化水箱、TMF濃水箱後，硬度、重金屬、COD、氟離子，石膏、活性矽等形成不溶性物質，廢水混合液由TMF循環泵泵入TMF膜組進行過濾，廢水中絕大部分的硬度、重金屬、COD、氟離子，石膏、活性矽被截留在TMF濃水中，TMF濃水回流至TMF濃水箱，TMF膜組濾出液流入冷卻水池，TMF濃水箱的泥水混合液含固率達到3-4%後，部分經汙泥泵泵入汙泥脫水機，剩餘部分與廢水很合後繼續進行循環。換熱器單元包括調節池冷卻水池、換熱器， TMF單元軟化過濾後的廢水、流砂過濾單元濾出液、冷卻水補充水在冷卻水池混合勻質，經冷卻水泵增壓後進去熱交換器冷測，換熱後進入風筒式自然通風冷卻塔，乏蒸汽由交換器熱側進入，交換熱量後冷凝水由熱交換器熱側流出。冷卻塔單元包括風筒式自然通風冷卻塔，冷卻塔採用實心錐形噴嘴進行布水，內部不安裝布水填料，以防止飽和鹽水在填料上結晶造成填料透氣孔堵塞，廢水在冷卻塔裡進行蒸發冷卻後，滴落在鹽沉澱池。結晶沉澱單元包括雜鹽沉澱池、擋水板、鹽泵、布水矮牆、集水池，其中鹽沉澱池、擋水板、布水矮牆、集水池採用鋼砼結構，並用玻璃鋼三布五油防腐，廢水經冷卻塔單元蒸發冷卻後，進入鹽沉澱池，鹽在鹽沉澱池結晶出來後形成沉澱，為布水均勻，設置擋水板和布水矮牆，鹽沉澱物由鹽泵抽出，部分回流至沉澱池為鹽結晶提供晶核，剩餘鹽水混合物泵入鹽脫水機，廢水經鹽結晶沉澱後在布水矮牆上方溢流進入集水池，集水池內設置曝氣攪拌裝置，防止鹽分在集水池結晶沉澱。流砂過濾單元包括過濾器給水泵、流砂過濾器。廢水經過濾器給水泵增壓後，部分鹽分飽和的廢水排入調節池與洗砂廢水、脫硫廢水混合勻質，剩餘部分進入流砂過濾器進行過濾，去除懸浮物及由於鹽分結晶形成的顆粒物，濾出液自流進入冷卻水池，洗砂廢水進入調節池。TMF汙泥脫水單元包括汙泥外排泵、汙泥脫水機。TMF濃縮水箱內廢水含固率達到3-4%時，抽取部分泥水混合物至汙泥脫水機進行脫水，濾出液自流進入調節池，汙泥外運處理。鹽脫水單元包括鹽泵、鹽脫水機。鹽結晶沉澱池內鹽水混合物經鹽泵增壓後，部分鹽水混合物回流至鹽結晶沉澱池提供晶核，剩餘部分泵入鹽脫水機，濾出液自流至調節池，鹽外運處理。

上述利用冷卻塔蒸髮結晶脫硫廢水處理系統的處理方法如下：1）調節池內的液體通過廢水提升泵依次經過TMF中和水箱、TMF軟化水箱和TMF濃縮水箱，再由循環泵進入TMF膜組內並由TMF膜組回流至TMF濃縮水箱，TMF膜組的濾出液進入冷卻水池中；2）冷卻水池內的液體通過換熱器換熱後進入風筒式自然通風冷卻塔；3）經過風筒式自然通風冷卻塔冷卻完成後進入雜鹽沉澱池，沉澱物由雜鹽沉澱池底部的鹽泵排入鹽脫水機中，排放過程中部分回流至雜鹽沉澱池內，鹽脫水機的濾出液回流至調節池循環使用；4）雜鹽沉澱池上端的液體通過過濾器給水泵進入流砂過濾器中，流砂過濾器中的廢水和洗砂水回流至調節池中循環使用，流砂過濾器的濾出液回流至冷卻水池循環使用。

