本發明涉及一種廢水零排放處理工藝，具體涉及一種污泥回用的脫硫廢水零排放處理系統及處理方法。
背景技術：
脫硫廢水產自碳酸鈣-硫酸鈣濕法煙氣脫硫系統，水質呈酸性，含有大量懸浮物、鹽類、重金屬離子、氟離子等。其中鹽類以鈉、鉀、鈣、鎂的氯化鹽和硫酸鹽為主，懸浮物以石膏、二氧化硅為主，重金屬以汞、鎘、鉻、鉛、鎳、銅、鋅等金屬離子形式存在，如直接排入環境危害很大。
目前的處理手段主要是采用化學沉淀+膜濃縮+蒸發結晶，通過中和、反應、絮凝沉淀(俗稱三聯箱)進行水質中和、除重金屬、澄清處理。由于脫硫廢水含有大量重金屬和硫酸鹽、鎂離子，首先向廢水中加入石灰乳，在pH值為9～10條件下，脫硫廢水中的重金屬鉻、鉛、鎳、銅、鋅能夠以氫氧化物的形式沉淀，同時水中的鎂離子和硫酸根離子能夠和石灰乳反應生成氫氧化鎂和硫酸鈣沉淀。重金屬離子中的汞、鎘的的氫氧化物溶度積較大，只能向水中加入硫化物，以硫化物的形式沉淀，才能將重金屬完全沉淀。加入無機硫化物會使水中硫化物和硫酸鹽超標，一般采用向廢水中投加有機硫。澄清處理后的清水進入零排放系統進行進一步處理，澄清過程沉淀的污泥進入脫水裝置，污泥量大，容易形成管路污堵。而且脫水后的污泥含有大量重金屬，只能作為危廢進行處理，處理成本很高。
技術實現要素：
針對上述現有技術中存在的技術問題，本發明的一個目的在于提供一種污泥回用的脫硫廢水零排放處理系統。
本發明的第二個目的在于提供一種污泥回用的脫硫廢水零排放處理方法。
為了解決以上技術問題，本發明的技術方案為：
一種污泥回用的脫硫廢水零排放處理系統，包括依次連接的調節沉淀池、三聯箱、澄清器和清水箱，調節沉淀池與廢水源連通；
所述三聯箱包括依次連接的反應箱、中和箱和絮凝箱，反應箱與所述調節沉淀池連接，絮凝箱與所述澄清器連接；所述反應箱與有機硫加藥裝置連接；
所述調節沉淀池、三聯箱以及澄清器的底部都通過管道與污泥儲池連通，第一泵提供污泥在管道流動的動力；
污泥儲池通過管道與脫硫塔連通，第二泵提供污泥流動的動力，將污泥作為脫硫劑噴入脫硫塔進行脫硫。
本文中，調節沉淀池提供脫硫廢水停留的空間，脫硫廢水在調節沉淀池中停留一段時間后，一方面，廢水中的大部分懸浮物沉淀下來，使得進入三聯箱中的脫硫廢水中含有的懸浮物降低，進而降低了三聯箱中產生的沉淀，避免后續設備因沉淀過多而堵塞。
另一方面，脫硫廢水在停留過程中，不同水質中的各種離子發生擴散，停留設定時間后，調節沉淀池中的水質趨于均勻。水質均勻后，進入后續的設備進行處理時，產生的污泥量趨于均勻，后續設備的載荷趨于一致，不會對設備造成過大的沖擊，延長了設備的使用壽命，且提高了脫硫廢水處理效果。
三聯箱，傳統上為依次連接的中和箱、反應箱和絮凝沉淀箱，本文中是將中和箱和反應箱的位置調換，首先在反應箱中發生有機硫和重金屬離子的反應，以沉淀的形式去除脫硫廢水中的重金屬離子，此時的重金屬沉淀可以在pH值為3-14，溫度低于300℃的環境中穩定存在。當含有重金屬沉淀物的污泥回用于脫硫時，脫硫漿液的pH值為4-6左右，溫度為50～100℃，此時，污泥中的重金屬沉淀物可以穩定存在，不會重新溶解在脫硫廢水中，即不會在脫硫廢水中產生富集。
脫硫系統石膏的主要成分是硫酸鈣、硫酸鎂，污泥作為脫硫劑和煙氣反應生成硫酸鈣、硫酸鎂，在脫硫系統的脫石膏裝置處排出，最終成為脫硫石膏的一部分，脫硫石膏外售處理。其中重金屬沉淀物也進入脫硫石膏，根據相關標準，如《煙氣脫硫石膏JC/T 2074-2011》對脫硫石膏中重金屬的含量沒有要求，所以，脫硫廢水中的重金屬離子得到了有效的處理，節約了危廢污泥的處理成本，并消除了重金屬離子對環境污染的安全隱患。
