本發(fā)明涉及一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，具體涉及一種經(jīng)濟型燃煤電廠末端高鹽廢水處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
新建電廠環(huán)評批復(fù)均要求深度節(jié)水、實現(xiàn)全廠廢水零排放。隨著水資源逐漸匱乏，《水污染防治行動計劃》和部分地方環(huán)保政策均要求有條件的新建機組必須使用再生水作為生產(chǎn)水源。
很多火電廠在實施深度節(jié)水改造時，會通過水的梯級利用，將循環(huán)水排污水或其它廢水作為電廠脫硫工藝用水水源。采用再生水作為生產(chǎn)水源的火電廠，其循環(huán)水排污水或其它廢水的有機物濃度較高，經(jīng)脫硫系統(tǒng)吸收塔蒸發(fā)濃縮后，脫硫廢水的有機物濃度進一步升高(ρ(COD)：100mg/L～500mg/L、ρ(TOC)：20mg/L～100mg/L)。除脫硫廢水外，燃煤電廠末端高鹽廢水還有離子交換設(shè)備的高鹽再生廢水，氨氮濃度高(ρ(NH3-N)：1200mg/L～5000mg/L)。
末端高鹽廢水一般采用高壓反滲透、電滲析、正滲透等膜技術(shù)進行濃縮減量后，再通過蒸發(fā)結(jié)晶實現(xiàn)固化處理。目前，方案設(shè)計時，為防止膜系統(tǒng)結(jié)垢，膜濃縮預(yù)處理一般選擇石灰、石灰-碳酸鈉、氫氧化鈉-碳酸鈉等軟化工藝，藥劑費用非常高；但往往會忽略有機物和氨氮對整體系統(tǒng)的影響。有機物濃度高會造成膜污堵，膜通量下降，系統(tǒng)無法正常穩(wěn)定運行；氨氮濃度高會造成濃縮后濃水側(cè)氨氮濃度較高，影響蒸發(fā)結(jié)晶分鹽效果，導(dǎo)致得到的結(jié)晶鹽不能滿足二級工業(yè)鹽要求。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種經(jīng)濟型燃煤電廠末端高鹽廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對燃煤電廠末端高鹽廢水的處理，并且能夠有效的避免有機物及氨氮對蒸發(fā)結(jié)晶分鹽的影響。
為達到上述目的，本發(fā)明所述的經(jīng)濟型燃煤電廠末端高鹽廢水處理系統(tǒng)包括脫硫廢水提升泵、預(yù)沉池、中和箱、反應(yīng)箱、絮凝箱、澄清器、#1中間水池、有機物和氨氮去除單元、分鹽濃縮系統(tǒng)、石灰加藥系統(tǒng)、絮凝劑加藥系統(tǒng)、加酸系統(tǒng)、碳酸鈉加藥系統(tǒng)、有機硫加藥系統(tǒng)及助凝劑加藥系統(tǒng)；
脫硫廢水提升泵的出口與預(yù)沉池的入口相連通，預(yù)沉池的出口依次經(jīng)中和箱、反應(yīng)箱、絮凝箱、澄清器、#1中間水池及有機物和氨氮去除單元與分鹽濃縮系統(tǒng)相連通，石灰加藥系統(tǒng)的出口及絮凝劑加藥系統(tǒng)的出口均與中和箱的加藥口相連通，碳酸鈉加藥系統(tǒng)的出口及有機硫加藥系統(tǒng)的出口均與反應(yīng)箱的加藥口相連通，助凝劑加藥系統(tǒng)的出口與絮凝箱的加藥口相連通，離子交換再生高鹽廢水提升泵及加酸系統(tǒng)的出口與#1中間水池的入口相連通。
預(yù)沉池與中和箱之間設(shè)有調(diào)節(jié)池。
有機物和氨氮去除單元包括電化學催化氧化系統(tǒng)、過濾器及#2中間水池，其中，#1中間水池的出水口與過濾器的入水口相連通，過濾器的出水口與#2中間水池的入水口相連通，#2中間水池的出水口與分鹽濃縮系統(tǒng)的入水口相連通。
有機物和氨氮去除單元還包括過濾器反洗系統(tǒng)，過濾器反洗系統(tǒng)的入水口與#2中間水池的出水口相連通，過濾器反洗系統(tǒng)的出水口與過濾器的反洗入水口相連通，過濾器的反洗出水口與調(diào)節(jié)池相連通。
