CN112142233A - 一种火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统及方法，包括调节水池、双碱法联合软化‑混凝澄清处理系统、多介质过滤器、超滤处理系统、纳滤处理系统及反渗透处理系统；调节水池的出口与双碱法联合软化‑混凝澄清处理系统的入口相连通，双碱法联合软化‑混凝澄清处理系统的出口与多介质过滤器的入口相连通，多介质过滤器的出口经超滤处理系统与纳滤处理系统相连通，纳滤处理系统的产水出口与反渗透处理系统相连通，纳滤处理系统的浓水出口与外界脱硫系统的工艺水箱相连通，该系统及方法能够实现循环水排污水零排放，满足火电厂节水减排的环保要求，且处理成本低。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，涉及一种火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统及方法。
背景技术
近年来，随着经济的快速增长，全国许多地区存在水资源紧张、排污量大等问题，对此国家及地方制定了一系列环保政策、法规，对火电厂用、排水量及水质的要求日益严格，节水减排及零排放已成为我国火电厂目前面临的重要任务之一。湿冷型火电厂循环水排污水占全厂废水总量70％～80％，循环水系统是全厂节水潜力最大的系统。因此，对火电厂循环水排污水的回用具有良好的环境效益及经济效益，符合国家节水和环保政策。
循环水排污水水质复杂，其含盐量、悬浮物、碱度、硬度含量较高，针对循环水排污水水质的特点，现阶段较为常见的循环水排污水处理系统为：混凝澄清-超滤-反渗透、电絮凝-沉淀-超滤-反渗透等，但已有处理系统运行稳定性较差，膜系统污堵严重，系统回收率一般在50％～75％之间，回收率较低，反渗透浓水含盐量高、水量偏大，达不到回用于脱硫系统的水质要求。对于排污许可证要求废水不能外排的电厂，目前多数电厂是将循环水排污水处理系统反渗透浓水和末端废水合并处理的话，导致投资和运行费用过高，同时不能实现循环水排污水的零排放。
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水排污水全膜法零排放处理系统及方法，该系统及方法能够实现循环水排污水零排放，满足火电厂节水减排的环保要求，且处理成本低。
为达到上述目的，本发明所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统包括调节水池、双碱法联合软化-混凝澄清处理系统、多介质过滤器、超滤处理系统、纳滤处理系统及反渗透处理系统；
调节水池的出口与双碱法联合软化-混凝澄清处理系统的入口相连通，双碱法联合软化-混凝澄清处理系统的出口与多介质过滤器的入口相连通，多介质过滤器的出口经超滤处理系统与纳滤处理系统相连通，纳滤处理系统的产水出口与反渗透处理系统相连通，纳滤处理系统的浓水出口与外界脱硫系统的工艺水箱相连通。
双碱法联合软化-混凝澄清处理系统包括高效澄清池、凝聚剂加药装置、碳酸钠加药装置、氢氧化钠加药装置、助凝剂加药装置、盐酸加药装置及中间水池，调节水池的出口与高效澄清池的入口相连通，高效澄清池内部分为依次相连通的凝聚区、絮凝区及澄清区，凝聚剂加药装置的出口及碳酸钠加药装置的出口与凝聚区相连通，氢氧化钠加药装置的出口及助凝剂加药装置的出口与絮凝区相连通，澄清区的出口及盐酸加药装置的出口与中间水池的入口相连通。
调节水池的出口经提升泵与高效澄清池相连通。
中间水池的出水口经过滤器给水泵与多介质过滤器的入水口相连通，多介质过滤器的出水口与清水箱入水口相连通，清水箱的出口与超滤处理系统相连通。
超滤处理系统包括依次相连通的超滤给水泵、超滤装置以及超滤产水箱，其中，多介质过滤器的出水口与超滤给水泵的入口相连通，超滤产水箱的出口与纳滤处理系统相连通。
纳滤处理系统包括阻垢剂加药装置、还原剂加药装置、纳滤给水泵、保安过滤器、纳滤高压泵、纳滤装置及纳滤产水箱；
