CN111039474A - 一种电厂循环水处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电厂循环水领域，涉及一种电厂循环水处理系统及方法，该系统包括循环水预处理池，循环水预处理池的进水口与电厂循环水旁路出水口相连；循环水预处理池的进水口设有加药口，顶部设有搅拌器，底部设有用于处理预处理池底部沉积的淤泥、污垢的潜水泵，出水口设有用于清除循环水中大块污垢的过滤网；电化学杀菌除垢装置，电化学杀菌除垢装置的进水口与循环水预处理池的出水口相连，电化学杀菌除垢装置的出水口与电厂循环水回水管相连。在电化学杀菌除垢装置的基础上增加了耐酸碱的预处理池，极大提高了处理水的浓缩倍数，适用于除含COD、氨氮等有机废水外的各种水质，尤其对含镁浓度较高的废水的处理具有极好的效果。
Description
技术领域
本发明属于电厂循环水领域，涉及一种电厂循环水处理系统及方法。
背景技术
循环冷却水是燃煤电厂的用水大项，用水量达到电厂总用水量的50-80％。因此，循环水的处理效果与电厂节水减排的效率密切相关。在循环水运行过程中，水中的钙离子、镁离子不断浓缩，与水中的阴离子结合成沉淀沉积，可能造成管道堵塞、循环水流量减小、冷却设备温度过高、换热效率降低；同时，大量微生物的繁殖造成管道的腐蚀、微生物黏泥等问题，影响系统的正常运行。
传统的循环水处理是向循环水中加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂，但阻垢剂、缓蚀剂并不能降低水中Ca、Mg离子浓度，无法避免水垢的形成。现有的电化学杀菌除垢装置对电厂循环冷却水(脱硫废水)的处理因简单快速、绿色环保、无污染且处理效果较好而被广泛的使用。
电化学杀菌除垢设备的杀菌效果突出，因此可以减少细菌对系统所带来的腐蚀，设备处理冷却循环水时，不添加任何化学药剂，因此可减少化学药剂所产生的腐蚀，设备在电解中能将部分氯离子电解成氯气飘散掉，最终排出循环水系统，从而也能减少氯离子对管道、换热器、凝汽器等设备的腐蚀。更重要的是，电解过程中产生的氢氧根离子和活性氧可促进管道内壁和各种换热器内壁的亚铁离子和铁离子最终生成四氧化三铁(Fe3O4)致密磁铁保护膜，磁铁膜隔开管壁和水，阻止进一步腐蚀。钙、镁离子是循环水中的成垢离子，钙离子很容易形成水垢，由于天然水体中溶解的盐类中以重碳酸盐居多(Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2)且不稳定，极易分解成碳酸盐垢。但镁离子在循环水系统中一般不算成垢离子，这是由于镁离子在循环水的pH值下不易形成氢氧化镁垢。因此，若循环水系统中Mg离子浓度较高，则需进行预处理，极大程度的降低循环水中Mg离子的浓度。因此，有必要对电化学处理电厂循环水技术进行进一步研究和应用开发。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种电厂循环水处理系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种电厂循环水处理系统，包括：
循环水预处理池，所述循环水预处理池的进水口与电厂循环水旁路出水口相连；所述循环水预处理池的进水口设有加药口，顶部设有搅拌器，底部设有用于处理预处理池底部沉积的淤泥、污垢的潜水泵，循环水预处理池的出水口设有用于清除循环水中大块污垢的过滤网；
电化学杀菌除垢装置，所述电化学杀菌除垢装置的进水口与循环水预处理池的出水口相连，所述电化学杀菌除垢装置的出水口与电厂循环水回水管相连。
进一步，所述循环水预处理池为通过地面开挖、浇筑耐酸碱的圆柱与锥形的混凝土池或耐酸碱的玻璃钢或塑料吨桶形成。
进一步，所述电化学杀菌除垢装置包括电化学反应室、阴极反应区、阳极反应区，所述电化学应室的底部设有渣斗、排渣阀、排渣管，所述电化学应室外设有进水口流量计、出水口流量计以及直流电源。
进一步，所述电化学杀菌除垢装置的阳极与阴极相对，阳极采用Ru-Ir-Ti贵金属氧化物涂层阳极，阴极可为不同尺寸、不同形状的钛板，且钛板上设有阴极接线柱。
进一步，所述电化学反应室的底部竖直并联设置多组极板，上部水平并联多组极板且阴极板上设置有呈S型排放的循环水水流通道。
进一步，所述电化学反应室的前部设置有盖板，与电化学反应室箱体之间使用密封圈密封。
进一步，所述电化学反应式的阴极接线柱穿过电化学反应室后部内壁，阳极接线柱穿过电化学反应室前部盖板，所述阴极接线柱及阳极接线柱于电化学反应室外通过电缆线与高频直流电源相连，且阴极接线柱及阳极接线柱与盖板通过密封圈密封。
进一步，该系统可处理循环水的水质的范围为：总硬度为100mg/L-10000mg/L，钙硬度为50mg/L-3000mg/L，镁硬度为50mg/L-5000mg/L，总碱度为50mg/L-500mg/L，Cl-浓度为1000mg/L-15000mg/L。
