對廢水的脫硫處理方法及處理裝置與流程

本發明涉及一種廢水脫硫技術領域，尤其涉及一種對廢水的脫硫處理方法，以及用于該處理方法的處理裝置。

背景技術：

隨著工業化進程的不斷深入，工業廢水中含硫廢水的種類和水量都在不斷增加，由于大多數的硫酸鹽在水中的溶解度很大，并在自然界中性質穩定，所以單純依靠自然凈化作用很難去除廢水中的硫污染。含硫廢水排入水體會使接受水體酸化，危害水生生物；排入農田會破壞土壤結構，使土壤板結，減少農作物產量及降低農產品品質；而且在厭氧或缺氧的條件下，硫酸鹽會在硫酸鹽還原菌SRB作用下被還原產生硫化氫，硫化氫溶解于水呈弱酸性，嚴重腐蝕排水管道和水處理設施，另外，硫化氫氣味惡臭，嚴重污染大氣。目前，對于廢水中硫污染的處理方法大致概括為三種，包括(1)生物脫硫法，處理效果不穩定；(2)化學氧化、沉淀法，需加入試劑，成本較高，且易堵塞管道；(3)燃燒吸收法，設備要求高，成本昂貴。這三類方法都存在技術不足，因此尋求行之有效的含硫廢水處理工藝成為環境工程界普遍關注的問題。

技術實現要素：

為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種對廢水的脫硫處理方法，可以在不引入任何物質的前提下脫除廢水中高含量的硫污染，使處理后廢水中硫含量達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》中的二級排放標準要求，并能回收硫獲得硫化鈉。

為實現上述目的，本發明提供了一種對廢水的脫硫處理方法，是采用對廢水進行空氣吹脫脫硫與噴淋回收硫的處理方法，包括以下步驟：

a、脫硫處理步驟：向廢水加入稀硫酸溶液，調節酸堿度后噴淋，與空氣逆向接觸進行空氣吹脫脫硫處理，脫硫后的廢水排放；所述脫硫后廢水的pH值控制為0.8～1.2；

b、硫回收處理步驟：將經過所述脫硫處理步驟后逸出的氣體經過兩級脫硫吸收處理后排放，所述兩級脫硫吸收處理包括由循環噴淋的一級脫硫吸收液對經過所述脫硫處理步驟后逸出的氣體進行第一級脫硫吸收處理步驟，以及由循環噴淋的二級脫硫吸收液和補充噴淋的NaOH溶液對經過所述第一級脫硫吸收處理步驟后逸出的氣體進行第二級脫硫吸收處理步驟；控制一級脫硫吸收液的pH值為10.7～11.3，回收一級脫硫吸收液；所述NaOH溶液中NaOH的質量含量為20％～22％，所述二級脫硫吸收液為由NaOH溶液在第二級脫硫吸收處理步驟中進行硫吸收后再循環噴淋進行硫吸收得到的混合溶液，所述一級脫硫吸收液為由二級脫硫吸收液在第一級脫硫吸收處理步驟中進行硫吸收后再循環噴淋進行硫吸收得到的混合溶液。

本發明的廢水脫硫處理方法針對高含量硫廢水，采用對廢水進行空氣吹脫脫硫與噴淋回收硫相結合的方式，高效脫除廢水中的高含量硫污染，使處理后廢水中硫含量達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4二級排放標準要求，并回收硫獲得硫化鈉，使污染物轉化成可利用的有價值的化工產品，實現綠色化工。

在處理方法中對廢水先進行脫硫處理，通過向廢水加入稀硫酸調節廢水的酸堿度，一方面實現由空氣吹掃廢水進行的脫硫處理，并利用硫酸作為調節酸以避免空氣吹脫過程除硫化氫污染物外的雜質污染物的逸出，以保證后續步驟的硫回收效果及空氣處理效果；另一方面控制脫硫后廢水的pH值，以保證廢水的脫硫效果，使廢水中硫含量低于1mg/L，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4中的二級排放標準要求。廢水中加入的稀硫酸量以脫硫后廢水的pH值為標準進行調控，使脫硫后廢水的pH值維持在0.8～1.2。脫除的硫污染物以硫化氫形式隨空氣進入到硫回收過程進行回收，依次經由一級脫硫吸收液對大部分硫化氫進行第一級循環噴淋吸收，形成以硫氫化鈉為主的濃液循環，再經由二級脫硫吸收液和補充的NaOH溶液對剩余少量硫化氫進行第二級循環噴淋吸收，形成以硫化鈉為主的貧液循環；所述NaOH溶液需以噴淋的方式補充，并通過控制一級脫硫吸收液的pH值維持在10.7～11.3范圍，調控NaOH溶液的補充噴淋量，從而實現對脫除空氣中硫化氫的徹底吸收，使經吸收處理后氣體達到《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)；另外，通過限定補充噴淋的NaOH溶液的質量含量(20％～22％)以及回收的一級脫硫吸收液的pH值范圍(10.7～11.3)，使回收的一級脫硫吸收液達到硫氫化鈉的質量含量滿足28％的標準，可直接用作化工產品使用，如可用于制革工業中生皮的脫毛及鞣革處理等。

