CN111875142A

CN111875142A - 一种电厂含盐废水零排放系统及工艺

Info

Publication number: CN111875142A
Application number: CN202010731638.8A
Authority: CN
Inventors: 赵亚平; 赵剑锋; 毕志斌; 王翔; 赵宇鹏
Original assignee: Taiyuan Design And Research Institute Group Co ltd Of Coal Industry
Current assignee: Taiyuan Design And Research Institute Group Co ltd Of Coal Industry
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2020-11-03

Abstract

本发明公开了一种电厂含盐废水零排放系统及工艺，包括五段式预处理单元、二级RO膜浓缩单元和热蒸发单元，所述预处理单元包括依次连接的混凝沉淀单元、过滤单元、超滤单元、离子交换单元和pH调节单元，所述混凝沉淀单元包括沉淀预处理装置，所述沉淀预处理装置连接有废水收集池；所述二级RO膜浓缩单元包括串联的一级RO处理装置和二级RO处理装置，所述一级RO处理装置连接有离子交换单元，二级RO处理装置连接有热蒸发单元；该系统投资少、运行成本低。

Description

一种电厂含盐废水零排放系统及工艺

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种电厂含盐废水零排放系统及工艺。

背景技术

湿法冷却的热电厂在实际运行过程中，需要消耗大量的水，也需要外排大量的高含盐废水主要包括以下三部分水：

废水1，电厂脱硫脱硝废水，该部分水水质特点是悬浮物浓度高、含盐量高，传统方法利用混凝、沉淀等工艺将悬浮物和大量的重金属去除。

废水2，电厂的化学再生水，该部分水的主要特点是含盐量高，一般只进行简单的中和处理。

废水3，冷却废水，尤其是老旧电厂的湿法冷却系统。为了控制原水中TDS的含量。因此电厂每天需要外排一定量的高含盐废水。

大多电厂高含盐废水零排放工艺为“预处理+膜浓缩的工艺+热蒸发”。其中，膜浓缩工艺通常的浓缩倍数为4倍，即膜系统的清水回收率为75%，由于传统高含盐废水零排放工艺中膜系统的清水回收率低，剩余高含盐废水水量较大，造成了后续处理工艺投资高，运行成本高等问题。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种电厂含盐废水零排放系统及工艺，该系统投资少、运行成本低。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种电厂含盐废水零排放系统，包括五段式预处理单元、二级RO膜浓缩单元和热蒸发单元，所述预处理单元包括依次连接的混凝沉淀单元、过滤单元、超滤单元、离子交换单元和pH调节单元，所述混凝沉淀单元包括沉淀预处理装置，所述沉淀预处理装置连接有废水收集池；所述二级RO膜浓缩单元包括串联的一级RO处理装置和二级RO处理装置，所述一级RO处理装置连接有离子交换单元，二级RO处理装置连接有热蒸发单元。

进一步的，所述废水收集池通过第一废水提升泵连接有沉淀预处理装置，沉淀预处理装置底部通过污泥回流/外排泵连接有污泥收集装置，沉淀预处理装置连接有多个第一加药装置；沉淀预处理装置的净水出口连接有第一水箱；所述过滤单元包括过滤装置，所述过滤装置的进口通过第二废水提升泵连接有沉淀预处理装置；所述超滤单元包括超滤装置，所述超滤装置的进口设置有超滤保安装置，并连接有所述过滤装置的净水出口，超滤装置连接有超滤化学清洗装置和超滤化学清洗泵，超滤装置与超滤化学清洗装置通过超滤化学清洗泵实现循环清洗；所述离子交换单元包括树脂交换装置，树脂交换装置连接有树脂再生加药装置和树脂再生循环泵，树脂交换装置的进口连接有超滤装置的净水出口，树脂交换装置的净水出口连接有第二水箱，第二水箱连接有一级RO处理装置。

进一步的，所述废水收集池内设置有潜水搅拌器。

进一步的，沉淀预处理装置的形式为高密度澄清池或机械澄清池。

进一步的，所述第一水箱和第二水箱的入口前均设置有在线pH计。

进一步的，所述过滤装置、超滤装置、树脂交换装置均通过反洗泵连接有第二水箱。

进一步的，所述污泥收集装置通过污泥压滤泵连接有污泥压滤机。

进一步的，所述一级RO处理装置的进口设置有RO保安装置、一级RO高压泵和多个第二加药装置，一级RO处理装置包括清水出口和浓水出口，清水出口连接有第三水箱，浓水出口连接有二级RO处理装置，二级RO处理装置包括清水出口和浓水出口，清水出口连接有第三水箱，浓水出口连接有第四水箱，第四水箱连接有热蒸发单元。

