大水量電廠廢水零排放處理裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理及回用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種大水量電廠廢水零排放處理裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]火力發(fā)電廠是用水大戶，其用水量占全國(guó)工業(yè)用水總量的50%以上，同時(shí)其廢水排放量巨大，主要包括循環(huán)水排污水、脫硫廢水、生活廢水等。合理用水、優(yōu)化水資源配置是影響火電企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵性因素。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)污水已不再是廢水，而是一種寶貴的水資源。完全回收外排廢水、實(shí)現(xiàn)廢水零排放是解決電廠水資源問題的最有效途徑，它不僅能實(shí)現(xiàn)水資源的最大程度利用，將水資源配置達(dá)到最優(yōu)化，而且可以減少污染物的排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。針對(duì)電廠廢水，目前主要有兩種零排放處理工藝，一是將廢水直接弓丨入結(jié)晶器進(jìn)行鹽分固化，回收凝結(jié)水(劉國(guó)平，第四屆全國(guó)火力發(fā)電技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文，2003 ；Allen Boyce et al, 60th IWC, 1999) ;二是將廢水引入煙道，利用煙氣余熱蒸發(fā)廢水(授權(quán)公告號(hào)為CN102180549B，名稱為“脫硫廢水零排放處理方法及系統(tǒng)”的中國(guó)專利)。也有學(xué)者提出利用R0+(多級(jí)反滲透)結(jié)晶系統(tǒng)組合實(shí)現(xiàn)廢水零排放(張利權(quán)，水處理技術(shù)，2015)。然而這些方法均屬于廢水深度處理技術(shù)，回收的水基本達(dá)到了除鹽水級(jí)別，或者未實(shí)現(xiàn)廢水回用(煙道蒸發(fā))，投資和運(yùn)行成本很高，只適合20至50m3/h小水量的廢水零排放。當(dāng)廢水量過大時(shí)(多500m3/h)，上述方法不具備經(jīng)濟(jì)可行性。而且，將廢水引入煙道，會(huì)造成煙道的腐蝕和結(jié)垢。再者，電廠除鹽水的需要量很少，主要用水是循環(huán)冷卻水、工業(yè)水等，其水質(zhì)要求并不是很高，無需達(dá)到除鹽水級(jí)別，目前的零排放處理回收方法對(duì)于此部分水的補(bǔ)水來說并不適合。因此，針對(duì)大水量(多500m3/h)的電廠廢水，開發(fā)出一套技術(shù)和經(jīng)濟(jì)均可行的零排放處理方法仍然是一個(gè)技術(shù)空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種可同時(shí)滿足技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性的大水量電廠廢水零排放處理裝置。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]大水量電廠廢水零排放處理裝置，包括調(diào)節(jié)水池、提升栗、機(jī)械加速澄清池、加藥裝置、清水池、過濾裝置、浸沒式超濾裝置、產(chǎn)水分配槽、第一布水裝置、第二布水裝置、清水混合池、TDS在線監(jiān)測(cè)裝置、多級(jí)反滲透裝置、結(jié)晶裝置、輸送栗，調(diào)節(jié)水池通過提升栗與機(jī)械加速澄清池連通，機(jī)械加速澄清池還分別連通加藥裝置和清水池，清水池還與過濾裝置連通，過濾裝置與浸沒式超濾裝置連通，浸沒式超濾裝置還與產(chǎn)水分配槽連通，產(chǎn)水分配槽內(nèi)設(shè)有第一布水裝置和第二布水裝置，且產(chǎn)水分配槽依次通過第二布水裝置與多級(jí)反滲透裝置連通，多級(jí)反滲透裝置還分別與清水混合池、結(jié)晶裝置連通，結(jié)晶裝置還通過輸送栗與清水混合池連通，清水混合池還通過第一布水裝置與產(chǎn)水分配槽連通，清水混合池還設(shè)有TDS在線監(jiān)測(cè)裝置
