一种换流站外排水软化分盐装置及方法与流程

本发明涉及换流站外排水处理，尤其涉及一种换流站外排水软化分盐装置及方法。

背景技术：

换流站主要外排水为换流阀及调相机冷却系统排水和反渗透浓水、过滤器的反洗水、离子交换再生水。这部分外排水含盐高，尤其氯离子、硬度离子高。而目前的直流工程换流站大多地处偏远的生态敏感区域，附近没有排水管网，更没有合适的受纳水体，各站都缺少有针对性的废水处理或排放控制措施，大量高盐废水外排容易引起土壤和水体盐碱化，造成生态环境破坏，不仅带来潜在的环境污染或环境纠纷风险，也严重浪费了水资源。现行换流站外排水的直接排放方式随时可能成为直流电网运行发生环境污染事件潜在的风险点。

发明专利申请cn201810235037.0公开了一种基于高效絮凝的纳滤软化分盐废水预处理系统与方法，包括高效絮凝单元和纳滤软化分盐单元；高效絮凝单元包括真空过滤机、絮凝反应池、澄清池和泥浆池；纳滤软化分盐单元包括循环水箱、超滤系统、纳滤系统和结晶沉降罐；真空过滤机设有废水入口、泥浆入口、出水口和泥饼出口；絮凝反应池设有入水口和出水口；澄清池设有入水口、絮凝产水出口和沉淀泥浆出口；泥浆池设有泥浆出口、超滤浓水入口和泥浆入口；循环水箱设有絮凝产水入口、上清液入口和出水口；超滤系统设有入水口、超滤水出口和超滤浓水出口；纳滤系统设有入水口、纳滤水出口和与结晶沉降罐连通的纳滤浓水出口。这样的设备存在系统流程长，工艺复杂，稳定性耐冲击性差，水质难以满足要求；固液分离需要沉淀池，占地面积大，投资高；运行控制复杂，运行成本高等缺陷。

技术实现要素：

发明目的：本发明目的是提供一种具备换流站外排水软化除硬和分盐功能的一体化装置、出水水质好、占地面积小、工艺流程简单、易操作、工程造价和运行成本低的换流站外排水软化分盐方法及一体化装置。

技术方案：本发明公开了一种换流站外排水软化分盐装置及方法，该装置包括软化装置、搅拌装置、提升泵、膜系统、分盐系统、外排泵、加药系统；软化装置设有上进口和下出口，加药系统将药剂从上进口打入软化装置，设置在软化装置内的搅拌装置使药剂和污水完全混合，提升泵将软化装置内固液混合物打入膜系统，膜系统内实现固液分离，膜系统浓水口排出的浓水回流到软化装置内，膜系统清水口排出的产水流入分盐系统进行进一步分离。

进一步地，药剂与钙镁离子反应，形成固态物质，软化装置内实现固液的悬浮混合，防止固体在池内沉积，并能够维持较高的池内固体浓度100～200g/l；外排泵将多余物质排出系统以维持软化装置内固液平衡。

进一步地，搅拌装置包括搅拌主体、固定装置和导流装置；搅拌主体通过固定装置固定于软化装置内距底部0.15m处，搅拌主体通过螺旋桨叶旋转对底部水体提供推力；固定装置设有多条均匀布置的大通路用于水体充分搅拌；导流装置由8根导流板组成，均匀对称分布在软化装置桶内壁上，导流板宽0.05m，顶端低于液面0.15m，底端距桶底0.15m；通过搅拌推力和导流装置共同起到紊流作用，使软化装置内水体充分混合，形成无死区完全混合态。

进一步地，膜系统采用管式膜。

进一步地，膜管流道宽，两端对称封装，水流顺畅，不易污堵。膜管内料液高速错流，流速可达2.5～5m/s，污物不易在膜表面附着结存，膜通量高，可达200～350l/m²·h，使用寿命长。

进一步地，分盐系统采用纳滤膜，膜系统产水在分盐系统中处理，分离得到透析液和浓缩液，其中，在透析液中一价阴离子的含量高于二价阴离子的含量，浓缩液中二价阴离子的含量高于一价阴离子的含量。透析液和浓缩液分别输送至后续单元处理。