进一步的，所述第三水箱和第四水箱的入口前均设置有在线pH计。

进一步的，所述一级RO处理装置和二级RO处理装置均连接有RO化学清洗装置和RO化学清洗泵。

一种电厂含盐废水零排放工艺，包括以下步骤：

步骤一，五段式预处理单元

1）混凝沉淀，含盐废水经均质后进入沉淀预处理装置，沉淀预处理装置使得原水中的硬度以污泥沉淀的形式从原水中分离，出水剩余硬度为0.15~0.2mmol/L，浊度＜20NTU；

2）过滤，通过过滤装置（可为压力式过滤器、滤池等各种过滤形式），主要作用降低原水中的悬浮物、胶体等颗粒性物质，减少原水中的硬度、COD、SS，出水浊度＜3NTU；

3）超滤，通过超滤装置（推荐使用中空纤维膜或管式陶瓷膜）进一步降低原水中的悬浮物、胶体等颗粒性物质，进一步减少原水中的硬度、COD、SS，出水浊度＜0.1NTU；系统出水可满足树脂交换的进水水质。

4）离子交换，通过离子交换装置后去除少量剩余硬度以及其他二价离子，以便降低后续两段RO的结垢风险，出水硬度指标小于2mg/L（以碳酸钙计），出水口处设pH调节加药系统，使得预处理后出水pH为8~10，有效防止后续RO系统的有机物污染和硅污染。

5）pH调节，进入膜浓缩单元之前通过加碱提高系统进水pH，提高RO系统的抗污染能力。推荐运行参数：进水pH提升至8.5~10，投加药剂推荐使用氢氧化钠；

步骤二，二级RO膜浓缩单元

1）一级RO膜浓缩单元，预处理后的废水进入一级RO膜浓缩单元处理后，清水部分清水进入第三水箱即清水箱，浓水进入二级RO膜浓缩单元；

2）二级RO膜浓缩单元，二级RO膜浓缩单元处理后的清水进入第三水箱即清水箱，浓水进入后续的蒸发结晶系统；

步骤三，热蒸发单元

根据实际水量和热源情况，可以是自然循环型蒸发器后强制环流蒸发器，最终将膜浓缩单元浓缩后剩余的浓盐水进行“盐、水分离”。

进一步的，所述一级RO膜浓缩单元系统回收率为80%，清水部分TDS为70-80mg/L，浓水部分TDS为8000-12000mg/L；所述二级RO膜浓缩单元系统回收率为50%，清水部分TDS为130-200mg/L，浓水部分TDS为20000-30000mg/L。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：

本工艺能提高膜浓缩处理的浓缩倍数，即将含盐废水浓缩7~10倍，即膜系统的清水回收率为85~90%，通过提高“预处理+膜浓缩的工艺”的清水回收率，产生少量的高含盐废水，约占总水量的10%~15%，少量高含盐废水可通过热蒸发单元进行处理。电厂可通过较低的投资、较低的运行成本实现“高含盐废水零排放”。除此之外，该工艺还可大大降低膜浓缩的结垢风险，提高了膜系统的使用寿命。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图。

其中，1-废水收集池；2-潜水搅拌器；3-第一废水提升泵；4-第一加药装置；9-沉淀预处理装置；10-第一水箱；11-第二废水提升泵；12-过滤装置；13-超滤保安装置；14-超滤装置；15-树脂交换装置；16-第二水箱2；17-一级RO进水泵；18-RO保安装置；19-一级RO高压泵；20-一级RO处理装置；21-段间增加泵；22-二级RO处理装置；23-第三水箱；24-第二加药装置；27-反洗泵；28-树脂再生加药装置；29-树脂再生循环泵；30-超滤化学清洗装置；31-超滤化学清洗泵；32-RO化学清洗装置；33-RO化学清洗泵；34-污泥回流/外排泵；35-污泥收集装置；36-污泥压滤泵；37-污泥压滤机；38-流量计；39-在线pH计；40-在线硬度监测仪；41-在线浊度仪；42-压差计；43-电导仪；44-ORP仪；45-液位计；46-第四水箱；47热蒸发单元。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。

如图1所示，

一种电厂含盐废水零排放系统，包括五段式预处理单元、二级RO膜浓缩单元和热蒸发单元，所述预处理单元包括依次连接的混凝沉淀单元、过滤单元、超滤单元、离子交换单元和pH调节单元，所述混凝沉淀单元包括沉淀预处理装置9，所述沉淀预处理装置9连接有废水收集池1；所述二级RO膜浓缩单元包括串联的一级RO处理装置20和二级RO处理装置22，所述一级RO处理装置连接有离子交换单元，二级RO处理装置连接有热蒸发单元。

