CN105502746B - 火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电厂循环冷却水慢速脱碳‑纳滤联合软化处理系统及方法，包括循环水冷却塔、原水池、脱硫吸收塔、纳滤系统及慢速脱碳系统；所述慢速脱碳系统包括凝聚池、絮凝池、高效澄清池、凝聚剂储罐、石灰乳储罐及助凝剂储罐；本发明能够对循环水冷却水进行处理，并且操作简单，成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统及方法，具体涉及一种火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统及方法。
背景技术
近年来，越来越多的火电厂要求按全厂废水“零排放”设计，一方面节约水资源，获得良好的用水指标；另一方面是因为国家越来越注重对水资源的环境保护，在某些特定的区域，不允许电厂设排水口。随着环保压力增大，火电厂实施废水零排放已成大势所趋。其中，循环水排污水占循环冷却型火电厂废水总量70％以上，对其进行处理回用是实现火电厂废水零排放的关键。
循环水排污水中Ca2+、SO4 2-、HCO3 -、Ba2+、Sr2+和硅等结垢性离子含量偏高，属于易结垢性水质；此外，循环水排污水中有机物含量较高，特别是对于采用城市中水为循环水水源的火电厂，循环水有机物浓度高，且可生化性差。这主要是由于可生化降解的有机物已经通过污水处理厂的生物处理工艺予以去除，残余有机物难以被生物降解。循环水排污水中有机物还有一部分来自循环水系统运行过程中投加的水质稳定剂，为化学合成药品，也很难被生物降解。因此，生物法不适合于降解循环水排污水中有机物。
而且，循环冷却水中含有的磷系阻垢剂对铁、钙、镁和铝等高价离子的络合作用不利于混凝过程矾花的形成，导致混凝澄清处理效果差。目前，大多数电厂将循环水经混凝澄清处理后，直接作为反渗透系统进水，存在较多问题。主要表现为机械加速澄清池“翻池”现象、超滤污堵严重、保安过滤器滤芯更换频繁以及反渗透清洗频繁等问题。因此，需要探索合适的循环冷却水软化处理工艺。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统及方法，该系统及方法能够对循环水冷却水进行处理，并且操作简单，成本较低。
为达到上述目的，本发明所述的火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统包括循环水冷却塔、原水池、脱硫吸收塔、纳滤系统及慢速脱碳系统；
所述慢速脱碳系统包括凝聚池、絮凝池、高效澄清池、凝聚剂储罐、石灰乳储罐及助凝剂储罐；
所述循环水冷却塔的循环水排污水出口与原水池的入水口相连通，原水池的出水口与凝聚池的进水口相连通，凝聚池的出水口与絮凝池底部的导流筒相连通，絮凝池的出水口与高效澄清池的入水口相连通，高效澄清池底部的排泥口与絮凝池底部的导流筒及脱硫吸收塔的入口相连通，其中，凝聚剂储罐的出口与凝聚池的凝聚剂入口相连通，石灰乳储罐的出口和助凝剂储罐的出口与絮凝池底部的导流筒相连通；
高效澄清池的出水口与纳滤系统的入水口相连通，纳滤系统的产水出口与循环水冷却塔的入水口相连通，纳滤系统的浓水出口与脱硫吸收塔的入口相连通，纳滤系统的低压冲洗废水出口与原水池的入水口相连通。
所述纳滤系统包括保安过滤器、阻垢剂加药系统、纳滤膜组件、低压冲洗系统、化学清洗系统、低压冲洗水回收系统及纳滤浓水箱；
高效澄清池的出水口与保安过滤器的入口相连通，保安过滤器的出口及阻垢剂加药系统的出口均与纳滤膜组件的入口相连通，纳滤膜组件的产水出口与循环水冷却塔的入口相连通，纳滤膜组件浓水出口经纳滤浓水箱与脱硫吸收塔的入口相连通；
低压冲洗系统的出口及化学清洗系统的出口与纳滤膜组件的入口相连通，纳滤膜组件的低压冲洗废水出口经低压冲洗水回收系统与原水池的入口相连通。
所述纳滤系统还包括纳滤产水箱，纳滤膜组件的产水出口与纳滤产水箱的入水口相连通，纳滤产水箱的出水口与循环水冷却塔的入水口、低压冲洗系统的入水口及化学清洗系统的入水口相连通。
