CN214088118U - 电厂浓排水零排放处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电厂浓排水零排放处理装置，针对电厂浓排水含钙、COD、高盐的特点，先利用加药沉淀、催化氧化、超滤过滤、活性炭吸附、弱酸床深度除硬的预处理系统去除浓排水中的硬度、COD与悬浮物；再利用纳滤膜来浓缩硫酸钠，分离出富含硫酸钠的纳滤浓水与仅含氯化钠的纳滤产水；对纳滤浓水利用超高压反渗透将硫酸钠浓缩到125000～160000 mg/L，蒸发结晶出纯度大于99.0%的工业无水硫酸钠；对纳滤产水先后利用中压与高压反渗透将氯化钠浓缩到95000～100000 mg/L，蒸发结晶出纯度大于98.5%的工业氯化钠；将超高压、中压、高压反渗透的产水与蒸发结晶冷凝水构成的混合水再经过低压二级反渗透进一步净化，产出TDS小于5mg/L的高品质回用水。同时实现了水与盐的资源化利用。

Description

电厂浓排水零排放处理装置

技术领域

本实用新型涉及的是电厂浓排水零排放处理装置，属于工业废水处理的技术领域。

背景技术

电厂在大型冶金、石化、煤化工等企业中占有举足轻重的地位，电厂多为用水大户。通常电厂的化学水处理站会排放部分含盐废水，循环水系统与锅炉也会排除大量的含盐废水。近年来，在我国西北缺水地区已有部分电厂对化学水处理站与循环水系统排出的含盐废水进行了回收，利用超滤与反渗透膜技术进行脱盐处理回用，但又排出了部分含硬度、COD(化学需氧量)、悬浮物、高盐(主要成分为硫酸钠与氯化纳)的电厂浓排水。随着国内不少数省份环保上对排水盐的指标控制越来越严格，其TDS(总溶解固体)的限值多数要小于1500～1800mg/L，而电厂浓排水的TDS一般在5000～25000mg/L，远超新的环保要求，这就要求对电厂浓排水进行收集与处理，需要设计开发一种新型的利用高效净化、纳滤膜分盐、反渗透膜浓缩、MVR(机械蒸汽再压缩)蒸发结晶的电厂浓排水零排放处理装置与方法，有效回收电厂浓排水中的水资源与硫酸钠与氯化纳盐资源，达到电厂浓排水零排放处理的目的。

发明内容

本实用新型提出的是一种电厂浓排水零排放处理装置，其目的旨在针对电厂浓排水含有硬度、COD、悬浮物、高盐的特点，提出一种同时产出TDS小于5mg/L的高品质回用水及实现了水与盐的资源化利用的电厂浓排水零排放处理装置。

本实用新型的技术解决方案：电厂浓排水零排放处理装置，其结构包括预处理系统、纳滤系统、超高压反渗透系统、低压二级反渗透系统、中压反渗透系统、高压反渗透系统、硫酸钠MVR蒸发结晶系统、氯化钠MVR蒸发结晶系统。其中电厂浓排水接至预处理系统的进水口，预处理系统的出泥口送出泥饼；预处理系统的出水口接至纳滤系统NFS的进水口，纳滤系统的浓水出口与超高压反渗透系统的进水口相接，超高压反渗透系统的浓水出口与硫酸钠MVR蒸发结晶系统的进液口相接，蒸发硫酸钠的补充蒸汽接至硫酸钠MVR蒸发结晶系统的蒸汽进口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统的母液出口接至预处理系统的母液回流口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统的出盐口送出硫酸钠；纳滤系统的产水出口接至中压反渗透系统的1#进水口，中压反渗透系统的浓水出口与高压反渗透系统的进水口相接，高压反渗透系统的浓水出口接至氯化钠MVR蒸发结晶系统的进液口，蒸发氯化钠的补充蒸汽接至氯化钠MVR蒸发结晶系统的蒸汽进口，氯化钠MVR蒸发结晶系统的出盐口送出氯化钠；超高压反渗透系统产水出口与硫酸钠MVR蒸发结晶系统冷凝液出口接至低压二级反渗透系统的1#进水口，中压反渗透系统产水出口、高压反渗透系统产水出口及氯化钠MVR蒸发结晶系统冷凝液出口接至低压二级反渗透系统的2#进水口，低压二级反渗透系统的浓水出口接至中压反渗透系统的2#进水口，低压二级反渗透系统的出水口送出回用水。电厂浓排水零排放处理装置首先利用预处理系统去除硬度、COD与悬浮物；再利用纳滤系统来浓缩硫酸钠，分离出富含硫酸钠的纳滤浓水与仅含氯化钠的纳滤产水；对纳滤浓水利用超高压反渗透将硫酸钠浓缩；再蒸发结晶出纯度大于99.0％的工业无水硫酸钠；对纳滤产水先后利用中压与高压反渗透将氯化钠浓缩；再蒸发结晶出纯度大于98.5％的工业氯化钠；最后将多个反渗透产水与蒸发结晶冷凝水利用低压二级反渗透进一步净化，产出TDS小于5mg/L的高品质回用水。同时实现了水与盐的资源化利用。