本發明的處理方法，以pH值作為關鍵的調控因素，實現各處理環節的有機結合，進而在不引入任何物質的前提下完成對高含量硫廢水的高效脫硫處理，并將脫除的硫轉化為可再利用的化工產品，在經濟價值和環保方面均具有顯著的效益。

作為對上述方式的進一步限定，步驟a中，所述稀硫酸溶液中H₂SO₄的質量含量為30％～50％。

作為對上述方式的進一步限定，步驟a中，所述空氣吹脫脫硫處理過程，空氣與廢水的氣液比為(3000-5000):1，空氣的空塔流速為1.0-2.0m/s。

作為對上述方式的進一步限定，步驟b中，所述第一級脫硫吸收處理步驟，氣體與一級脫硫吸收液的氣液比為(30-100):1；所述第二級脫硫吸收處理步驟，氣體與二級脫硫吸收液的氣液比為(30-100):1。

進一步限定處理方法中空氣吹脫脫硫處理過程的氣液比、空塔流速，脫硫吸收處理過程的氣液比等操作參數，使脫硫處理達到最佳運行過程，進而在處理效果及處理成本等方面達到俱佳。

同時，本發明還提供了對廢水的脫硫處理裝置，包括管道混合器，在管道混合器上經由加酸計量泵連接有酸液罐；還包括連接于管道混合器下游的脫硫吹脫塔，所述脫硫吹脫塔的出液口設有第一PH檢測儀，所述加酸計量泵控制聯接于第一PH檢測儀；所述脫硫吹脫塔的出氣口連接有硫回收單元，且所述硫回收單元包括相串接的均具有儲液槽及經由循環泵與儲液槽相連的噴淋頭的第一硫尾氣吸收塔和第二硫尾氣吸收塔，第一硫尾氣吸收塔及第二硫尾氣吸收塔的儲液槽相連通，在第二硫尾氣吸收塔上設有經由加堿泵與堿液罐相連的堿液補充噴淋頭，在第一硫尾氣吸收塔的儲液槽處連接有溢流口，所述溢流口設有第二PH檢測儀，所述加堿泵控制聯接于第二PH檢測儀。

作為對上述方式的進一步限定，在管道混合器的上游串接有均質罐。

作為對上述方式的進一步限定，在第二硫尾氣吸收塔中所述堿液補充噴淋頭置于噴淋頭之上。

本發明提供的處理裝置更利于上述處理方法的操作及運行控制，能夠方便、高效地實現對廢水的脫硫處理，使處理后的廢水滿足GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4中的二級排放標準要求，更利于將脫除的硫轉化為可再利用的化工產品，實現回收。

綜上所述，采用本發明的技術方案，獲得的對廢水的脫硫處理方法，采用對廢水進行空氣吹脫脫硫與噴淋回收硫相結合的方式，以pH值作為關鍵的調控因素，實現各處理環節的有機結合，在不引入任何物質的前提下高效脫除廢水中的高含量硫污染，使處理后廢水中硫含量達到<1mg/L，即GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4中的二級排放標準要求，并將脫除的硫轉化為可再利用的化工產品，在經濟價值和環保方面均具有顯著的效益，實現綠色化工。此外，本發明提供的處理裝置，更利于上述處理方法的操作及運行控制，方便、高效地實現對廢水的脫硫處理及硫回收。

