本實用新型涉及廢水處理技術領域，尤其涉及脫硫廢水零排放處理。
背景技術：
隨著我國工業的迅速發展，電力需求迅猛增長，而燃煤發電是我國現階段的主要發電方式，據中電聯節能環保分會發布的行業數據截至2015年8月我國火電發電量約占總發電量的73.3％。煤燃燒產生大量的污染物，為了滿足國家的煙氣治理力度，大部分火電廠都配置了脫硫系統，在眾多脫硫技術中，石灰石--石膏濕法煙氣脫硫技術憑借著技術成熟脫硫效率高、適用煤種廣、對鍋爐負荷變化適應性強、吸收劑原材料便宜、副產物可回用等優勢，成為火電廠脫硫工藝的首選。
為了維持脫硫系統的正常運行，防止脫硫系統材料腐蝕，需通過外排一部分脫硫廢水來維持漿液中氯離子在一定的濃度。脫硫廢水pH在4.5～6.5，并含有大量SO42-、懸浮固體顆粒、重金屬離子等，腐蝕性強、處理難度大。隨著2015年4月頒布的《水污染防治行動計劃》正式實施，電力企業在資源約束與排放限值方面的壓力陡然上升，加快落實深度節水和廢水零排放已成為必然選擇。而脫硫廢水的有效處理是制約燃煤電廠廢水零排放的關鍵所在，實現脫硫廢水零排放的需求尤為迫切。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種基于旁路煙道蒸發的脫硫廢水零排放處理系統，包括二級沉淀預處理系統、雙膜法濃縮減量系統、旁路煙道蒸發系統；所述二級沉淀預處理系統包括集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池和固液分離器；所述集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池依次連接；所述一級澄清器和所述二級澄清器均與所述固液分離器相連接；所述一級絮凝池中加有石灰乳、液堿、PAC、PAM，所述二級絮凝池中加有Na2CO3、PAC和PAM，所述第一水池的PH值為中性；脫硫廢水經所述二級沉淀預處理系統處理后進入所述雙膜法濃縮減量系統，經所述雙膜法濃縮減量系統處理后引入所述旁路煙道蒸發系統，所述旁路煙道蒸發系統設有氣固分離裝置。
進一步的，所述一級絮凝池的pH值在9～11。
進一步的，各絮凝池中均設有加藥管道、攪拌器、溢流管，所述溢流管設在各絮凝池頂部，保證其充分反應后溢流至下一道工序，所述加藥管道和所述攪拌器分別設在各絮凝池底部。
進一步的，所述澄清器包括斜板澄清器、旋流澄清器、氣浮澄清器，所述固液分離器包括板框壓濾器、帶式壓濾器。
進一步的，根據水質的不同，通過實驗確定所述石灰乳、液堿、CaCO3的加入量，所述PAC濃度為80～120ppm，所述PAM的濃度為5～15ppm，以達到在去除硫酸根離子、鎂離子的同時又不引入大量的鈣離子，降低二級沉淀藥劑成本。
進一步的，所述雙膜法濃縮減量系統包括多介質過濾機、第二水池、超濾系統、第三水池、反滲透系統、產水箱和濃水箱，所述多介質過濾機、第二水池、超濾系統、第三水池、反滲透系統、產水箱依次相連接；所述多介質過濾機和所述超濾系統分別與所述二級沉淀預處理系統的集水池相連接；所述多介質過濾機和所述超濾系統用于去除脫硫廢水中的固體微粒雜質，降低廢水濁度，經超濾系統處理后的廢水SDI<3，達到反滲透膜進水水質要求；所述多介質過濾機和所述超濾系統處理后的脫硫廢水進入所述反滲透膜系統；所述反滲透膜系統采用海水淡化膜，其系統回收脫鹽率≥97％，系統回收率≥60％；經海水淡化膜處理后的脫硫廢水回收后分成兩股分別是淡水和濃水，其中60％的淡水用于補充脫硫工藝用水，40％的濃水流入所述旁路煙道蒸發系統，減小進入旁路煙道的水量負荷，保障其穩定運行；若機組運行負荷進行調整，40％的濃水不能完全蒸發的情況下，一部分濃水可循環再次進入反滲透系統。
