CN111170524A - 一种反渗透浓水回用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反渗透浓水回用方法，包括以下步骤：步骤1、膜浓缩装置对集水箱的反渗透浓水进行反渗透减量，制取第一浓液；步骤2、第一浓液流至同步反应器；同步反应器加入复配药剂同步去除第一浓液的钙、镁、硅及硫酸根离子，获得第二清液；第二清液经过滤器过滤后获得第三清液；第三清液通过中和水箱，调整pH值；步骤3、分盐装置滤除调整pH值后的溶液中的硫酸根离子、钙离子和镁离子；分盐装置处理后的溶液经过二次浓缩装置生成具有一定浓度的盐水；步骤4、电解器将盐水电解，制备具有一定有效氯含量的次氯酸钠溶液，并使用产品箱收集次氯酸钠溶液。本发明可实现电厂深度节水与废水零排放，流程简单易于维护，具有一定的经济效益。

Description

一种反渗透浓水回用方法

技术领域

本发明涉及反渗透浓水处理领域，尤其涉及一种反渗透浓水回用方法。

背景技术

当下，水资源日益紧缺，环保要求日趋严格，火电厂作为工业用水和排水大户，必须提高水利用率，建立和健全节水和废水处理设施，才能保证企业的健康可持续发展。对于燃煤电厂而言，反渗透浓水、再生废水等废水，都可以汇集到脱硫系统，全厂成分最复杂、最难处理的末端废水就是脱硫废水。只要解决脱硫废水零排放问题，就能实现全厂废水零排放。鉴于此，目前废水零排放大多聚焦于脱硫废水的处理回用及零排放上，工艺路线基本是预处理软化、浓缩减量、蒸发结晶或烟气余热干燥处理，零排放系统往往是其中两个或多个工艺段的组合。但燃机电厂因没有脱硫系统，没有脱硫废水排放，全厂最大的废水来源是反渗透浓水，而反渗透浓水与脱硫废水相比，含盐量偏高，水质较好，但水量较大。参照脱硫废水处理工艺处理反渗透浓水，无疑造成设备巨大、固定投资大、运行经济性差等问题。此外，脱硫废水最经济固化方式的烟气余热干燥技术在烟气余热干燥过程中废水中的盐类物质最终会蒸发结晶成固体小颗粒，随烟尘一起排放；烟尘使得析出的结晶盐才不会造成烟道、构件的腐蚀、结垢。而燃机电厂烟气中几乎无烟尘排放，因此不能采用烟气余热干燥方式进行废水的固化。蒸发结晶的固化方式可以在燃机电厂应用，但是结晶后产生的杂盐，目前无适用的产品质量标准，面临无合规去向的窘境，只能作为固废处理，造成资源的浪费，也增加了电厂废水处理成本。

目前大多数燃机电厂反渗透浓水还是作为废水，处理合格后纳管或直接排放。但在环境敏感地区，已经明确要求新建机组必须实现全厂废水零排放，且已建机组也要通过改造逐步实现废水零排放。因而反渗透浓水处理回用是燃机电厂实现全厂深度节水、废水零排放的有力抓手。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种反渗透浓水回用方法，通过反渗透浓水提质回用、废水中氯化钠提纯电解制备次氯酸钠，实现电厂节水与废水零排放的目标，且产生一定的经济效益。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是规划一种反渗透浓水回用方法，针对反渗透浓水含盐量偏高、水质澄清、水量较大的特点，实现燃机电厂深度节水与废水零排放的需求，降低废水处理成本，并且产生一定的经济效益。

为实现上述目的，本发明提供了一种反渗透浓水回用方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、膜浓缩装置对集水箱的反渗透浓水进行反渗透减量，制取第一浓液；

步骤2、所述第一浓液流至同步反应器；所述同步反应器加入复配药剂同步去除所述第一浓液的钙、镁、硅及硫酸根离子，获得第二清液；所述第二清液经过滤器过滤后获得第三清液；所述第三清液通过中和水箱，调整pH值；

