CN206666295U - 一种经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，包括脱硫废水提升泵、预沉池、中和箱、反应箱、絮凝箱、澄清器、#1中间水池、有机物和氨氮去除单元、分盐浓缩系统、石灰加药系统、絮凝剂加药系统、加酸系统、碳酸钠加药系统、有机硫加药系统及助凝剂加药系统，该系统能够实现对燃煤电厂末端高盐废水的处理，并且能够有效的避免有机物及氨氮对蒸发结晶分盐的影响。

Description

一种经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种高盐废水处理系统，具体涉及一种经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统。

背景技术

新建电厂环评批复均要求深度节水、实现全厂废水零排放。随着水资源逐渐匮乏，《水污染防治行动计划》和部分地方环保政策均要求有条件的新建机组必须使用再生水作为生产水源。

很多火电厂在实施深度节水改造时，会通过水的梯级利用，将循环水排污水或其它废水作为电厂脱硫工艺用水水源。采用再生水作为生产水源的火电厂，其循环水排污水或其它废水的有机物浓度较高，经脱硫系统吸收塔蒸发浓缩后，脱硫废水的有机物浓度进一步升高(ρ(COD)：100mg/L～500mg/L、ρ(TOC)：20mg/L～100mg/L)。除脱硫废水外，燃煤电厂末端高盐废水还有离子交换设备的高盐再生废水，氨氮浓度高(ρ(NH₃-N)：1200mg/L～5000mg/L)。

末端高盐废水一般采用高压反渗透、电渗析、正渗透等膜技术进行浓缩减量后，再通过蒸发结晶实现固化处理。目前，方案设计时，为防止膜系统结垢，膜浓缩预处理一般选择石灰、石灰-碳酸钠、氢氧化钠-碳酸钠等软化工艺，药剂费用非常高；但往往会忽略有机物和氨氮对整体系统的影响。有机物浓度高会造成膜污堵，膜通量下降，系统无法正常稳定运行；氨氮浓度高会造成浓缩后浓水侧氨氮浓度较高，影响蒸发结晶分盐效果，导致得到的结晶盐不能满足二级工业盐要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，该系统能够实现对燃煤电厂末端高盐废水的处理，并且能够有效的避免有机物及氨氮对蒸发结晶分盐的影响。

为达到上述目的，本实用新型所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统包括脱硫废水提升泵、预沉池、中和箱、反应箱、絮凝箱、澄清器、#1中间水池、有机物和氨氮去除单元、分盐浓缩系统、石灰加药系统、絮凝剂加药系统、加酸系统、碳酸钠加药系统、有机硫加药系统及助凝剂加药系统；

脱硫废水提升泵的出口与预沉池的入口相连通，预沉池的出口依次经中和箱、反应箱、絮凝箱、澄清器、#1中间水池及有机物和氨氮去除单元与分盐浓缩系统相连通，石灰加药系统的出口及絮凝剂加药系统的出口均与中和箱的加药口相连通，碳酸钠加药系统的出口及有机硫加药系统的出口均与反应箱的加药口相连通，助凝剂加药系统的出口与絮凝箱的加药口相连通，离子交换再生高盐废水提升泵及加酸系统的出口与#1中间水池的入口相连通。

预沉池与中和箱之间设有调节池。

有机物和氨氮去除单元包括电化学催化氧化系统、过滤器及#2中间水池，其中，#1中间水池的出水口与过滤器的入水口相连通，过滤器的出水口与#2中间水池的入水口相连通，#2中间水池的出水口与分盐浓缩系统的入水口相连通。

有机物和氨氮去除单元还包括过滤器反洗系统，过滤器反洗系统的入水口与#2中间水池的出水口相连通，过滤器反洗系统的出水口与过滤器的反洗入水口相连通，过滤器的反洗出水口与调节池相连通。

还包括泥缓冲罐及泥脱水系统；澄清器底部的污泥出口与泥缓冲罐的入口相连通，泥缓冲罐侧面的排泥口经泥回流泵与中和箱的入水口相连通，泥缓冲罐底部的排泥口与泥脱水系统的入料口相连通，泥脱水系统的出液口通过上清液回流泵与调节池相连通。

分盐浓缩系统包括钠床系统、氯型树脂床系统、#3中间水池、电渗析系统、淡水池及浓水池；

有机物和氨氮去除单元的出水口与钠床系统的入水口相连通，钠床系统的出水口与氯型树脂床系统的入水口相连通，氯型树脂床系统的出水口与#3中间水池的入水口相连通，#3中间水池的出水口与电渗析系统的入水口相连通，电渗析系统的淡水出口与淡水池相连通，电渗析系统的浓水出口与浓水池的入水口相连通。