此外，本发明还提供了一种利用如上所述的电厂循环水处理系统处理电厂循环水的方法，具体包括以下步骤：
1)电厂循环水从循环水旁路出水口引出，经循环水预处理池处理后进入电化学杀菌除垢装置；
2)电化学杀菌除垢装置对进入的水进行电化学处理后再进入电厂循环水回水管。
进一步，所述电化学杀菌除垢装置进行电化学处理时的工作电压<16V，电流<800A、流量<120m3/h。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：在电化学杀菌除垢的基础上增加了循环水预处理池，通过添加烧碱等对循环水总碱度从根本上进行了清除，避免了循环水在流经换热器时，碳酸氢钙、碳酸氢镁等因受热分解而积垢，降低换热效率；通过添加烧碱等，极大地降低了循环水水质中含镁、钙等的浓度，有利于杀菌除垢装置的进一步处理；通过循环水预处理池底部设置的潜水泵，减少了人工对池底淤泥、污垢等的清理，大大节约了成本；通过电化学杀菌除垢装置的使用，避免了阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂的添加，降低了成本和循环水水质中Cl-的含量，减缓了Cl-对循环水管路的腐蚀。
此外，通过在电化学杀菌除垢装置的电化学反应室底部竖直并联安置多组极板，极大减少了水垢在阴极板的沉积，大大降低了垢下腐蚀对极板的侵蚀；通过在电化学杀菌除垢装置的电化学反应室上部水平安置的多组极板，且极板上设置有呈S型排放的循环水水流通道，可避免水垢因水流的冲击而进入循环水管道。
附图说明
图1为本发明提供的一种电厂循环水处理系统的结构示意图；
图2为本发明提供的电化学杀菌除垢装置的结构示意图；
图3为本发明提供的预处理池的结构示意图。
其中：1、电化学反应室；2、极板；3、阴极接线柱；4、阳极接线柱；5、进水口流量计；6、电化学杀菌除垢装置的进水口；7、渣斗；8、排渣阀；9、排渣管；10、电化学杀菌除垢装置的出水口；11、出水口流量计；12、直流电源；13、加药口；14、循环水预处理池的进水口；15、排污管；16、潜水泵；17、循环水预处理池；18、过滤网；19、循环水预处理池的出水口；20、搅拌器。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的系统、方法的例子。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
参见图1所示，本发明提供了一种电厂循环水处理系统，包括：
循环水预处理池17，循环水预处理池的进水口14与电厂循环水旁路出水口相连；循环水预处理池的进水口14设有加药口13，顶部设有搅拌器20，底部设有用于处理预处理池17底部沉积的淤泥、污垢的潜水泵16，循环水预处理池的出水口19设有用于清除循环水中大块污垢的过滤网；
电化学杀菌除垢装置，电化学杀菌除垢装置的进水口6与循环水预处理池的出水口19相连，电化学杀菌除垢装置的出水口10与电厂循环水回水管相连。
进一步，循环水预处理池17为通过地面开挖、浇筑耐酸碱的圆柱与锥形的混凝土池或耐酸碱的玻璃钢或塑料吨桶形成。
进一步，电化学杀菌除垢装置包括电化学反应室1、阴极反应区、阳极反应区，电化学应室1的底部设有渣斗7、排渣阀8、排渣管9，电化学应室外设有进水口流量计5、出水口流量计11以及直流电源12。
进一步，电化学杀菌除垢装置的阳极与阴极相对，阳极采用Ru-Ir-Ti贵金属氧化物涂层阳极，阴极可为不同尺寸、不同形状的钛板，且钛板上设有阴极接线柱3。
进一步，电化学反应室1的底部竖直并联设置多组极板2，上部水平并联多组极板2且阴极板上设置有呈S型排放的循环水水流通道。
进一步，电化学反应室1的前部设置有盖板，与电化学反应室1箱体之间使用密封圈密封。
进一步，电化学反应式的阴极接线柱3穿过电化学反应室1后部内壁，阳极接线柱4穿过电化学反应室1前部盖板，阴极接线柱3及阳极接线柱4于电化学反应室外通过电缆线与高频直流电源相连，且阴极接线柱3及阳极接线柱4与盖板通过密封圈密封。
进一步，该系统可处理循环水的水质的范围为：总硬度为100mg/L-10000mg/L，钙硬度为50mg/L-3000mg/L，镁硬度为50mg/L-5000mg/L，总碱度为50mg/L-500mg/L，Cl-浓度为1000mg/L-15000mg/L。
此外，本发明提供了一种利用如上所述的电厂循环水处理系统处理电厂循环水的方法，具体包括以下步骤：
1)电厂循环水从循环水旁路出水口引出，经循环水预处理池处理后进入电化学杀菌除垢装置；
2)电化学杀菌除垢装置对进入的水进行电化学处理后再进入电厂循环水回水管。
进一步，电化学杀菌除垢装置进行电化学处理时的工作电压<16V，电流<800A、流量<120m3/h。