附圖說明

下面結合附圖及具體實施方式對本發明作更進一步詳細說明：

圖1為本發明實施例所述的廢水的脫硫處理裝置的結構簡圖；

圖2為本發明實施例所述的硫回收單元的結構簡圖；

圖3為本發明實施例所述的脫硫吹脫塔的結構簡圖；

圖4為本發明實施例所述的第二硫尾氣吸收塔的結構簡圖；

圖中：1、管道混合器；2、酸液罐；3、加酸計量泵；4、脫硫吹脫塔；5、第一PH檢測儀；6、第一硫尾氣吸收塔；7、第二硫尾氣吸收塔；8、加堿泵；9、堿液罐；10、第二PH檢測儀；11、煙囪；12、均質罐；40、塔體；41、進液口；42、吹脫塔噴淋頭；43、填料；44、出液口；45、出氣口；46、鼓風機；70、塔體；71、儲液槽；72、進氣口；73、填料；74、循環噴淋頭；75、堿液補充噴淋頭；76、出氣口。

具體實施方式

實施例

本實施例涉及對高含量硫廢水的脫硫處理。

本實施例的對廢水的脫硫處理裝置如圖1和圖2所示，其包括管道混合器1，在管道混合器1上游連接有酸液罐2，酸液罐2內存貯的稀酸通過設置在管道混合器1與酸液罐2之間的加酸計量泵3向管道混合器1內定量加入稀酸以調控管道混合器1內廢水的pH值。在管道混合器1下游連接有帶有鼓風機的脫硫吹脫塔4，所述脫硫吹脫塔4的出液口增設第一PH檢測儀5，所述第一PH檢測儀5聯接控制于所述加酸計量泵3，以便于根據脫硫吹脫塔4出液口處廢水的pH值調控加酸計量泵3，進而調控向管道混合器1內的加酸量。脫硫吹脫塔4的出氣口連接有硫回收單元，該硫回收單元包括串接的第一硫尾氣吸收塔6和第二硫尾氣吸收塔7，在第一硫尾氣吸收塔6和第二硫尾氣吸收塔7內均具有儲液槽，以及經由塔外設置的循環泵與儲液槽相連的循環噴淋頭，第一硫尾氣吸收塔6也與第二硫尾氣吸收塔7內的儲液槽相連通。

在第二硫尾氣吸收塔7內還設置有堿液補充噴淋頭，堿液補充噴淋頭經由塔外設置的加堿泵8連接到堿液罐9，以用于向第二硫尾氣吸收塔7內補充噴淋堿液罐9內貯存的NaOH溶液，為充分發揮NaOH溶液的補充吸收效果，堿液補充噴淋頭也置于第二硫尾氣吸收塔7內的循環噴淋頭之上。在第一硫尾氣吸收塔6的儲液槽處連接有溢流口，在該溢流口處增設第二PH檢測儀10，第二PH檢測儀10聯接控制于加堿泵8，以根據第一硫尾氣吸收塔6的儲液槽內的一級脫硫吸收液的pH值調控加堿泵8，進而調控向第二硫尾氣吸收塔7內補充噴淋的加堿量。

經脫硫吹脫塔4的出液口排出的處理液可進入下游的相關處理工藝繼續處理，而經第二硫尾氣吸收塔7處理后的氣體通過煙囪11排出。本實施例中為方便對廢水的處理，在管道混合器1的上游串接設置均質罐12，將廢水輸入至均質罐12內，使廢水水質穩定。本實施例中圖3示出了脫硫吹脫塔4的結構，由圖3中所示，脫硫吹脫塔4包括塔體40，在塔體40底部連接有鼓風機46，并設置出液口44，塔體40頂部設置出氣口45，塔體40內則設置有填料43，在填料43的上方則設置有吹脫塔噴淋頭42，吹脫塔噴淋頭42與設置在塔體40頂部的進液口41連接，進液口41則通過提升泵與均質罐12的出液口連通。

圖4則示出了第二硫尾氣吸收塔7的結構，其包括塔體70，塔體70內底部為儲液槽71，儲液槽71上方設有進氣口72，進氣口72上方設置有填料73，填料73的上方則設置循環噴淋頭74和堿液補充噴淋頭75，堿液補充噴淋頭75也高于循環噴淋頭74布置，循環噴淋頭74通過循環泵連接至儲液槽71，堿液補充噴淋頭75連接至第一堿液罐9，在塔體70的頂部還設置有出氣口76。本實施例中，第一硫尾氣吸收塔6除沒有設置酸液補充噴淋頭75外，其它結構與第二硫尾氣吸收塔7基本相同，本文不再贅述。