步骤3、所述分盐装置滤除调整pH值后的溶液中的硫酸根离子、钙离子和镁离子；所述分盐装置处理后的溶液经过二次浓缩装置生成具有一定浓度的盐水；

步骤4、电解器将所述盐水电解，制备具有一定有效氯含量的次氯酸钠溶液，并使用产品箱收集所述次氯酸钠溶液。

进一步地，所述集水箱被配置为收集未处理的一级反渗透浓水，所述集水箱有效容积为所述一级反渗透浓水24h的处理水量。

进一步地，所述膜浓缩装置反渗透回收的清水流至回用水箱；所述二次浓缩装置处理回收的淡水流至所述回用水箱。

进一步地，所述回用水箱有效容积为所述膜浓缩装置和所述二次浓缩装置6h的出水量。

进一步地，所述复配药剂使得所述第一浓液的钙、镁、硅及硫酸根离子生成沉淀；所述沉淀通过所述同步反应器的底部排浆口排至脱水系统。

进一步地，所述过滤器采用管式超滤，超滤孔径0.03μm，所述过滤器出水浊度小于2NTU，SDI小于3。

进一步地，所述第二清液经所述过滤器得到所述第三清液和第三浓液；所述第三浓液流至所述同步反应器入口进行处理。

进一步地，所述分盐装置滤除的、含有硫酸根离子、钙离子和镁离子的溶液，流至所述同步反应器入口进行处理。

进一步地，所述次氯酸钠溶液有效氯含量为8g/L～12g/L。

进一步地，所述产品箱内一定量的次氯酸钠溶液流至所述过滤器的反洗进口。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益技术效果：

1、可实现反渗透浓水提质回用，且系统运行产生的膜清洗废水自行消纳处理，系统无废水排放，深度节水；

2、预处理可同步去除钙、镁、硅及硫酸根，系统流程简单利于维护；

3、采用膜浓缩装置和同步反应器，避免传统的三联箱使用，节省设备占地面积，且降低设备投资；

4、副产品次氯酸钠除满足系统自身杀菌消毒需求外，还可实现厂内资源化利用，实现零排放。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的反渗透浓水回用方法的处理步骤图；

图2是本发明的一个较佳实施例的反渗透浓水回用系统的示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所述，为本发明所述方法应用于某燃机电厂的反渗透浓水回用的处理步骤，所述步骤包括：

步骤101、膜浓缩装置对集水箱的反渗透浓水进行反渗透浓缩减量，制取第一浓液；

步骤102、所述第一浓液流至同步反应器；所述同步反应器加入复配药剂同步去除所述第一浓液的钙、镁、硅及硫酸根离子，获得第二清液；所述第二清液经过滤器过滤后获得第三清液；所述第三清液通过中和水箱，调整pH值；

步骤103、所述分盐装置滤除调整pH值后的溶液中的硫酸根离子、钙离子和镁离子；所述分盐装置处理后的溶液经过二次浓缩装置生成具有一定浓度的盐水；

步骤104、电解器将所述盐水电解，制备具有一定有效氯含量的次氯酸钠溶液，并使用产品箱收集所述次氯酸钠溶液。

针对燃机电厂的反渗透浓水含盐量偏高、水质澄清、水量较大的特点，采用所述膜浓缩装置，并设计水的回收率50％，清水电导率小于50μS/cm；所述膜浓缩装置反渗透回收的清水流至回用水箱，回用到原化学制水系统超滤产水箱。所述膜浓缩装置在系统入口直接浓水减量、提质回用，大大降低了后续设备的占地面积和投资费用。为进一步减小废水量，优选地，所述二次浓缩装置制取盐水后废弃的淡水也回流至所述回用水箱。

优选地，所述复配药剂主要成分包括石灰，烧碱，碳酸钠和偏铝酸钠，以实现同步去除钙、镁、硅及硫酸根离子，生成主要成分是硫酸钙、碳酸钙、氢氧化镁和钙矾石的污泥沉淀。所述沉淀通过所述同步反应器底部排浆口排至脱水系统。所述脱水系统将脱水后污泥排出场外，脱水回收的清液回流至所述同步反应器，充分利用，并调整所述同步反应器中的pH值。为降低所述复配药剂的用量，优选地，所述第二清液经所述过滤器得到所述第三清液和含有少量的钙、镁、硅及硫酸根离子的第三浓液；所述第三浓液流至所述同步反应器入口进行再次循环处理和利用；优选地，所述分盐装置滤除的、含有微量硫酸根离子、钙离子和镁离子的溶液，流至所述同步反应器入口进行再次循环处理和利用。

调整所述复配药剂加量和所述脱水回收的清液注入量，控制所述同步反应器内pH保持在11.0～11.5、出水浊度小于5NTU(nephelometric turbidity unit，散射浊度单位)、碱度小于1mmol/L、硬度小于1.2mmol/L、硅酸盐含量小于50mg/L，硫酸盐含量小于200mg/L。微过量的复配药剂使得溶液保持碱性，使得钙、镁、硅及硫酸根离子充分生成沉淀，防止影响后续工艺。

