CN105198123A - 一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统及方法 - Google Patents

一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统及方法 Download PDF

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苏艳
降晓艳
李亚娟
翟佳明
余耀宏
翟绍晶
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Abstract

本发明公开了一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统及方法，包括原水池、超滤装置、中间水箱、纳滤装置、清水箱、循环冷却塔、脱硫吸收塔及阻垢剂加药系统；原水池的出水口与超滤装置的入水口相连通，超滤装置的出水口与中间水箱的入水口相连接，中间水箱的出水口与阻垢剂加药系统的出口通过管道并管后与纳滤装置的入口相连通，纳滤装置的产水出口与清水箱的入口相连通，清水箱的出水口与循环冷却塔的入水口相连通，循环冷却塔的排污水出口及纳滤装置的浓水出口均与脱硫吸收塔的入水口相连通。本发明能够有效的提高循环水的浓缩倍率，成本及占地面积较小，出水水质较好。

Description

一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统及方法
技术领域
本发明属于污水再利用技术领域，涉及一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统及方法。
背景技术
火力发电厂是工业用水大户，开式循环冷却系统占全厂用水总量的60％～80％。在水资源日益短缺的情况下，多数火电厂已严禁使用地下水，限制使用地表水。为响应国家节能环保政策和各地环保要求，很多电厂开始使用城市中水，特别是用作生产用水比例最高的循环水补充水。
中水的总溶解固体含量通常比新鲜水高，硬度、Cl-、SO4 2-都较高，水的结垢和腐蚀倾向性较大；COD、微生物等含量均较高，易在热交换器等处形成粘泥沉积，可能降低凝汽传热效率及垢下腐蚀；悬浮物较多，易形成泥垢；因此，在进入循环水系统前必须进对中水进行处理，去除硬度、硫酸根、COD、悬浮物等。
传统的中水处理工艺为石灰-混凝处理工艺，通过投加混凝剂、石灰、助凝剂等化学药剂，使钙、镁离子等致垢性离子生成CaCO3、Mg(OH)2等难溶物沉淀析出；在混凝澄清作用下降低悬浮物含量；石灰-混凝处理对COD、微生物等也有一定去除效果。但石灰处理适用于暂时硬度比例高的水，否则出水的残余硬度仍较高，限制循环水浓缩倍率的提高；石灰加药及计量系统易出现故障，影响出水水质；形成的污泥量较多，需设置污泥处理系统，压滤后的泥饼成为固体废弃物需另行处置；投加多种化学药剂，增加运行费用；要保证石灰-混凝澄清效果，需设置较大的池体来保证足够的停留时间，占地面积大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统及方法，该系统及方法能够有效的提高循环水的浓缩倍率，成本及占地面积较小，出水水质较好。
为达到上述目的，本发明中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统包括原水池、超滤装置、中间水箱、纳滤装置、清水箱、循环冷却塔、脱硫吸收塔及阻垢剂加药系统；
原水池的出水口与超滤装置的入水口相连通，超滤装置的出水口与中间水箱的入水口相连接，中间水箱的出水口与阻垢剂加药系统的出口通过管道并管后与纳滤装置的入口相连通，纳滤装置的产水出口与清水箱的入口相连通，清水箱的出水口与循环冷却塔的入水口相连通，循环冷却塔的排污水出口及纳滤装置的浓水出口均与脱硫吸收塔的入水口相连通。
还包括纳滤清洗废水收集系统，纳滤装置的清洗废水出口经纳滤清洗废水收集系统与原水池的入水口相连通。
还包括超滤清洗废水收集系统，超滤装置的清洗废水出口通过超滤清洗废水收集系统与原水池的入水口相连通。
还包括污泥池，原水池的污泥出口与污泥池的入口相连通，原水池的污泥出口处设有排泥阀。
还包括反洗系统及化学清洗装置，中间水箱的出水口与反洗系统的入水口及化学清洗装置的入水口相连通，反洗系统的出水口及化学清洗装置的出水口与超滤装置的入水口相连通。
还包括化学清洗系统及低压冲洗系统，清水箱的出水口与化学清洗系统的入水口及低压冲洗系统的入水口相连通，化学清洗系统的出水口及低压冲洗系统的出水口与纳滤装置的入水口相连通。
所述纳滤装置的浓水出口处设有浓水排放流量调节阀。
原水池的出水口与超滤装置的入水口通过超滤给水泵相连通。
中间水箱的出水口与纳滤装置的入水口通过纳滤给水泵相连通。
本发明所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理方法包括以下步骤：