還包括泥緩沖罐及泥脫水系統(tǒng)；澄清器底部的污泥出口與泥緩沖罐的入口相連通，泥緩沖罐側(cè)面的排泥口經(jīng)泥回流泵與中和箱的入水口相連通，泥緩沖罐底部的排泥口與泥脫水系統(tǒng)的入料口相連通，泥脫水系統(tǒng)的出液口通過上清液回流泵與調(diào)節(jié)池相連通。
分鹽濃縮系統(tǒng)包括鈉床系統(tǒng)、氯型樹脂床系統(tǒng)、#3中間水池、電滲析系統(tǒng)、淡水池及濃水池；
有機物和氨氮去除單元的出水口與鈉床系統(tǒng)的入水口相連通，鈉床系統(tǒng)的出水口與氯型樹脂床系統(tǒng)的入水口相連通，氯型樹脂床系統(tǒng)的出水口與#3中間水池的入水口相連通，#3中間水池的出水口與電滲析系統(tǒng)的入水口相連通，電滲析系統(tǒng)的淡水出口與淡水池相連通，電滲析系統(tǒng)的濃水出口與濃水池的入水口相連通。
分鹽濃縮系統(tǒng)還包括鈉床再生系統(tǒng)及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)，其中，濃水池與鈉床再生系統(tǒng)的入口及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)的入口相連通，淡水池與鈉床再生系統(tǒng)的入口及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)的入口相連通，鈉床再生系統(tǒng)的再生廢水出口與預(yù)沉池相連通，氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)的再生廢水出口與預(yù)沉池相連通。
預(yù)沉池的底部出口連通有石膏脫水系統(tǒng)。
中和箱、反應(yīng)箱及絮凝箱為組成三聯(lián)水箱。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明所述的經(jīng)濟型燃煤電廠末端高鹽廢水處理系統(tǒng)在具體操作時，通過向中和箱中加入石灰，調(diào)節(jié)廢水的pH值，從而去除廢水中的F-、Mg2+、SiO2、部分Ca2+及部分重金屬，通過向反應(yīng)箱中加入碳酸鈉及有機硫，從而徹底去除廢水中的Ca2+及重金屬，然后在絮凝箱中，在絮凝劑及助凝劑的作用下加快沉淀，然后經(jīng)澄清器進行固液分離，實現(xiàn)對高鹽廢水的前期處理，再調(diào)節(jié)前期處理后得到的廢水的pH值，并經(jīng)有機物和氨氮去除單元去除其中的有機物及氨氮，避免有機物及氨氮對蒸發(fā)結(jié)晶分鹽的影響，然后再經(jīng)分鹽濃縮系統(tǒng)進行分鹽結(jié)晶，實現(xiàn)對燃煤電廠末端高鹽廢水的處理，本發(fā)明通過對有機物及氨氮進行處理，確保整套系統(tǒng)穩(wěn)定運行，同時改善產(chǎn)水水質(zhì)。
進一步，中和箱、反應(yīng)箱及絮凝箱為組成三聯(lián)水箱，節(jié)省項目投資及占地。
進一步，鈉床再生系統(tǒng)及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)輸出的再生廢水返回至預(yù)沉池，從而在預(yù)沉池中形成CaSO4的過飽和溶液，使CaSO4結(jié)晶析出，降低軟化藥劑成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的原理圖。
其中，1為預(yù)沉池、2為調(diào)節(jié)池、3為中和箱、4為反應(yīng)箱、5為絮凝箱、6為石灰加藥系統(tǒng)、7為絮凝劑加藥系統(tǒng)、8為碳酸鈉加藥系統(tǒng)、9為有機硫加藥系統(tǒng)、10為助凝劑加藥系統(tǒng)、11為澄清器、12為泥緩沖罐、13為泥脫水系統(tǒng)、14為加酸系統(tǒng)、15為#1中間水池、16為電化學催化氧化系統(tǒng)、17為過濾器、18為#2中間水池、19為過濾器反洗系統(tǒng)、20為鈉床系統(tǒng)、21為氯型樹脂床系統(tǒng)、22為石膏脫水系統(tǒng)、23為#3中間水池、24為電滲析系統(tǒng)、25為淡水池、26為濃水池、27為鈉床再生系統(tǒng)、28為氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：