所述废水收集池1通过第一废水提升泵3连接有沉淀预处理装置9，沉淀预处理装置9底部通过污泥回流/外排泵34连接有污泥收集装置35，沉淀预处理装置9连接有多个第一加药装置4；沉淀预处理装置9的净水出口连接有第一水箱10；所述过滤单元包括过滤装置12，所述过滤装置12的进口通过第二废水提升泵11连接有沉淀预处理装置9；所述超滤单元包括超滤装置14，所述超滤装置14的进口设置有超滤保安装置13，并连接有所述过滤装置12的净水出口，超滤装置14连接有超滤化学清洗装置30和超滤化学清洗泵31，超滤装置14与超滤化学清洗装置30通过超滤化学清洗泵31实现循环清洗；所述离子交换单元包括树脂交换装置15，树脂交换装置15连接有树脂再生加药装置28和树脂再生循环泵29，树脂交换装置15的进口连接有超滤装置14的净水出口，树脂交换装置15的净水出口连接有第二水箱16，第二水箱16连接有一级RO处理装置20。

所述废水收集池1内设置有潜水搅拌器2；超滤保安装置13上设置有压差计42。

沉淀预处理装置9的废水进口设置有流量计38、在线pH计39、在线硬度监测仪40、在线浊度仪41，沉淀预处理装置9的净水出口设置有在线pH计39、在线硬度监测仪40、在线浊度仪41。

所述过滤装置12、超滤装置14、树脂交换装置15均通过反洗泵27连接有第二水箱16。过滤装置12、超滤装置14上设置有压差计42。树脂交换装置15净水出口设置有在线pH计39、电导仪43、ORP仪44。

所述第一水箱10和第二水箱16的入口前均设置有在线pH计39，第一水箱10、第二水箱16、废水收集池1内均设置有液位计45。第二水箱16的净水出口设置有一级RO进水泵17。

所述污泥收集装置35通过污泥压滤泵36连接有污泥压滤机37。

所述一级RO处理装置20的进口设置有RO保安装置18、一级RO高压泵19和多个第二加药装置24，一级RO处理装置20包括清水出口和浓水出口，清水出口连接有第三水箱23，浓水出口连接有二级RO处理装置22，二级RO处理装置22包括清水出口和浓水出口，清水出口连接有第三水箱23，浓水出口连接有第四水箱46，第四水箱46连接有热蒸发单元47。

RO保安装置18上设置有压差计42。

所述第三水箱23和第四水箱46的入口前均设置有在线pH计39，所述第三水箱23和第四水箱46均设置有液位计45。

所述一级RO处理装置20和二级RO处理装置22均连接有RO化学清洗装置32和RO化学清洗泵33。

一种电厂含盐废水零排放工艺，包括以下步骤：

步骤一，五段式预处理单元

1）混凝沉淀，含盐废水经均质后进入沉淀预处理装置，沉淀预处理装置进水口投加石灰和碳酸钠配合投加少量混凝剂和助凝剂使得原水中的硬度以污泥沉淀的形式从原水中分离，出水剩余硬度为0.15~0.2mmol/L，浊度＜20NTU；

推荐运行参数：沉淀池的形式为高密度澄清池或机械澄清池，表面负荷小于等于3.6m³/m²·h，沉淀时间＞2h，配套有污泥处理系统，絮凝剂建议采用铁盐。

推荐运行参数：滤速≤10m/h，滤料采用滤料为活性炭和石英砂组成的多介质滤料，滤料厚度为1.5m，其中活性炭滤料，粒径为0.8~2.0mm，厚度500mm；石英砂滤料粒径为0.5~1.0mm厚度800mm。反洗运行参数：10~15L/m²·h。

推荐运行参数：采用恒流量变频的运行方式，通过控制跨膜压差来控制超滤膜的运行状态，中空纤维膜运行通量为40~60L/m²·h，陶瓷超滤膜运行通量为80~120L/m²·h。配套离线和在线清洗装置。

推荐运行参数：滤速≤25m/h，反洗流速Bcv=15m/h，反洗膨胀率Bh=50%。

步骤二，二级RO膜浓缩单元

所述一级RO膜浓缩单元系统回收率为80%，清水部分TDS为70-80mg/L，浓水部分TDS为8000-12000mg/L；

采用普通抗污染苦咸水膜，若进水TDS为2600mg/L左右，经过一级RO后，清水部分TDS为76mg/L左右，浓水部分TDS为10000mg/L左右。一级RO清水进入清水箱，浓水进入二级RO系统。

