CN103964610A

CN103964610A - 一种工业废水深度处理方法

Info

Publication number: CN103964610A
Application number: CN201410209923.8A
Authority: CN
Inventors: 李艳萍; 李勇; 许乃媛; 任磊; 范平丽
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Shandong Electric Power Co Ltd; State Grid of China Technology College
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; State Grid Shandong Electric Power Co Ltd; State Grid of China Technology College
Priority date: 2014-05-19
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2034-05-19
Also published as: CN103964610B

Abstract

本发明涉及一种工业废水深度处理方法，采用以下步骤：循环冷却水排污水依次加入纯碱溶液，混凝剂和高效助凝剂，所述的混凝剂为聚合硫酸铁，高效助凝剂为海带提取物—海藻酸钠凝胶溶液，；杀菌剂杀菌；超滤过滤；加入复合阻垢缓蚀剂，混合均匀后，打入二级反渗透水处理系统；混合床离子交换器处理，出水直接用于锅炉补给水。本发明通过加入混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂，解决循环冷却水排污水在电厂回用中所涉及的、杀菌、阻垢、防腐、除盐等深度处理相关技术难题，为循环冷却水排污水深度处理后回用于电厂锅炉补给水的安全和经济使用提供了技术支持，其经济、社会和环境效益都十分显著。

Description

一种工业废水深度处理方法

技术领域

本发明涉及一种工业废水深度处理方法，特别涉及一种火电厂循环冷却水排污水深度处理后用于锅炉补给水的处理方法。

背景技术

循环冷却水排污水是火电厂产生的工业废水的主要来源，一般用于冲灰等简单用途。随着火电厂水资源短缺的加剧，水源供给已经成为制约火电厂建设和生产的瓶颈因素之一。将循环冷却水排污水经一定处理、除去水中所有杂质、回用于锅炉补给水的处理工艺，在缓解电厂水源供需矛盾、减轻了污染，减少城市向环境的排污量等方面，具有广泛的应用前景。但循环冷却水排污水是经过了4～5倍浓缩的原水，运行环境为高温、富氧、开放式，在运行过程中添加了硫酸、阻垢剂和缓蚀剂。因此循环冷却水排污水具有含盐量极高、有机物含量高、细菌种群复杂、水质组成较复杂、结垢倾向大等特点，回用难度较大。此外，循环冷却水运行中添加硫酸以降低水的碱度，因此循环冷却水排污水的硫酸盐含量非常高，水质总硬度中永久硬度约占85 %以上。

循环冷却水排污水处理之后用于锅炉补给水水质必须满足下列条件：(1)DD<0.2μS/cm，硬度≈0μmol/L，SiO₂≤20μg/L；(2)水处理系统应尽可能简单、运行费用低；(3)水处理系统运行可靠，出水水质稳定。

为了达到上述要求，火电厂循环冷却水排污水必须进行深度处理，解决软化、菌藻、结垢、除盐等诸多问题，处理成去除所有的杂质的除盐水，才能达到电厂锅炉补给水的要求。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种工业废水深度处理方法，为火电厂循环冷却水排污水深度处理后回用于电厂锅炉补给水的安全经济使用提供了技术支持。

本发明的工业废水深度处理方法，采用以下步骤：

（1）循环冷却水排污水引入澄清沉淀池，依次加入纯碱溶液，混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂，搅拌，沉降，抽取上层澄清液；纯碱的加入量为40mmol/L，聚合硫酸铁的加入量为15mg/L～25mg/L，高效助凝剂的加入量为22mg/L～30mg/L；所述的高效助凝剂为海带提取物—海藻酸钠凝胶溶液，高效助凝剂的加入量以海藻酸钠计为22mg/L～30mg/L；所述的海藻酸钠凝胶溶液，是采用以下方法制成：将1Kg干海带充分浸泡，去除泥沙后切成5cm左右的小段，在1.0MPa压力下维持10分钟进行蒸汽爆破处理，处理后的海带再加入10L 2%(重量)碳酸钠溶液，维持45℃消化1小时，加入10Kg水，搅拌均匀后分离，弃去残渣，取粘稠上清液即为海藻酸钠凝胶溶液；

