CN102276085B - 电厂循环水的排污水回用处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可靠的电厂循环水回用时反渗透高回收率处理方法，其是将循环水排污水经混凝澄清处理后加酸调整pH值至9.0-9.5，经变孔径滤池及多介质过滤器过滤，过滤出水经两级钠离子交换器处理，出水调整为碱性后送入反渗透中，反渗透浓水部分经超滤处理后回用做钠离子交换器再生用溶剂。本发明的有益效果是有效降低了循环水对反渗透污堵的风险，延长反渗透运行周期，降低化学清洗频率，提高反渗透运行稳定性，有效提高循环水利用率，使反渗透回收率最高可以达到95%，并合理回用了部分反渗透浓水，节约了大量水资源，反渗透产水可直接用于电厂热网补水及循环水补水。该方法对解决电厂用水紧张以及实现提高循环水回用利用率等起到很好的促进作用。并适用于其它采用循环水排污水作为生产用水的化工、石油、钢铁等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种电厂循环水的排污水回用处理方法。
技术背景
循环水的排污水回用是解决电厂水资源短缺、实现污水减排及污水资源化的有效途径。循环水及排污水水质成分复杂，水中的含盐量、COD、SiO2、硬度，碱度等各项指标均比自然水体有成倍的增加，将其回用于反渗透处理时，极易造成反渗透污堵，导致反渗透出力下降，运行周期缩短，频繁化学清洗，电厂供水不足，严重时会使反渗透膜元件寿命缩短，极大的影响了电厂反渗透运行的稳定。
目前，采用循环水排污水回用的电厂中，大都采用超滤作为反渗透预处理工艺，超滤占地较大，投资费用高，且针对循环水排污水这种复杂水体，尽管超滤将反渗透进水SDI值降至要求范围，但超滤对水中的有机物和微生物的去除效果较差，运行中往往出现超滤和反渗透相继污堵的情况，反渗透出现产水量下降，压差上升，脱盐率下降等情况，运行稳定性受到影响。通常电厂不得不降低反渗透回收率运行，目前常规反渗透回收率在75%，有些循环水回用系统反渗透回收率甚至降至60%，即有超过四分之一的进水作为浓水排放，这对系统来说是一个较大的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的缺点，提供一种反渗透回收率高、反渗透运行稳定性强的电厂循环水的排污水回用处理方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案：
一种电厂循环水的排污水回用处理方法，其特征在于其步骤如下：
（1）向电厂循环水的排污水中加入生石灰进行软化，使循环水中氢氧根的浓度为0.1-0.3mmol/L，然后向经过软化后的循环水中加入聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺进行混凝澄清处理，聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的加入量分别为10-40mg/L和0.3-2.0mg/L；
（2）将步骤（1）中得到的混凝澄清出水用硫酸调pH值为9.0-9.5后引入变孔隙滤池中过滤；
（3）将步骤（2）中的过滤出水送入多介质过滤器中过滤；
（4）向步骤（3）中的过滤出水中加入亚硫酸氢钠还原，使其ORP值低于200mV，然后使其依次通过一级钠离子交换器和二级钠离子交换器，使一级钠离子交换器出水硬度小于200μmol/L，二级钠离子交换器出水硬度小于5 μmol/L；
（5）将步骤（4）得到的钠离子交换器出水进行反渗透处理，反渗透产水即可回用。
当所述循环水的排污水硬度值大于碱度值，且差值大于3mmol/L时，在进行步骤（1）之前，先加入碳酸钠使硬度值与碱度值的差值在1mmol/L以下，再加入生石灰进行软化，使氢氧根的浓度为0.1-0.3mmol/L。
所述步骤（5）中反渗透处理产生的浓水回用于钠离子交换器的再生，其步骤为：将反渗透产生的浓水进行超滤处理，将超滤产水与二级钠离子交换器产水按体积比1:1至1:5进行混合作为钠离子交换器再生用水，向所述再生用水中加入氯化钠使所述再生用水中钠盐浓度为5%-8%后用于两级钠离子交换器的再生。
所述钠离子交换器每运行10-15个周期后，用质量浓度3%-5%的盐酸溶液浸泡2-12小时，然后用所述二级钠离子交换器产水冲洗钠离子交换器至出水无硬度，再用质量浓度3%-5%的氢氧化钠溶液再生钠离子交换器，然后用二级钠离子交换器产水冲洗钠离子交换器出水至pH值小于10.0。
本发明采用上述技术方案取得的有益效果如下：
（1）本发明方法解决了在循环水高无机盐和高有机物共存情况下，常规处理工艺中反渗透低pH运行环境下有机物污堵和高pH运行环境下无机盐结垢的双重矛盾，提高了循环水排污水处理系统中反渗透的安全、稳定运行水平；