進一步的，所述旁煙道蒸發系統包括蒸發管、氣固分離裝置、SCR與空預器間煙道、除塵器，所述SCR與空預器間煙道含有煙氣，將所述煙氣引入所述蒸發管，所述蒸發管設有入口、雙流體霧化高效噴頭、空壓機、電動隔離擋板、電動調節擋板、出口，所述入口與所述SCR與空預器間煙道連接，所述出口與所述氣固分離裝置連接，所述氣固分離裝置與所述除塵器連接；所述濃水經廢水管道輸送至所述雙流體霧化高效噴頭，通過所述空壓機調節氣液比控制霧化液滴粒徑在40～60um，所述蒸發管內煙氣溫度在330～350℃時為高溫煙氣，所述霧化液滴與所述高溫煙氣在蒸發管內混合，在不斷傳質、傳熱過程中實現高效蒸發；所述霧化液滴含有鹽類物質，所述鹽類物質在蒸發過程中析出，析出的鹽類物質被所述氣固分離器捕集，經所述氣固分離器分離后的煙氣進入除塵器；所述電動隔離擋板在蒸發管發生故障時可起到隔離作用，且對鍋爐的穩定運行無負面影響，根據需要通過所述電動擋板調節進入旁路煙道的高溫煙氣流量，實現廢水的高效蒸發。
進一步的，所述蒸發管入口和出口分別設有溫度計、濕度計、流量計和傳感器，所述傳感器連接一計算機，通過計算機實現在線監測蒸發效果，根據需要通過電動擋板調節進入旁路煙道的高溫煙氣流量，實現廢水的高效蒸發。
進一步的，所述氣固分離裝置包括布袋除塵器、靜電除塵器、旋風除塵器。
進一步的，所述氣固分離裝置將蒸發出的高鹽顆粒單獨收集用作公路建筑材料，避免對粉煤灰品質的影響。
本實用新型通過將二級沉淀預處理系統、雙膜法濃縮減量系統、旁路煙道蒸發系統這幾個合理排布利用，達到了工藝工藝流程簡單、操作方便，占地面積小、基建成本低，節省脫硫工藝用水；其中，二級沉淀預處理系統可高效去除懸浮固體顆粒、重金屬、SO42-等，并對水質進行充分軟化，降低了濃縮減量系統中膜結垢的風險；雙膜法濃縮減量系統有效降低了進入旁路煙道系統的水量負荷，減小對鍋爐效率的影響；旁路煙道利用高溫煙氣，節省能耗，有效降低運行成本并實現真正意義上的脫硫廢水零排放；同時通過隔離擋板實現其與鍋爐主體的隔離，通過調節擋板調節進入旁路煙道的高溫煙氣流量，在實現廢水高效蒸發的同時，保障了鍋爐的運行穩定性；通過氣固分離裝置將蒸發出的高鹽顆粒單獨收集利用，避免了對粉煤灰品質的影響。
附圖說明
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。
圖1是實用新型的的脫硫廢水零排放處理系統的整體結構示意圖。
具體實施方式
請參閱圖1，是作為本實用新型的最佳實施例的一種基于旁路煙道蒸發的脫硫廢水零排放處理系統，包括二級沉淀預處理系統、雙膜法濃縮減量系統、旁路煙道蒸發系統；所述二級沉淀預處理系統包括集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池和固液分離器；所述集水池、一級絮凝池、一級澄清器、二級絮凝池、二級澄清器、第一水池依次連接；所述一級澄清器和所述二級澄清器均與所述固液分離器相連接，所述一級絮凝池包括石灰乳、液堿、PAC、PAM，所述二級絮凝池包括Na2CO3、PAC和PAM；脫硫廢水經所述二級沉淀預處理系統處理后進入所述雙膜法濃縮減量系統，經所述雙膜法濃縮減量系統處理后引入所述旁路煙道蒸發系統，所述旁路煙道蒸發系統設有氣固分離裝置。