（2）步骤（1）的上清液送入多介质过滤器过滤取澄清过滤液；

（3）步骤（2）的澄清液加入杀菌剂杀菌后，加入盐酸调pH至7.5～8.0；

（4）步骤（3）送入超滤过滤；超滤组件为LFC3-LD-4040抗污染高脱盐反渗透膜，孔径0.03μm，材质为PVDF(聚偏氟乙烯)中空纤维膜；

（5）步骤（4）出水按10mg／L～20mg／L的量加入复合阻垢缓蚀剂，混合均匀后，打入二级反渗透水处理系统；所述的复合阻垢缓蚀剂以以下组合物：重量配比为40:31:22:5的丙烯酰胺及其衍生物的聚合物和共聚物：羟基亚乙基二磷酸：乙二胺四亚甲基磷酸：三乙醇胺；RO组件为陶氏BW30-365FR抗污染型淡化反渗透膜；

（6）步骤（5）出水直接送入混合床离子交换器处理，出水直接给锅炉补水。

由于循环冷却水排污水是经过了4～5倍浓缩的原水，运行过程中添加了硫酸、阻垢剂和缓蚀剂。因此循环冷却水排污水含盐量极高、有机物含量高、细菌种群复杂、水质组成较复杂、结垢倾向大。由于循环冷却水运行中添加了一定量的硫酸来降低碱度，因此循环冷却水排污水的硫酸盐含量非常高，水质总硬度中，永久硬度约占85 %以上。因此，本发明的处理方法，首先加入纯碱去除大部分水质硬度，避免后续超滤处理、反渗透除盐处理中膜面结垢。

软化处理后的循环冷却水排污水，分别加入混凝剂和高效助凝剂，进行沉淀处理。加入混凝剂（聚合硫酸铁）进行混凝处理，使水中原有的悬浮物、胶体和软化过程形成的碳酸钙微晶等微小颗粒形成较大尺寸的矾花沉淀。最后加入高效助凝剂，进一步促进絮体长大和沉淀，降低水的硬度和浊度。混凝处理过程中形成的微小沉淀物，经过海藻酸钠凝胶长链分子的吸附作用和架桥作用，粘合形成较大的颗粒，直接用自然沉降法快速与水分离，上层的清水直接利用。本发明采用的高效助凝剂为海带提取物—海藻酸钠凝胶溶液，其外观为微黄色粘稠液体，无毒无味，不受pH值限制，并能广泛与聚铁、聚铝、硫酸铝等多种絮凝剂配合使用,效果俱佳，是一种理想的环保型水处理助凝剂。本发明的循环冷却水排污水经软化、混凝、沉淀、过滤处理后，去除了绝大部分硬度、有机物、细菌等杂质，之后进入超滤处理系统，保证出水的SDI₁₅≤1，达到RO处理的要求范围，避免后续反渗透膜面结垢，保持长期运行的稳定性。

本发明的循环冷却水排污水经上述超滤处理后，再经RO水处理系统，去除99%的溶解性盐。本发明采用的复合阻垢缓蚀剂，无毒、不含磷，无环境影响。复配成品为微黄色略粘稠液体，密度1.29g/mL，固含量约29%。其应用于生化达标的进水处理过程CaCO₃阻垢率≥80%，CaSO₄阻垢率≥100%，BaSO₄阻垢率≥95%，SrSO₄阻垢率≥95%，阻垢效果好、投加量低、成本低、无毒害。

上述本发明的循环冷却水排污水深度处理方法，为了进一步提高杀菌效果，所述的杀菌剂为二氧化氯和异噻唑啉酮组成的复合杀菌剂，二氧化氯为常规连续添加杀菌剂，用量（以有效氯计）为6～9 mg/L，异噻唑啉酮类杀菌剂为冲击型杀菌剂，定期高剂量添加，用量为150～200 mg/L。