分盐浓缩系统还包括钠床再生系统及氯型树脂阴床再生系统，其中，浓水池与钠床再生系统的入口及氯型树脂阴床再生系统的入口相连通，淡水池与钠床再生系统的入口及氯型树脂阴床再生系统的入口相连通，钠床再生系统的再生废水出口与预沉池相连通，氯型树脂阴床再生系统的再生废水出口与预沉池相连通。

预沉池的底部出口连通有石膏脱水系统。

中和箱、反应箱及絮凝箱为组成三联水箱。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统在具体操作时，通过向中和箱中加入石灰，调节废水的pH值，从而去除废水中的F^-、Mg²⁺、SiO₂、部分Ca²⁺及部分重金属，通过向反应箱中加入碳酸钠及有机硫，从而彻底去除废水中的Ca²⁺及重金属，然后在絮凝箱中，在絮凝剂及助凝剂的作用下加快沉淀，然后经澄清器进行固液分离，实现对高盐废水的前期处理，再调节前期处理后得到的废水的pH值，并经有机物和氨氮去除单元去除其中的有机物及氨氮，避免有机物及氨氮对蒸发结晶分盐的影响，然后再经分盐浓缩系统进行分盐结晶，实现对燃煤电厂末端高盐废水的处理，本实用新型通过对有机物及氨氮进行处理，确保整套系统稳定运行，同时改善产水水质。

进一步，中和箱、反应箱及絮凝箱为组成三联水箱，节省项目投资及占地。

进一步，钠床再生系统及氯型树脂阴床再生系统输出的再生废水返回至预沉池，从而在预沉池中形成CaSO₄的过饱和溶液，使CaSO₄结晶析出，降低软化药剂成本。

附图说明

图1为本实用新型的原理图。

其中，1为预沉池、2为调节池、3为中和箱、4为反应箱、5为絮凝箱、6为石灰加药系统、7为絮凝剂加药系统、8为碳酸钠加药系统、9为有机硫加药系统、10为助凝剂加药系统、11为澄清器、12为泥缓冲罐、13为泥脱水系统、14为加酸系统、15为#1中间水池、16为电化学催化氧化系统、17为过滤器、18为#2中间水池、19为过滤器反洗系统、20为钠床系统、21为氯型树脂床系统、22为石膏脱水系统、23为#3中间水池、24为电渗析系统、25为淡水池、26为浓水池、27为钠床再生系统、28为氯型树脂阴床再生系统。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参考图1，本实用新型所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统包括脱硫废水提升泵、预沉池1、中和箱3、反应箱4、絮凝箱5、澄清器11、#1中间水池15、有机物和氨氮去除单元、分盐浓缩系统、石灰加药系统6、絮凝剂加药系统7、加酸系统14、碳酸钠加药系统8、有机硫加药系统9及助凝剂加药系统10；脱硫废水提升泵的出口与预沉池1的入口相连通，预沉池1的出口依次经中和箱3、反应箱4、絮凝箱5、澄清器11、#1中间水池15及有机物和氨氮去除单元与分盐浓缩系统相连通，石灰加药系统6的出口及絮凝剂加药系统7的出口均与中和箱3的加药口相连通，碳酸钠加药系统8的出口及有机硫加药系统9的出口均与反应箱4的加药口相连通，助凝剂加药系统10的出口与絮凝箱5的加药口相连通，离子交换再生高盐废水提升泵及加酸系统14的出口与#1中间水池15的入口相连通；预沉池1与中和箱3之间设有调节池2。

有机物和氨氮去除单元包括电化学催化氧化系统16、过滤器17及#2中间水池18，其中，#1中间水池15的出水口与过滤器17的入水口相连通，过滤器17的出水口与#2中间水池18的入水口相连通，#2中间水池18的出水口与分盐浓缩系统的入水口相连通；有机物和氨氮去除单元还包括过滤器反洗系统19，过滤器反洗系统19的入水口与#2中间水池18的出水口相连通，过滤器反洗系统19的出水口与过滤器17的反洗入水口相连通，过滤器17的反洗出水口与调节池2相连通。

本实用新型还包括泥缓冲罐12及泥脱水系统13；澄清器11底部的污泥出口与泥缓冲罐12的入口相连通，泥缓冲罐12侧面的排泥口经泥回流泵与中和箱3的入水口相连通，泥缓冲罐12底部的排泥口与泥脱水系统13的入料口相连通，泥脱水系统13的出液口通过上清液回流泵与调节池2相连通。