所述二级RO膜浓缩单元系统回收率为50%，清水部分TDS为130-200mg/L，浓水部分TDS为20000-30000mg/L。

为了进一步提高原水的回收率，采用海水淡化膜，若进水TDS为10000mg/L左右，经过二级RO后，清水部分TDS为160mg/L左右，浓水部分TDS为26000mg/L左右。二级RO清水进入清水箱，浓水进入后续的蒸发结晶系统。

步骤三，热蒸发单元

根据实际水量和热源情况，可以是自然循环型蒸发器后强制环流蒸发器，最终将膜浓缩单元浓缩后剩余的10%浓盐水进行“盐、水分离”。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims

1.一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，包括五段式预处理单元、二级RO膜浓缩单元和热蒸发单元，所述预处理单元包括依次连接的混凝沉淀单元、过滤单元、超滤单元、离子交换单元和pH调节单元，所述混凝沉淀单元包括沉淀预处理装置（9），所述沉淀预处理装置（9）连接有废水收集池（1）；所述二级RO膜浓缩单元包括串联的一级RO处理装置（20）和二级RO处理装置（22），所述一级RO处理装置连接有离子交换单元，二级RO处理装置（20）连接有热蒸发单元（47）。

2.根据权利要求1所述的一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，所述废水收集池（1）通过第一废水提升泵（3）连接有沉淀预处理装置（9），沉淀预处理装置（9）底部通过污泥回流/外排泵（34）连接有污泥收集装置（35），沉淀预处理装置（9）连接有多个第一加药装置（4）；沉淀预处理装置（9）的净水出口连接有第一水箱（10）；所述过滤单元包括过滤装置（12），所述过滤装置（12）的进口通过第二废水提升泵（11）连接有沉淀预处理装置（9）；所述超滤单元包括超滤装置（14），所述超滤装置（14）的进口设置有超滤保安装置（13），并连接有所述过滤装置（12）的净水出口，超滤装置（14）连接有超滤化学清洗装置（30）和超滤化学清洗泵（31）；所述离子交换单元包括树脂交换装置（15），树脂交换装置（15）连接有树脂再生加药装置（28）和树脂再生循环泵（29），树脂交换装置（15）的进口连接有超滤装置（14）的净水出口，树脂交换装置（15）的净水出口连接有第二水箱（16），第二水箱（16）连接有一级RO处理装置（20）。

3.根据权利要求2所述的一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，所述第一水箱（10）和第二水箱（16）的入口前均设置有在线pH计（39）。

4.根据权利要求2所述的一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，所述过滤装置（12）、超滤装置（14）、树脂交换装置（15）均通过反洗泵（27）连接有第二水箱（16）。

5.根据权利要求2所述的一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，所述污泥收集装置（35）通过污泥压滤泵（36）连接有污泥压滤机（37）。

6.根据权利要求1所述的一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，所述一级RO处理装置（20）的进口设置有RO保安装置（18）、一级RO高压泵（19）和多个第二加药装置（24），一级RO处理装置（20）包括清水出口和浓水出口，清水出口连接有第三水箱（23），浓水出口连接有二级RO处理装置（22），二级RO处理装置（22）包括清水出口和浓水出口，清水出口连接有第三水箱（23），浓水出口连接有第四水箱（46），第四水箱（46）连接有热蒸发单元（47）。

7.根据权利要求6所述的一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，所述第三水箱（23）和第四水箱（46）的入口前均设置有在线pH计（39）。

8.根据权利要求6所述的一种电厂含盐废水零排放系统，其特征在于，所述一级RO处理装置（20）和二级RO处理装置（22）均连接有RO化学清洗装置（32）和RO化学清洗泵（33）。

9.一种电厂含盐废水零排放工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，五段式预处理单元

2）过滤，通过过滤装置降低原水中的颗粒性物质，减少原水中的硬度、COD、SS，出水浊度＜3NTU；

3）超滤，通过超滤装置进一步降低原水中的颗粒性物质，进一步减少原水中的硬度、COD、SS，出水浊度＜0.1NTU；

4）离子交换，通过离子交换装置后，出水硬度指标小于2mg/L，出水pH为8~10；

5）pH调节，进入膜浓缩单元之前提高系统进水pH，进水pH提升至8.5~10；

步骤二，二级RO膜浓缩单元

步骤三，热蒸发单元

最终将膜浓缩单元浓缩后剩余的浓盐水进行“盐、水分离”。

10.根据权利要求9所述的一种电厂含盐废水零排放工艺，其特征在于，所述一级RO膜浓缩单元系统回收率为80%，清水部分TDS为70-80mg/L，浓水部分TDS为8000-12000mg/L；所述二级RO膜浓缩单元系统回收率为50%，清水部分TDS为130-200mg/L，浓水部分TDS为20000-30000mg/L。