本实用新型的优点，本实用新型电厂浓排水零排放处理装置，是针对电厂浓排水含钙、COD、高盐的特点，通过结构设计，先利用加药沉淀、催化氧化、超滤过滤、活性炭吸附、弱酸床深度除硬的预处理系统去除浓排水中的硬度、COD与悬浮物；再利用纳滤膜来浓缩硫酸钠，分离出富含硫酸钠的纳滤浓水与仅含氯化钠的纳滤产水；对纳滤浓水利用超高压反渗透将硫酸钠浓缩到125000～160000mg/L，再蒸发结晶出纯度大于99.0％的工业无水硫酸钠；对纳滤产水先后利用中压与高压反渗透将氯化钠浓缩到95000～100000mg/L，再蒸发结晶出纯度大于98.5％的工业氯化钠；将超高压、中压、高压反渗透的产水与蒸发结晶冷凝水构成的混合水再经过低压二级反渗透进一步净化，产出TDS小于5mg/L的高品质回用水。同时实现了水与盐的资源化利用。

附图说明

附图1电厂浓排水零排放处理装置的结构示意图。

附图中的CW表示电厂浓排水，SC表示泥饼，SSM表示蒸发硫酸钠的补充蒸汽，ClSM表示蒸发氯化钠的补充蒸汽，ML表示回流的母液，Na₂SO₄表示硫酸钠，NaCl表示氯化钠，PTSW表示预处理系统出水，NFPW表示纳滤产水，UROPW表示超高压反渗透产水，MROPW表示中压反渗透产水，HROPW表示高压反渗透产水，SCDW表示硫酸钠蒸发冷凝水，ClCDW表示氯化钠蒸发冷凝水，LROCW表示低压二级反渗透浓水，RCW表示回用水；PTS表示预处理系统，NFS表示纳滤系统，UROS表示超高压反渗透系统，LROS表示低压二级反渗透系统，MROS表示中压反渗透系统，HROS表示高压反渗透系统，SMVRS表示硫酸钠MVR蒸发结晶系统，ClMVRS表示氯化钠MVR蒸发结晶系统。附图2电厂浓排水零排放处理装置的预处理系统结构示意图。

附图中的BT表示调节池，RT表示反应池，ST表示沉淀池，SMT表示污泥池，PF表示板框压滤机，COT表示催化氧化池，HT表示消解池，SUF表示浸没式超滤装置，MT表示中间水箱，GAC表示颗粒活性炭过滤器，WAC表示弱酸离子交换器，D₂₁表示氢氧化钠、纯碱、絮凝剂、助凝剂投加装置，D₂₂表示双氧水投加装置，D₂₃表示臭氧投加装置，D₂₄表示粉末活性炭投加装置，D₂₅表示再生剂投加装置；P₂₁表示原水泵，P₂₂表示污泥螺杆泵，P₂₃表示抽吸泵，P₂₄表示超滤膜反洗泵，P₂₅表示活性炭过滤器反洗泵，P₂₆表示纳滤增压泵。

附图3电厂浓排水零排放处理装置的纳滤系统与超高压反渗透系统结构示意图。

附图中的D₃₁表示还原剂与非氧化杀菌剂投加装置，SAF₃₁表示纳滤保安过滤器，NF表示纳滤装置，NFCWT表示纳滤浓水箱，SAF₃₂表示超高压反渗透保安过滤器，URO表示超高压反渗透装置，UROCWT表示超高压反渗透浓水箱，SMVRS表示硫酸钠MVR蒸发结晶系统，P₃₁表示纳滤高压泵，P₃₂表示纳滤浓水泵，P₃₃表示超高压反渗透高压柱塞泵，P₃₄表示硫酸钠蒸发供液泵。

附图4电厂浓排水零排放处理装置的中压反渗透系统、高压反渗透系统与低压二级反渗透系统结构示意图。

附图中的NFPWT表示纳滤产水箱，SAF₄₁表示中压反渗透保安过滤器，MRO表示中压反渗透装置，MROCWT表示中压反渗透浓水箱，SAF₄₂表示高压反渗透保安过滤器，HRO表示高压反渗透装置，HROCWT表示高压反渗透浓水箱，ClMVRS表示氯化钠MVR蒸发结晶系统，MT₄₁表示中间混合水箱，SAF₄₃表示低压二级反渗透保安过滤器，LRO表示低压二级反渗透装置，RCWT表示回用水池；P₄₁表示中压反渗透增压泵，P₄₂表示中压反渗透高压泵，P₄₃表示高压反渗透增压泵，P₄₄表示高压反渗透高压柱塞泵，P₄₅表示氯化钠蒸发供液泵，P₄₆表示低压二级反渗透增压泵，P₄₇表示低压二级反渗透高压泵，P₄₈表示回用水泵。

附图5电厂浓排水零排放处理装置实施例的工艺流程图。

附图6电厂浓排水零排放处理装置实施例的水平衡图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型技术方案进一步说明

