CN107140779A - 一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统，包括：(一)蒸发器排污水经过换热器降温、减压阀减压后通过活性碳过滤器，滤除胶体和少量有机物；(二)将排污水通过保安过滤器，滤除悬浮物；(三)将排污水通过连续电除盐装置或者反渗透装置，可以有效降低电导率，除盐后的产品水通过电导率仪检测达到回用水质要求，通过产品水回收管直接回收再利用；(四)连续电除盐装置或者反渗透浓水通过结晶器处理，晶浆排出管析出，蒸发出的蒸汽经换热器冷却后的冷凝水达到纯水水质要求，直接通过冷凝水回收管回用；采用上述技术方案的本发明具有回收率高、系统能耗低、运行费用少的优点。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统及其处理方法。
背景技术
蒸汽发生器排污系统用于对二次侧排污水进行连续收集、净化处理和回收，并对蒸汽发生器二次侧水化学性质进行控制。核电站蒸汽发生器排污主要目的是去除在运行中产生的多余杂质，其中二回路泄漏、二回路水化学调节剂的添加、长时间的金属腐蚀等等是多余杂质的主要来源。主要污染物为钠离子、氯化物和硫酸盐。
传统的蒸汽发生器排污系统水处理工艺为除盐床技术，通过综合考虑废固管理、树脂寿命、水质指标、机组状态等完成除盐床树脂的更换。除盐床占据空间大，且需要定期更换树脂，消耗大量的树脂，同时产生废树脂。为核电站的管理、运营带来诸多不便。商运期间除盐床的树脂更换频率为：阳床3-6个月更换一次，阴床6-8个月更换一次。树脂更换量1.5m3。
随着水处理技术的发展，连续电除盐技术(简称EDI)因为有着先进的净化能力和净化效果，在各行业得到了广泛的应用。国内核电厂中，只有AP1000堆型的核电站在蒸汽发生器排污系统中率先使用EDI设备进行排污水处理，目前处于在建阶段。但是，利用EDI技术回收蒸发器排污水在除盐过程中产生大量的浓缩液。在一般情况下，EDI所产生的浓缩液占原水量的5～10％，无法进行回用，需要排放，造成资源浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中系统占地面积大、需要添加大量化学品造成二次污染、固体废物量大、系统回收率不高等问题，提供一种占地面积小，无需添加化学药品，固体废物产生量少，回收率可以达到100％的核电站蒸发器排污水的零排放处系统及其处理方法。
为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：
一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统，包括：换热器、减压阀、活性炭过滤器、保安过滤器、连续电除盐装置、电导率仪和结晶器，且上述部件可整体撬装设计在一个撬体内；
换热器入口与核电站蒸发器排污出口连接，换热器出口与活性炭过滤器入口连接，活性炭过滤器出口与连续电除盐装置或者反渗透装置的入口连接，连续电除盐装置或者反渗透装置排放浓水的出口与结晶器入口连接，连续电除盐装置或者反渗透装置排放纯水的出口通过产品水回收管最终汇入到补给水系统中回收，结晶器的晶浆通过晶浆排出管排出进入下一步工序。
换热器可采用板式换热器或管式换热器，用于降低排污水温度以适应膜组件使用温度。
换热器出口与活性炭过滤器入口连接的管路上设置有减压阀，用于降低系统压力以适应膜组件使用压力。
连续电除盐装置替换为反渗透装置，有效降低电导率，使排污水达到纯水水质要求，直接回收进入给水系统重复使用。
一种核电站蒸发器排污水的零排放处理方法，包括以下步骤：
步骤一：将核电站蒸发器排污水经过降温、降压后通过活性碳过滤器，滤除胶体和微量有机物；
步骤二：将步骤一处理后的蒸发器排污水通过保安过滤器，滤除悬浮物；
步骤三：将步骤二处理后的蒸发器排污水通过连续电除盐装置或者反渗透装置，可以有效降低电导率，使排污水达到纯水水质要求，直接回收进入给水系统重复使用；
步骤四：将步骤三中连续电除盐装置或者反渗透装置排放的浓水通过结晶器处理，盐分结晶析出，蒸发出的水达到纯水水质要求，直接用于蒸发器补给水系统回用；
进一步的，步骤三中的连续电除盐装置或者反渗透装置，其浓水部分排放至步四中的结晶器，产品水作为蒸发器补给水回收。
进一步的，步骤四中的结晶器，采用蒸发浓缩结晶，其中动力蒸汽可以采用蒸发器蒸汽，蒸发的蒸汽送至冷凝器冷凝形成蒸馏液最终到蒸发器补给水系统回用，浓缩液排出固化。
进一步的，连续电除盐装置进水管路上设电导率仪，在满足连续电除盐装置进水电导率要求的前提下，控制浓水回流比，控制系统回收率在90-95％之间。
本发明与现有除盐床技术和EDI技术相比，具有以下优点及突出性效果：与除盐床技术不同，本发明所提出里技术中涉及到的设备有活性炭过滤器、保安过滤器、除盐装置、结晶器，可以集成在一个撬架上，集成后的设备占地面积是除盐床的1/2-1/3；其次，该系统在运行过程中无需加入任何化学药剂；蒸发器排污水中胶体杂质量非常低，另外几乎不含固体悬浮物，因此活性炭过滤器和保安过滤器的使用寿命长，几乎不用更换耗材；这套技术中采用的除盐装置为连续电除盐装置和反渗透装置，在这个工况下使用寿命可以达到3-5年，这样看来，该系统固体废物量非常少。
与单一EDI工艺系统相比，其本发明实现了水资源100％回用，节约了水资源。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
本发明共1幅附图,其中：
图1为本发明的工艺流程图。
图中：1、换热器，2、减压阀，3、活性炭过滤器，4、保安过滤器，5、连续电除盐装置，6、电导率仪，7、产品水回收管，8、结晶器，9、晶浆排出管，10、第二级换热器，11、冷凝水回收管。
具体实施方式