如果是傳統的三聯箱，即脫硫廢水中的重金屬離子首先在堿性環境中生成重金屬的氫氧化物沉淀，但是這些氫氧化物沉淀在酸性環境中是不能穩定存在的，即，當含有重金屬的氫氧化物沉淀的污泥回用于脫硫系統時，重金屬的氫氧化物在酸性環境中重新溶解，進入脫硫廢水中，造成了脫硫廢水中重金屬的富集，還是需要花費巨大的人力物力去處理廢水中的重金屬。
可見，三聯箱的位置的調換與脫硫廢水中污泥的回用相配合，產生良好的效果。
無機硫和有機硫都可以用于除去脫硫廢水中的重金屬離子，但是加入無機硫化物會使水中硫化物和硫酸鹽超標，容易對環境造成危害。
有機硫是一種含硫化合物，它可以通過硫族與重金屬離子穩定結合并發生化學反應，形成穩定的有機金屬化合物，不易溶解，在水中形成固體沉淀，進而被分離除去。其幾乎能吸附所有的重金屬，在廢水處理中，通過簡單的處理就可以去除所有溶解的殘留重金屬，而且金屬-沉淀物具有良好的溫度穩定性，重金屬很難重新釋放到環境中去，是環境友好的重金屬捕捉劑。且，有機硫的毒性很低，具有良好的存儲穩定性和操作安全性，不屬于危險物品，無不良氣味，不分解出有毒物質。
絮凝，使水或液體中懸浮微粒集聚變大，或形成絮團，從而加快粒子的聚沉，達到固-液分離的目的，這一現象或操作稱作絮凝。通常，絮凝的實施靠添加適當的絮凝劑，其作用是吸附微粒，在微粒間“架橋”，從而促進集聚。絮凝箱，就是提供絮凝的一種設備，提供容納液體的腔室，在液體中投加絮凝劑后，使液體中的懸浮物集聚沉淀。
澄清器是一種將水和凝聚劑等藥劑的快速混合、混凝、沉淀三種過程合一的裝置，本文中可以單指實現沉淀的過程的裝置，廢水在三聯箱中已經實現了與藥劑的混合和混凝過程。
在廢水處理過程中，調節沉淀池、三聯箱以及澄清器的底部都會有污泥的富集，為了防止管道的堵塞，更為了回收污泥，將其底部通過管道與污泥儲罐連通，并通過泵將污泥泵入污泥儲罐中。
第一泵和第二泵只是一個統稱，只是為了將污泥儲罐與調節沉淀池、三聯箱和澄清器之間的泵與污泥儲罐與脫硫塔之間的泵區別開，并不會對泵有任何其他的限制。如，污泥儲罐可以通過不同的泵分別與調節沉淀池、三聯箱和澄清器連接，也可以通過同一個泵與這三種結構連接，只要可以實現收集污泥的作用即可。優選為，污泥儲罐與以上設備之間都分別連接有一個泵，這樣更利于控制，但也會帶來成本上的提高。同樣，第一泵和第二泵可以為同一種類、同一型號的泵，也可以是不同種類、不同型號的泵。
污泥儲罐為一種常規的容納流體的容器，應包括殼體和由殼體包圍圍成的腔室，腔室內可用于容納水等流體。泵將各個設備底部的污泥泵入污泥儲罐的過程中，也會泵入較多的脫硫廢水，在污泥儲罐中形成污泥與脫硫廢水的混合物。由于污泥是需要回用到脫硫系統中的，所以應該保持污泥的勻質，簡單而有效的方法便是攪拌，通過施加機械作用力，將污泥儲罐中的污泥與水混合均勻，當然，此處的均勻為相對均勻。雖然曝氣也是一種勻質的手段，但是由于污泥的密度較大，容易發生沉降，曝氣的效果稍差。
為了適應不同的脫硫條件，可以控制污泥儲罐中的污泥與脫硫廢水的比例，即控制進入脫硫系統中的污泥的濃度。而污泥與脫硫廢水的比例則通過泵來調節，如，需要的污泥濃度大時，控制泵入較少的脫硫廢水，當需要的污泥的濃度小時，控制泵入較多的脫硫廢水。
優選的，所述中和箱與石灰加藥裝置連接。
中和箱，為調節待處理脫硫廢水的pH值，并沉淀脫硫廢水中部分離子的結構，脫硫廢水為酸性，所以需要向脫硫廢水中加入堿性物質，以使脫硫廢水接近中性。由于脫硫廢水中需要脫除鎂離子，以降低脫硫廢水的硬度，所以，需要控制脫硫廢水呈弱堿性。