參考圖1，本發(fā)明所述的經(jīng)濟型燃煤電廠末端高鹽廢水處理系統(tǒng)包括脫硫廢水提升泵、預(yù)沉池1、中和箱3、反應(yīng)箱4、絮凝箱5、澄清器11、#1中間水池15、有機物和氨氮去除單元、分鹽濃縮系統(tǒng)、石灰加藥系統(tǒng)6、絮凝劑加藥系統(tǒng)7、加酸系統(tǒng)14、碳酸鈉加藥系統(tǒng)8、有機硫加藥系統(tǒng)9及助凝劑加藥系統(tǒng)10；脫硫廢水提升泵的出口與預(yù)沉池1的入口相連通，預(yù)沉池1的出口依次經(jīng)中和箱3、反應(yīng)箱4、絮凝箱5、澄清器11、#1中間水池15及有機物和氨氮去除單元與分鹽濃縮系統(tǒng)相連通，石灰加藥系統(tǒng)6的出口及絮凝劑加藥系統(tǒng)7的出口均與中和箱3的加藥口相連通，碳酸鈉加藥系統(tǒng)8的出口及有機硫加藥系統(tǒng)9的出口均與反應(yīng)箱4的加藥口相連通，助凝劑加藥系統(tǒng)10的出口與絮凝箱5的加藥口相連通，離子交換再生高鹽廢水提升泵及加酸系統(tǒng)14的出口與#1中間水池15的入口相連通；預(yù)沉池1與中和箱3之間設(shè)有調(diào)節(jié)池2。
有機物和氨氮去除單元包括電化學催化氧化系統(tǒng)16、過濾器17及#2中間水池18，其中，#1中間水池15的出水口與過濾器17的入水口相連通，過濾器17的出水口與#2中間水池18的入水口相連通，#2中間水池18的出水口與分鹽濃縮系統(tǒng)的入水口相連通；有機物和氨氮去除單元還包括過濾器反洗系統(tǒng)19，過濾器反洗系統(tǒng)19的入水口與#2中間水池18的出水口相連通，過濾器反洗系統(tǒng)19的出水口與過濾器17的反洗入水口相連通，過濾器17的反洗出水口與調(diào)節(jié)池2相連通。
本發(fā)明還包括泥緩沖罐12及泥脫水系統(tǒng)13；澄清器11底部的污泥出口與泥緩沖罐12的入口相連通，泥緩沖罐12側(cè)面的排泥口經(jīng)泥回流泵與中和箱3的入水口相連通，泥緩沖罐12底部的排泥口與泥脫水系統(tǒng)13的入料口相連通，泥脫水系統(tǒng)13的出液口通過上清液回流泵與調(diào)節(jié)池2相連通。
分鹽濃縮系統(tǒng)包括鈉床系統(tǒng)20、氯型樹脂床系統(tǒng)21、#3中間水池23、電滲析系統(tǒng)24、淡水池25及濃水池26；有機物和氨氮去除單元的出水口與鈉床系統(tǒng)20的入水口相連通，鈉床系統(tǒng)20的出水口與氯型樹脂床系統(tǒng)21的入水口相連通，氯型樹脂床系統(tǒng)21的出水口與#3中間水池23的入水口相連通，#3中間水池23的出水口與電滲析系統(tǒng)24的入水口相連通，電滲析系統(tǒng)24的淡水出口與淡水池25相連通，電滲析系統(tǒng)24的濃水出口與濃水池26的入水口相連通；分鹽濃縮系統(tǒng)還包括鈉床再生系統(tǒng)27及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)28，其中，濃水池26與鈉床再生系統(tǒng)27的入口及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)28的入口相連通，淡水池25與鈉床再生系統(tǒng)27的入口及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)28的入口相連通，鈉床再生系統(tǒng)27的再生廢水出口與預(yù)沉池1相連通，氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)28的再生廢水出口與預(yù)沉池1相連通。