对照附图1，电厂浓排水零排放处理装置，其结构包括预处理系统PTS、纳滤系统NFS、超高压反渗透系统UROS、低压二级反渗透系统LROS、中压反渗透系统MROS、高压反渗透系统HROS、硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS、氯化钠MVR蒸发结晶系统ClMVRS。其中电厂浓排水CW接至预处理系统PTS的进水口，预处理系统PTS的出泥口送出泥饼SC；预处理系统PTS的出水口(预处理系统出水PTSW)接至纳滤系统NFS的进水口，纳滤系统NFS的浓水出口与超高压反渗透系统UROS的进水口相接，超高压反渗透系统UROS的浓水出口与硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的进液口相接，蒸发硫酸钠的补充蒸汽SSM接至硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的蒸汽进口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的母液出口(回流的母液ML)接至预处理系统PTS的母液回流口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的出盐口送出硫酸钠Na₂SO₄；纳滤系统NFS的产水出口(纳滤产水NFPW)接至中压反渗透系统MROS的1#进水口，中压反渗透系统MROS的浓水出口与高压反渗透系统HROS的进水口相接，高压反渗透系统HROS的浓水出口接至氯化钠MVR蒸发结晶系统ClMVRS的进液口，蒸发氯化钠的补充蒸汽ClSM接至氯化钠MVR蒸发结晶系统ClMVRS的蒸汽进口，氯化钠MVR蒸发结晶系统ClMVRS的出盐口送出氯化钠NaCl；超高压反渗透系统UROS产水出口(超高压反渗透产水UROPW)与硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS冷凝液出口(硫酸钠蒸发冷凝水SCDW)接至低压二级反渗透系统LROS的1#进水口，中压反渗透系统MROS产水出口(中压反渗透产水MROPW)、高压反渗透系统HROS产水出口(高压反渗透产水HROPW)及氯化钠MVR蒸发结晶系统ClMVRS冷凝液出口(氯化钠蒸发冷凝水ClCDW)接至低压二级反渗透系统LROS的2#进水口，低压二级反渗透系统LROS的浓水出口(低压二级反渗透浓水LROCW)接至中压反渗透系统MROS的2#进水口，低压二级反渗透系统LROS的出水口送出回用水RCW。电厂浓排水零排放处理装置首先利用预处理系统去除硬度、COD与悬浮物；再利用纳滤系统来浓缩硫酸钠，分离出富含硫酸钠的纳滤浓水与仅含氯化钠的纳滤产水；对纳滤浓水利用超高压反渗透将硫酸钠浓缩；再蒸发结晶出纯度大于99.0％的工业无水硫酸钠；对纳滤产水先后利用中压与高压反渗透将氯化钠浓缩；再蒸发结晶出纯度大于98.5％的工业氯化钠；最后将多个反渗透产水与蒸发结晶冷凝水利用低压二级反渗透进一步净化，产出TDS小于5mg/L的高品质回用水。同时实现了水与盐的资源化利用。

对照附图2，预处理系统PTS，其结构包括调节池BT、反应池RT、沉淀池ST、污泥池SMT、板框压滤机PF、催化氧化池COT、消解池HT、浸没式超滤装置SUF、中间水箱MT、颗粒活性炭过滤器GAC、弱酸离子交换器WAC、氢氧化钠、纯碱、絮凝剂、助凝剂投加装置D₂₁、双氧水投加装置D₂₂、臭氧投加装置D₂₃、粉末活性炭投加装置D₂₄、再生剂投加装置D₂₅、原水泵P₂₁、污泥螺杆泵P₂₂、抽吸泵P₂₃、超滤膜反洗泵P₂₄、活性炭过滤器反洗泵P₂₅、增压泵P₂₆。其中电厂浓排水CW接至调节池BT的进水口，母液ML接至调节池BT的母液回流口，调节池BT的出水口依次通过原水泵P₂₁、反应池RT接至沉淀池ST的进水口，氢氧化钠、纯碱、絮凝剂、助凝剂投加装置D₂₁的出药口与反应池RT的进药口相接；沉淀池ST的出水口依次通过催化氧化池COT、消解池HT接至浸没式超滤装置SUF的进水口，双氧水投加装置D₂₂的出药口与催化氧化池COT的1#进药口相接，臭氧投加装置D₂₃的出药口与催化氧化池COT的2#进药口相接，粉末活性炭投加装置D₂₄的出药口与消解池HT的进药口相接；浸没式超滤装置SUF的出水口通过抽吸泵P₂₃与中间水箱MT的进水口相接，中间水箱MT的1#出水口通过超滤膜反洗泵P₂₄与浸没式超滤装置SUF的反洗水进口相接；浸没式超滤装置SUF的反洗水出口与沉淀池ST的排泥口接至污泥池SMT的进泥口，污泥池SMT的出泥口通过污泥螺杆泵P₂₂、板框压滤机PF送出泥饼SC，板框压滤机PF的滤液出口接至调节池BT的滤液回流口；中间水箱MT的2#出水口通过纳滤增压泵P₂₆、颗粒活性炭过滤器GAC、弱酸离子交换器WAC送出预处理出水PTSW，中间水箱MT的3#出水口通过活性炭过滤器反洗泵P₂₅与颗粒活性炭过滤器GAC的反洗水进口相接，再生剂投加装置D₂₅的出药口与弱酸离子交换器WAC的再生剂进口相接，颗粒活性炭过滤器GAC的反洗水出口与弱酸离子交换器WAC的再生排水口接至调节池BT的反洗水回流口。通过预处理系统，具体是通过投加氢氧化钠、碳酸钠、混凝剂与助凝剂，利用反应与沉淀去除硬度、COD与悬浮物；进而利用双氧水与臭氧的催化氧化与粉末碳消解降低COD；再利用超滤膜分离过滤、活性炭吸附、弱酸床深度除硬进一步去除硬度、COD与悬浮物；使得预处理系统出水的COD≤10mg/L、悬浮物≤0.1mg/L、硬度≤0.05mg/L。