[0006]本裝置主要通過設(shè)置產(chǎn)水分配槽、第一布水裝置、第二布水裝置及TDS在線監(jiān)測(cè)裝置，將超濾產(chǎn)水分為兩部分，一部分與清水混合，另一部分進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)電廠大水量廢水的零排放處理。
[0007]作為優(yōu)選，清水池通過輸送栗與過濾裝置連通；過濾裝置通超濾給水栗與浸沒式超濾裝置連通；浸沒式超濾裝置通過超濾產(chǎn)水栗與產(chǎn)水分配槽連通；第二布水裝置通過增壓栗與多級(jí)反滲透裝置連通。其優(yōu)點(diǎn)在于，通過分段設(shè)置動(dòng)力栗，可以有效控制水流速度及保證整個(gè)水處理過程的順利進(jìn)行，同時(shí)也一定程度上提高了本裝置處理的水量大小。
[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供一種可同時(shí)滿足技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性的大水量電廠廢水零排放處理方法。
[0009]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0010]一種大水量電廠廢水零排放處理方法，包括如下步驟:
[0011]S1.測(cè)量廢水中活性硅含量，并將廢水引入調(diào)節(jié)水池，進(jìn)行充分混合，得到混合廢水，調(diào)節(jié)水池的水力停留時(shí)間為1至4小時(shí)；
[0012]S2.將S1中的混合廢水引入機(jī)械加速澄清池，進(jìn)行預(yù)處理，得到上層清液；
[0013]S3.將S2中的上層清液引入過濾裝置進(jìn)行過濾，得到過濾出水；
[0014]S4.將S3中的過濾出水引入超濾裝置，得到超濾產(chǎn)水；
[0015]S5.S4中的超濾產(chǎn)水通過產(chǎn)水分配槽，一部分進(jìn)入清水混合池，得到混合清水?’另一部分進(jìn)入多級(jí)反滲透系統(tǒng)，得到多級(jí)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水；
[0016]S6.多級(jí)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水一部分進(jìn)入清水混合池與S5中的混合清水進(jìn)行混合，另一部分多級(jí)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)入結(jié)晶裝置進(jìn)行結(jié)晶，得到蒸汽凝結(jié)水；
[0017]S7.將蒸汽凝結(jié)水引入清水混合池。
[0018]本方法可同時(shí)滿足電廠大水量廢水零排放的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性，使電廠大水量廢水零排放工程化應(yīng)用成為可能。同時(shí)本發(fā)明回用的水可用作電廠循環(huán)冷卻水、工業(yè)水等水體的補(bǔ)水，不僅減少了電廠取水量，節(jié)約用水成本，還完全杜絕了水體污染物的排放，最大程度地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
[0019]作為優(yōu)選，S2中，機(jī)械加速澄清池的水力停留時(shí)間為1.2至2小時(shí)；所投加藥劑為CaO和/或Na2C0#P /或MgO和/或鋁鹽絮凝劑和/或助凝劑；預(yù)處理包括軟化和/或除硅和/或降濁。其優(yōu)點(diǎn)在于，保證反應(yīng)效果的同時(shí)，保證廢水處理速度。
[0020]作為優(yōu)選，S2中，Ca2+與S0 42的摩爾比為1.5至3 ;投加Na 2C03的摩爾量為所投加CaO摩爾量的1.5至2倍;MgO與廢水中活性硅的摩爾比為1.2至1.5 ;鋁鹽絮凝劑為A1C13或PAC，配置成百分比濃度為5%至15%的鋁鹽絮凝劑溶液，鋁鹽絮凝劑溶液的投加量為5至15L/m3;助凝劑為PAM，配置成百分比濃度為1%至10%的助凝劑溶液，助凝劑溶液的投加量為10至30L/m3。其優(yōu)點(diǎn)在于，反應(yīng)效率更高，反應(yīng)更加徹底。
[0021]作為優(yōu)選，S3中，過濾裝置為石英砂過濾器、纖維球過濾器、纖維束過濾器、核桃殼過濾器或活性炭過濾器，過濾速度為8至40m/h。其優(yōu)點(diǎn)在于，過濾速度過快，容易使得過濾不完全，過濾速度過慢，又會(huì)影響整個(gè)廢水處理的效率