預(yù)沉池1的底部出口連通有石膏脫水系統(tǒng)22；中和箱3、反應(yīng)箱4及絮凝箱5為組成三聯(lián)水箱。
本發(fā)明的具體工作過程為：
火電廠從旋流器排出的脫硫廢水，含固率較高，脫硫廢水進入預(yù)沉池1，脫硫廢水中未完全飽和的石膏在預(yù)沉池1進行結(jié)晶、長大及沉降；
Ca2++SO42-→CaSO4↓ (1)
脫硫廢水的上清液與鈉床再生系統(tǒng)27及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)28輸出的再生廢水在調(diào)節(jié)池2中進行混合，然后進入到中和箱3中，石灰加藥系統(tǒng)6及絮凝劑加藥系統(tǒng)7向中和箱3中加入石灰及絮凝劑，通過石灰調(diào)節(jié)pH至10.5～11.5，通過如下化學反應(yīng)，去除F-、Mg2+、SiO2以及部分Ca2+、重金屬。
Ca2++2F-→CaF2↓ (2)
Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓ (3)
SiO2+2OH-→H2O+SiO32- (4)
Mg2++SiO32-→MgSiO3↓ (5)
OH-+HCO3-→H2O+CO32- (6)
Mg2++CO32-→MgCO3↓ (7)
Ca2++CO32-→CaCO3↓ (8)
Fe3++3OH-→Fe(OH)3↓ (9)
Cr3++3OH-→Cr(OH)3↓ (10)
Ni2++2OH-→Ni(OH)2↓ (11)
3Ca2++2AsO43-+xH2O→Ca3(AsO4)2·xH2O↓ (12)
然后進入到反應(yīng)箱4中，碳酸鈉加藥系統(tǒng)8及有機硫加藥系統(tǒng)9向反應(yīng)箱4中加入碳酸鈉及有機硫，通過如下化學反應(yīng)，去除Ca2+及重金屬，并在絮凝劑及助凝劑作用下加速沉降，然后再經(jīng)澄清器11實現(xiàn)固液分離。
Mg2++CO32-→MgCO3↓ (7)
Ca2++CO32-→CaCO3↓ (8)
Pb2++S2-→PbS↓ (13)
Hg2++S2-→HgS↓ (14)
澄清器11的上清液通過加酸系統(tǒng)14進行加酸，調(diào)pH至6.5～7.5，再通過電化學催化氧化系統(tǒng)16去除有機物及氨氮，然后經(jīng)過濾器17過濾去除懸浮物；反應(yīng)機理如下：
2Cl-→Cl2+2e-(15)
Cl2+H2O→HClO+Cl-+H+ (16)
HClO→H++ClO- (17)
ClO-+有機物→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+有機物→CO2+H2O (23)
然后進入鈉床系統(tǒng)20中去除殘余Ca2+及Mg2+，再經(jīng)氯型樹脂床系統(tǒng)21去除SO42-，然后再經(jīng)電滲析系統(tǒng)24濃縮，淡水回用，一部分濃水作為鈉床再生系統(tǒng)27及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)28再生液利用，剩余部分濃水作為工業(yè)用濃NaCl溶液外售。
澄清器11排出的污泥一部分回流至中和箱3，以提高結(jié)垢性離子去除效果，一部分經(jīng)泥脫水系統(tǒng)13脫水，干泥摻燒或外運處置，脫水的上清液及過濾器17的反洗水返回至調(diào)節(jié)池2繼續(xù)處理，降低自用水率。
鈉床再生系統(tǒng)27及氯型樹脂陰床再生系統(tǒng)28輸出的再生廢水返回至預(yù)沉池1，形成CaSO4的過飽和溶液，使CaSO4結(jié)晶析出，降低軟化藥劑成本，預(yù)沉池1沉淀的CaSO4返回至石膏脫水系統(tǒng)22。