CN113461236A - 一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统，属于火力发电厂水处理领域，包括预处理系统、分盐提纯系统、再生系统和生产系统；含盐废水依次通过预处理系统、分盐提纯系统、再生系统和生产系统；再生系统包括双极膜电渗析、酸性水贮罐、碱性水贮罐、电解制氯装置和次氯酸钠贮罐，本发明整体零排放，减少外界原料添加，降低了处理成本。

Description

一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统
技术领域
本发明涉及火力发电厂水处理领域，具体涉及一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统。
背景技术
为了满足国家对火力发电厂的环保要求，国内火力发电厂纷纷开展末端废水(主要以脱硫废水为主的高盐废水)处理“零排放”工程实践，既有成功的案例，也有失败的教训。
脱硫废水零排放处理的总体路线基本上可以归纳为“预处理→浓缩减量→固液分离”三个部分的组合。具体形式有三种，第一种：预处理→膜浓缩→蒸发结晶工艺；第二种：预处理→膜浓缩→烟道蒸发工艺；第三种：低温烟气闪蒸→浓液干燥工艺。上述三种方式均匀存在一定的缺陷；尤其是后事两种工艺，只是将废水变成了固废，稀释到粉煤灰中，存在一定的政策风险，另外，废水中溶解性的盐蒸发结晶后进入锅炉烟道，对烟气后续处理的影响，是否会造成烟道腐蚀或蒸发出的工业盐如何进行市场化销售等，都存在不确定性。第一种工艺通过蒸发结晶系统产生的工业盐，能否进行销售进入流通环节，国家政策不明朗，同时也增加了电厂处置难度。
基于此，本发明设计了一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统以解决上述问题。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统，包括预处理系统、分盐提纯系统、再生系统和生产系统；含盐废水依次通过预处理系统、分盐提纯系统、再生系统和生产系统；再生系统包括双极膜电渗析、酸性水贮罐、碱性水贮罐、电解制氯装置和次氯酸钠贮罐。
更进一步的，所述预处理系统包括除钙除硫流化床、除镁池、除钙池、超滤装置和中和脱碳池。
更进一步的，所述分盐提纯系统包括螯合床和过滤装置，所述过滤装置包括纳滤装置、纳滤浓水箱、纳滤产水箱、海淡装置、硫酸钠溶液箱和氯化钠溶液箱。
更进一步的，废水进入所述纳滤装置之前对其加入还原剂和阻垢剂。
更进一步的，所述纳滤装置的产水进入纳滤产水箱内，未纳滤装置的产水进入纳滤浓水箱，纳滤产水箱和纳滤浓水箱分别进入海淡装置内，纳滤浓水箱内的水通过海淡装置后生成RO产水和硫酸钠溶液，硫酸钠溶液并储存在硫酸钠溶液箱内，纳滤产水箱内的产水通过海淡装置后生成RO产水和氯化钠混合溶液，氯化钠混合容易储存在氯化钠溶液箱内。
更进一步的，所述硫酸钠溶液箱内的硫酸钠溶液进入双极膜电渗析中，双极膜电渗析对硫酸钠溶液进行电渗析处理，形成酸性水和碱性水，酸性水储存到酸性水贮罐内，碱性水储存到碱性水贮罐内。
更进一步的，所述氯化钠溶液箱的氯化钠混合溶液进入双极膜电渗析中，双极膜电渗析对氯化钠混合溶液进行电渗析处理，形成酸性水、碱性水和氯化钠溶液。
更进一步的，所述双极膜电渗析电渗析氯化钠溶液加入到电解制氯装置中电解制成次氯酸溶液，并去除COD，次氯酸溶液储存在次氯酸钠贮罐内，且次氯酸溶液可作为强氧化杀生剂，用于循环水处理、生活水处理、超滤装置的杀生。
