本發明涉及廢水處理領域，具體是一種脫硫廢水零排放處理工藝。
背景技術：
脫硫廢水主要是鍋爐煙氣濕法脫硫(石灰石-石膏法或鎂法)過程中吸收塔的排放水。為了維持脫硫裝置漿液循環系統物質的平衡，防止煙氣中可溶部分即氯離子濃度超過規定值和保證石膏質量，必須從系統中排放一定量的廢水，廢水主要來自石膏脫水和清洗系統。廢水中含有的雜質主要包括懸浮物、過飽和的亞硫酸鹽、硫酸鹽、氯離子以及重金屬離子，呈酸性，其中很多是國家環保標準中要求嚴格控制的第一類污染物。
目前脫硫廢水的常規處理方法是化學沉淀法，一般由調節池、三聯箱(中和箱、反應箱、絮凝箱合稱為三聯箱)、澄清池、清水池、污泥處理裝置和加藥裝置六部分組成。
主要原理：在中和箱中，廢水的pH值采用投加氫氧化鈣的方式進行調節，使廢水呈堿性(pH值為9～10)，此過程中大部分重金屬形成微溶的氫氧化物從廢水中沉淀出來。在中和箱中不能以氫氧化物沉淀的重金屬，在反應箱中通過投加有機硫藥液，使殘余的重金屬與有機硫化物形成微溶的化合物，以固體的形式沉淀出來，并加入絮凝劑使水中的懸浮物、沉淀物形成易于沉降的大顆粒絮凝物。在絮凝箱中通過投加助凝劑，加速、加快懸浮物、沉淀物絮凝，提高絮凝效果。通過以上的加藥及攪拌，在三聯箱出水后，廢水就可以進入澄清濃縮池進行泥水的分離。
該工藝可以對脫硫廢水中大部分重金屬、懸浮物、化學需氧量等污染物進行去除。在實際運行中，由于煤質的變化，通常導致脫硫廢水污染物成分復雜多樣，水質水量不穩定，且由于在線儀表顯示的滯后性，導致藥品量不能準確投加，因此三聯箱系統很難保證穩定運行，出水水質無法保障。即使三聯箱系統穩定運行，由于該系統無法去除廢水中的溶解鹽分，難以回收利用。隨著國家環保要求的不斷提高和排放要求的日益嚴格，我國很多省份（如山東省）的地方排放標準中對全鹽量增加了指標限值。脫硫廢水經三聯箱工藝處理后，一般全鹽量在1%（10000mg/L）以上，排放標準對全鹽量的限值為1600mg/L，常規處理工藝已經無法滿足法規要求。
當前國內已有的脫硫廢的零排放工藝有：
1）化學加藥軟化工藝+微濾+鈉離子交換器+超濾+納濾+海淡膜，海淡膜產水回用。微濾、超濾濃水經壓濾機脫水，產生固體廢物外運處理，濾液重新進入系統處理。納濾濃水經冷凍脫硝工藝處理，產生十水合硫酸鈉晶體。海淡膜濃水通過蒸發，產生可回用的淡水和濃鹽水，濃鹽水再經蒸發器、離心機、干燥機處理，得到結晶鹽。
該工藝的缺點包括：工藝流程冗長，設備多，系統對操作和控制要求高；鈉離子交換器再生產生大量的含鹽廢水，雖然經系統處理，回收的氯化鈉結晶鹽可用于鈉離子交換樹脂的再生，但樹脂再生廢水在系統中的循環處理，增大了系統處理負荷，增加了膜組件的數量，使系統投資增多；冷凍脫硝工藝還不成熟，對設計操作、材料選擇要求嚴格，運行不穩定；海淡膜能將濃水含鹽量由1%濃縮至5%左右，系統產生的濃水較多，蒸發投資較高；卷式膜抗污染能力差，系統易污堵。
2）另一種零排放工藝系統包括煙道加熱器、蒸發器和換熱器，系統利用火電廠煙道余熱，將脫硫廢水溫度加熱后，進入蒸發器進行真空閃蒸，蒸發后的含鹽產物直接排入脫硫石膏庫，蒸出水回用。
該工藝的缺點包括：脫硫廢水含鹽量高，腐蝕性大，對煙道換熱器材質要求高；脫硫廢水硬度高，高溫下容易結垢，影響煙道換熱器的傳熱效率；該系統利用了煙道余溫，鍋爐系統排煙溫度過低，容易對煙道形成酸腐蝕，增大排煙阻力；系統的重金屬和雜質富集于蒸發后的含鹽漿液中，進入脫硫石膏庫后，對脫硫系統石膏質量造成影響。