纳滤产水箱的出水口与循环水冷却塔的入水口通过提升泵相连通。
高效澄清池底部的排泥口与絮凝池底部的导流筒通过污泥回流泵相连通。
高效澄清池底部的排泥口与脱硫吸收塔的入口通过污泥输送泵相连通。
高效澄清池与保安过滤器之间依次通过清水池及供水泵相连通。
保安过滤器的出口与阻垢剂加药系统的出口通过高压泵与纳滤膜组件的入口相连通。
纳滤膜组件中的纳滤膜为荷电膜。
本发明所述的火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理方法包括以下步骤：
循环水冷却塔输出的循环水排污水进入原水池中，原水池中的循环水排污水及凝聚剂储罐中的凝聚剂进入到凝聚池中，循环水排污水通过凝聚剂使有机物、悬浮物和胶态硅混凝，然后再与石灰乳储罐中的石灰乳、助凝剂储罐中的阻凝剂以及高效澄清池输出的污泥一起进入到絮凝池底部的导流筒中，循环水排污水与石灰乳及阻凝剂混合，使循环水排污水中的有机物、悬浮物和胶态硅沉淀到絮凝池的底部形成污泥，絮凝池顶部的水经高效澄清池澄清后进入到纳滤系统中进行纳滤，高效澄清池产生的污泥分为两路，其中一路进入到絮凝池底部的导流筒中，另一路作为脱硫吸收剂进入到脱硫吸收塔中，纳滤系统对高效澄清池输出的水进行纳滤后分为产水及浓水，其中，产水进入到循环水冷却塔中，浓水进入到脱硫吸收塔中。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统及方法在对循环水冷却水进行处理的过程中，先通过凝聚剂对循环水排污水进行混凝处理，以降低循环水排污水中有机物的含量，这样不但可以从循环水排污水中去除影响沉淀过程的有机物、悬浮物和胶态硅，还可以使混凝产生的凝絮与石灰乳反应形成小颗粒共同沉淀，有利于提高水的澄清效果，从而通过慢速脱碳系统去除循环水冷却水中部分钙、镁、硅、氟和某些重金属离子，降低除循环水冷却水中的悬浮态物质和有机物，限制冷却塔生物粘泥、藻类的滋生，降低细菌以及病毒含量，同时可以降低碳酸盐硬度，减少含盐量，去除有结垢倾向的SiO3 2-，从而缓解有机物对纳滤膜组件造成的有机污染和微生物污染，对循环水排污水结垢离子的去除可以减轻纳滤膜组件的无机污染。另外，高效澄清池底部的污泥含有丰富的钙源排至脱硫吸收塔作为脱硫吸收剂，实现污泥的再利用，高效澄清池澄清后的水进入到纳滤系统中进行纳滤后分为产水及浓水，其中，产水进入到循环水冷却塔中，浓水进入到脱硫吸收塔中，从而大幅降低火电厂新鲜水的取用量，减少火电厂向外排出的废水量，从而实现对循环水冷却水进行处理，结构简单，操作方便，成本较低，并且整个系统运行安全稳定性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为循环水冷却塔、2为原水池、3为凝聚池、4为絮凝池、5为高效澄清池、6为清水池、7为凝聚剂储罐、8为石灰乳储罐、9为助凝剂储罐、10为污泥回流泵、11为污泥输送泵、12为供水泵、13为保安过滤器、14为阻垢剂加药系统、15为高压泵、16为纳滤膜组件、17为纳滤产水箱、18为提升泵、19为低压冲洗系统、20为化学清洗系统、21为低压冲洗水回收系统、22为纳滤浓水箱、23为脱硫吸收塔。
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，本发明所述的火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统包括循环水冷却塔1、原水池2、脱硫吸收塔23、纳滤系统及慢速脱碳系统；所述慢速脱碳系统包括凝聚池3、絮凝池4、高效澄清池5、凝聚剂储罐7、石灰乳储罐8及助凝剂储罐9；
所述循环水冷却塔1的循环水排污水出口与原水池2的入水口相连通，原水池2的出水口与凝聚池3的进水口相连通，凝聚池3的出水口与絮凝池4底部的导流筒相连通，絮凝池4的出水口与高效澄清池5的入水口相连通，高效澄清池5底部的排泥口与絮凝池4底部的导流筒及脱硫吸收塔23的入口相连通，其中，凝聚剂储罐7的出口与凝聚池3的凝聚剂入口相连通，石灰乳储罐8的出口和助凝剂储罐9的出口与絮凝池4底部的导流筒相连通；高效澄清池5的出水口与纳滤系统的入水口相连通，纳滤系统的产水出口与循环水冷却塔1的入水口相连通，纳滤系统的浓水出口与脱硫吸收塔23的入口相连通，纳滤系统的低压冲洗废水出口与原水池2的入水口相连通。