对照附图3，纳滤系统NFS，其结构包括还原剂与非氧化杀菌剂投加装置D₃₁、纳滤保安过滤器SAF₃₁、纳滤装置NF、纳滤浓水箱NFCWT、纳滤高压泵P₃₁、纳滤浓水泵P₃₂。其中预处理系统出水PTSW、还原剂与非氧化杀菌剂投加装置D₃₁的出药口接至纳滤保安过滤器SAF₃₁的进水口，纳滤保安过滤器SAF₃₁的出水口通过纳滤高压泵P₃₁与纳滤装置NF的进水口相接，纳滤装置NF的产水出口送出纳滤产水NFPW，纳滤装置NF的浓水出口通过纳滤浓水箱NFCWT、纳滤浓水泵P₃₂接至超高压反渗透保安过滤器SAF₃₂的进水口。通过纳滤系统，具体是利用纳滤膜将TDS为5000～25000mg/L的预处理系统出水中的硫酸钠浓缩3.3～10倍，纳滤产水率为70～90％；纳滤浓水富含硫酸钠，纳滤浓水的TDS达到27500～50000mg/L；纳滤产水只含氯化钠，纳滤产水的TDS为2500～22000mg/L。

超高压反渗透系统UROS与硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS，其结构包括超高压反渗透保安过滤器SAF₃₂、超高压反渗透装置URO、超高压反渗透浓水箱UROCWT、硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS、超高压反渗透高压柱塞泵P₃₃、硫酸钠蒸发供液泵P₃₄。其中超高压反渗透保安过滤器SAF₃₂的出水口通过超高压反渗透高压柱塞泵P₃₃与超高压反渗透装置URO的进水口相接，超高压反渗透装置URO的产水出口送出超高压反渗透产水UROPW，超高压反渗透装置URO的浓水出口通过超高压反渗透浓水箱UROCWT、硫酸钠蒸发供液泵P₃₄与硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的进液口相接，蒸发硫酸钠的补充蒸汽SSM接至硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的蒸汽进口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的母液出口送出母液ML，硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的冷凝液出口送出硫酸钠蒸发冷凝水SCDW，硫酸钠MVR蒸发结晶系统SMVRS的出盐口送出硫酸钠Na₂SO₄。通过超高压反渗透系统，具体是将TDS为27500～50000mg/L的纳滤浓水浓缩2.5～5倍，使超高压反渗透浓水的TDS达到120000～160000mg/L；超高压反渗透产水的TDS≤500mg/L，反渗透回收率为60～80％。通过硫酸钠MVR蒸发结晶系统，具体是将TDS为120000～160000mg/L的超高压反渗透浓水蒸发结晶出纯度≥99.0％的工业无水硫酸钠；硫酸钠MVR蒸发结晶产出的冷凝水TDS≤50mg/L；少量母液返回调节池重新处理。

对照附图4，中压反渗透系统MROS，其结构包括纳滤产水箱NFPWT、中压反渗透增压泵P₄₁、中压反渗透保安过滤器SAF₄₁、中压反渗透高压泵P₄₂、中压反渗透装置MRO、中压反渗透浓水箱MROCWT、高压反渗透增压泵P₄₃。其中纳滤产水NFPW接至纳滤产水箱NFPWT的1#进水口，低压二级反渗透浓水LROCW接至纳滤产水箱NFPWT的2#进水口，纳滤产水箱NFPWT的出水口依次通过中压反渗透增压泵P₄₁、中压反渗透保安过滤器SAF₄₁、中压反渗透高压泵P₄₂与中压反渗透装置MRO的进水口相接，中压反渗透装置MRO的产水出口送出中压反渗透产水MROPW，中压反渗透装置MRO的浓水出口通过中压反渗透浓水箱MROCWT、高压反渗透增压泵P₄₃与高压反渗透保安过滤器SAF₄₂的进水口相接。通过中压反渗透系统，具体是将TDS为2500～22000mg/L的纳滤产水浓缩2～10倍，使得中压反渗透浓水的TDS达到25000～60000mg/L；中压反渗透产水的TDS≤220mg/L，中压反渗透回收率为50～90％。