有鑒于此，需要開發一種高效的脫硫廢水零排放處理工藝。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種脫硫廢水零排放處理工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種脫硫廢水零排放處理工藝，包括依次相連的調節曝氣池、中和箱、反應箱、絮凝箱、澄清箱、高效纖維過濾器、中間水箱、高壓平板膜系統和蒸發器，處理步驟如下：
1）脫硫廢水進入調節曝氣池內，經調節水量、均衡水質后，被泵送入中和箱內；
2）向中和箱內添加氫氧化鈣懸濁液，調節中和箱內的廢水呈堿性，以將大部分重金屬以微溶的氫氧化物的形式從沸水中沉淀下來，經過中和箱處理后的廢水進入反應箱內；
3）向反應箱內添加TMT15有機硫藥液，廢水中的Pb2+、Hg2+與TMT15有機硫藥液反應形成難溶的硫化物并沉積下來，經過反應箱處理后的廢水進入絮凝箱內；
4）向絮凝箱內添加絮凝劑FeClSO4，絮凝劑FeClSO4使廢水中的許多細小而分散的顆粒和膠體物質凝聚成大顆粒而沉積下來，與此同時，向絮凝箱內添加純堿碳酸鈉，使廢水中的鈣鎂離子形成碳酸鹽沉淀，以調節廢水的硬度，經過絮凝箱處理后的廢水溢流進入澄清箱；
5）在絮凝箱的出口端添加作為助凝劑的陽離子高分子聚合電解質PAM，陽離子高分子聚合電解質PAM隨廢水流入澄清箱；
6）廢水在澄清箱內沉淀分層，上層的上清液送入高效纖維過濾器，下層的污泥大部分送入壓濾機內，小部分送入澄清箱，污泥被壓濾機脫水處理后產生泥餅和壓濾液，泥餅外運處置，壓濾液送入中和箱內；
7）高效纖維過濾器去除廢水中的粒徑大于5微米的雜質，并將處理后的廢水送入中間水箱貯存；
8）中間水箱內的廢水經柱塞泵加壓后被送入高壓平板膜系統，高壓平板膜系統對廢水進行處理，獲得的產水送入產水箱內暫存，獲得的濃水送入蒸發器；
9）蒸發器對濃水進行蒸發，獲得結晶鹽和蒸出水，蒸出水送入產水箱內。
作為本發明進一步的方案：所述中和箱、反應箱和絮凝箱組成三聯箱，且三聯箱的材質為玻璃鋼，中和箱、反應箱和絮凝箱頂部均設置有攪拌機和投藥口。
作為本發明再進一步的方案：步驟2）中調節中和箱內的廢水PH為9.0～9.5。
作為本發明再進一步的方案：所述澄清箱內設置有攪拌機和刮泥機。
作為本發明再進一步的方案：所述高壓平板膜系統采用反滲透膜組件。
作為本發明再進一步的方案：所述高壓平板膜系統的壓力為90bar、160bar或200bar。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
1）三聯箱選用玻璃鋼材質。傳統的三聯箱箱體采用碳鋼板焊接而成，容易老化、生銹，內部防腐結構易脫離，且不利于清洗和檢修。玻璃鋼化學性質穩定，機械強度高，耐腐蝕，箱內不需要另做防腐處理。
2）本技術方案采用高壓平板膜系統作為脫鹽的核心處理單元。該膜元件對全鹽量的去除率達到99%以上，濃水含鹽量可達15%，極大地降低濃縮液的體積，濃水產生量是海淡膜系統的三分之一。
3）由于高壓平板膜系統對廢水的濃縮作用，大大降低后續的蒸發量，降低整體工藝的投資和運行費用。
4）所述高壓平板膜組件具有耐高壓、抗污染和使用壽命長的特性，能夠對脫硫廢水中的COD、鹽分、氨氮等污染物同時進行去除。高壓平板膜元件采用特殊改性的反滲透膜片，膜分離功能層更厚、電負性更低、膜表面更光滑、親水效果更好，具有更強的抗污染和耐高壓性能。相比傳統膜片，具有更長的使用壽命。該膜元件采用更寬的流體通道（2.5mm），雷諾數>2500具有更優異的流體湍流效果，膜片自清洗效果更好，壓力損耗低（0.1～0.2bar/m2）。