[0022]作為優(yōu)選，S5中，超濾產(chǎn)水在產(chǎn)水分配槽中自動(dòng)進(jìn)行水量分配，一部分進(jìn)入清水混合池，水量為Q1，另一部分進(jìn)入多級(jí)反滲透系統(tǒng)，水量為Q2，Q1:Q2 = R，且R彡0.25。其優(yōu)點(diǎn)在于，能夠保證整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性，簡(jiǎn)單地說，就是使得第一梯級(jí)水(超濾產(chǎn)水)與第二梯級(jí)水(多級(jí)反滲透系統(tǒng)產(chǎn)水、結(jié)晶系統(tǒng)凝結(jié)水)混合，減少了第二梯級(jí)水原水(多級(jí)反滲透系統(tǒng)進(jìn)水與結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)水)的進(jìn)水量，降低了水處理的成本，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)大水量廢水的處理。
[0023]作為優(yōu)選，S5中，當(dāng)清水混合池出水TDS<800mg/L時(shí)，產(chǎn)水分配槽調(diào)節(jié)布水裝置，增大R值；當(dāng)TDS彡1000mg/L時(shí)，產(chǎn)水分配槽調(diào)節(jié)布水裝置，減小R值。
[0024]作為優(yōu)選，S6中，多級(jí)反滲透系統(tǒng)包括普通反滲透裝置和DTR0或STR0，當(dāng)反滲透裝置進(jìn)水1200mg/L ( TDS < 30000mg/L時(shí)，使用普通反滲透裝置；當(dāng)反滲透裝置進(jìn)水30000mg/L ( TDS ( 120000mg/L時(shí)，使用DTR0或STR0。其優(yōu)點(diǎn)在于，可以根據(jù)不同進(jìn)水量選擇不同裝置，保證良好的反滲透效果。
[0025]作為優(yōu)選，S7中，結(jié)晶裝置為冷卻結(jié)晶裝置、蒸發(fā)結(jié)晶裝置或真空結(jié)晶裝置；進(jìn)水要求 TDS 彡 80000mg/Lo
[0026]本發(fā)明所述的PAC指聚合氯化鋁；PAM指非離子型高分子絮凝劑；TDS指溶解性總固體；DTR0指碟管式反滲透裝置；STR0指超級(jí)卷式反滲透裝置。
[0027]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0028]1、由于本發(fā)明通過結(jié)合了化學(xué)沉淀和機(jī)械沉淀方式，使得廢水中的鈣、鎂、硫酸根等離子以固體物的形式沉淀下來，進(jìn)而通過過濾、超濾的方式將其徹底除去，提高去除效果，防止了在多級(jí)反滲透系統(tǒng)中結(jié)垢，提高了出水效果和反滲透膜的使用壽命。
[0029]2、由于本發(fā)明采用多級(jí)反滲透系統(tǒng)，尤其采用DTR0或STR0，可實(shí)現(xiàn)廢水的高倍濃縮，減少進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)的濃鹽水量，減少投資成本和運(yùn)行成本。
[0030]3、由于本發(fā)明通過TDS在線監(jiān)測(cè)裝置和布水裝置，可以有效地實(shí)現(xiàn)梯級(jí)水質(zhì)產(chǎn)水的水量分配，實(shí)現(xiàn)梯級(jí)產(chǎn)水的自動(dòng)混合，減少進(jìn)入后續(xù)除鹽系統(tǒng)的水量，降低投資，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢水零排放的技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性。
[0031]4、由于本發(fā)明能夠?qū)⑻幚砗蟮玫降幕厮M(jìn)行重利用，從而不僅減少了電廠取水量，節(jié)約用水成本，還完全杜絕了水體污染物的排放，最大程度地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。
【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]標(biāo)號(hào)說明:
[0035]1、調(diào)節(jié)水池2、提升栗
[0036]3、機(jī)械加速澄清池4、加藥裝置
[0037]5、清水池6、輸送栗
[0038]7、過濾裝置8、超濾給水栗