高压反渗透系统HROS与氯化钠MVR蒸发结晶系统ClMVRS，其结构包括高压反渗透保安过滤器SAF₄₂、高压反渗透高压柱塞泵P₄₄、高压反渗透装置HRO、高压反渗透浓水箱HROCWT、氯化钠蒸发供液泵P₄₅、氯化钠MVR蒸发结晶系统ClMVRS。其中高压反渗透保安过滤器SAF₄₂的出水口通过高压反渗透高压柱塞泵P₄₄与高压反渗透装置HRO的进水口相接，高压反渗透装置HRO的产水出口送出高压反渗透产水HROPW，高压反渗透装置HRO的浓水出口通过高压反渗透浓水箱HROCWT、氯化钠蒸发供液泵P₄₅接至氯化钠MVR蒸发系统ClMVRS的进液口，蒸发氯化钠的补充蒸汽ClSM接至氯化钠MVR蒸发系统ClMVRS的蒸汽进口，氯化钠MVR蒸发系统ClMVRS的冷凝水出口送出氯化钠蒸发冷凝液ClCDW，氯化钠MVR蒸发系统ClMVRS的出盐口送出氯化钠NaCl。通过高压反渗透系统，具体是将TDS为25000～60000mg/L的中压反渗透浓水再浓缩1.7～5倍，高压反渗透浓水的TDS达到95000～100000mg/L；高压反渗透产水的TDS≤600mg/L，高压反渗透回收率为40～80％。通过氯化钠MVR蒸发结晶系统，具体是将TDS为95000～100000mg/L的高压反渗透浓水蒸发结晶出纯度≥98.5％的工业氯化钠；氯化钠MVR蒸发结晶产出的冷凝水TDS≤50mg/L。

低压二级反渗透系统LROS，其结构包括中间混合水箱MT₄₁、低压二级反渗透增压泵P₄₆、低压二级反渗透保安过滤器SAF₄₃、低压二级反渗透高压泵P₄₇、低压二级反渗透装置LRO、回用水池RCWT、回用水泵P₄₈。其中超高压反渗透产水UROPW、硫酸钠蒸发冷凝液SCDW接至中间混合水箱MT₄₁的1#进水口，中压反渗透产水MROPW、高压反渗透产水HROPW、氯化钠MVR蒸发冷凝液ClMVRW接至中间混合水箱MT₄₁的2#进水口，中间混合水箱MT₄₁的出水口通过低压二级反渗透增压泵P₄₆、低压二级反渗透保安过滤器SAF₄₃、低压二级反渗透高压泵P₄₇接至低压二级反渗透装置LRO的进水口，低压二级反渗透装置LRO的浓水出口送出低压二级反渗透浓水LROCW，低压二级反渗透装置LRO的产水出口通过回用水池RCWT、回用水泵P₄₈送出回用水RCW。通过低压二级反渗透系统，具体是将超高压、中压、高压反渗透的产水与硫酸钠、氯化钠MVR蒸发结晶冷凝水形成的TDS为100～250mg/L的混合水进行进一步净化，低压二级反渗透产水的TDS≤5mg/L，低压二级反渗透的脱盐率≥98％，获取高质量的回用水；同时对TDS为100～250mg/L的混合水浓缩6.7～12.5倍，低压二级反渗透浓水的TDS达到1000～3125mg/L，返回中压反渗透重新处理，低压二级反渗透回收率为85～92％。

电厂浓排水零排放处理方法，包括如下步骤：

1)通过预处理系统，将电厂浓排水中的硬度、COD与悬浮物加以去除；

2)通过纳滤系统，将预处理系统出水中的硫酸钠浓缩3.3～10倍，分离出富含硫酸钠的纳滤浓水与只含氯化钠的纳滤产水；

3)通过超高压反渗透系统，将纳滤浓水浓缩2.5～5倍，使超高压反渗透浓水的TDS达到120000～160000mg/L；

4)通过硫酸钠MVR蒸发结晶系统，将超高压反渗透浓水蒸发结晶出纯度≥99.0％的工业无水硫酸钠；

5)通过中压反渗透系统，将纳滤产水浓缩2～10倍，使得中压反渗透浓水的TDS达到25000～60000mg/L；

6)通过高压反渗透系统，将中压反渗透浓水再浓缩1.7～5倍，高压反渗透浓水的TDS达到95000～100000mg/L；

7)通过氯化钠MVR蒸发结晶系统，将高压反渗透浓水蒸发结晶出纯度≥98.5％的工业氯化钠；

8)通过低压二级反渗透系统，将超高压、中压、高压反渗透的产水与硫酸钠、氯化钠MVR蒸发结晶冷凝水形成的混合水进行进一步净化，低压二级反渗透产水的TDS≤5mg/L，获取高质量的回用水。

所述步骤1)通过预处理系统，将电厂浓排水中的硬度、COD与悬浮物加以去除；具体是通过投加氢氧化钠、碳酸钠、混凝剂与助凝剂，利用反应与沉淀去除硬度、COD与悬浮物；进而利用双氧水与臭氧的催化氧化与粉末碳消解降低COD；再利用超滤膜分离过滤、活性炭吸附、弱酸床深度除硬进一步去除硬度、COD与悬浮物；使得预处理系统出水的COD≤10mg/L、悬浮物≤0.1mg/L、硬度≤0.05mg/L。

所述步骤2)通过纳滤系统，具体是利用纳滤膜将TDS为5000～25000mg/L的预处理系统出水中的硫酸钠浓缩3.3～10倍，纳滤产水率为70～90％；纳滤浓水富含硫酸钠，纳滤浓水的TDS达到27500～50000mg/L；纳滤产水只含氯化钠，纳滤产水的TDS为2500～22000mg/L。