本发明的深度处理方法，通过加入混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂，经过海藻酸钠凝胶长链分子的吸附作用和架桥作用，粘合形成较大的颗粒，沉淀速度快，去除效率高，工艺简单，可直接用于超滤等后继处理，解决循环冷却水排污水在电厂回用中所涉及的深度处理、杀菌、阻垢、防腐、除盐处理等相关技术难题，为循环冷却水排污水深度处理后回用于电厂锅炉补给水的安全和经济使用提供了技术支持。循环冷却水排污水深度处理后作为电厂锅炉补给水，不仅解决了电厂急需的原水来源，而且减少了电厂的废水排量，RO处理后的废水作为其他喷淋、降尘水使用，其经济、社会和环境效益都十分显著。

具体实施方式

2×300MW扩建机组配套的锅炉补给水处理工程进行具体的实验。循环冷却水排污水水源取自本厂一期运行中4×300MW的循环冷却水排污水。

一：本发明采用的原料：

纯碱：固体粉末，纯度≥98%，细度：325目；

混凝剂：聚合硫酸铁（PFS）：液态，全铁含量≥10%，密度：≥1.45g/cm³；

高效助凝剂：海藻酸钠凝胶，是采用以下方法制成:将1Kg干海带充分浸泡，去除泥沙后切成5cm左右的小段，在1.0MPa压力下维持10分钟进行蒸汽爆破处理，处理后的海带再加入10L 2%(重量)碳酸钠溶液，维持45℃消化1小时，加入10Kg水，搅拌均匀后分离，弃去残渣，取粘稠上清液即为海藻酸钠凝胶溶液。

复合阻垢缓蚀剂：重量配比为40:31:22:5的丙烯酰胺及其衍生物的聚合物和共聚物：羟基亚乙基二磷酸：乙二胺四亚甲基磷酸：三乙醇胺。RO组件为陶氏BW30-365FR抗污染型淡化反渗透膜

复合杀菌剂：二氧化氯、异噻唑啉酮类杀菌剂

水样为电厂循环冷却水排污水，主要水质指标如表1，试验水温36.3℃。

表1试验水样的主要水质指标

试验水样的主要水质指标

项目	检测值	项目	检测值
				pH	8.66	全硬度[1/2Ca²⁺+1/2Mg²⁺]mmol/l	91.56
DD μS/cm	7110	Ca[1/2Ca²⁺] mmol/l	64.19
				浊度 NTU	10.3	全碱度 mmol/l	9.08
悬浮物 mg/l	70.0	酚酞碱度 mmol/l	1.43
				CODcr mg/l	42.9	全硅 mg/l	79.92

二：处理工艺：

将上述循环冷却水排污水采用以下步骤进行深度处理：

循环冷却水排污水引入澄清沉淀池，依次加入纯碱溶液，混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂，搅拌，沉降，抽取上层澄清液。纯碱的加入量为40mmol/L，聚合硫酸铁的加入量为20mg/L，所述的高效助凝剂为海带提取物—海藻酸钠凝胶溶液，加入量以海藻酸钠计为25mg/L。

上清液送入多介质过滤器过滤取澄清过滤液；加入杀菌剂进行杀菌后，加入盐酸酸调pH至7.5～8.0。所述的杀菌剂为二氧化氯和异噻唑啉酮组成的复合杀菌剂，二氧化氯为常规连续添加杀菌剂，用量（以有效氯计）为6～9 mg/L，异噻唑啉酮类杀菌剂为冲击型杀菌剂，定期高剂量添加，用量为150～200 mg/L。