作為優選，步驟1）中TMF濃縮水箱的汙泥通過汙泥外排泵進入汙泥脫水機，汙泥脫水機的濾出液回流至調節池中。

作為優選，步驟2）中換熱器與風筒式自然通風冷卻塔連接過程中部分回流至冷卻水池中。

因此，本發明的一種利用冷卻塔蒸髮結晶脫硫廢水處理系統及處理方法具備下述優點：能夠有效降低蒸發器結垢、降低能耗、便於雜鹽回收利用、投資成本低、運行穩定、幾乎實現零排放。

附圖說明

附圖1是本發明的處理方法方框圖；

附圖2是本發明的一種結構示意圖。

圖示說明：1、調節池，2、廢水提升泵，3、TMF中和水箱，4、TMF軟化水箱，5、TMF濃縮水箱，6、循環泵，7、TMF膜組，8、汙泥外排泵，9、汙泥脫水機，10、冷卻水池，11、冷卻水泵，12、換熱器，13、風筒式自然通風冷卻塔，14、噴嘴，15、鹽沉澱池，16、擋水板，17、鹽泵，18、鹽脫水機，19、布水矮牆，20、集水池，21、過濾器給水泵，22、流砂過濾器。

具體實施方式

下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例1：如圖2所示，一種利用冷卻塔蒸髮結晶脫硫廢水處理系統，包括TMF微濾單元、熱交換單元、冷卻塔單元、結晶沉澱單元、流砂過濾單元。TMF微濾單元包括調節池、TMF中和水箱、TMF軟化水箱、TMF濃縮水箱、TMF膜組，調節池通過廢水提升泵2與TMF中和水箱3相連，TMF濃縮水箱5的輸出端通過循環泵6與TMF膜組7的輸入端相連，TMF膜組的輸出端與TMF濃縮水箱5的輸入端相連。熱交換單元包括冷卻水池10和換熱器12，換熱器通過冷卻水泵11與冷卻水池相連，TMF膜組的濾出液與冷卻水池的輸入端相連，冷卻水池的輸出端與換熱器相連。冷卻塔單元包括風筒式自然通風冷卻塔13，換熱器的冷側輸出端與風筒式自然通風冷卻塔相連。結晶沉澱單元包括鹽沉澱池15，鹽沉澱池位於風筒式自然通風冷卻塔的正下方，鹽沉澱池的底部通過鹽泵17與鹽脫水機18相連，鹽脫水機濾液輸出端與調節池相連。流砂過濾單元包括流砂過濾器，流砂過濾器通過過濾器給水泵與集水池20上端側面相連，流砂過濾器的洗砂水與調節池相連，流砂過濾器的濾出液與冷卻水池相連。TMF濃縮水箱5底部排放端通過汙泥外排泵8與汙泥脫水機9相連，汙泥脫水機的濾出液與調節池相連。鹽沉澱池上端側面設置有傾斜設置的擋水板16、豎直設置的布水矮牆19、集水池20，流砂過濾器22通過過濾器給水泵21與集水池相連。風筒式自然通風冷卻塔內部設置有噴嘴14，噴嘴呈實心錐形，換熱器與噴嘴相連。鹽沉澱池與鹽脫水機連接過程中部分回流至鹽沉澱池。

上述利用冷卻塔蒸髮結晶脫硫廢水處理系統的處理方法如下，如圖1所示：1）調節池內的液體通過廢水提升泵依次經過TMF中和水箱、TMF軟化水箱和TMF濃縮水箱，再由循環泵進入TMF膜組內並由TMF膜組回流至TMF濃縮水箱，TMF膜組的濾出液進入冷卻水池中；2）冷卻水池內的液體通過換熱器換熱後進入風筒式自然通風冷卻塔；3）經過風筒式自然通風冷卻塔冷卻完成後進入雜鹽沉澱池，沉澱物由雜鹽沉澱池底部的鹽泵排入鹽脫水機中，排放過程中部分回流至鹽沉澱池內，鹽脫水機的濾出液回流至調節池；4）集水池內的液體通過過濾器給水泵進入流砂過濾器中，流砂過濾器中的洗砂水回流至調節池中循環使用，流砂過濾器的濾出液回流至冷卻水池。其中步驟1）中TMF濃縮水箱的汙泥通過汙泥外排泵進入汙泥脫水機，汙泥脫水機的濾出液回流至調節池中。其中步驟