更进一步的，所述双极膜电渗析对氯化钠混合溶液电渗析成的碱性水储存到碱性水贮罐内，碱性水可用于高速混床等离子交换器再生、除镁池和超滤装置、絮凝剂pH值调节，进行再利用。
更进一步的，所述氯化钠溶液电渗析的酸性水储存到酸性水贮罐内，氯化钠溶液电渗析的酸性水可用与超滤装置和中和脱碳池内，进行再利用；氯化钠溶液电渗析的酸性水加入到絮凝剂发生器，同时再向絮凝剂发生器加入铁粉,再用电解制氯装置中产生的次氯酸钠氧化，经陈化聚合形成聚合氯化铁絮凝剂，聚合氯化铁絮凝剂可用于除钙除硫流化床、澄清器中；将除镁池产生的氢氧化镁与聚合氯化铁絮凝剂复合作为含煤废水的絮凝脱色剂；将除钙池中生成的碳酸钙作为除硫剂返回脱硫塔进行循环利用。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过再生系统的双极膜电渗析电渗析成酸性水和碱性水，碱性水可用于高速混床等离子交换器再生、除镁池和超滤装置、絮凝剂pH值调节，进行再利用；酸性(硫酸)水主要作为工业循环水作加酸处理用。氯化钠溶液中的Cl－通过双极膜生产酸性水和次氯酸溶液，酸性(盐酸)水作为电厂必须的高整混床再生剂、工业循环水、工业废水、去离子水等系统的pH值调整剂，次氯酸溶液可作为工业循环水、生活污水处理的氧化杀生剂，此外，氯化钠溶液电渗析电解出的酸性(盐酸)水加入到絮凝剂发生器，在循环条件下与铁屑反应生成氯化亚铁,再用电解制氯装置中产生的次氯酸钠进行氧化，经陈化聚合形成聚合氯(硫酸)化铁絮凝剂，聚合氯(硫酸)化铁絮凝剂可用于火力发电厂澄清水预处理、含煤废水处理、脱硫废水处理等系统中作为凝聚剂使用；同时，将除镁池产生的氢氧化镁与聚合氯(硫酸)化铁絮凝剂复合作为含煤废水的絮凝脱色剂；中和脱碳器中排出的二氧化碳加上抽取部分烟气中的二氧化碳，用碱性水吸收，制成碳酸钠，投加到除钙池中，降低水的硬度，排泥的主要成份为碳酸钙，送到脱硫塔作脱硫剂使用。整体零排放，减少外界原料添加，降低了处理成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
如图1所示一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统，包括预处理系统、分盐提纯系统、再生系统和生产系统；
预处理系统包括除钙除硫流化床、除镁池、除钙池、超滤装置和中和脱碳池；
废水在除钙除硫流化床内循环流动，除钙除硫流化床内添加石灰乳和絮凝剂，石灰乳和絮凝剂配合下石灰乳中的钙离子与废水中的SO4 2-反应生成硫酸钙沉淀，沉淀后硫酸钙流动至石灰石浆液箱内；
脱除SO4 2-的废水进入除镁池中，向除镁池中加入碱性水，Mg2+与碱性水中的OH-反应生成Mg(OH)2，将Mg(OH)2加入到含煤废水系统中作为脱色剂和絮凝剂进行使用，同时，Mg(OH)2还可以加入到消防领域作为阻燃剂进行使用；
脱除Mg2+的废水进入除钙池中，再向除钙池内加入碳酸钠溶液，废水中的Ca2+与CO3 2-反应生成生成CaCO3沉淀，CaCO3沉淀后硫酸钙流动至石灰石浆液箱内，将CaCO3转化为晶体碳酸钙，送到脱硫塔作为脱硫剂再利用，同时将CO3 2-进行再利用，避免系统结垢污堵；
脱除Ca2+的废水进入超滤装置中进行过滤小颗粒杂质，过滤前向超滤装置加入碱性水或者酸性水进行调节pH为8-10，同时加入强氧化剂去除有机物；
超滤后的废水进入中和脱碳池内，再将酸性水进入到中和脱碳池内，H+与废水中微量的CO3 2-反应生成CO2气体，将CO3 2-进行完全，进一步避免系统结垢污堵，利于提升系统洁净度，利于系统进行继续处理；排出的CO2气体用碱性水吸收，生成碳酸钠投加到除钙池中，CO2气体不足部分，抽取部分烟气进行补充。