各絮凝池中均設有加藥管道、攪拌器、溢流管，所述溢流管設在各絮凝池頂部，保證其充分反應后溢流至下一道工序，所述加藥管道和所述攪拌器分別設在各絮凝池底部；所述澄清器包括斜板澄清器、旋流澄清器、氣浮澄清器，所述固液分離器包括板框壓濾器、帶式壓濾器。
雙膜法濃縮減量系統包括多介質過濾機、第二水池、超濾系統、第三水池、反滲透系統、產水箱和濃水箱；所述多介質過濾機、第二水池、超濾系統、第三水池、反滲透系統、產水箱依次相連接；所述多介質過濾機和所述超濾系統分別與所述二級沉淀預處理系統的集水池相連接；所述多介質過濾機和所述超濾系統用于去除脫硫廢水中的固體微粒雜質，降低廢水濁度，經超濾系統處理后的廢水SDI<3,達到反滲透膜進水水質要求。
旁煙道蒸發系統包括蒸發管、氣固分離裝置、SCR與空預器間煙道、除塵器，所述SCR與空預器間煙道含有煙氣，將所述煙氣引入所述蒸發管，所述蒸發管設有入口、雙流體霧化高效噴頭、空壓機、電動隔離擋板、電動調節擋板、出口，所述入口與所述SCR與空預器間煙道連接，出口與所述氣固分離裝置連接，所述氣固分離裝置與所述除塵器連接；所述濃水經廢水管道輸送至所述雙流體霧化高效噴頭，通過所述空壓機調節氣液比控制霧化液滴粒徑在40～60um，所述蒸發管內煙氣溫度在330～350℃時為高溫煙氣，所述霧化液滴與所述高溫煙氣在蒸發管內混合，在不斷傳質、傳熱過程中實現高效蒸發；所述霧化液滴含有鹽類物質，所述鹽類物質在蒸發過程中析出，析出的鹽類物質被所述氣固分離器捕集，經所述氣固分離器分離后的煙氣進入除塵器；所述電動隔離擋板在蒸發管發生故障時可起到隔離作用，且對鍋爐的穩定運行無負面影響，根據需要通過所述電動擋板調節進入旁路煙道的高溫煙氣流量，實現廢水的高效蒸發。所述氣固分離裝置包括布袋除塵器、靜電除塵器、旋風除塵器，所述氣固分離裝置將高鹽顆粒單獨收集，用作公路建筑材料，避免對粉煤灰品質的影響。
在蒸發管的入口和出口分別設有溫度計、濕度計、流量計和傳感器，所述傳感器連接一計算機，通過計算機實現在線監測蒸發效果，根據需要通過電動擋板調節進入旁路煙道的高溫煙氣流量，實現廢水的高效蒸發。
下面以某電廠脫硫廢水水質(表1)處理為例對本實用新型做進一步的詳細說明。
表1某電廠脫硫廢水水質
脫硫廢水經收集后進入兩級沉淀預處理系統，通過加藥系統在一級絮凝池中加入石灰乳、液堿和PAC，pH值控制在9～11之間，以去除懸浮物、重金屬、硫酸根離子、鎂離子等，在二級絮凝池中加入Na2CO3、PAC和PAM，以去除水中的鈣、鎂離子，實現廢水的充分軟化，絮凝后的絡合物、沉淀物、以及SS形成的大顆粒物質經澄清器澄清后出水，澄清器底部污泥經收集后通過固液分離器分離，污泥滲濾液可回流至所述集水池。