然后，经过超滤过滤器处理，超滤组件LFC3-LD-4040抗污染高脱盐反渗透膜膜孔径0.03μm，材质为PVDF(聚偏氟乙烯)中空纤维膜，出水SID<1，加入复合阻垢缓蚀剂，混合均匀后，打入二级反渗透水处理系统；所述的复合阻垢缓蚀剂为是重量配比为40:31:22:5的丙烯酰胺及其衍生物的聚合物和共聚物：羟基亚乙基二磷酸：乙二胺四亚甲基磷酸：三乙醇胺。加入量为15mg／L 。RO组件为陶氏BW30-365FR抗污染型淡化反渗透膜。出水直接送入混合床离子交换器处理，出水满足锅炉补给水水质要求。上述混合床离子交换器中充填树脂为磺化聚苯乙烯—二乙烯苯强酸性阳树脂650C、氨化聚苯乙烯—二乙烯强碱性阴离子交换树脂550C。

表2 混合离子交换器出水水质指标

项目	处理后水质
		总硬度 μmol/L	0
SiO₂μg/L	<12
		DD μS/cm	<0.15
pH /	6.8-7.2

上述处理后的循环冷却水排污水完全达到了火力发电厂锅炉补给水的质量要求。

上述本发明的循环冷却水排污水深度处理方法，控制进水温度不高于45℃、pH不高于8.3、保证出水水质满足锅炉补给水要求。在维持机组额定负荷蒸发量、正常汽水损耗的运行条件下，运行306天，软化系统、混凝澄清系统、超滤系统、反渗透系统以及离子交换系统运行正常，无结垢、无堵塞、无腐蚀现象，超滤系统膜通量正常、反渗透系统脱盐保持在设计范围、离子交换树脂无板结现象。

Claims

1. 一种工业废水深度处理方法，采用以下步骤：

（1）循环冷却水排污水引入澄清沉淀池，依次加入纯碱溶液，混凝剂聚合硫酸铁和高效助凝剂，搅拌，沉降，抽取上层澄清液；纯碱的加入量为40mmol/L，聚合硫酸铁的加入量为15mg/L～25mg/L，高效助凝剂的加入量为22mg/L～30mg/L；所述的高效助凝剂为海带提取物—海藻酸钠凝胶溶液，高效助凝剂的加入量以海藻酸钠计为22mg/L～30mg/L；所述的海藻酸钠凝胶溶液，是采用以下方法制成:将1Kg干海带充分浸泡，去除泥沙后切成5cm左右的小段，在1.0MPa压力下维持10分钟进行蒸汽爆破处理，处理后的海带再加入10L 2%(重量)碳酸钠溶液，维持45℃消化1小时，加入10Kg水，搅拌均匀后分离，弃去残渣，取粘稠上清液即为海藻酸钠凝胶溶液；

（3）步骤（2）的澄清液加入杀菌剂进行杀菌后，加入盐酸调pH至7.5～8.0；

（5）步骤（4）出水按10mg／L～20mg／L的量加入复合阻垢缓蚀剂，混合均匀后，打入二级反渗透水处理系统；所述的复合阻垢缓蚀剂是以下组合物：重量配比为40:31:22:5的丙烯酰胺及其衍生物的聚合物和共聚物：羟基亚乙基二磷酸：乙二胺四亚甲基磷酸：三乙醇胺；RO组件为陶氏BW30-365FR抗污染型淡化反渗透膜；

2.根据权利要求1所述的工业废水深度处理方法，其特征在于：所述的杀菌剂为二氧化氯和异噻唑啉酮组成的复合杀菌剂，二氧化氯为常规连续添加杀菌剂，用量（以有效氯计）为6～9 mg/L，异噻唑啉酮类杀菌剂为冲击型杀菌剂，定期高剂量添加，用量为150～200 mg/L。

3.根据权利要求1所述的工业废水深度处理方法，其特征在于：所述的混合床离子交换器中充填树脂为磺化聚苯乙烯—二乙烯苯强酸性阳树脂650C、氨化聚苯乙烯—二乙烯强碱性阴离子交换树脂550C。