實施例1

在上述處理裝置中進行對廢水的脫硫處理，將廢水(硫含量范圍為9000～12000mg/L)輸入至均質罐，然后進行以下處理：

a、脫硫處理步驟：從均質罐輸出的廢水在管道混合器中加入稀硫酸溶液(質量含量為30％～50％)調整pH值，混合均勻后輸入至脫硫吹脫塔進行噴淋，噴淋的廢水在塔內與從鼓風機吹出的空氣逆向接觸進行空氣吹脫脫硫處理，脫硫后廢水從脫硫吹脫塔的出液口排放，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4二級排放標準；處理過程根據第一PH檢測儀檢測的數值控制加酸計量泵，進而控制脫硫后廢水pH值(即第一PH檢測儀檢測的數值)維持在0.8～1.2；

b、硫回收處理步驟：從脫硫吹脫塔出氣口逸出的氣體輸入至硫回收單元進行兩級脫硫吸收處理，氣體先進入第一硫尾氣吸收塔內由循環噴淋的一級脫硫吸收液進行第一級脫硫吸收處理，然后進入第二硫尾氣吸收塔由循環噴淋的二級脫硫吸收液和補充噴淋的NaOH溶液(質量含量為21±1％)進行第二級脫硫吸收處理，從第二硫尾氣吸收塔出氣口逸出的氣體《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)，可直接排放至大氣；處理過程根據第二PH檢測儀檢測的一級脫硫吸收液的pH值控制第二硫尾氣吸收塔內堿液補充噴淋頭噴淋NaOH溶液的噴淋量，控制一級脫硫吸收液的pH達到10.7～11.3，通過第一硫尾氣吸收塔的溢流口回收一級脫硫吸收液，回收的一級脫硫吸收液為硫化氫溶液，可以達到GB23937-2009《工業硫氫化鈉》表1液體L-3標準要求，可用于銷售；所述二級脫硫吸收液為在第二硫尾氣吸收塔內進行硫吸收后再循環噴淋進行硫吸收得到的以硫化鈉和氫氧化鈉為主的混合溶液，所述一級脫硫吸收液為由二級脫硫吸收液在第一硫尾氣吸收塔內進行硫吸收后再循環噴淋進行硫吸收得到的以硫氫化鈉為主的混合溶液。

上述處理方法，步驟a中，脫硫吹脫塔內空氣與廢水的氣液比為(3000-5000):1(m³/m³)，空氣的空塔流速為1.0-2.0m/s；步驟b中，第一硫尾氣吸收塔內氣液比(即經脫硫處理步驟后逸出的氣體與一級脫硫吸收液的比例)為(30-100):1(m³/m³)，第二硫尾氣吸收塔內氣液比(即經第一級脫硫吸收處理步驟后逸出的氣體與二級脫硫吸收液的比例)為(30-100):1(m³/m³)。

經檢測，處理后廢水硫化物<1mg/L。符合標準GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4二級排放標準

氣體中污染物含量H₂S<1mg/m³，符合《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)。

實施例2

本實施例涉及對實施例1處理方法中不同控制條件對廢水、氣體處理結果的影響。

實施例2.1

采用與實施例1相同的處理裝置，與相同的處理方法對高含量硫廢水(原始廢水中硫含量為9837mg/L)進行處理，在其它操作條件相同下檢測pH控制條件對廢水、氣體處理結果的影響，實驗及結果如下表所示：

由上表可見，本發明的對廢水的脫硫處理方法中，兩個環節的pH值控制對于脫硫的處理至關重要，一級脫硫吹脫塔后廢水pH控制小于1.2，第一硫尾氣吸收塔溢流口液體pH控制范圍大于10.7，可使廢水中的高含量硫污染得到徹底處理，達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》表4二級排放標準和《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)，并將脫除的硫轉化為可再利用的化工產品，實現高效回收。

實施例2.2

采用與實施例1相同的處理裝置，與相同的處理方法對高含量硫廢水(原始廢水中硫含量為9837mg/L)進行處理，在其它操作條件相同下檢測空氣流速及氣液比等控制條件對廢水、氣體處理結果的影響，實驗及結果如下表所示：

由上表可見，本發明的對廢水的脫硫處理方法中，各空氣流速及氣液比等條件會影響對廢水的脫硫處理結果。

本發明的對廢水的脫硫處理方法，能夠在不引入其它物質的前提下高效脫除廢水中的高含量硫污染，處理效果穩定，并將脫除的硫轉化為可再利用的化工產品，在經濟價值和環保方面均具有顯著的效益，實現綠色化工。