此外，考虑到所述同步反应器内沉淀反应的分区分层特点，优选地，所述同步反应器顶部设置搅拌机，底部设置排泥管本体，使得溶液充分反应和沉淀快速排出。

进一步地，所述过滤器采用管式超滤，超滤膜选用加筋PVDF膜，超滤膜孔径0.03μm，用于降低呈较强碱性的第二清液的出水浊度，获的出水浊度小于2NTU，SDI(SiltingDensity Index，淤泥密度指数)小于3的第三清液。

由于所述复配药剂微过量，为后续制取次氯酸钠溶液考虑，设置配有盐酸加药装置的所述中和水箱，调整所述第三清液出水pH在6～8，并提供一定的氯离子，且不引入新的干扰离子。调整后的所述第三清液出水pH在7附近，呈弱酸或弱碱的溶液有利于电离，且降低对盐酸加药精度控制要求，符合工业处理规模等水处理量较大的实际情况。

为进一步滤除中水溶液中除钠离子和氯离子以外的干扰离子，优选地，所述分盐装置为纳滤装置，包括顺序相连的纳滤进水泵、纳滤进水管道混合器、纳滤保安过滤器、纳滤高压泵、纳滤设备；其中，所述纳滤设备中纳滤膜采用涡卷式抗污染低压有机复合膜，一级二段，水的回收率70％～75％。

所述二次浓缩装置用于制取稀盐水。优选地，采用电渗析-海水反渗透装置。工作时，包括水箱、水泵、保安过滤器的电渗析部分当浓水电导率大于60mS/cm时引出到所述电解器中，淡水引入到海水反渗透装置除盐；海水反渗透装置包括进水泵、进水管道混合器、保安过滤器、高压泵、海水反渗透设备，其中所述海水反渗透设备中反渗透膜采用高压卷式膜，一级二段，水的回收率75％，海水反渗透淡水电导率小于200μS/cm，引入到回用水箱回用，海水反渗透浓水重新回到电渗析进口进行循环浓缩。

此外，所述产品箱内一定量的次氯酸钠溶液流至所述过滤器的反洗进口，对流程中的包括所述中和水箱、所述分盐装置、所述二次浓缩装置和所述电解器进行杀菌；剩余次氯酸钠溶液供厂内生活污水处理系统、循环冷却水系统等用作杀菌消毒剂。

考虑到实际工艺中反渗透浓水的含盐量、所述二次浓缩装置的工作效率和杀菌能力，优选地，所述步骤104的盐水浓度为3％～4％，所述次氯酸钠溶液有效氯含量8g/L～12g/L。

考虑到实际处理效率配合，以及为尽量减少设备占地面积，优选地，所述集水箱有效容积为所述一级反渗透浓水24h的处理水量；所述回用水箱有效容积为所述膜浓缩装置和所述二次浓缩装置6h的出水量；所述中和水箱有效容积为所述过滤器出水1h的水量；所述产品箱的有效容积为所述电解器24h的产品量。

如图2所示为应用本实施例回用方法的一种反渗透浓水回用系统，包括集水箱、膜浓缩装置、同步反应器、过滤器、中和水箱、分盐装置、二次浓缩装置、电解器、产品箱、回用水箱和脱水系统。

所述集水箱出水口与所述膜浓缩装置进水口连接；所述膜浓缩装置清水出口与所述回用水箱连接，所述膜浓缩装置浓水出口与所述同步反应器进水口连接；所述同步反应器底部排浆口与所述脱水系统连接，所述同步反应器清水出口与所述过滤器进水口连接；所述过滤器浓水出口与所述同步反应器进水口连接，所述过滤器清水出口与所述中和水箱进水口连接；所述中和水箱出水口与所述分盐装置进水口连接；所述分盐装置清水出口与所述二次浓缩装置进水口连接，所述分盐装置浓水出口与所述同步反应器进水口连接；所述二次浓缩装置浓水出口与所述电解器进水口连接，所述二次浓缩装置淡水出口与所述回用水箱进水口连接；所述电解器产品出水口与所述产品箱连接，所述产品箱产品出料口与所述过滤器反洗接口连接。

其中，所述膜浓缩装置为反渗透装置，包括顺序相连的进水泵、进水管道混合器、保安过滤器、高压泵、反渗透设备；其中，所述反渗透设备中反渗透膜采用高压卷式膜，一级一段，水的回收率50％。