超滤处理系统的出口与阻垢剂加药装置的出口与还原剂加药装置的出口通过管道并管后经纳滤给水泵与保安过滤器的入口相连通，保安过滤器的出口经纳滤高压泵与纳滤装置的入口相连通，纳滤装置的产水出口与纳滤产水箱的入口相连通，纳滤装置的浓水出口与外界脱硫系统的工艺水箱相连通，纳滤产水箱的出口与反渗透处理系统相连通。
反渗透处理系统包括反渗透高压泵、反渗透装置、淡水箱及淡水泵，其中，纳滤处理系统的产水出口经反渗透高压泵与反渗透装置的入口相连通，反渗透装置的淡水出口与淡水箱的入口相连通，淡水箱的出口经淡水泵与外界的循环水系统相连通，反渗透装置的浓水出口与灰渣调湿用水系统相连通。
还包括污泥处理系统，所述污泥处理系统包括污泥排放泵、污泥缓冲罐、污泥给料泵、板框压滤机、泥斗、滤液水箱及滤液水泵，高效澄清池的底部排泥口经污泥排放泵与污泥缓冲罐的入口相连通，污泥缓冲罐的底部污泥出口与板框压滤机的入口相连通，板框压滤机的泥渣出口与泥斗的入口相连通，板框压滤机的滤液出口与滤液水箱的入口相连通，滤液水箱的出口经滤液水泵与调节水池相连通，污泥缓冲罐的顶部出口、多介质过滤器的反洗水出口、超滤装置的反洗水出口与废水回收水池的入口相连通，废水回收水池的出水口经废水泵与调节水池的入口相连通。
一种火电厂循环水排污水全膜法零排放处理方法包括以下步骤：
火电厂循环水排污水进入到调节水池中均质，然后进入到双碱法联合软化-混凝澄清处理系统，通过双碱法联合软化-混凝澄清处理系统对循环水排污水中的Ca2+、Mg2+、悬浮物及总磷进行去除，双碱法联合软化-混凝澄清处理系统输出的水进入到多介质过滤器及超滤处理系统中去除悬浮杂质和胶体类物质，然后进入到纳滤处理系统进一步去除Ca2+、Ba2+、Sr2+、SO4 2-及有机物，其中，纳滤系统输出的浓水进入到外界脱硫系统的工艺水箱中回收，纳滤系统输出的产水经反渗透处理系统进行反渗透处理，反渗透处理系统输出的淡水进入到循环水系统中回用，反渗透处理系统输出的反渗透浓水通过干灰拌湿消耗。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统及方法在具体操作时，采用双碱法联合软化-混凝澄清处理系统对循环水排污水中的Ca2+、Mg2+、悬浮物及总磷进行去除，其中，去除率≥90％，然后进入到多介质过滤器及超滤处理系统中去除悬浮杂质和胶体类物质，再采用纳滤处理系统进一步去除Ca2+、Ba2+、Sr2+及SO4 2-等二价离子及有机物，其中，纳滤回收率达到80％以上，其中，纳滤系统输出的浓水进入到外界脱硫系统的工艺水箱中回收，纳滤系统输出的产水则经反渗透处理系统进行反渗透处理后进入到循环水系统中，反渗透回收率为90％，反渗透处理系统输出的反渗透浓水通过干灰拌湿消耗，以实现循环水排污水零排放，满足火电厂节水减排的环保要求，同时处理成本较低。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为调节水池、2为提升泵、3为高效澄清池、4为凝聚剂加药装置、5为碳酸钠加药装置、6为氢氧化钠加药装置、7为助凝剂加药装置、8为污泥排放泵、9为污泥缓冲罐、10为污泥给料泵、11为板框压滤机、12为泥斗、13为滤液水箱、14为滤液水泵、15为中间水池、16为盐酸加药装置、17为过滤器给水泵、18为多介质过滤器、19为清水箱、20为超滤给水泵、21为超滤装置、22为超滤产水箱、23为废水回收水池、24为废水泵、25为阻垢剂加药装置、26为还原剂加药装置、27为纳滤给水泵、28为保安过滤器、29为纳滤高压泵、30为纳滤装置、31为纳滤产水箱、32为反渗透高压泵、33为反渗透装置、34为淡水箱、35为淡水泵。
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水排污水全膜法零排放处理系统包括调节水池1、双碱法联合软化-混凝澄清处理系统、多介质过滤器18、超滤处理系统、纳滤处理系统及反渗透处理系统；调节水池1的出口与双碱法联合软化-混凝澄清处理系统的入口相连通，双碱法联合软化-混凝澄清处理系统的出口与多介质过滤器18的入口相连通，多介质过滤器18的出口经超滤处理系统与纳滤处理系统相连通，纳滤处理系统的产水出口与反渗透处理系统相连通，纳滤处理系统的浓水出口与外界脱硫系统的工艺水箱相连通。