分盐提纯系统由螯合床和过滤装置组成，脱除离子的废水进入螯合床中进行螯合处理，可采用树脂吸附水中的多价阳离子，以将废水中残留的重金属含量降低到100ppb以；
螯合处理的废水进入过滤装置内，过滤装置包括纳滤装置、纳滤浓水箱、纳滤产水箱、海淡装置、硫酸钠溶液箱和氯化钠溶液箱；
废水进入纳滤装置之前对其加入还原剂和阻垢剂，还原剂选用质量浓度为12％的NaHSO3溶液，投加浓度为5-10mg/L，反渗透阻垢剂PTP-0100的12倍浓缩液，投加浓度为3-6mg/L；
以“减少从外界引入盐”为出发点，实现盐在电厂水处理系统中的“内循环”处理过程，，实现火力发电厂污废物的无害化处理和资源化循环利用。在取得环境效益和社会效益的同时，取得经济效益，实现火力发电厂“可持续、减排、降耗、增效”；
通过纳滤装置的产水进入纳滤产水箱内，未纳滤装置的产水进入纳滤浓水箱，纳滤产水箱和纳滤浓水箱分别进入海淡装置内，纳滤浓水箱内的水通过海淡装置后生成RO产水和硫酸钠溶液，硫酸钠溶液并储存在硫酸钠溶液箱内，纳滤产水箱内的产水通过海淡装置后生成RO产水和氯化钠混合溶液，氯化钠混合容易储存在氯化钠溶液箱内；
再生系统包括双极膜电渗析、酸性水贮罐、碱性水贮罐、电解制氯装置和次氯酸钠贮罐；
再生系统以双极膜电渗析装置和次氯酸钠发生器相互偶合组成的酸溶液、碱溶液、次氯酸钠溶液
以双极膜电渗析装置和次氯酸钠发生器相互偶合组成的酸溶液、碱溶液、次氯酸钠溶液生产系统中，硫酸钠溶液进入双极膜电渗析中，双极膜电渗析对硫酸钠溶液进行电解，形成酸性(硫酸)水和碱性(氢氧化钠)水，酸性(硫酸)水储存到酸性(硫酸)水贮罐内，碱性水储存到碱性水贮罐内，被电解稀释后的硫酸钠溶液重新卷入海淡装置进行再浓缩；
氯化钠溶液进入双极膜电渗析中，双极膜电渗析对氯化钠溶液进行电解，形成酸性(盐酸)水、碱性水和氯化钠稀释溶液(4％)，氯化钠稀释溶液加入到电解制氯装置中电解制成次氯酸溶液，次氯酸溶液储存在次氯酸钠贮罐内；
通过再生系统的双极膜电渗析电渗析成酸性水和碱性水，碱性水可用于高速混床等离子交换器再生、除镁池和超滤装置、絮凝剂pH值调节，进行再利用；酸性(硫酸)水主要作为工业循环水作加酸处理用。氯化钠溶液中的Cl－通过双极膜生产酸性水和次氯酸溶液，酸性(盐酸)水作为电厂必须的高整混床再生剂、工业循环水、工业废水、去离子水等系统的pH值调整剂，次氯酸溶液可作为工业循环水、生活污水处理的氧化杀生剂。
碱性水可用于高速混床等离子交换器再生、除镁池和超滤装置、絮凝剂pH值调节，进行再利用；酸性(硫酸)水主要作为工业循环水作加酸处理用。氯化钠溶液中的Cl－通过双极膜生产酸性水和次氯酸溶液，酸性(盐酸)水作为电厂必须的高整混床再生剂、工业循环水、工业废水、去离子水等系统的pH值调整剂，次氯酸溶液可作为工业循环水、生活污水处理的氧化杀生剂。
以镁剂絮凝剂、聚合氯化铁发生器组成的凝聚剂生产系统和二氧化碳吸附塔组成的生产系统；
氯化钠溶液电渗析电解出的酸性(盐酸)水加入到絮凝剂发生器，在循环条件下与铁屑反应生成氯化亚铁,再用电解制氯装置中产生的次氯酸钠进行氧化，经陈化聚合形成聚合氯(硫酸)化铁絮凝剂，聚合氯(硫酸)化铁絮凝剂可用于火力发电厂澄清水预处理、含煤废水处理、脱硫废水处理等系统中作为凝聚剂使用；同时，将除镁池产生的氢氧化镁与聚合氯(硫酸)化铁絮凝剂复合作为含煤废水的絮凝脱色剂；中和脱碳器中排出的二氧化碳加上抽取部分烟气中的二氧化碳，用碱性水吸收，制成碳酸钠，投加到除钙池中，降低水的硬度，排泥的主要成份为碳酸钙，送到脱硫塔作脱硫剂使用。整体零排放，减少外界原料添加，降低了处理成本。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于：包括预处理系统、分盐提纯系统、再生系统和生产系统；含盐废水依次通过预处理系统、分盐提纯系统、再生系统和生产系统；再生系统包括双极膜电渗析、酸性水贮罐、碱性水贮罐、电解制氯装置和次氯酸钠贮罐。