基于投加的堿性物質的成本、操作安全，以及不引入更多的雜質考慮，堿性物質一般選擇為石灰。
其中，石灰加藥裝置至少應包括石灰盛放容器、連通石灰盛放容器與中和箱的管道、設置在管道上的提供動力的泵以及控制加藥量的流量計等結構，還可以設置控制系統，控制系統與泵、流量計以及設置在中和箱中的pH值傳感器連接，構成反饋調節，更容易實現石灰的自動化、精確化加入。
優選的，所述絮凝箱與絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置連接。
絮凝劑按照其化學成分總體可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩類，其中，無機絮凝劑又包括無機凝聚劑和無機高分子絮凝劑；有機絮凝劑又包括合成有機高分子絮凝劑、天然有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。
理論基礎是：“聚并”理論，絮凝劑主要是帶有正(負)電性的基團和水中帶有負(正)電性的難于分離的一些粒子或者顆粒相互靠近，降低其電勢，使其處于不穩定狀態，并利用其聚合性質使得這些顆粒集中，并通過物理或者化學方法分離出來。
助凝劑，為當單獨使用混凝劑不能取得預期效果時，需要投加某種輔助藥劑以提高混凝效果的藥劑。
本文中，絮凝劑和助凝劑配合使用，可以更快提高脫硫廢水中懸浮物的凝聚沉淀效果。絮凝劑為氯化硫酸鐵，助凝劑為聚丙烯酰胺，使水中的懸浮物成為絮狀物，并且易于沉淀，便于水和污泥的固液分離。
絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置與石灰加藥裝置在結構上可以是類似的，盛放容器、連通盛放容器與絮凝箱的管道、設置在管道上的提供動力的泵以及控制加藥量的流量計等結構，也可以增加控制系統，構成閉環控制。
優選的，所述清水箱與鹽酸加藥裝置連接。
由于在中和箱中已經將脫硫廢水的pH值調整到弱堿性，所以在清水箱中需要調節廢水的pH值到接近中性，進而投加酸性物質進行調節，而酸性物質的投加以不引入雜質離子為原則。
進一步優選的，所述清水箱的底部設置有曝氣器，曝氣器與設置在清水箱外側的曝氣風機連接。
曝氣是指人為通過適當設備向清水池中通入空氣，以達預期效果的目的。本文中的曝氣一方面通過增加脫硫廢水中的溶解氧，以降低脫硫廢水的COD的目的；另一方面，通過曝氣攪動脫硫廢水，使脫硫廢水中加入的鹽酸混合均勻，均衡水質，避免局部pH值過高或過低。曝氣器即為實現曝氣的結構，其應至少包括殼體，殼體圍成中空的腔室，殼體的開口處與風機連接，殼體上分布較多的通孔，風機將空氣輸送到腔室中，使空氣通過腔室中的通孔進入清水箱中。
清水池出水經樹脂軟化后進入反滲透膜濃縮+蒸發結晶系統，最終蒸餾水回用，結晶鹽外售處理。
反應箱、中和箱、絮凝箱分別配有反應箱攪拌器、中和箱攪拌器、絮凝箱攪拌器；反應箱、中和箱、絮凝箱的底部均通過管道與泵進口相連。雖然箱體內有攪拌裝置，但箱體局部仍有污泥沉積的現象，為避免污泥在箱體底部局部大量累積，影響水的自流，故三聯箱底部加有排泥管道，可以及時將污泥排出，避免污泥的積累，還便于維修。
優選的，所述污泥儲池中設置有攪拌器。
該處的攪拌器的作用是通過機械作用力將污泥與水混合均勻，為了達到更好的攪拌效果，優選為渦輪式攪拌器或旋槳式攪拌器。
優選的，所述調節沉淀池和澄清器的底部為錐形，錐形底部的最低端通過管道與污泥儲池連通。