双碱法联合软化-混凝澄清处理系统包括高效澄清池3、凝聚剂加药装置4、碳酸钠加药装置5、氢氧化钠加药装置6、助凝剂加药装置7、盐酸加药装置16及中间水池15，调节水池1的出口与高效澄清池3的入口相连通，高效澄清池3内部分为依次相连通的凝聚区、絮凝区及澄清区，凝聚剂加药装置4的出口及碳酸钠加药装置5的出口与凝聚区相连通，氢氧化钠加药装置6的出口及助凝剂加药装置7的出口与絮凝区相连通，澄清区的出口及盐酸加药装置16的出口与中间水池15的入口相连通，调节水池1的出口经提升泵2与高效澄清池3相连通。
中间水池15的出水口经过滤器给水泵17与多介质过滤器18的入水口相连通，多介质过滤器18的出水口与清水箱19入水口相连通，清水箱19的出口与超滤处理系统相连通。
超滤处理系统包括依次相连通的超滤给水泵20、超滤装置21以及超滤产水箱22，其中，多介质过滤器18的出水口与超滤给水泵20的入口相连通，超滤产水箱22的出口与纳滤处理系统相连通。
纳滤处理系统包括阻垢剂加药装置25、还原剂加药装置26、纳滤给水泵27、保安过滤器28、纳滤高压泵29、纳滤装置30及纳滤产水箱31；超滤处理系统的出口与阻垢剂加药装置25的出口与还原剂加药装置26的出口通过管道并管后经纳滤给水泵27与保安过滤器28的入口相连通，保安过滤器28的出口经纳滤高压泵29与纳滤装置30的入口相连通，纳滤装置30的产水出口与纳滤产水箱31的入口相连通，纳滤装置30的浓水出口与外界脱硫系统的工艺水箱相连通，纳滤产水箱31的出口与反渗透处理系统相连通。
反渗透处理系统包括反渗透高压泵32、反渗透装置33、淡水箱34及淡水泵35，其中，纳滤处理系统的产水出口经反渗透高压泵32与反渗透装置33的入口相连通，反渗透装置33的淡水出口与淡水箱34的入口相连通，淡水箱34的出口经淡水泵35与外界的循环水系统相连通，反渗透装置33的浓水出口与灰渣调湿用水系统相连通。
本发明还包括污泥处理系统，所述污泥处理系统包括污泥排放泵8、污泥缓冲罐9、污泥给料泵10、板框压滤机11、泥斗12、滤液水箱13及滤液水泵14，高效澄清池3的底部排泥口经污泥排放泵8与污泥缓冲罐9的入口相连通，污泥缓冲罐9的底部污泥出口与板框压滤机11的入口相连通，板框压滤机11的泥渣出口与泥斗12的入口相连通，板框压滤机11的滤液出口与滤液水箱13的入口相连通，滤液水箱13的出口经滤液水泵14与调节水池1相连通，污泥缓冲罐9的顶部出口、多介质过滤器18的反洗水出口、超滤装置21的反洗水出口与废水回收水池23的入口相连通，废水回收水池23的出水口经废水泵24与调节水池1的入口相连通。
本发明所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理方法包括以下步骤：
火电厂循环水排污水进入到调节水池1中均质，然后进入到双碱法联合软化-混凝澄清处理系统，通过双碱法联合软化-混凝澄清处理系统对循环水排污水中的Ca2+、Mg2+、悬浮物及总磷进行去除，双碱法联合软化-混凝澄清处理系统输出的水进入到多介质过滤器18及超滤处理系统中去除悬浮杂质和胶体类物质，然后进入到纳滤处理系统进一步去除Ca2+、Ba2+、Sr2+、SO4 2-及有机物，其中，纳滤系统输出的浓水进入到外界脱硫系统的工艺水箱中回收，纳滤系统输出的产水经反渗透处理系统进行反渗透处理，反渗透处理系统输出的淡水进入到循环水系统中回用，反渗透处理系统输出的反渗透浓水通过干灰拌湿消耗。
具体过程为：
冷却塔排污管来水进入调节水池1中，调节水池1中的来水及凝聚剂加药装置4输出的凝聚剂、碳酸钠加药装置5输出的碳酸钠、氢氧化钠加药装置6输出的氢氧化钠及助凝剂加药装置7输出的助凝剂进入到高效澄清池3中，排污水通过氢氧化钠、碳酸钠联合软化以及混凝澄清处理，以大幅度去除循环水中的碱度、硬度、总磷以及悬浮物，另外，去除部分有机物及硅酸盐类物质，高效澄清池3底部的污泥通过污泥排放泵8进入污泥缓冲罐9，污泥缓冲罐9的上清液排至废水回收水池23，污泥缓冲罐9底部泥水进入板框压滤机11，板框压滤机11对泥水进行浓缩和脱水处理，板框压滤机11输出的滤液进入滤液水箱13中，滤液水箱13的出水经滤液水泵14进入调节水池1中继续处理，板框压滤机11输出的泥渣经泥斗12收集后外运处置。