所述步骤3)通过超高压反渗透系统，具体是将TDS为27500～50000mg/L的纳滤浓水浓缩2.5～5倍，使超高压反渗透浓水的TDS达到120000～160000mg/L；超高压反渗透产水的TDS≤500mg/L，反渗透回收率为60～80％。

所述步骤4)通过硫酸钠MVR蒸发结晶系统，具体是将TDS为120000～160000mg/L的超高压反渗透浓水蒸发结晶出纯度≥99.0％的工业无水硫酸钠；硫酸钠MVR蒸发结晶产出的冷凝水TDS≤50mg/L；少量母液返回调节池重新处理。

所述步骤5)通过中压反渗透系统，具体是将TDS为2500～22000mg/L的纳滤产水浓缩2～10倍，使得中压反渗透浓水的TDS达到25000～60000mg/L；中压反渗透产水的TDS≤220mg/L，中压反渗透回收率为50～90％。

所述步骤6)通过高压反渗透系统，具体是将TDS为25000～60000mg/L的中压反渗透浓水再浓缩1.7～5倍，高压反渗透浓水的TDS达到95000～100000mg/L；高压反渗透产水的TDS≤600mg/L，高压反渗透回收率为40～80％。

所述步骤7)通过氯化钠MVR蒸发结晶系统，具体是将TDS为95000～100000mg/L的高压反渗透浓水蒸发结晶出纯度≥98.5％的工业氯化钠；氯化钠MVR蒸发结晶产出的冷凝水TDS≤50mg/L。

所述步骤8)通过低压二级反渗透系统，具体是将超高压、中压、高压反渗透的产水与硫酸钠、氯化钠MVR蒸发结晶冷凝水形成的TDS为100～250mg/L的混合水进行进一步净化，低压二级反渗透产水的TDS≤5mg/L，低压二级反渗透的脱盐率≥98％，获取高质量的回用水；同时对TDS为100～250mg/L的混合水浓缩6.7～12.5倍，低压二级反渗透浓水的TDS达到1000～3125mg/L，返回中压反渗透重新处理，低压二级反渗透回收率为85～92％。

实施例

某企业集团年产电解铝500万吨，是有名的用电大户，其自备电厂又耗水严重，在水资源十分匮乏的我国大西北地区更是限制了企业的发展，近年来，电厂已将化水站排水、循环水排污水进行了回收处理，进行了节水回用，同时排除了少量浓盐水。但随着自来水价的不断提高与浓水排放控盐指标的限制，对电厂浓排水中水资源与盐资源的回收利用提出了要求。为此建设了一套电厂浓排水零排放处理设施，利用物化与超滤膜预处理、纳滤膜分盐、反渗透膜浓缩与净化，产出工业净水，进一步利用MVR蒸发结晶出工业硫酸钠、工业氯化钠，有效地回收电厂浓排水中的水资源与盐资源，为企业的长期稳定、绿色发展奠定了新的基础。