下面结合某电厂脱硫废水水质指标，该电厂脱硫废水水质指标为：PH＝7.29(30℃)，总碱度207.9mg/L，总硬度7390mg/L，钙硬度1892.3mg/L，镁硬度5497.7mg/L，氯离子1300.8mg/L。利用本发明提供的这种电厂循环水处理系统及方法，对该电厂循环水进行处理，具体处理过程如下：将该脱硫废水通入循环水预处理池17，在循环水预处理池的进水口14处逐渐加入烧碱粉末到固定量，然后在搅拌下继续加入烧碱至pH＝10，停止加药，继续搅拌5-10分钟以加速药物的溶解和反应，然后静止15-20分钟，以利于固体生成物的快速沉降，以去除总碱度、镁离子、降电导率。将处理、静止后的澄清液通入电化学杀菌除垢装置，在工作电压<16V，电流<800A、流量<120m3/h的条件进行电解运行。电解运行一段时间后，测试其循环水水质为：总碱度0mg/L，总硬度284.3mg/L，钙硬度187.3mg/L，镁硬度97mg/L，氯离子471mg/L，符合工业循环冷却水处理设计规范(GB/T 50050-2017)。
因此，本发明提供的这种电厂循环水处理系统，在电化学杀菌除垢的基础上增加了循环水预处理池17，对循环水的处理增加了工序，极大提高了处理水的浓缩倍数，适用于除含COD、氨氮等有机废水外的各种水质，尤其对含镁浓度较高的废水的处理具有极好的效果。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
应当理解的是，本发明并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种电厂循环水处理系统，其特征在于，包括：
循环水预处理池(17)，所述循环水预处理池的进水口(14)与电厂循环水旁路出水口相连；所述循环水预处理池的进水口(14)设有加药口(13)，顶部设有搅拌器(20)，底部设有用于处理循环水预处理池(17)底部沉积的淤泥、污垢的潜水泵(16)，循环水预处理池的出水口(19)设有用于清除循环水中大块污垢的过滤网(18)；
电化学杀菌除垢装置，所述电化学杀菌除垢装置的进水口(6)与循环水预处理池的出水口(19)相连，所述电化学杀菌除垢装置的出水口(10)与电厂循环水回水管相连。
2.根据权利要求1所述的电厂循环水处理系统，其特征在于，所述循环水预处理池(17)为通过地面开挖、浇筑耐酸碱的圆柱与锥形的混凝土池或耐酸碱的玻璃钢或塑料吨桶形成。
3.根据权利要求1所述的电厂循环水处理系统，其特征在于，所述电化学杀菌除垢装置包括电化学反应室(1)、阴极反应区、阳极反应区，所述电化学应室(1)的底部设有渣斗(7)、排渣阀(8)、排渣管(9)，所述电化学应室外设有进水口流量计(5)、出水口流量计(11)以及直流电源(12)。
4.根据权利要求3所述的电厂循环水处理系统，其特征在于，所述电化学杀菌除垢装置的阳极与阴极相对，阳极采用Ru-Ir-Ti贵金属氧化物涂层阳极。
5.根据权利要求3所述的电厂循环水处理系统，其特征在于，所述电化学反应室(1)的底部竖直并联设置多组极板(2)，上部水平并联多组极板(2)且阴极板上设置有呈S型排放的循环水水流通道。
6.根据权利要求3所述的电厂循环水处理系统，其特征在于，所述电化学反应室(1)的前部设置有盖板，与电化学反应室(1)箱体之间使用密封圈密封。
7.根据权利要求6所述的电厂循环水处理系统，其特征在于，所述电化学反应式的阴极接线柱(3)穿过电化学反应室(1)后部内壁，阳极接线柱(4)穿过电化学反应室(1)前部盖板，所述阴极接线柱(3)及阳极接线柱(4)于电化学反应室(1)外通过电缆线与高频直流电源(12)相连，且阴极接线柱(3)及阳极接线柱(4)与盖板通过密封圈密封。
8.根据权利要求1所述的电厂循环水处理系统，其特征在于，该系统可处理循环水的水质的范围为：总硬度为100mg/L-10000mg/L，钙硬度为50mg/L-3000mg/L，镁硬度为50mg/L-5000mg/L，总碱度为50mg/L-500mg/L，Cl-浓度为1000mg/L-15000mg/L。
9.一种利用权利要求1-8任一项所述的电厂循环水处理系统处理电厂循环水的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)电厂循环水从循环水旁路出水口引出，经循环水预处理池(17)处理后进入电化学杀菌除垢装置；
2)电化学杀菌除垢装置对进入的水进行电化学处理后再进入电厂循环水回水管。
10.根据权利要去9所述的处理电厂循环水的方法，其特征在于，所述电化学杀菌除垢装置进行电化学处理时的工作电压<16V，电流<800A、流量<120m3/h。
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