高效澄清池3的出水溢流进入中间水池15中，经加酸调节pH值后由过滤器给水泵17加压后再经过多介质过滤器18进一步去除微小悬浮杂质，多介质过滤器18的出水经进入清水箱19，多介质过滤器18的反洗水排入废水回收水池23中。
清水箱19的出水经超滤给水泵20加压后进入超滤装置21中，超滤装置21输出的产水进入超滤产水箱22中，超滤装置21的反洗水排入废水回收水池23，超滤产水箱22输出的水、阻垢剂加药装置25输出的阻垢剂、还原剂加药装置26输出的还原剂经纳滤给水泵27加压后由保安过滤器28去除杂质后再由纳滤高压泵29提高压力，然后进入纳滤装置30中，纳滤装置30输出的产水进入纳滤产水箱31中，纳滤装置30输出的浓水回用至外界脱硫系统的工艺水箱中。
纳滤产水箱31的出水经反渗透高压泵32升压后进入反渗透装置33，反渗透装置33输出的产水进入淡水箱34中，淡水箱34的出水经淡水泵35回用至外界的循环水系统，反渗透装置33输出的浓水作为灰渣调湿用水。
循环水排污水含盐量、Cl-、SO4 2-、硬度、COD等含量均较高，结垢和腐蚀性较强，而且水量约偏大，除少量可回用于脱硫和灰渣系统外，富裕水量直接回用达不到作为电厂工业水或者循环水补水的水质要求。现阶段较为常见的循环水排污水处理系统为：混凝澄清-超滤-反渗透、电絮凝-沉淀-超滤-反渗透等，系统回收率一般在50％～75％之间，回收率较低，反渗透浓水含盐量高、水量偏大，为了实现全厂废水零排放，电厂将循环水处理系统的反渗透浓排水和末端废水合并处理，导致末端废水处理系统的投资和运行费用极高。本发明采用氢氧化钠-碳酸钠联合软化对循环水排污水中的Ca2+、Mg2+、悬浮物、总磷等的去除率≥90％。高效澄清池3的出水经多介质过滤器18和超滤装置21去除悬浮杂质和胶体类物质后，采用纳滤处理工艺实现一价离子和二价离子的分离，同时去除80％以上的有机污染物，纳滤回收率达到80％以上，纳滤浓水回用于脱硫吸收塔，使其中的主要离子成分以石膏的形式实现资源化利用。纳滤产水经反渗透进一步脱盐处理后回用于循环水系统，反渗透回收率设计为90％，反渗透浓水水量很小，可通过干灰拌湿消耗，最终实现循环水排污水零排放处理。
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 (9)
1.一种火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，包括调节水池(1)、双碱法联合软化-混凝澄清处理系统、多介质过滤器(18)、超滤处理系统、纳滤处理系统及反渗透处理系统；
调节水池(1)的出口与双碱法联合软化-混凝澄清处理系统的入口相连通，双碱法联合软化-混凝澄清处理系统的出口与多介质过滤器(18)的入口相连通，多介质过滤器(18)的出口经超滤处理系统与纳滤处理系统相连通，纳滤处理系统的产水出口与反渗透处理系统相连通，纳滤处理系统的浓水出口与外界脱硫系统的工艺水箱相连通。
2.根据权利要求1所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，双碱法联合软化-混凝澄清处理系统包括高效澄清池(3)、凝聚剂加药装置(4)、碳酸钠加药装置(5)、氢氧化钠加药装置(6)、助凝剂加药装置(7)、盐酸加药装置(16)及中间水池(15)，调节水池(1)的出口与高效澄清池(3)的入口相连通，高效澄清池(3)内部分为依次相连通的凝聚区、絮凝区及澄清区，凝聚剂加药装置(4)的出口及碳酸钠加药装置(5)的出口与凝聚区相连通，氢氧化钠加药装置(6)的出口及助凝剂加药装置(7)的出口与絮凝区相连通，澄清区的出口及盐酸加药装置(16)的出口与中间水池(15)的入口相连通。
3.根据权利要求2所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，调节水池(1)的出口经提升泵(2)与高效澄清池(3)相连通。