需要说明的是，所述纳滤系统包括保安过滤器13、阻垢剂加药系统14、纳滤膜组件16、低压冲洗系统19、化学清洗系统20、低压冲洗水回收系统21及纳滤浓水箱22；高效澄清池5的出水口与保安过滤器13的入口相连通，保安过滤器13的出口及阻垢剂加药系统14的出口均与纳滤膜组件16的入口相连通，纳滤膜组件16的产水出口与循环水冷却塔1的入口相连通，纳滤膜组件16浓水出口经纳滤浓水箱22与脱硫吸收塔23的入口相连通；低压冲洗系统19的出口及化学清洗系统20的出口与纳滤膜组件16的入口相连通，纳滤膜组件16的低压冲洗废水出口经低压冲洗水回收系统21与原水池2的入口相连通；纳滤系统还包括纳滤产水箱17，纳滤膜组件16的产水出口与纳滤产水箱17的入水口相连通，纳滤产水箱17的出水口与循环水冷却塔1的入水口、低压冲洗系统19的入水口及化学清洗系统20的入水口相连通。
另外，纳滤产水箱17的出水口与循环水冷却塔1的入水口通过提升泵18相连通，高效澄清池5底部的排泥口与絮凝池4底部的导流筒通过污泥回流泵10相连通；高效澄清池5底部的排泥口与脱硫吸收塔23的入口通过污泥输送泵11相连通；高效澄清池5与保安过滤器13之间依次通过清水池6及供水泵12相连通；保安过滤器13的出口与阻垢剂加药系统14的出口通过高压泵15与纳滤膜组件16的入口相连通；纳滤膜组件16中的纳滤膜为荷电膜。
本发明所述的火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理方法包括以下步骤：
循环水冷却塔1输出的循环水排污水进入原水池2中，原水池2中的循环水排污水及凝聚剂储罐7中的凝聚剂进入到凝聚池3中，循环水排污水通过凝聚剂使有机物、悬浮物和胶态硅混凝，然后再与石灰乳储罐8中的石灰乳、助凝剂储罐9中的阻凝剂以及高效澄清池5输出的污泥一起进入到絮凝池4底部的导流筒中，循环水排污水与石灰乳及阻凝剂混合，使循环水排污水中的有机物、悬浮物和胶态硅沉淀到絮凝池4的底部形成污泥，絮凝池4顶部的水经高效澄清池5澄清后进入到纳滤系统中进行纳滤，高效澄清池5产生的污泥分为两路，其中一路进入到絮凝池4底部的导流筒中，另一路作为脱硫吸收剂进入到脱硫吸收塔23中，纳滤系统对高效澄清池5输出的水进行纳滤后分为产水及浓水，其中，产水进入到循环水冷却塔1中，浓水进入到脱硫吸收塔23中。
另外，高效澄清池5输出的清水由供水泵12加压后再经过保安过滤器13去除微小悬浮杂质，然后再与阻垢剂加药系统14输出的阻垢剂一起进入纳滤膜组件16，纳滤膜组件16输出的产水经纳滤产水箱17补充至循环水冷却塔1，纳滤膜组件16输出浓水的纳滤浓水箱22补入脱硫吸收塔23。低压冲洗系统19对纳滤膜组件16在启停时进行冲洗，冲洗废水由低压冲洗水回收系统21送至慢速脱碳系统进一步处理。纳滤可有效降低水中的二价金属离子、含盐量以及有机物。根据试验结果，纳滤对循环水排污水的脱盐率大于75％，对SO4 2-、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+等二价结垢性离子的去除率大于90％，有机物去除率大于80％。
由于纳滤膜组件16对不同价态离子的截留具有选择性，纳滤对二价离子的截留率高，基本在90％以上，但对单价离子截留率偏低。因此，纳滤膜组件16输出的产水的回用方式需要结合电厂的实际情况而定。对于凝汽器采用316、316L、317等不锈钢管材的电厂，由于循环水氯根控制要求较高，纳滤膜组件16输出的产水可作为循环水补充水；对于凝汽器采用黄铜管、304、304L等管材的火电厂，由于循环水Cl-限值较低，可将纳滤膜组件16输出的产水作为锅炉补给水处理系统水源，减少电厂新鲜水取水量。
由于纳滤膜组件16对高价离子的截留率大于90％，对单价离子截留率较低，纳滤膜组件16输出的浓水中的主要离子成分为SO4 2-、Ca2+、Mg2+等，可将纳滤浓水补入脱硫吸收塔23。