如图1所示的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统，包括：换热器1、减压阀2、活性炭过滤器3、保安过滤器4、连续电除盐装置、电导率仪7和结晶器8，且上述部件可整体撬装设计在一个撬体内；
换热器1入口与核电站蒸发器排污出口连接，换热器1出口与活性炭过滤器3入口连接，活性炭过滤器3出口与连续电除盐装置或者反渗透装置的入口连接，连续电除盐装置或者反渗透装置排放浓水的出口与结晶器8入口连接，连续电除盐装置或者反渗透装置排放纯水的出口通过产品水回收管7最终汇入到补给水系统中回收，结晶器8的晶浆通过晶浆排出管9排出进入下一步工序。
换热器1可采用板式换热器或管式换热器。
换热器1出口与活性炭过滤器3入口连接的管路上设置有减压阀2。
连续电除盐装置可替换为反渗透装置。
一种核电站蒸发器排污水的零排放处方法：
(一)某核电站蒸发器排污水，经检测，所述的蒸发器排污水的污染物包括NaCl、Na2SO4、SiO2、微量TOC等，其中总的电导率小于40μs/cm(包括CO2)、SiO2质量浓度为125ppb。
(二)将步骤(一)所述的蒸发器排污水依次进入换热器1降温，使其能够满足后续工艺处理装置的温度要求；降温后的污水经过减压阀2后通过活性炭过滤器3，滤除胶体和少量有机物；然后，通过保安过滤器4，进一步滤除悬浮物，来满足后续工序对进水的要求；经过前面处理后的排污水通过连续电除盐装置(或者反渗透装置)5，滤除污水中99.8％以上的氯化钠、硫酸钠、残留SiO2等污染物，产品水通过电导率仪6检测合格后经过产品水回收管7排放至蒸发器补给水系统，产品水电导率小于0.1μs/cm，浓盐水排放到后续装置进行处理，系统回收率在90-95％之间，
(三)将步骤(二)将连续电除盐装置或者反渗透装置5排放的8％左右的浓盐水通过结晶器8，以实现氯化钠、硫酸钠的结晶和蒸汽冷凝水回收。浓盐水在结晶器8中利用蒸发器产生的蒸汽给浓盐水加热，实现蒸发结晶，利用晶浆排出管9排出晶浆，作为无害垃圾去填埋处理；蒸发产生的蒸汽进入第二级换热器10，利用冷却水冷却降温，降温后的冷凝水通过冷凝水回收管11回收到蒸发器补给水系统回用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (9)
1.一种核电站蒸发器排污水的零排放处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将核电站蒸发器排污水经过降温、降压后通过活性碳过滤器，滤除胶体和微量有机物；
步骤二：将步骤一处理后的蒸发器排污水通过保安过滤器，滤除悬浮物；
步骤三：将步骤二处理后的蒸发器排污水通过连续电除盐装置或者反渗透装置，可以有效降低电导率，使排污水达到纯水水质要求，直接回收进入给水系统重复使用；
步骤四：将步骤三中连续电除盐装置或者反渗透装置排放的浓水通过结晶器处理，盐分结晶析出，蒸发出的水达到纯水水质要求，直接用于蒸发器补给水系统回用。
2.如权利要求1所述的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理方法，其特征在于：
步骤三中的连续电除盐装置或者反渗透装置，其浓水部分排放至步四中的结晶器，产品水作为蒸发器补给水回收。
3.如权利要求1所述的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理方法，其特征在于：
步骤四中的结晶器，采用蒸发浓缩结晶，其中动力蒸汽可以采用蒸发器蒸汽，蒸发的蒸汽送至冷凝器冷凝形成蒸馏液最终到蒸发器补给水系统回用，浓缩液排出固化。
4.如权利要求2所述的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理方法，其特征在于：所述的连续电除盐装置进水管路上设电导率仪，在满足连续电除盐装置进水电导率要求的前提下，控制浓水回流比，控制系统回收率在90-95％之间。
5.如权利要求2所述的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理方法，其特征在于：所述的反渗透装置采用二级反渗透，进水管路上设电导率仪，在满足进水电导率要求的前提下，控制系统回收率在85-90％之间。
6.一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统，其特征在于，包括：换热器(1)、减压阀(2)、活性炭过滤器(3)、保安过滤器(4)、连续电除盐装置、电导率仪(7)和结晶器(8)，且上述部件可整体撬装设计在一个撬体内；
换热器(1)入口与核电站蒸发器排污出口连接，换热器(1)出口与活性炭过滤器(3)入口连接，活性炭过滤器(3)出口与连续电除盐装置或者反渗透装置的入口连接，连续电除盐装置或者反渗透装置排放浓水的出口与结晶器(8)入口连接，连续电除盐装置或者反渗透装置排放纯水的出口通过产品水回收管(7)最终汇入到补给水系统中回收，结晶器(8)的晶浆通过晶浆排出管(9)排出进入下一步工序。
7.如权利要求6所述的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统，其特征在于：换热器(1)可采用板式换热器或管式换热器。
8.如权利要求6所述的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统，其特征在于：换热器(1)出口与活性炭过滤器(3)入口连接的管路上设置有减压阀(2)。
9.如权利要求6所述的一种核电站蒸发器排污水的零排放处理系统，其特征在于：连续电除盐装置替换为反渗透装置。
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