原水池内的中水水源的循环水补充水经超滤装置进行超滤后进入到中间水箱中，中间水箱内的水与阻垢剂加药系统中的阻垢剂混合后进入到纳滤装置中，并经纳滤装置纳滤后分为产水及浓水，其中，产水进入到清水箱中，浓水进入到脱硫吸收塔中作为脱硫工艺用水，清水箱中的产水进入循环冷却塔作为补充水，循环水冷却塔排污水也进入到脱硫吸收塔作为脱硫工艺用水。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统及方法，在对中水水源的循环水补充水进行处理的过程中，通过超滤装置去除水中的悬浮物、胶体及颗粒等大分子物体，再经纳滤装置截留水中的钙、镁及硫酸根等致垢性离子，从而完成中水水源的循环水补充水的膜法软化处理，其中，通过超滤装置排出的水的浊度低至1NTU以下，污染指数SDI15≤3，同时通过超滤装置替代传统中水处理系统中的澄清池和过滤器等设备，从而有效的降低水处理的成本及占地面积。另外，水在纳滤装置处理之前只需加入阻垢剂，即可通过纳滤装置实现钙、镁及硫酸根等致垢性离子的高效截留，避免向水中加入石灰、混凝剂、阻凝剂等化学药剂，节约运行成本，避免处理过程中形成污泥，并且不影响水质，对钙离子和镁离子的截留率高达60％-70％，对硫酸根离子的截留率高达90％以上，COD及TOC去除率可达50％以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为原水池、2为超滤装置、3为中间水箱、4为纳滤装置、5为清水箱、6为循环冷却塔、7为脱硫吸收塔、8为反洗系统、9为化学清洗装置、10为阻垢剂加药系统、11为低压冲洗系统、12为化学清洗系统、13为超滤清洗废水收集系统、14为纳滤清洗废水收集系统、15为污泥池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统包括原水池1、超滤装置2、中间水箱3、纳滤装置4、清水箱5、循环冷却塔6、脱硫吸收塔7及阻垢剂加药系统10；原水池1的出水口与超滤装置2的入水口相连通，超滤装置2的出水口与中间水箱3的入水口相连接，中间水箱3的出水口与阻垢剂加药系统10的出口通过管道并管后与纳滤装置4的入口相连通，纳滤装置4的产水出口与清水箱5的入口相连通，清水箱5的出水口与循环冷却塔6的入水口相连通，循环冷却塔6的排污水出口及纳滤装置4的浓水出口均与脱硫吸收塔7的入水口相连通。
需要说明的是，本发明还包括纳滤清洗废水收集系统14、超滤清洗废水收集系统13、污泥池15、反洗系统8、化学清洗装置9、化学清洗系统12及低压冲洗系统11，纳滤装置4的浓水出口经纳滤清洗废水收集系统14与原水池1的入水口相连通；超滤装置2的废水出口通过超滤清洗废水收集系统13与原水池1的入水口相连通；原水池1的污泥出口与污泥池15的入口相连通，原水池1的污泥出口处设有排泥阀，定期自动将原水池1中的污泥排至污泥池15中，然后通过泥罐车运走；中间水箱3的出水口与反洗系统8的入水口及化学清洗装置9的入水口相连通，反洗系统8的出水口及化学清洗装置9的出水口与超滤装置2的入水口相连通，在应用时，需要预设反洗系统8的反洗时间，当到预设的反洗时间点时自动反洗一次；同时在超滤装置2运行的过程中当压差超过预设阀值时，化学清洗装置9自动进行化学清洗；清水箱5的出水口与化学清洗系统12的入水口及低压冲洗系统11的入水口相连通，化学清洗系统12的出水口及低压冲洗系统11的出水口与纳滤装置4的入水口相连通。
另外，所述纳滤装置4的浓水出口处设有浓水排放流量调节阀；原水池1的出水口与超滤装置2的入水口通过超滤给水泵相连通；中间水箱3的出水口与纳滤装置4的入水口通过纳滤给水泵相连通。
本发明所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理方法包括以下步骤：原水池1内的中水水源的循环水补充水经超滤装置2进行超滤后进入到中间水箱3中，中间水箱3内的水与阻垢剂加药系统10中的阻垢剂混合后进入到纳滤装置4中，并经纳滤装置4纳滤后分为产水及浓水，其中，产水进入到清水箱5中，浓水进入到脱硫吸收塔7中作为脱硫工艺用水，清水箱5中的产水进入循环冷却塔6作为补充水，循环冷却塔6的排污水也进入到脱硫吸收塔7作为脱硫工艺用水。
实施例
水样为某电厂中水水源，浊度为9.08NTU，钙硬度为3.86mmol/L，镁硬度为2.98mmol/L，SO4 2-含量为130mg/L，Cl-含量为96mg/L，Na+含量为95mg/L，溶解固形物含量为715mg/L，COD为13mg/L，TOC为9.10mg/L；中水设计处理水量为1000m3/h。
中水1000m3/h、超滤清洗废水收集系统13来废水100m3/h、纳滤清洗废水收集系统14来废水50m3/h进入原水池1进行预沉淀，原水池1底部定期自动排泥，排泥量约为15m3/h，先储存于污泥池15中，然后由泥罐车外运处置；原水池1出水1135m3/h经超滤给水泵提升进入超滤装置2，超滤装置2产水1035m3/h进入中间水箱3中，超滤清洗废水收集系统13将100m3/h的水返回至原水池1，超滤回收率约为91.19％；中间水箱3出水1035m3/h经纳滤给水泵提升后进入纳滤装置4，纳滤产水800m3/h经清水箱5进入循环冷却塔6作为循环水补充水，纳滤浓水185m3/h进入脱硫吸收塔7作为脱硫工艺用水，替代工业水，纳滤清洗废水收集系统14将废水50m3/h返回至原水池1；纳滤回收率约为81.22％；整套中水水源的膜法软化处理系统的水回收率为80％。
超滤产水浊度为0.36NTU，SDI15为2.38；纳滤产水的钙硬度为1.50mmol/L，镁硬度为1.15mmol/L，SO4 2-含量为6.10mg/L，Cl-含量为56mg/L，Na+含量为21mg/L，溶解固形物含量为200mg/L，COD为6mg/L，TOC为4.30mg/L。钙硬度截留率约为61.14％，镁硬度截留率约为61.41％，SO4 2-截留率约为95.31％；Cl-透过率约为58.33％，Na+透过率约为22.11％；脱盐率约为72.03％；COD去除率约为53.85％，TOC去除率为52.75％。
纳滤产水的钙、镁硬度，SO4 2-，Cl-，含盐量均较低，作为该电厂循环冷却塔6补充水，循环水浓缩倍率由原来的3倍提高至5倍，可节约大量循环水补充水。