以上所述仅是本发明的实施步骤的举例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理方法，其特征在于，基于火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统，所述火电厂循环冷却水慢速脱碳-纳滤联合软化处理系统包括循环水冷却塔(1)、原水池(2)、脱硫吸收塔(23)、纳滤系统及慢速脱碳系统；
所述慢速脱碳系统包括凝聚池(3)、絮凝池(4)、高效澄清池(5)、凝聚剂储罐(7)、石灰乳储罐(8)及助凝剂储罐(9)；
所述循环水冷却塔(1)的循环水排污水出口与原水池(2)的入水口相连通，原水池(2)的出水口与凝聚池(3)的进水口相连通，凝聚池(3)的出水口与絮凝池(4)底部的导流筒相连通，絮凝池(4)的出水口与高效澄清池(5)的入水口相连通，高效澄清池(5)底部的排泥口与絮凝池(4)底部的导流筒及脱硫吸收塔(23)的入口相连通，其中，凝聚剂储罐(7)的出口与凝聚池(3)的凝聚剂入口相连通，石灰乳储罐(8)的出口和助凝剂储罐(9)的出口与絮凝池(4)底部的导流筒相连通；
高效澄清池(5)的出水口与纳滤系统的入水口相连通，纳滤系统的产水出口与循环水冷却塔(1)的入水口相连通，纳滤系统的浓水出口与脱硫吸收塔(23)的入口相连通，纳滤系统的低压冲洗废水出口与原水池(2)的入水口相连通；
所述纳滤系统包括保安过滤器(13)、阻垢剂加药系统(14)、纳滤膜组件(16)、低压冲洗系统(19)、化学清洗系统(20)、低压冲洗水回收系统(21)及纳滤浓水箱(22)；
高效澄清池(5)的出水口与保安过滤器(13)的入口相连通，保安过滤器(13)的出口及阻垢剂加药系统(14)的出口均与纳滤膜组件(16)的入口相连通，纳滤膜组件(16)的产水出口与循环水冷却塔(1)的入口相连通，纳滤膜组件(16)浓水出口经纳滤浓水箱(22)与脱硫吸收塔(23)的入口相连通；
低压冲洗系统(19)的出口及化学清洗系统(20)的出口与纳滤膜组件(16)的入口相连通，纳滤膜组件(16)的低压冲洗废水出口经低压冲洗水回收系统(21)与原水池(2)的入口相连通；
所述纳滤系统还包括纳滤产水箱(17)，纳滤膜组件(16)的产水出口与纳滤产水箱(17)的入水口相连通，纳滤产水箱(17)的出水口与循环水冷却塔(1)的入水口、低压冲洗系统(19)的入水口及化学清洗系统(20)的入水口相连通；
纳滤产水箱(17)的出水口与循环水冷却塔(1)的入水口通过提升泵(18)相连通；
高效澄清池(5)底部的排泥口与絮凝池(4)底部的导流筒通过污泥回流泵(10)相连通；
高效澄清池(5)底部的排泥口与脱硫吸收塔(23)的入口通过污泥输送泵(11)相连通；
高效澄清池(5)与保安过滤器(13)之间依次通过清水池(6)及供水泵(12)相连通；
保安过滤器(13)的出口与阻垢剂加药系统(14)的出口通过高压泵(15)与纳滤膜组件(16)的入口相连通；
纳滤膜组件(16)中的纳滤膜为荷电膜；
包括以下步骤：
循环水冷却塔(1)输出的循环水排污水进入原水池(2)中，原水池(2)中的循环水排污水及凝聚剂储罐(7)中的凝聚剂进入到凝聚池(3)中，循环水排污水通过凝聚剂使有机物、悬浮物和胶态硅混凝，然后再与石灰乳储罐(8)中的石灰乳、助凝剂储罐(9)中的阻凝剂以及高效澄清池(5)输出的污泥一起进入到絮凝池(4)底部的导流筒中，循环水排污水与石灰乳及阻凝剂混合，使循环水排污水中的有机物、悬浮物和胶态硅沉淀到絮凝池(4)的底部形成污泥，絮凝池(4)顶部的水经高效澄清池(5)澄清后进入到纳滤系统中进行纳滤，高效澄清池(5)产生的污泥分为两路，其中一路进入到絮凝池(4)底部的导流筒中，另一路作为脱硫吸收剂进入到脱硫吸收塔(23)中，纳滤系统对高效澄清池(5)输出的水进行纳滤后分为产水及浓水，其中，产水进入到循环水冷却塔(1)中，浓水进入到脱硫吸收塔(23)中。
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