2.根据权利要求1所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述预处理系统包括除钙除硫流化床、除镁池、除钙池、超滤装置和中和脱碳池。
3.根据权利要求2所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述分盐提纯系统包括螯合床和过滤装置，所述过滤装置包括纳滤装置、纳滤浓水箱、纳滤产水箱、海淡装置、硫酸钠溶液箱和氯化钠溶液箱。
4.根据权利要求3所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，废水进入所述纳滤装置之前对其加入还原剂和阻垢剂。
5.根据权利要求4所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述纳滤装置的产水进入纳滤产水箱内，未纳滤装置的产水进入纳滤浓水箱，纳滤产水箱和纳滤浓水箱分别进入海淡装置内，纳滤浓水箱内的水通过海淡装置后生成RO产水和硫酸钠溶液，硫酸钠溶液并储存在硫酸钠溶液箱内，纳滤产水箱内的产水通过海淡装置后生成RO产水和氯化钠混合溶液，氯化钠混合容易储存在氯化钠溶液箱内。
6.根据权利要求5所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述硫酸钠溶液箱内的硫酸钠溶液进入双极膜电渗析中，双极膜电渗析对硫酸钠溶液进行电渗析处理，形成酸性水和碱性水，酸性水储存到酸性水贮罐内，碱性水储存到碱性水贮罐内。
7.根据权利要求5所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述氯化钠溶液箱的氯化钠混合溶液进入双极膜电渗析中，双极膜电渗析对氯化钠混合溶液进行电渗析处理，形成酸性水、碱性水和氯化钠溶液。
8.根据权利要求6所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述双极膜电渗析电渗析氯化钠溶液加入到电解制氯装置中电解制成次氯酸溶液，并去除COD，次氯酸溶液储存在次氯酸钠贮罐内，且次氯酸溶液可作为强氧化杀生剂，用于循环水处理、生活水处理、超滤装置的杀生。
9.根据权利要求7所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述双极膜电渗析对氯化钠混合溶液电渗析成的碱性水储存到碱性水贮罐内，碱性水可用于高速混床等离子交换器再生、除镁池和超滤装置、絮凝剂pH值调节，进行再利用。
10.根据权利要求7所述的电厂高盐废水分质处理的零排放系统，其特征在于，所述氯化钠溶液电渗析的酸性水储存到酸性水贮罐内，氯化钠溶液电渗析的酸性水可用与超滤装置和中和脱碳池内，进行再利用；氯化钠溶液电渗析的酸性水加入到絮凝剂发生器，同时再向絮凝剂发生器加入铁粉,再用电解制氯装置中产生的次氯酸钠氧化，经陈化聚合形成聚合氯化铁絮凝剂，聚合氯化铁絮凝剂可用于除钙除硫流化床、澄清器中；将除镁池产生的氢氧化镁与聚合氯化铁絮凝剂复合作为含煤废水的絮凝脱色剂；将除钙池中生成的碳酸钙作为除硫剂返回脱硫塔进行循环利用。
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