該錐形的底部即為泥斗，便于收集污泥。
一種污泥回用的脫硫廢水零排放處理方法，包括如下步驟：
脫硫廢水依次通過停留沉淀、化學沉淀和絮凝澄清處理后進入調節水質、濃縮、結晶工序；將停留沉淀和化學沉淀過程中產生的污泥收集、攪拌均質后，投放到脫硫塔中作為脫硫劑進行脫硫，得到脫硫石膏。
優選的，所述停留沉淀步驟中，脫硫廢水停留的時間大于6h。
優選的，所述化學沉淀包括如下步驟：首先向脫硫廢水中投加有機硫，脫除重金屬離子；然后向脫硫廢水中投加石灰乳，調節脫硫廢水的pH值，并沉淀部分鹽離子。
進一步優選的，所述有機硫為TMT-15(三巰基三嗪三鈉鹽)。
進一步優選的，向脫硫廢水中投加石灰乳，調節脫硫廢水的pH值至9.5-10。
優選的，所述化學沉淀還包括向脫硫廢水中投加絮凝劑和助凝劑，使水中的懸浮物成為絮狀物并易于沉淀的步驟。
優選的，所述調節水質的方法，包括如下步驟：向澄清后的脫硫廢水中投加鹽酸，調節脫硫廢水的pH值為6-9，并向脫硫廢水中曝氣，均衡水質，并降低脫硫廢水中的COD。
進一步優選的，所述曝氣的氣水體積比為15-20:1。
本發明的有益效果是：
1、調節沉淀池均衡水質，避免了水質波動較大造成的后續處理效果不穩定。將脫硫廢水原有的懸浮物和反應生成的沉淀分開沉淀，降低脫硫廢水在三聯箱自流過程中的含固量，避免堵塞。三聯箱底部設有排泥管道，可以有效避免箱體局部污堵的現象。
2、通過改變加藥順序，改變重金屬沉淀物的性質，使其可以返回脫硫系統時不被重新溶解。
3、澄清水池采用曝氣方式均衡水質，均衡水質和降低COD同時進行，降低投資成本和運行費用。
4、脫硫廢水處理過程中的污泥實現了完全回用，避免污泥作為危廢處置的費用，降低運行成本，實現了廢物資源化利用。
附圖說明
圖1是本發明的脫硫廢水處理流程圖
其中：1、調節沉淀池，2、提升泵，3、有機硫加藥裝置，4、反應箱，5、反應箱攪拌器，6、石灰加藥裝置，7、中和箱攪拌器，8、中和箱，9、絮凝劑加藥裝置，10、絮凝沉淀箱攪拌器，11、絮凝箱，12、助凝劑加藥裝置，13、澄清器，14、鹽酸加藥裝置，15、清水池，16、曝氣器，17、曝氣風機，18、排泥泵，19、污泥儲池攪拌器，20、污泥儲池，21、污泥回用泵，22、脫硫塔，23、樹脂軟化裝置，24、反滲透裝置，25、蒸發器。
具體實施方式
下面結合本發明實例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清除、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
以下結合附圖和實施例對本發明作進一步地詳細描述，其具體工藝如下：
(1)脫硫系統排出的脫硫廢水進入調節沉淀池1，為均衡水質，避免水質波動較大，水力停留時間應大于6h。固體懸浮物由于重力作用沉淀進入泥斗，泥斗中的污泥由排泥泵18送至污泥儲池20，排泥泵18為螺桿泵，泵材質為雙相鋼，耐磨和耐氯離子腐蝕。
(2)調節沉淀池1上層清液經提升泵2送至反應箱4，通過有機硫加藥裝置3向反應箱中加入有機硫，沉淀水中的重金屬離子。
(3)反應箱4的出水自流進入中和箱8，通過石灰加藥裝置6向中和箱8中加入石灰乳，將脫硫廢水pH調至9.5～10，中和脫硫廢水的酸性和碳酸氫根，除去鎂離子，降低水的硬度。用于檢測水pH的傳感器應位于進水口的底部，更及時監測水質pH的變化。中和藥劑優先選用10％濃度的石灰乳，當脫硫廢水中硫酸根濃度低于2000mg/L時，可以選用氫氧化鈉作為中和藥劑。