1.设计进、出水水质与水量

电厂浓排水水质指标如下：

组分

K<sup>+</sup>

Na<sup>+</sup>

Ca<sup>2+</sup>

Mg<sup>2+</sup>

Fe<sup>3+</sup>

Cu<sup>2+</sup>

单位

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

数值

148

5202

568

51

0.03

0.02

组分

SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>

Cl<sup>-</sup>

SiO<sub>2</sub>

TDS

COD

SS

pH

单位

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

mg/L

-

数值

2704

7828

18

16020

20

60

7.3

电厂浓排水水量为2400T/D(100T/H)。

回用水TDS≤4mg/L。满足电厂生产用水要求。

氯化纳纯度≥98.5％。满足GB/T5462-2015工业盐的精制工业干盐一级标准。

硫酸钠纯度≥99.0％。满足GB/T6009-2014工业无水硫酸钠的Ⅰ类一等品标准。

2.工艺流程

2.1工艺流程

工艺流程见附图5电厂浓排水零排放处理装置实施例的工艺流程图。

图中，硫酸钠MVR蒸发结晶母液返回调节池。

硫酸钠MVR蒸发结晶系统与氯化钠MVR蒸发结晶系统补充部分蒸汽。

2.2流程说明

电厂浓排水经调节池进行水质水量的均衡，原水泵打入反应池，通过投加NaOH、纯碱、混凝剂、助凝剂经反应池与沉淀池去除水中的钙、镁离子，在经过臭氧与H₂O₂催化氧化降低COD，经粉末碳消解，浸没式超滤过滤降低COD、悬浮物与细小的碳酸钙颗粒，利用抽吸泵将过滤水打入中间水池，经增压泵加压通过活性炭过滤器、弱酸床离子交换器进一步降低COD与硬度，使得预处理出水达到悬浮物≤0.1mg/L、COD≤10mg/L、硬度≤0.05mg/L；沉淀池污泥与超滤反洗水经过污泥池、螺杆泵、板框压滤机进行污泥脱水，泥饼外运，压滤液返回调节池，活性炭过滤器的反洗水与弱酸床的再生液也返回调节池。预处理出水经过NF保安过滤器，通过投加还原剂、非氧化杀菌剂来保护NF膜，通过NF高压泵打入NF(纳滤)进行分盐；NF浓水进入NF浓水箱，经过URO增压泵、URO保安过滤器、URO高压柱塞泵打入URO(超高压反渗透)进行浓缩减量，URO浓水进入URO浓水箱，经过硫酸钠蒸发供液泵打入硫酸钠MVR蒸发结晶系统，蒸发结晶出硫酸钠，再通过离心分离、干燥、包装产出纯度≥99.0％的工业硫酸钠；NF产水进入NF产水箱，经过MRO增压泵、MRO保安过滤器、MRO高压泵打入MRO(中压反渗透)进行浓缩减量，MRO浓水进入MRO浓水箱，经过HRO增压泵、HRO保安过滤器、HRO高压柱塞泵打入HRO(高压反渗透)进行最终浓缩减量，HRO浓水进入HRO浓水箱，经过氯化钠蒸发供液泵打入氯化钠MVR蒸发结晶系统，蒸发结晶出氯化钠，再通过离心分离、干燥、包装产出纯度≥98.5％的工业氯化钠；URO产水、硫酸钠MVR蒸发的冷凝水、MRO产水、HRO产水、氯化钠MVR蒸发的冷凝水都汇入混合水箱，经过LRO增压泵、LRO保安过滤器、LRO高压泵打入LRO(低压二级反渗透)进行深度净化，LRO浓水返回NF产水箱，LRO产水进入回用水箱，经过回用水泵送出TDS≤16mg/L的回用水。硫酸钠MVR蒸发结晶与氯化钠MVR蒸发结晶补充少量蒸汽。

3.水平衡

电厂浓排水零排放处理项目的水平衡参见附图6电厂浓排水零排放处理装置实施例的水平衡图。

图中的中压反渗透进水量为2296T/D，TDS为12624mg/L；低压二级反渗透进水量为2608T/D，TDS为185mg/L。

4.系统主要设计参数

4.1土建工程：

4.2主要设备：

Claims (7)

1.电厂浓排水零排放处理装置，其特征是包括预处理系统、纳滤系统、超高压反渗透系统、低压二级反渗透系统、中压反渗透系统、高压反渗透系统、硫酸钠MVR蒸发结晶系统、氯化钠MVR蒸发结晶系统；其中电厂浓排水接至预处理系统的进水口，预处理系统的出泥口送出泥饼；预处理系统的出水口接至纳滤系统NFS的进水口，纳滤系统的浓水出口与超高压反渗透系统的进水口相接，超高压反渗透系统的浓水出口与硫酸钠MVR蒸发结晶系统的进液口相接，蒸发硫酸钠的补充蒸汽接至硫酸钠MVR蒸发结晶系统的蒸汽进口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统的母液出口接至预处理系统的母液回流口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统的出盐口送出硫酸钠；纳滤系统的产水出口接至中压反渗透系统的1#进水口，中压反渗透系统的浓水出口与高压反渗透系统的进水口相接，高压反渗透系统的浓水出口接至氯化钠MVR蒸发结晶系统的进液口，蒸发氯化钠的补充蒸汽接至氯化钠MVR蒸发结晶系统的蒸汽进口，氯化钠MVR蒸发结晶系统的出盐口送出氯化钠；超高压反渗透系统产水出口与硫酸钠MVR蒸发结晶系统冷凝液出口接至低压二级反渗透系统的1#进水口，中压反渗透系统产水出口、高压反渗透系统产水出口及氯化钠MVR蒸发结晶系统冷凝液出口接至低压二级反渗透系统的2#进水口，低压二级反渗透系统的浓水出口接至中压反渗透系统的2#进水口，低压二级反渗透系统的出水口送出回用水。

2.根据权利要求1所述的电厂浓排水零排放处理装置，其特征是所述的预处理系统，其结构包括调节池、反应池、沉淀池、污泥池、板框压滤机、催化氧化池、消解池、浸没式超滤装置、中间水箱、颗粒活性炭过滤器、弱酸离子交换器，氢氧化钠、纯碱、絮凝剂、助凝剂投加装置，双氧水投加装置、臭氧投加装置、粉末活性炭投加装置、再生剂投加装置、原水泵、污泥螺杆泵、抽吸泵、超滤膜反洗泵、活性炭过滤器反洗泵、增压泵；其中电厂浓排水接至调节池的进水口，母液接至调节池的母液回流口，调节池的出水口依次通过原水泵、反应池接至沉淀池的进水口，氢氧化钠、纯碱、絮凝剂、助凝剂投加装置的出药口与反应池的进药口相接；沉淀池的出水口依次通过催化氧化池、消解池接至浸没式超滤装置的进水口，双氧水投加装置的出药口与催化氧化池的1#进药口相接，臭氧投加装置的出药口与催化氧化池的2#进药口相接，粉末活性炭投加装置的出药口与消解池的进药口相接；浸没式超滤装置的出水口通过抽吸泵与中间水箱的进水口相接，中间水箱的1#出水口通过超滤膜反洗泵与浸没式超滤装置的反洗水进口相接；浸没式超滤装置的反洗水出口与沉淀池的排泥口接至污泥池的进泥口，污泥池的出泥口通过污泥螺杆泵、板框压滤机送出泥饼，板框压滤机的滤液出口接至调节池的滤液回流口；中间水箱的2#出水口通过纳滤增压泵、颗粒活性炭过滤器、弱酸离子交换器送出预处理出水，中间水箱的3#出水口通过活性炭过滤器反洗泵与颗粒活性炭过滤器的反洗水进口相接，再生剂投加装置的出药口与弱酸离子交换器的再生剂进口相接，颗粒活性炭过滤器的反洗水出口与弱酸离子交换器的再生排水口接至调节池的反洗水回流口。