其中，所述同步反应器为一体化混凝澄清装置，包括反应器本体、加药装置、排泥装置及配套的泵；所述反应器本体内部分反应区、絮凝区、澄清区，顶部设置搅拌机，底部设置排泥管。

其中，所述过滤器采用管式超滤，超滤膜选用加筋PVDF膜，过滤膜孔径0.03μm。

其中，所述中和水箱设置盐酸加药装置，调节过滤器出水pH在6～8。

其中，所述分盐装置为纳滤装置，包括顺序相连的纳滤进水泵、纳滤进水管道混合器、纳滤保安过滤器、纳滤高压泵、纳滤设备；其中纳滤设备中纳滤膜采用涡卷式抗污染低压有机复合膜，一级二段，水的回收率70％～75％。

其中，二次浓缩装置优选为电渗析-海水反渗透装置，其中，电渗析部分包括水箱、水泵、保安过滤器，当浓水电导率大于60mS/cm时引出到电解器中，淡水引入到海水反渗透装置除盐；海水反渗透装置包括进水泵、进水管道混合器、保安过滤器、高压泵、海水反渗透设备，其中所述海水反渗透设备中反渗透膜采用高压卷式膜，一级二段，水的回收率75％，海水反渗透淡水电导率小于200μS/cm，引入到回用水箱回用，海水反渗透浓水重新回到电渗析进口进行循环浓缩。

本发明针对反渗透浓水含盐量偏高、但重金属、氨氮等有害离子含量不高、水质澄清、水量偏大的特点，未将占地面积大、药剂成本高、现场管理难的三联箱处理作为废水处理系统的入口，而是将膜浓缩装置作为系统入口进行反渗透浓水减量、反渗透浓水提质回用，大大降低了后续设备的规模和投资费用。在此基础上，废水减量后采用同步反应器进行处理，省去了传统的“中和箱-反应箱-絮凝箱”工序；同步反应器加入复配药剂，实现同步去除钙、镁、硅及硫酸根，系统流程简单，污泥产生量少。废水中氯化钠，经过处理提纯后获得次氯酸钠溶液，而非蒸发结晶制成氯化钠盐，既可以用作杀菌剂，降低废水处理成本，且产生一定的经济效益，又避免传统蒸发结晶制成的杂盐不符合相关标准而只能做固废处理的材料浪费。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、膜浓缩装置对集水箱的反渗透浓水进行反渗透减量，制取第一浓液；

步骤2、所述第一浓液流至同步反应器；所述同步反应器加入复配药剂同步去除所述第一浓液的钙、镁、硅及硫酸根离子，获得第二清液；所述第二清液经过滤器过滤后获得第三清液；所述第三清液通过中和水箱，调整pH值；

步骤3、所述分盐装置滤除调整pH值后的溶液中的硫酸根离子、钙离子和镁离子；所述分盐装置处理后的溶液经过二次浓缩装置生成具有一定浓度的盐水；

步骤4、电解器将所述盐水电解，制备具有一定有效氯含量的次氯酸钠溶液，并使用产品箱收集所述次氯酸钠溶液。

2.如权利要求1所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述集水箱被配置为收集未处理的一级反渗透浓水，所述集水箱有效容积为所述一级反渗透浓水24h的处理水量。

3.如权利要求1所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述膜浓缩装置反渗透回收的清水流至回用水箱；所述二次浓缩装置处理回收的淡水流至所述回用水箱。

4.如权利要求3所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述回用水箱有效容积为所述膜浓缩装置和所述二次浓缩装置6h的出水量。

5.如权利要求1所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述复配药剂使得所述第一浓液的钙、镁、硅及硫酸根离子生成沉淀；所述沉淀通过所述同步反应器的底部排浆口排至脱水系统。

6.如权利要求1所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述过滤器采用管式超滤，超滤孔径0.03μm，所述过滤器出水浊度小于2NTU，SDI小于3。

7.如权利要求6所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述第二清液经所述过滤器得到所述第三清液和第三浓液；所述第三浓液流至所述同步反应器入口进行处理。

8.如权利要求1所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述分盐装置滤除的、含有硫酸根离子、钙离子和镁离子的溶液，流至所述同步反应器入口进行处理。

9.如权利要求1所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述次氯酸钠溶液有效氯含量为8g/L～12g/L。

10.如权利要求1所述的反渗透浓水回用方法，其特征在于，所述产品箱内一定量的次氯酸钠溶液流至所述过滤器的反洗进口。

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