Claims (10)

1.一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，包括原水池(1)、超滤装置(2)、中间水箱(3)、纳滤装置(4)、清水箱(5)、循环冷却塔(6)、脱硫吸收塔(7)及阻垢剂加药系统(10)；
原水池(1)的出水口与超滤装置(2)的入水口相连通，超滤装置(2)的出水口与中间水箱(3)的入水口相连接，中间水箱(3)的出水口与阻垢剂加药系统(10)的出口通过管道并管后与纳滤装置(4)的入口相连通，纳滤装置(4)的产水出口与清水箱(5)的入口相连通，清水箱(5)的出水口与循环冷却塔(6)的入水口相连通，循环冷却塔(6)的排污水出口及纳滤装置(4)的浓水出口均与脱硫吸收塔(7)的入水口相连通。
2.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，还包括纳滤清洗废水收集系统(14)，纳滤装置(4)的清洗废水出口经纳滤清洗废水收集系统(14)与原水池(1)的入水口相连通。
3.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，还包括超滤清洗废水收集系统(13)，超滤装置(2)的清洗废水出口通过超滤清洗废水收集系统(13)与原水池(1)的入水口相连通。
4.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，还包括污泥池(15)，原水池(1)的污泥出口与污泥池(15)的入口相连通，原水池(1)的污泥出口处设有排泥阀。
5.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，还包括反洗系统(8)及化学清洗装置(9)，中间水箱(3)的出水口与反洗系统(8)的入水口及化学清洗装置(9)的入水口相连通，反洗系统(8)的出水口及化学清洗装置(9)的出水口与超滤装置(2)的入水口相连通。
6.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，还包括化学清洗系统(12)及低压冲洗系统(11)，清水箱(5)的出水口与化学清洗系统(12)的入水口及低压冲洗系统(11)的入水口相连通，化学清洗系统(12)的出水口及低压冲洗系统(11)的出水口与纳滤装置(4)的入水口相连通。
7.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，所述纳滤装置(4)的浓水出口处设有浓水排放流量调节阀。
8.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，原水池(1)的出水口与超滤装置(2)的入水口通过超滤给水泵相连通。
9.根据权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，其特征在于，中间水箱(3)的出水口与纳滤装置(4)的入水口通过纳滤给水泵相连通。
10.一种中水水源的循环水补充水膜法软化处理方法，其特征在于，基于权利要求1所述的中水水源的循环水补充水膜法软化处理系统，包括以下步骤：
原水池(1)内的中水水源的循环水补充水经超滤装置(2)进行超滤后进入到中间水箱(3)中，中间水箱(3)内的水与阻垢剂加药系统(10)中的阻垢剂混合后进入到纳滤装置(4)中，并经纳滤装置(4)纳滤后分为产水及浓水，其中，产水进入到清水箱(5)中，浓水进入到脱硫吸收塔(7)中作为脱硫工艺用水，清水箱(5)中的产水进入循环冷却塔(6)作为补充水，循环冷却塔(6)的排污水也进入到脱硫吸收塔(7)作为脱硫工艺用水。
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