（2）本发明方法采用两级钠离子交换器可以使二级钠离子交换器出水比一级钠离子交换器进水pH值高0.5-1.0，也就是说利用该方法可以使反渗透进水pH值达到9.5-10.5，反渗透进水无硬度且高pH值可以有效降低电厂循环水的排污水对反渗透装置的污堵，能够使反渗透承受更高的进水SDI值，即反渗透进水SDI小于6.0即可，延长反渗透运行周期，降低了化学清洗频率；
（3）有效提高了电厂循环水的排污水的利用率，反渗透回收率最高可以达到90%，并合理回用部分反渗透浓水用于钠离子交换器的再生，节约了大量水资源；
（4）经过本发明处理方法得到的反渗透出水水质较好，可直接用于电厂热网补水、化学补给水处理系统水源及循环水补水。
具体实施方式
实施例1
（1）将水量为200m3/h的循环水排污水注入机械搅拌加速澄清池，测定其硬度值和碱度值分别为10mmol/L和6mmol/L，硬度值和碱度值的差值大于3mmol/L，因此先加入碳酸钠使其硬度值和碱度值的差值小于1mmol/L，再向上述循环水中加入生石灰进行软化，使循环水中氢氧根的浓度为0.1-0.3mmol/L，然后向经过软化的循环水中加入聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺进行混凝澄清处理，聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的加入量分别为40mg/L和1.0mg/L；所述机械搅拌加速澄清池选用Ф14300机械搅拌加速澄清池1台，设计出力为180-350 m3/h。电厂循环水排污水水质情况见表1。
表1 循环水排污水水质情况
（2）将步骤（1）中得到的混凝澄清出水用硫酸调pH值为9.0-9.5后引入变孔隙滤池中过滤，单台变孔隙滤池设计出力为400 m3/h，出水浊度小于5NTU。
（3）将步骤（2）中的过滤出水送入多介质过滤器中过滤，所述多介质过滤器的直径为Φ3228，层高1200mm，其中石英砂800mm，无烟煤400mm，单台多介质过滤器出力为50 m3/h。出水浊度小于1NTU，SDI小于5.0。
（4）将步骤（3）中的过滤出水用亚硫酸氢钠还原，使其ORP值低于200mV，然后将其送入钠离子交换器中，若只经过一次离子交换，出水的硬度值仍较高，因此钠离子交换器分为两级，依次分别为一级钠离子交换器和二级钠离子交换器，其为型号相同的钠离子交换器，其直径为Φ2500，树脂层高2400mm，单台设计出力70m3/h，一级钠离子交换器的出水硬度值低于200μmol/L，二级钠离子交换器的出水硬度低于5 μmol/L，pH值为9.5-10.5；
（5）将步骤（4）得到的二级钠离子交换器出水送入反渗透系统中进行反渗透处理，反渗透采用一级两段，反渗透回收率为90%。反渗透进水即二级钠离子交换器出水水质情况见表2，反渗透产水水质情况见表3。反渗透出水水质较好，符合回用标准，可直接用于电厂热网补水、化学补给水处理系统水源及循环水补水。
表2 反渗透进水水质全分析
| 项目 | 结果 | 项目 | 结果（mg/L） |
| 外观 | 透明 | 阳离子 | |
| pH | 9.6 | Na+ | 156.9 |
| 游离二氧化碳 | 0.0 | NH+ 4 | 0.06 |
| 可溶性总固体(mg/L) | 482.7 | K+ | 1.4 |
| 耗氧量(mg/L) | 2.2 | Ca2+ | 0 |
| 活性硅(mg/L) | 6.2 | Mg2+ | 0 |
| 全硅(mg/L) | 6.2 | Al3+ | ＜0.01 |
| 全铁(mg/L) | ＜0.030 | 阴离子 | (mg/L) |
| 锰(mg/L) | ＜0.010 | F- | 0.44 |
| 锶(mg/L) | 0.013 | Cl- | 51.1 |
| 钡(mg/L) | 0.004 | NO3 - | 28.27 |
| 悬浮物(mg/L) | 0.2 | SO4 2 | 194.4 |
| 电导率μs.cm-1 | 923 | HCO3 - | 29.3 |
| 全硬度(mmol/L) | 0 | CO3 2- | 28.8 |
| 全碱度(mmol/L) | 72.1 | ||
| 全酸度(mmol/L) | 0.0 | 亚硝酸盐 | 0.128 |
表3 反渗透产水水质情况
| 项目 | 结果 | 项目 | 结果（mg/L） |
| 外观 | 透明 | 阳离子 | |
| pH | 8.9 | Na+ | 8.2 |
| 游离二氧化碳 | 0.0 | NH4 + | 0.06 |
| 耗氧量(mg/L) | 0.5 | K+ | 0.0 |