进一步地，软化装置、搅拌装置、提升泵、膜系统、分盐系统、外排泵、加药系统属于撬装集成设备，易运输，到现场后只需要简单连接电、进出水即可运行，不需要现场组装。

一种换流站外排水软化分盐方法，包括如下步骤：

步骤1：换流站外排水通过管道进入软化装置内，加药系统将药剂打入软化装置中，搅拌装置使药剂和污水完全混合，药剂与钙镁离子反应，形成固态物质，软化装置内实现固液的悬浮混合；

步骤2：提升泵与软化装置相连，将软化后废水通过管道打入膜系统内；

步骤3：膜系统中的废水通过过滤分离，产水通过清水口进入分盐系统，固体及废液通过浓水口回流到软化装置；

步骤4：外排泵定量将软化装置中废液外排出系统；

步骤5：分盐系统对废水中的盐分进行分离，不同盐分废水分别通过分盐系统的清水口和浓水口去下一步工艺。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著的优点：

(1)流程短，工艺简单，稳定性耐冲击性强，产水可以实现稳定达标；

(2)占地少，投资低，能耗低；

(3)易操作，可实现无人值守运行。

附图说明

图1为本发明的检测单元示意图；

图2为本发明的软化装置俯视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，换流站外排水软化分盐装置包括软化装置1、搅拌装置2、提升泵3、膜系统4、分盐系统5、外排泵6、加药系统7，属于撬装集成设备。

其中，软化装置1设有若干个上进口和下出口，换流站外排水通过上进口进入软化装置1。

加药系统7将特定药剂打入软化装置1，设置在软化装置1内的搅拌装置使药剂和污水完全混合，药剂与钙镁离子反应，形成固态物质。软化装置内实现固液的悬浮混合，防止固体在池内沉积，并能够维持较高的池内固体浓度100～200g/l。外排泵6将多余物质排出系统以维持软化装置内固液平衡。

搅拌装置2包括搅拌主体、固定装置和导流装置；搅拌主体通过固定装置固定于软化装置内距底部0.15m处，搅拌主体通过螺旋桨叶旋转对底部水体提供推力；固定装置设有多条均匀布置的大通路用于水体充分搅拌；如图2所示，导流装置由8根导流板组成，均匀对称分布在软化装置1桶内壁上，导流板宽0.05m，顶端低于液面0.15m，底端距桶底0.15m；通过搅拌推力和导流装置共同起到紊流作用，使软化装置内水体充分混合，形成无死区完全混合态。

提升泵3将软化装置内固液混合物打入膜系统4，膜系统4采用特种管式膜实现固液分离。膜管流道宽，采用两端对称封装设计，水流顺畅，不易污堵。膜管内料液高速错流，流速可达2.5～5m/s，污物不易在膜表面附着结存，膜通量高，可达200～350l/m2·h，使用寿命长，可达5年以上。

膜系统4浓水口排出的浓水回流到软化装置1内，膜系统4清水口排出的产水流入分盐系统5进行进一步分离。

分盐系统采用纳滤膜，分离得到透析液和浓缩液，其中，透析液中一价阴离子的含量高于二价阴离子的含量，浓缩液中二价阴离子的含量高于一价阴离子的含量。透析液和浓缩液分别输送至后续单元处理。

一种换流站外排水软化分盐方法，包括如下步骤：

步骤1：换流站外排水通过管道进入软化装置1内，加药系统7将药剂打入软化装置1中，搅拌装置2使药剂和污水完全混合，药剂与钙镁离子反应，形成固态物质，软化装置1内实现固液的悬浮混合；

步骤2：提升泵3与软化装置1相连，将软化后废水通过管道打入膜系统4；

步骤3：膜系统4中的废水通过过滤分离，产水通过清水口进入分盐系统，固体及废液通过浓水口回流到软化装置；

步骤4：外排泵定量将软化装置中废液外排出系统；

步骤5：分盐系统对废水中的盐分进行分离，不同盐分废水分别通过分盐系统的清水口和浓水口去下一步工艺。