3.根据权利要求1所述的电厂浓排水零排放处理装置，其特征是所述的纳滤系统，其结构包括还原剂与非氧化杀菌剂投加装置、纳滤保安过滤器、纳滤装置、纳滤浓水箱、纳滤高压泵、纳滤浓水；其中预处理系统出水、还原剂与非氧化杀菌剂投加装置的出药口接至纳滤保安过滤器的进水口，纳滤保安过滤器的出水口通过纳滤高压泵与纳滤装置的进水口相接，纳滤装置的产水出口送出纳滤产水，纳滤装置的浓水出口通过纳滤浓水箱、纳滤浓水泵接至超高压反渗透保安过滤器的进水口。

4.根据权利要求1所述的电厂浓排水零排放处理装置，其特征是所述的超高压反渗透系统与硫酸钠MVR蒸发结晶系统，其结构包括超高压反渗透保安过滤器、超高压反渗透装置、超高压反渗透浓水箱、硫酸钠MVR蒸发结晶系统、超高压反渗透高压柱塞泵、硫酸钠蒸发供液泵；其中超高压反渗透保安过滤器的出水口通过超高压反渗透高压柱塞泵与超高压反渗透装置的进水口相接，超高压反渗透装置的产水出口送出超高压反渗透产水，超高压反渗透装置的浓水出口通过超高压反渗透浓水箱、硫酸钠蒸发供液泵与硫酸钠MVR蒸发结晶系统的进液口相接，蒸发硫酸钠的补充蒸汽接至硫酸钠MVR蒸发结晶系统的蒸汽进口，硫酸钠MVR蒸发结晶系统的母液出口送出母液，硫酸钠MVR蒸发结晶系统的冷凝液出口送出硫酸钠蒸发冷凝水，硫酸钠MVR蒸发结晶系统的出盐口送出硫酸钠。

5.根据权利要求1所述的电厂浓排水零排放处理装置，其特征是所述的中压反渗透系统，其结构包括纳滤产水箱、中压反渗透增压泵、中压反渗透保安过滤器、中压反渗透高压泵、中压反渗透装置、中压反渗透浓水箱、高压反渗透增压泵；其中纳滤产水接至纳滤产水箱的1#进水口，低压二级反渗透浓水接至纳滤产水箱的2#进水口，纳滤产水箱的出水口依次通过中压反渗透增压泵、中压反渗透保安过滤器、中压反渗透高压泵与中压反渗透装置的进水口相接，中压反渗透装置的产水出口送出中压反渗透产水，中压反渗透装置的浓水出口通过中压反渗透浓水箱、高压反渗透增压泵与高压反渗透保安过滤器的进水口相接。

6.根据权利要求1所述的电厂浓排水零排放处理装置，其特征是所述的高压反渗透系统与氯化钠MVR蒸发结晶系统，其结构包括高压反渗透保安过滤器、高压反渗透高压柱塞泵、高压反渗透装置、高压反渗透浓水箱、氯化钠蒸发供液泵、氯化钠MVR蒸发结晶系统；其中高压反渗透保安过滤器的出水口通过高压反渗透高压柱塞泵与高压反渗透装置的进水口相接，高压反渗透装置的产水出口送出高压反渗透产水，高压反渗透装置的浓水出口通过高压反渗透浓水箱、氯化钠蒸发供液泵接至氯化钠MVR蒸发系统的进液口，蒸发氯化钠的补充蒸汽接至氯化钠MVR蒸发系统的蒸汽进口，氯化钠MVR蒸发系统的冷凝水出口送出氯化钠蒸发冷凝液，氯化钠MVR蒸发系统的出盐口送出氯化钠。

7.根据权利要求1所述的电厂浓排水零排放处理装置，其特征是所述的低压二级反渗透系统，其结构包括中间混合水箱、低压二级反渗透增压泵、低压二级反渗透保安过滤器、低压二级反渗透高压泵、低压二级反渗透装置、回用水池、回用水泵；其中超高压反渗透产水、硫酸钠蒸发冷凝液接至中间混合水箱的1#进水口，中压反渗透产水、高压反渗透产水、氯化钠MVR蒸发冷凝液接至中间混合水箱的2#进水口，中间混合水箱的出水口通过低压二级反渗透增压泵、低压二级反渗透保安过滤器、低压二级反渗透高压泵接至低压二级反渗透装置的进水口，低压二级反渗透装置的浓水出口送出低压二级反渗透浓水，低压二级反渗透装置的产水出口通过回用水池、回用水泵送出回用水。

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