(4)中和箱8的出水自流進入絮凝箱11，通過絮凝劑加藥裝置9和助凝劑加藥裝置12向絮凝箱11中分別加入絮凝劑氯化硫酸鐵和助凝劑聚丙烯酰胺，使水中的懸浮物成為絮狀物并且易于沉淀，便于水和污泥的固液分離。絮凝劑的加藥口應靠近進水口位置，助凝劑加藥口位于絮凝箱11的中間位置。
(5)絮凝箱11的出水自流進入澄清器13，澄清器13利用重力沉降原理，懸浮物沉降進入泥斗，泥斗中的污泥由排泥泵18送至污泥儲池20。澄清水從周圍溢流堰流出進入清水池15。澄清器13的水力停留時間以2～4h為宜，便于污泥充分沉降，底部設有排泥管道。
(6)清水池15的進口接鹽酸加藥裝置14，將水質pH調至6～9。清水池15底部安裝有曝氣器16，通過曝氣風機17曝氣降低脫硫廢水的COD，曝氣可以均衡水質，避免局部pH過高或過低。鹽酸加藥口靠近進水口，澄清池15中用于檢測水pH的傳感器應位于進水口的底部，更及時監測水質pH的變化。清水池15的水力停留時間以2～4h為宜，氣水比為15:1，便于COD被充分氧化。清水池出水經樹脂軟化裝置23軟化后進入反滲透裝置24濃縮，最后進入蒸發器25蒸發結晶，最終蒸餾水回用，結晶鹽外售處理。
(7)污泥儲池20的中安裝有污泥儲存池攪拌器19，避免污泥沉降。污泥主要成分是硫酸鈣和氫氧化鈣、氫氧化鎂，將污泥作為脫硫劑通過污泥回用泵21回用至脫硫塔22，污泥回用泵21選用螺桿泵。
其中反應箱4、中和箱8、絮凝箱11分別配有反應箱攪拌器5、中和箱攪拌器7、絮凝箱攪拌器10；所述反應箱4、中和箱8、絮凝箱11的底部均通過管道與排泥泵18進口相連。避免污泥在箱體底部大量累積，影響水的自流。
其中污泥儲池20配有污泥儲池攪拌器19，攪拌速率80r/min。污泥回用泵21將污泥儲池20中的污泥回流到脫硫塔22，污泥回用泵21選用螺桿泵。
以一實際工程為例，該電廠脫硫廢水水量為10t/h，水質部分參數如下：pH 5.5，COD280mg/L，硫酸鹽8940mg/L，鈣1450mg/L，鎂6211mg/L，鐵6.38mg/L，鋅1.02mg/L，砷5.70mg/L，汞4.61mg/L，鎘0.16mg/L，鉛痕量，鎳1.99mg/L，鉻4.33mg/L。
廢水首先進入調節沉淀池，經6h沉淀處理后，污泥進入污泥儲池，上清液依次經過反應箱、中和箱、絮凝箱，通過投加有機硫沉淀重金屬離子，加入石灰乳調pH至9.6左右，加入絮凝劑和助凝劑使污泥顆粒變大利于沉淀。水中的重金屬沉淀為有機金屬化合物，硫酸鹽和鎂離子生成硫酸鈣和氫氧化鎂沉淀，絮凝箱出水進入澄清器，由于重力作用，污泥進入泥斗，最終進入污泥儲池，污泥儲池中的污泥最終作為脫硫劑回流至脫硫系統。
清水溢流進入清水池，通過加入鹽酸調pH至6～9，通過曝氣作用將廢水COD降至60以內，氣水比為15：1。清水池出水經樹脂軟化后進入反滲透膜濃縮+蒸發結晶系統，最終蒸餾水回用，結晶鹽外售處理。
整個脫硫廢水處理過程較常規工藝多加入的有機硫量為53mg/L，有機硫以單價8000元/t計，較常規工藝多投加的有機硫合計人民幣4.24元/h。過程中回用污泥量為0.2t/h，如污泥外售處理，按處理費2000元/t計，需處理費用400元/h。可見，本發明的方法經濟效益十分明顯，而且不會對環境造成污染。
上述雖然結合附圖對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對發明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍內。