調節池輸出端與廢水提升泵輸入端連接，廢水提升泵的輸出端與TMF中和水箱的輸入端連接，TMF中和水箱的輸出端與TMF軟化水箱輸入端連接，TMF軟化水箱的輸出端與TMF濃縮水箱輸入端連接，TMF濃水箱輸出端與TMF循環泵輸入端連接，TMF循環泵輸出端與TMF膜組連接，TMF濃水箱汙泥輸出端通過汙泥泵與汙泥脫水單元連接，TMF膜組濾出液輸出端與熱交換單元連接，TMF膜組濃水輸出端與TMF濃水箱連接。調節池內設置曝氣管，防止調節池底部積泥，脫硫廢水在調節池進行收集，並與洗砂廢水、冷卻水外排水進行勻質後，由廢水提升泵泵入TMF中和水箱，TMF中和水箱內設置攪拌機，通過投加生石灰，調節pH值至7-8後，自流進入TMF軟化水箱，TMF軟化水箱內設置攪拌機，通過投加純鹼對廢水進行軟化後，自流進入TMF濃縮水箱，TMF濃縮水箱內設置攪拌機並投加硫酸鐵形成氫氧化鐵， TMF中和水箱、TMF軟化水箱、TMF濃水箱後，硬度、重金屬、COD、氟離子，石膏、活性矽等形成不溶性物質，廢水混合液由TMF循環泵泵入TMF膜組進行過濾，廢水中絕大部分的硬度、重金屬、COD、氟離子，石膏、活性矽被截留在TMF濃水中，TMF濃水回流至TMF濃水箱，TMF膜組濾出液流入冷卻水池，TMF濃水箱的泥水混合液含固率達到3-4%後，部分經汙泥泵泵入汙泥脫水機，剩餘部分與廢水很合後繼續進行循環。換熱器單元包括調節池冷卻水池、換熱器， TMF單元軟化過濾後的廢水、流砂過濾單元濾出液、冷卻水補充水在冷卻水池混合勻質，經冷卻水泵增壓後進去熱交換器冷測，換熱後進入風筒式自然通風冷卻塔，乏蒸汽由交換器熱側進入，交換熱量後冷凝水由熱交換器熱側流出。冷卻塔單元包括風筒式自然通風冷卻塔，冷卻塔採用實心錐形噴嘴進行布水，內部不安裝布水填料，以防止飽和鹽水在填料上結晶造成填料透氣孔堵塞，廢水在冷卻塔裡進行蒸發冷卻後，滴落在鹽沉澱池。結晶沉澱單元包括雜鹽沉澱池、擋水板、鹽泵、布水矮牆、集水池，其中鹽沉澱池、擋水板、布水矮牆、集水池採用鋼砼結構，並用玻璃鋼三布五油防腐，廢水經冷卻塔單元蒸發冷卻後，進入鹽沉澱池，鹽在鹽沉澱池結晶出來後形成沉澱，為布水均勻，設置擋水板和布水矮牆，鹽沉澱物由鹽泵抽出，部分回流至沉澱池為鹽結晶提供晶核，剩餘鹽水混合物泵入鹽脫水機，廢水經鹽結晶沉澱後在布水矮牆上方溢流進入集水池，集水池內設置曝氣攪拌裝置，防止鹽分在集水池結晶沉澱。流砂過濾單元包括過濾器給水泵、流砂過濾器。廢水經過濾器給水泵增壓後，部分鹽分飽和的廢水排入調節池與洗砂廢水、脫硫廢水混合勻質，剩餘部分進入流砂過濾器進行過濾，去除懸浮物及由於鹽分結晶形成的顆粒物，濾出液自流進入冷卻水池，洗砂廢水進入調節池。TMF汙泥脫水單元包括汙泥外排泵、汙泥脫水機。TMF濃縮水箱內廢水含固率達到3-4%時，抽取部分泥水混合物至汙泥脫水機進行脫水，濾出液自流進入調節池，汙泥外運處理。鹽脫水單元包括鹽泵、鹽脫水機。鹽結晶沉澱池內鹽水混合物經鹽泵增壓後，部分鹽水混合物回流至鹽結晶沉澱池提供晶核，剩餘部分泵入鹽脫水機，濾出液自流至調節池，鹽外運處理。

應理解，該實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。