4.根据权利要求1所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，中间水池(15)的出水口经过滤器给水泵(17)与多介质过滤器(18)的入水口相连通，多介质过滤器(18)的出水口与清水箱(19)入水口相连通，清水箱(19)的出口与超滤处理系统相连通。
5.根据权利要求1所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，超滤处理系统包括依次相连通的超滤给水泵(20)、超滤装置(21)以及超滤产水箱(22)，其中，多介质过滤器(18)的出水口与超滤给水泵(20)的入口相连通，超滤产水箱(22)的出口与纳滤处理系统相连通。
6.根据权利要求1所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，纳滤处理系统包括阻垢剂加药装置(25)、还原剂加药装置(26)、纳滤给水泵(27)、保安过滤器(28)、纳滤高压泵(29)、纳滤装置(30)及纳滤产水箱(31)；
超滤处理系统的出口与阻垢剂加药装置(25)的出口与还原剂加药装置(26)的出口通过管道并管后经纳滤给水泵(27)与保安过滤器(28)的入口相连通，保安过滤器(28)的出口经纳滤高压泵(29)与纳滤装置(30)的入口相连通，纳滤装置(30)的产水出口与纳滤产水箱(31)的入口相连通，纳滤装置(30)的浓水出口与外界脱硫系统的工艺水箱相连通，纳滤产水箱(31)的出口与反渗透处理系统相连通。
7.根据权利要求1所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，反渗透处理系统包括反渗透高压泵(32)、反渗透装置(33)、淡水箱(34)及淡水泵(35)，其中，纳滤处理系统的产水出口经反渗透高压泵(32)与反渗透装置(33)的入口相连通，反渗透装置(33)的淡水出口与淡水箱(34)的入口相连通，淡水箱(34)的出口经淡水泵(35)与外界的循环水系统相连通，反渗透装置(33)的浓水出口与灰渣调湿用水系统相连通。
8.根据权利要求1所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，其特征在于，还包括污泥处理系统，所述污泥处理系统包括污泥排放泵(8)、污泥缓冲罐(9)、污泥给料泵(10)、板框压滤机(11)、泥斗(12)、滤液水箱(13)及滤液水泵(14)，高效澄清池(3)的底部排泥口经污泥排放泵(8)与污泥缓冲罐(9)的入口相连通，污泥缓冲罐(9)的底部污泥出口与板框压滤机(11)的入口相连通，板框压滤机(11)的泥渣出口与泥斗(12)的入口相连通，板框压滤机(11)的滤液出口与滤液水箱(13)的入口相连通，滤液水箱(13)的出口经滤液水泵(14)与调节水池(1)相连通，污泥缓冲罐(9)的顶部出口、多介质过滤器(18)的反洗水出口、超滤装置(21)的反洗水出口与废水回收水池(23)的入口相连通，废水回收水池(23)的出水口经废水泵(24)与调节水池(1)的入口相连通。
9.一种火电厂循环水排污水全膜法零排放处理方法，其特征在于，基于权利要求1所述的火电厂循环水排污水全膜法零排放处理系统，包括以下步骤：
火电厂循环水排污水进入到调节水池(1)中均质，然后进入到双碱法联合软化-混凝澄清处理系统，通过双碱法联合软化-混凝澄清处理系统对循环水排污水中的Ca2+、Mg2+、悬浮物及总磷进行去除，双碱法联合软化-混凝澄清处理系统输出的水进入到多介质过滤器(18)及超滤处理系统中去除悬浮杂质和胶体类物质，然后进入到纳滤处理系统进一步去除Ca2+、Ba2+、Sr2+、SO4 2-及有机物，其中，纳滤系统输出的浓水进入到外界脱硫系统的工艺水箱中回收，纳滤系统输出的产水经反渗透处理系统进行反渗透处理，反渗透处理系统输出的淡水进入到循环水系统中回用，反渗透处理系统输出的反渗透浓水通过干灰拌湿消耗。
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