分盐浓缩系统包括钠床系统20、氯型树脂床系统21、#3中间水池23、电渗析系统24、淡水池25及浓水池26；有机物和氨氮去除单元的出水口与钠床系统20的入水口相连通，钠床系统20的出水口与氯型树脂床系统21的入水口相连通，氯型树脂床系统21的出水口与#3中间水池23的入水口相连通，#3中间水池23的出水口与电渗析系统24的入水口相连通，电渗析系统24的淡水出口与淡水池25相连通，电渗析系统24的浓水出口与浓水池26的入水口相连通；分盐浓缩系统还包括钠床再生系统27及氯型树脂阴床再生系统28，其中，浓水池26与钠床再生系统27的入口及氯型树脂阴床再生系统28的入口相连通，淡水池25与钠床再生系统27的入口及氯型树脂阴床再生系统28的入口相连通，钠床再生系统27的再生废水出口与预沉池1相连通，氯型树脂阴床再生系统28的再生废水出口与预沉池1相连通。

预沉池1的底部出口连通有石膏脱水系统22；中和箱3、反应箱4及絮凝箱5为组成三联水箱。

本实用新型的具体工作过程为：

火电厂从旋流器排出的脱硫废水，含固率较高，脱硫废水进入预沉池1，脱硫废水中未完全饱和的石膏在预沉池1进行结晶、长大及沉降；

Ca²⁺+SO₄ ^2-→CaSO₄↓ (1)

脱硫废水的上清液与钠床再生系统27及氯型树脂阴床再生系统28输出的再生废水在调节池2中进行混合，然后进入到中和箱3中，石灰加药系统6及絮凝剂加药系统7向中和箱3中加入石灰及絮凝剂，通过石灰调节pH至10.5～11.5，通过如下化学反应，去除F^-、Mg^{2 +}、SiO₂以及部分Ca²⁺、重金属。

Ca²⁺+2F^-→CaF₂↓ (2)

Mg²⁺+2OH^-→Mg(OH)₂↓ (3)

SiO₂+2OH^-→H₂O+SiO₃ ^2- (4)

Mg²⁺+SiO₃ ^2-→MgSiO₃↓ (5)

OH^-+HCO₃ ^-→H₂O+CO₃ ^2- (6)

Mg²⁺+CO₃ ^2-→MgCO₃↓ (7)

Ca²⁺+CO₃ ^2-→CaCO₃↓ (8)

Fe³⁺+3OH^-→Fe(OH)₃↓ (9)

Cr³⁺+3OH^-→Cr(OH)₃↓ (10)

Ni²⁺+2OH^-→Ni(OH)₂↓ (11)

3Ca²⁺+2AsO₄ ^3-+xH₂O→Ca₃(AsO₄)₂·xH₂O↓ (12)

然后进入到反应箱4中，碳酸钠加药系统8及有机硫加药系统9向反应箱4中加入碳酸钠及有机硫，通过如下化学反应，去除Ca²⁺及重金属，并在絮凝剂及助凝剂作用下加速沉降，然后再经澄清器11实现固液分离。

Mg²⁺+CO₃ ^2-→MgCO₃↓ (7)

Ca²⁺+CO₃ ^2-→CaCO₃↓ (8)

Pb²⁺+S^2-→PbS↓ (13)

Hg²⁺+S^2-→HgS↓ (14)

澄清器11的上清液通过加酸系统14进行加酸，调pH至6.5～7.5，再通过电化学催化氧化系统16去除有机物及氨氮，然后经过滤器17过滤去除悬浮物；反应机理如下：

2Cl^-→Cl₂+2e^- (15)

Cl₂+H₂O→HClO+Cl^-+H⁺ (16)

HClO→H⁺+ClO^- (17)

ClO^-+有机物→CO₂+H₂O+Cl^- (18)

3ClO^-+2NH₃→N₂↑+3H₂O+3Cl^- (19)

H₂O₂+e→·HO+OH^- (20)

H₂O₂-e→·HO+0.5O₂+H⁺ (21)

2NH₄ ⁺+·HO→N₂↑+H₂O+7H⁺ (22)

·HO+有机物→CO₂+H₂O (23)

然后进入钠床系统20中去除残余Ca²⁺及Mg²⁺，再经氯型树脂床系统21去除SO₄ ^2-，然后再经电渗析系统24浓缩，淡水回用，一部分浓水作为钠床再生系统27及氯型树脂阴床再生系统28再生液利用，剩余部分浓水作为工业用浓NaCl溶液外售。