4）所述高壓平板膜系統采用電動針型閥進行系統壓力控制，針型閥比其他類型的閥門能夠耐受更大的壓力，密封性能好，且精度更高。
5）所述高壓平板膜組件采用標準化設計，易于拆卸維護，打開組件可以輕松檢查維護任何一片過濾膜片及其它部件，維修簡單；組件內部任何單個部件均允許單獨更換。過濾部分由多個過濾膜片及導流盤裝配而成，當膜片需要更換時可進行單個更換，對于過濾性能好的膜片仍可繼續使用，最大程度降低膜片更換成本。
6）本技術方案可實現全自動化控制，系統易于維護，減少人力成本。
7）建設周期短，調試、啟動迅速。高壓平板膜系統的建設主要為機械加工，規模很小，建設速度快。設備運抵現場后只需兩周左右的時間安裝調試工作就可完成。
8）占地面積小。高壓平板膜系統為集成式安裝，附屬構筑物及設施也是一些小型構筑物，占地面積很小。
9）濃縮倍數高，產水率高達93.3%。
附圖說明
圖1為脫硫廢水零排放處理工藝的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合具體實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。
請參閱圖1，一種脫硫廢水零排放處理工藝，包括依次相連的調節曝氣池、中和箱、反應箱、絮凝箱、澄清箱、高效纖維過濾器、中間水箱、高壓平板膜系統和蒸發器，處理步驟如下：
1）脫硫廢水進入調節曝氣池內，經調節水量、均衡水質后，被泵送入中和箱內；
2）向中和箱內添加氫氧化鈣懸濁液，調節中和箱內的廢水呈堿性，以將大部分重金屬以微溶的氫氧化物的形式從沸水中沉淀下來，經過中和箱處理后的廢水進入反應箱內，一般情況下3價重金屬離子比2價離子更容易沉淀，當pH值達到9.0～9.5時，大多數重金屬離子均形成了難溶氫氧化物，同時氫氧化鈣懸濁液中的Ca2+還能與廢水中的部分F-反應，生成難溶的CaF2；與As3+絡合生成Ca(AsO3)2等難溶物質；
3）向反應箱內添加TMT15有機硫藥液，廢水中的Pb2+、Hg2+與TMT15有機硫藥液反應形成難溶的硫化物并沉積下來，經過反應箱處理后的廢水進入絮凝箱內；
4）向絮凝箱內添加絮凝劑FeClSO4，絮凝劑FeClSO4使廢水中的許多細小而分散的顆粒和膠體物質凝聚成大顆粒而沉積下來，與此同時，向絮凝箱內添加純堿碳酸鈉，使廢水中的鈣鎂離子形成碳酸鹽沉淀，以調節廢水的硬度，經過絮凝箱處理后的廢水溢流進入澄清箱；
5）在絮凝箱的出口端添加作為助凝劑的陽離子高分子聚合電解質PAM，陽離子高分子聚合電解質PAM隨廢水流入澄清箱，作為助凝劑的陽離子高分子聚合電解質PAM能夠降低顆粒的表面張力，強化顆粒的長大過程，進一步促進氫氧化物和硫化物的沉淀，使細小的絮凝物慢慢變成更大、更容易沉積的絮狀物，同時脫硫廢水中的懸浮物也沉降下來；
6）廢水在澄清箱內沉淀分層，上層的上清液送入高效纖維過濾器，下層的污泥大部分送入壓濾機內，小部分送入澄清箱，作為接觸污泥提供沉淀所需的晶核，污泥被壓濾機脫水處理后產生泥餅和壓濾液，泥餅外運處置，壓濾液送入中和箱內，以繼續進行處理，所述澄清箱內設置有攪拌機和刮泥機；
7）高效纖維過濾器去除廢水中的粒徑大于5微米的雜質，并將處理后的廢水送入中間水箱貯存；
