CN211813892U - 一种反渗透浓水回用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种反渗透浓水回用系统，涉及水处理领域，包括依次连接的集水箱、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、电解器和产品箱；此外，膜浓缩装置清水出口与回用水箱连接，同步反应器底部排浆与脱水系统连接，分盐装置浓水出口与同步反应器进水口连接，过滤器的浓水出口与同步反应器进水口连接，二次浓缩装置淡水出口与回用水箱进水口连接，产品箱产品出料口与过滤器反洗接口连接。本实用新型可实现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系统

技术领域

本实用新型涉及反渗透浓水处理领域，尤其涉及一种反渗透浓水回用系统。

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，水质较好，但水量较大。如果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。因为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技术，这是脱硫废水最经济的固化方式。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。

此外，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、废水零排放的必然选择。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种反渗透浓水回用系统，通过反渗透浓水提质回用、提纯废水中氯化钠电解制备次氯酸钠，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。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是设计一种反渗透浓水回用系统，针对燃机电厂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，本实用新型提供了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。

进一步地，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、高压泵和反渗透设备。

进一步地，所述反渗透设备中反渗透膜采用高压卷式膜，一级一段。

进一步地，所述同步反应器被配置为同步去除钙、镁、硅及硫酸根离子。

进一步地，所述过滤器采用管式超滤。

进一步地，所述管式超滤的超滤膜选用加筋PVDF膜，所述PVDF膜孔径0.03μm。

进一步地，所述分盐装置为纳滤装置。

进一步地，所述二次浓缩装置被配置为获取一定浓度的盐水。

进一步地，所述电解器为生成次氯酸钠的次氯酸钠发生器。

进一步地，所述脱水系统的清水出口与所述同步反应器进水口相连。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益技术效果：

1、燃机电厂可实现反渗透浓水提质回用，实现深度节水；

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、系统运行产生的膜清洗废水可自行消纳处理，无额外废水排放；

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。

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

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的反渗透浓水回用系统的系统示意图；

图2是图1所示实施例用于反渗透浓水回用的处理步骤图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型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，本实用新型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所示，本实施例公开了一种反渗透浓水回用系统的系统示意图，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。

所述集水箱收集未处理的一级反渗透浓水，有效容积为24h的所述反渗透浓水处理水量；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出水6h的水量；所述产品箱有效容积为所述电解器24h的产量；所述中和水箱5有效容积为所述过滤器出水1h的水量。

所述膜浓缩装置在系统入口进行浓水减量、提质回用，以大大降低后续设备的规模和投资费用。优选地，所述膜浓缩装置采用反渗透装置，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％，清水电导率小于50μS/cm。为进一步减小废水量，优选地，所述膜浓缩装置反渗透回收的废弃清水流至所述回用水箱，回用到原化学制水系统超滤产水箱；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。

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。通过加入复配药剂(主要成分为石灰-烧碱-碳酸钠-偏铝酸钠)，所述同步反应器可以同步去除钙、镁、硅及硫酸根离子，流程简单，便于维护；生成的沉淀主要成分是硫酸钙、碳酸钙、氢氧化镁和钙矾石。包含所述沉淀的污泥浆液送至所述脱水系统进行污泥浓缩、脱水，脱水后污泥排出场外，脱水清液回流至所述同步反应器进口。所述同步反应器内pH控制在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。

所述过滤器采用管式超滤，超滤膜选用加筋PVDF膜，超滤孔径0.03μm，使得呈较强碱性的溶液的出水浊度小于2NTU，SDI(Silting Density Index，淤泥密度指数)小于3。优选地，将所述过滤器产生的浓水引入所述同步反应器，使得一部分硫酸根离子、钙离子可直接生成沉淀而降低复配药剂加药量。

由于所述复配药剂微过量，为后续制取次氯酸钠溶液考虑，所述中和水箱设置盐酸加药装置，调整所述中和水箱的出水pH在6～8，并提供一定的氯离子，且不引入新的干扰离子。调整后的所述中和水箱的出水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较大的水处理量的实际情况。

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％。所述分盐装置产生的浓水的主要离子为硫酸根离子、钙离子和镁离子。优选地，将所述分盐装置产生的浓水引入所述同步反应器，使得一部分硫酸根离子、钙离子可直接生成沉淀而降低复配药剂加药量。

所述二次浓缩装置为电渗析-海水反渗透装置。电渗析部分包括水箱、水泵、保安过滤器。所述电渗析部分被配置为当浓水电导率大于60mS/cm时引出到所述电解器中，废弃的淡水引入到海水反渗透装置除盐。所述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％。所述海水反渗透装置被配置为海水反渗透淡水电导率小于200μS/cm，引入到所述回用水箱回用，海水反渗透浓水重新回到所述电渗析部分进口进行循环浓缩。

所述电解器为次氯酸钠发生器，将所述二次浓缩装置制取的3％～4％的稀盐水电解，制备有效氯含量8g/L～12g/L的次氯酸钠溶液。生产的次氯酸钠溶液，一部分回流至所述过滤器的反洗进口，满足所述系统自身杀菌需求；多余的部分，还可以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。

图2为图1所示系统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、所述膜浓缩装置对所述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、所述第一浓液流至所述同步反应器；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；所述第二清液经所述过滤器过滤后获得第三清液；所述第三清液通过所述中和水箱，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所述二次浓缩装置生成具有一定浓度的盐水；

步骤104、所述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，并使用所述产品箱收集所述次氯酸钠溶液。

本实用新型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。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。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实用新型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实用新型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系统，其特征在于，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。

2.如权利要求1所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，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、高压泵和反渗透设备。

3.如权利要求2所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述反渗透设备中反渗透膜采用高压卷式膜，一级一段。

4.如权利要求1所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述同步反应器被配置为同步去除钙、镁、硅及硫酸根离子。

5.如权利要求1所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述过滤器采用管式超滤。

6.如权利要求5所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述管式超滤的超滤膜选用加筋PVDF膜，所述PVDF膜孔径0.03μm。

7.如权利要求1所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述分盐装置为纳滤装置。

8.如权利要求1所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述二次浓缩装置被配置为获取一定浓度的盐水。

9.如权利要求1所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述电解器为生成次氯酸钠的次氯酸钠发生器。

10.如权利要求1所述的反渗透浓水回用系统，其特征在于，所述脱水系统的清水出口与所述同步反应器进水口相连。

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