澄清器11排出的污泥一部分回流至中和箱3，以提高结垢性离子去除效果，一部分经泥脱水系统13脱水，干泥掺烧或外运处置，脱水的上清液及过滤器17的反洗水返回至调节池2继续处理，降低自用水率。

钠床再生系统27及氯型树脂阴床再生系统28输出的再生废水返回至预沉池1，形成CaSO₄的过饱和溶液，使CaSO₄结晶析出，降低软化药剂成本，预沉池1沉淀的CaSO₄返回至石膏脱水系统22。

Claims (9)

1.一种经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，包括脱硫废水提升泵、预沉池(1)、中和箱(3)、反应箱(4)、絮凝箱(5)、澄清器(11)、#1中间水池(15)、有机物和氨氮去除单元、分盐浓缩系统、离子交换再生高盐废水提升泵、石灰加药系统(6)、絮凝剂加药系统(7)、加酸系统(14)、碳酸钠加药系统(8)、有机硫加药系统(9)及助凝剂加药系统(10)；

脱硫废水提升泵的出口与预沉池(1)的入口相连通，预沉池(1)的出口依次经中和箱(3)、反应箱(4)、絮凝箱(5)、澄清器(11)、#1中间水池(15)及有机物和氨氮去除单元与分盐浓缩系统相连通，石灰加药系统(6)的出口及絮凝剂加药系统(7)的出口均与中和箱(3)的加药口相连通，碳酸钠加药系统(8)的出口及有机硫加药系统(9)的出口均与反应箱(4)的加药口相连通，助凝剂加药系统(10)的出口与絮凝箱(5)的加药口相连通，离子交换再生高盐废水提升泵及加酸系统(14)的出口与#1中间水池(15)的入口相连通。

2.根据权利要求1所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，预沉池(1)与中和箱(3)之间设有调节池(2)。

3.根据权利要求2所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，有机物和氨氮去除单元包括电化学催化氧化系统(16)、过滤器(17)及#2中间水池(18)，其中，#1中间水池(15)的出水口与过滤器(17)的入水口相连通，过滤器(17)的出水口与#2中间水池(18)的入水口相连通，#2中间水池(18)的出水口与分盐浓缩系统的入水口相连通。

4.根据权利要求3所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，有机物和氨氮去除单元还包括过滤器反洗系统(19)，过滤器反洗系统(19)的入水口与#2中间水池(18)的出水口相连通，过滤器反洗系统(19)的出水口与过滤器(17)的反洗入水口相连通，过滤器(17)的反洗出水口与调节池(2)相连通。

5.根据权利要求2所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，还包括泥缓冲罐(12)及泥脱水系统(13)；澄清器(11)底部的污泥出口与泥缓冲罐(12)的入口相连通，泥缓冲罐(12)侧面的排泥口经泥回流泵与中和箱(3)的入水口相连通，泥缓冲罐(12)底部的排泥口与泥脱水系统(13)的入料口相连通，泥脱水系统(13)的出液口通过上清液回流泵与调节池(2)相连通。

6.根据权利要求2所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，分盐浓缩系统包括钠床系统(20)、氯型树脂床系统(21)、#3中间水池(23)、电渗析系统(24)、淡水池(25)及浓水池(26)；

有机物和氨氮去除单元的出水口与钠床系统(20)的入水口相连通，钠床系统(20)的出水口与氯型树脂床系统(21)的入水口相连通，氯型树脂床系统(21)的出水口与#3中间水池(23)的入水口相连通，#3中间水池(23)的出水口与电渗析系统(24)的入水口相连通，电渗析系统(24)的淡水出口与淡水池(25)相连通，电渗析系统(24)的浓水出口与浓水池(26)的入水口相连通。

7.根据权利要求6所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，分盐浓缩系统还包括钠床再生系统(27)及氯型树脂阴床再生系统(28)，其中，浓水池(26)与钠床再生系统(27)的入口及氯型树脂阴床再生系统(28)的入口相连通，淡水池(25)与钠床再生系统(27) 的入口及氯型树脂阴床再生系统(28)的入口相连通，钠床再生系统(27)的再生废水出口与预沉池(1)相连通，氯型树脂阴床再生系统(28)的再生废水出口与预沉池(1)相连通。

8.根据权利要求1所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，预沉池(1)的底部出口连通有石膏脱水系统(22)。

9.根据权利要求1所述的经济型燃煤电厂末端高盐废水处理系统，其特征在于，中和箱(3)、反应箱(4)及絮凝箱(5)为组成三联水箱。