8）中間水箱內的廢水經柱塞泵加壓后被送入高壓平板膜系統，高壓平板膜系統對廢水進行處理，獲得的產水送入產水箱內暫存，產水達到回用標準，能夠作為回用水，獲得的濃水送入蒸發器，其中，優選的，所述高壓平板膜系統采用反滲透膜組件，所述高壓平板膜系統的壓力為90bar、160bar或200bar；
9）蒸發器對濃水進行蒸發，獲得結晶鹽和蒸出水，蒸出水送入產水箱內，蒸出水水質滿足回用標準，能夠作為回用水，產生的結晶鹽主要成分為氯化鈉和微量硫酸鈉，可以作為工業鹽出售。
所述中和箱、反應箱和絮凝箱組成三聯箱，且三聯箱的材質為玻璃鋼，中和箱、反應箱和絮凝箱頂部均設置有攪拌機和投藥口。
所述高壓平板膜系統，廢水通過膜芯與高壓容器的間隙到達膜元件底部，均勻布流進入導流盤，在導流盤表面以雷達掃描方式流動，從投幣式切口進入下一組導流盤和膜片，在整個膜柱內呈渦流狀流動，產水通過中心管排出膜元件。導流盤特殊的力學設計使液體流經遇凸點碰撞時形成湍流，增加自清洗功能，有效避免膜堵塞和濃差極化現象，延長膜片的使用壽命；清洗時也容易將膜片上的積垢洗凈，更加耐污染。所述高壓平板膜系統采用電動針型閥進行系統壓力控制。
本發明的有益效果如下：
1）三聯箱選用玻璃鋼材質。傳統的三聯箱箱體采用碳鋼板焊接而成，容易老化、生銹，內部防腐結構易脫離，且不利于清洗和檢修。玻璃鋼化學性質穩定，機械強度高，耐腐蝕，箱內不需要另做防腐處理。
2）本技術方案采用高壓平板膜系統作為脫鹽的核心處理單元。該膜元件對全鹽量的去除率達到99%以上，濃水含鹽量可達15%，極大地降低濃縮液的體積，濃水產生量是海淡膜系統的三分之一。
3）由于高壓平板膜系統對廢水的濃縮作用，大大降低后續的蒸發量，降低整體工藝的投資和運行費用。
4）所述高壓平板膜組件具有耐高壓、抗污染和使用壽命長的特性，能夠對脫硫廢水中的COD、鹽分、氨氮等污染物同時進行去除。高壓平板膜元件采用特殊改性的反滲透膜片，膜分離功能層更厚、電負性更低、膜表面更光滑、親水效果更好，具有更強的抗污染和耐高壓性能。相比傳統膜片，具有更長的使用壽命。該膜元件采用更寬的流體通道（2.5mm），雷諾數>2500具有更優異的流體湍流效果，膜片自清洗效果更好，壓力損耗低（0.1～0.2bar/m2）。
4）所述高壓平板膜系統采用電動針型閥進行系統壓力控制，針型閥比其他類型的閥門能夠耐受更大的壓力，密封性能好，且精度更高。
5）所述高壓平板膜組件采用標準化設計，易于拆卸維護，打開組件可以輕松檢查維護任何一片過濾膜片及其它部件，維修簡單；組件內部任何單個部件均允許單獨更換。過濾部分由多個過濾膜片及導流盤裝配而成，當膜片需要更換時可進行單個更換，對于過濾性能好的膜片仍可繼續使用，最大程度降低膜片更換成本。
6）本技術方案可實現全自動化控制，系統易于維護，減少人力成本。
7）建設周期短，調試、啟動迅速。高壓平板膜系統的建設主要為機械加工，規模很小，建設速度快。設備運抵現場后只需兩周左右的時間安裝調試工作就可完成。
8）占地面積小。高壓平板膜系統為集成式安裝，附屬構筑物及設施也是一些小型構筑物，占地面積很小。
9）濃縮倍數高，產水率高達93.3%。
上面對本發明的較佳實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域的普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。