一級絮凝池中的石灰乳和液堿的加入量通過燒杯實驗確定，針對工況一水質，石灰加藥量為12g/L，氫氧化鈉加藥量為10g/L，碳酸鈉加藥量為8g/L，PAC的加藥量為80mg/L,PAM的加藥量為5mg/L，藥劑成本為42元/噸；針對工況二水質，石灰加藥量為3g/L，氫氧化鈉加藥量為12g/L，碳酸鈉加藥量為2.7g/L，PAC的加藥量為100mg/L,PAM的加藥量為10mg/L,藥劑成本為39元/噸；針對工況三水質，石灰加藥量為10g/L，氫氧化鈉加藥量為14g/L，碳酸鈉加藥量為4.8g/L，PAC的加藥量為120mg/L,PAM的加藥量為15mg/L,藥劑成本為55元/噸；經二級沉淀預處理的出水水質滿足，Ca2+含量低于250mg/L，Mg2+含量低于50mg/L，SO42-含量約為5000mg/L～6000mg/L。
將工況三水質的二級沉淀預處理出水用鹽酸回調至PH至中性后，引入雙膜法濃縮減量系統，超濾進水水質如表2。
表2超濾進水水質
超濾膜在通量為15L/m2·h，壓力為6.1kPa～6.5kPa，連續運行8h，設備運行正常，超濾出水濁度在0.09NTU～0.18NTU之間，原水濁度為0.83NTU，超濾膜對濁度的去除率＞78％。對超濾產水SDI進行測定，SDI＝2.33，達到反滲透膜進水水質要求。超濾膜元件運行8h后滲透系數從初始值0.00212m/Pa·s下降至0.00205m/Pa·s，下降幅度僅為3.28％，表明超濾膜未被污堵，可長時間運行而無需清洗或只需簡單地用清水反洗。
進一步地，將超濾出水引入反滲透系統，通過調節高壓泵頻率、濃水排放流量、濃水循環流量等參數，控制反滲透系統回收率56％，膜通量17.1L/m2·h，待反滲透系統運行穩定后，連續運行96h，系統運行壓力保持在6.58～6.61Mpa之間，跨膜壓差在12.1～12.4kPa之間，壓差的波動幅度較小，反滲透系統脫鹽率為97.1％，單支膜的脫鹽率為99.8％，脫鹽效果較好。產水中未檢出Ca2+，且濃水側Ca2+含量波動幅度較小，說明沒有明顯的CaSO4結垢現象產生。產水中TOC含量很低，在0.14mg/L～0.52mg/L之間，濃水側TOC含量波動幅度較小，在35mg/L～37mg/L之間，說明反滲透膜沒有發生明顯的有機物污堵。
以發電機組為2×350MW，蒸發管直徑900mm為例，煙氣流速控制在3～5m/s范圍，蒸發2t/h的脫硫廢水需要引出340℃的高溫煙氣19000Nm3/h，抽取該大小的煙氣后，空預器出口排煙溫度降低4℃，空預器出口熱一次風溫度降低3℃，空預器出口熱二次風溫度降低2℃，僅使鍋爐熱效降低0.1％。
綜上所述，本實用新型的通過將二級沉淀預處理系統、雙膜法濃縮減量系統、旁路煙道蒸發系統、除塵設備這幾個合理排布利用，達到了工藝工藝流程簡單、操作方便，占地面積小、基建成本低，節省脫硫工藝用水；其中，二級沉淀預處理系統可高效去除懸浮固體顆粒、重金屬、SO42-等，并對水質進行充分軟化，降低了濃縮減量系統中膜結垢的風險；雙膜法濃縮減量系統有效降低了進入旁路煙道系統的水量負荷，減小對鍋爐效率的影響；旁路煙道利用高溫煙氣，節省能耗，有效降低運行成本并實現真正意義上的脫硫廢水零排放；同時通過隔離擋板實現其與鍋爐主體的隔離，通過調節擋板調節進入旁路煙道的高溫煙氣流量，在實現廢水高效蒸發的同時，保障了鍋爐的運行穩定性；氣固分離裝置將高鹽顆粒單獨收集，用作公路建筑材料，保障粉煤灰的品質。
上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在實用新型的保護范圍之內。