| 活性硅(mg/L) | 0.0 | Ca2+ | 0.0 |
| 全硅(mg/L) | 0.0 | Mg2+ | 0.0 |
| 全铁(mg/L) | 0.0 | Al3+ | 0.0 |
| 锰(mg/L) | 0.0 | 阴离子 | (mg/L) |
| 锶(mg/L) | 0.008 | F- | ＜0.10 |
| 钡(mg/L) | 0.004 | Cl- | 5.7 |
| 悬浮物(mg/L) | 1.4 | NO3 - | 9.04 |
| 全硬度(mmol/L) | 0 | SO4 2- | 0.9 |
| 全碱度(mmol/L) | 50.0 | HCO3 - | 0.0 |
| 全酸度(mmol/L) | 0.0 | CO3 2- | 2.4 |
由于反渗透浓水无硬度，可将其回用于钠离子交换器的再生：将上述反渗透浓水送入超滤装置中进行处理，超滤出水与二级钠离子交换器出水以体积比1:3混合后作为再生用水，加入氯化钠使上述再生用水中钠盐质量百分比为5%-8%，经多介质过滤器过滤后用于一级钠离子交换器和二级钠离子交换器的再生。一级钠离子交换器和二级钠离子交换器每运行10-15个周期后，为降低结垢对钠离子交换器的影响，进行下述处理：用3%-5%的盐酸溶液浸泡2-12小时，然后用所述二级钠离子交换器产水冲洗钠离子交换器至出水无硬度，再用3%-5%的氢氧化钠溶液再生钠离子交换器，然后用二级钠离子交换器产水冲洗钠离子交换器出水pH值小于10.0。
实施例2
本实施例中循环水排污水的硬度值和碱度值分别为7mmol/L和6mmol/L，硬度值和碱度值的差值小于3mmol/L，加入生石灰进行软化，使循环水中氢氧根的浓度为0.1-0.3mmol/L；聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的加入量分别为20mg/L和0.6mg/L；其他步骤同实施例1。本实施例反渗透产水水质也符合回用标准。
实施例3
本实施例中循环水排污水的硬度值和碱度值分别为9mmol/L和6mmol/L，硬度值和碱度值的差值不大于3mmol/L，加入生石灰进行软化，使循环水中氢氧根的浓度为0.1-0.3mmol/L；聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的加入量分别为10mg/L和2mg/L；其他步骤同实施例1。本实施例反渗透产水水质也符合回用标准。
Claims (4)
1.一种电厂循环水的排污水回用处理方法，其特征在于其步骤如下：
（1）向电厂循环水的排污水中加入生石灰进行软化，使循环水中氢氧根的浓度为0.1-0.3mmol/L，然后向经过软化后的循环水中加入聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺进行混凝澄清处理，聚合硫酸铁和聚丙烯酰胺的加入量分别为10-40mg/L和0.3-2.0mg/L；
（2）将步骤（1）中得到的混凝澄清出水用硫酸调pH值为9.0-9.5后引入变孔隙滤池中过滤；
（3）将步骤（2）中的过滤出水送入多介质过滤器中过滤；
（4）向步骤（3）中的过滤出水中加入亚硫酸氢钠还原，使其ORP值低于200mV，然后使其依次通过一级钠离子交换器和二级钠离子交换器，使一级钠离子交换器出水硬度小于200μmol/L，二级钠离子交换器出水硬度小于5 μmol/L；
（5）将步骤（4）得到的钠离子交换器出水进行反渗透处理，反渗透产水即可回用。
2.根据权利要求1所述的一种电厂循环水的排污水回用处理方法，其特征在于当所述循环水的排污水硬度值大于碱度值，且差值大于3mmol/L时，在步骤（1）之前先加入碳酸钠使硬度值与碱度值的差值在1mmol/L以下，再加入生石灰进行软化，使氢氧根的浓度为0.1-0.3mmol/L。
3.根据权利要求1或2所述的一种电厂循环水的排污水回用处理方法，其特征在于所述步骤（5）中反渗透处理产生的浓水回用于钠离子交换器的再生，其步骤为：将反渗透产生的浓水进行超滤处理，将超滤产水与二级钠离子交换器产水按体积比1:1至1:5进行混合作为钠离子交换器再生用水，向所述再生用水中加入氯化钠使所述再生用水中钠盐浓度为5%-8%后用于两级钠离子交换器的再生。
4.根据权利要求3所述的一种电厂循环水的排污水回用处理方法，其特征在于所述钠离子交换器每运行10-15个周期后，用质量浓度3%-5%的盐酸溶液浸泡2-12小时，然后用所述二级钠离子交换器产水冲洗钠离子交换器至出水无硬度，再用质量浓度3%-5%的氢氧化钠溶液再生钠离子交换器，然后用二级钠离子交换器产水冲洗钠离子交换器出水至pH值小于10.0。
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