一种电厂高盐废水零排放装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种电厂高盐废水零排放装置，属于燃煤电厂高盐废水处理领域。


背景技术：

2.我国燃煤电厂高盐废水主要是电厂反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水、树脂再生废水、脱硫废水等，其中反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水水量很大，tds多在4000ppm左右，超出了环保排放指标，需要进行脱盐处理。
3.我国目前现有反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水的脱盐处理办法，基本是以电厂废水梯级利用为主，无法利用的，其技术路线主要以“预处理+膜浓缩减量+浓盐水进入脱硫塔+浓水进入飞灰”的技术路线为主，该种方式导致最终高盐水以脱硫废水的形式出现，电厂最终集中技术手段解决脱硫废水问题，由于脱硫废水的组份非常复杂，导致脱硫废水处理投资大、运行费用高、运行普遍不理想，脱硫废水处理产生的浓液、结晶盐无法资源化，只能采取进入飞灰的处理办法，但是这也同时导致了飞灰可溶性盐、氯根超标，最终形成飞灰无妥善处置去向的隐患，实践证明，该种方式，不能从根本上解决电厂废水零排放问题，电厂高盐废水零排放，要采取“分质分流”的解决办法，才能源头上、从根本上解决高盐废水的问题。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本实用新型提供一种电厂高盐废水零排放装置。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种电厂高盐废水零排放装置，包括：高密度池、v型滤池、清水池、超滤装置、纳滤装置、反渗透膜浓缩装置、烟气余热蒸发结晶装置和脱硫塔；
6.高密度池的第一入口用于进入高盐废水，高密度池的第二入口为药剂添加口，高密度池的第一出口为沉淀污泥排出口，高密度池的第三入口用于通入来自v型滤池、超滤装置、纳滤装置、反渗透膜浓缩装置的反冲洗水，高密度池的第二出口为溶液出口，通过管路连接到v型滤池的第一入口；
7.v型滤池的第一入口为溶液进口，v型滤池的第二入口为反冲洗水入口，与清水池的第一出口连接，v型滤池的第一出口为反冲洗水排出口，v型滤池的第二出口为清水出口，与清水池的入口连接；
8.清水池的第一出口为反冲洗水排出口，清水池的第二出口为溶液出口，与超滤装置的第一入口连接；
9.超滤装置的第二入口为反冲洗水与药剂进口，超滤装置的第一出口为反冲洗水排出口；
10.纳滤装置的第一入口与超滤装置的第二出口连接，纳滤装置的第二入口为反冲洗水进口，纳滤装置的第一出口为反冲洗水排出口，纳滤装置的第二出口为纳滤浓水排出口，
通过管路连接脱硫塔的入口；
11.反渗透膜浓缩装置的第一入口与纳滤装置的第三出口连接，反渗透膜浓缩装置的的第一出口为产水出口，反渗透膜浓缩装置的的第二入口为反冲洗水进口，反渗透膜浓缩装置的的第二出口为反冲洗水排出口，反渗透膜浓缩装置的的第三入口为药剂添加口，反渗透膜浓缩装置的的第三出口为反渗透浓盐水排出口，通过管路连接烟气余热蒸发结晶装置的第一入口；
12.烟气余热蒸发结晶装置的第二入口为高温烟气进口，烟气余热蒸发结晶装置的第一出口为低温烟气出口，烟气余热蒸发结晶装置的第二出口为冷凝水出口，烟气余热蒸发结晶装置的第三出口为结晶盐出口。
13.本实用新型的有益效果是：
14.1提出了一种运行成本低廉的电厂反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水的零排放技术手段，相比现有技术路线，可大大减少药剂使用量、废水处理产生的固体废物和运行成本。
15.2、技术工艺流程短，设备构成简单、操作容易、运行维护费用低。
16.3、实现电厂反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水中可溶性盐的资源化，所产出氯化钠结晶盐可应用于工业。
17.4、首次提出了基于电厂外排放烟气余热的方式对膜浓缩后的高盐废水进行蒸发结晶的技术手段，使蒸发结晶的运行费用低廉。
18.5、提出了结合高效螯合药剂与纳滤装置的结合、通过提高废水中硫酸钙的溶解度，确保纳滤浓缩过程中膜不结垢、不污堵，从而达到节省软化药剂费用的目的，大幅度降低预处理的运行成本。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例提供的一种电厂高盐废水零排放方法的结构框图；
20.图2为本实用新型实施例提供的烟气余热蒸发结晶装置的结构框图。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
22.如图1所示，整套装置主要由高密度池p、v型滤池q、清水池r、超滤装置s、纳滤装置t、反渗透膜浓缩装置u、烟气余热蒸发结晶装置w、脱硫塔v组成。下面分别进行介绍：
23.1高密度池p
24.高密度池p的1口进入高盐废水、3口为药剂添加口、2口为沉淀污泥排出口。4口通入来自v型滤池q、超滤装置s、纳滤装置t、反渗透膜浓缩装置u的冲洗污水。5口为清水出口，通过管路连接到v型滤池q的6口。
25.电厂反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水、首先经过进液泵进入高密度池p，所述高密度池p将混凝、絮凝、沉淀和污泥浓缩功能集合于一体。分为混合区、絮凝区、沉淀区及ph调节区。在混合区内投加混凝剂、并快速搅拌、药剂与原水充分混合均匀，形成小的絮体。经过预混凝的原水流至反应池内圆形导流筒底部，原水、回流污泥和助凝剂由导流筒内的搅
拌桨由下至上混合均匀，极高的污泥浓度提高了絮凝的效果，形成较大絮凝体后，进入沉淀区快速沉淀和浓缩。在沉淀区设置斜管，剩余的矾花在斜管上滞留，结合成大矾花后落入池底，出水水质得到保证、出水至ph调节后进入下一级处理装置。部分浓缩污泥在浓缩区由污泥循环泵送至反应池入口，另一部分做为剩余污泥排至污泥脱水间或进行其他处理。
26.所述高密度池p的出水浊度小于10ntu、同时废水中cod去除率20％左右。
27.所述高密度池p添加所述絮凝剂是无机高分子絮凝剂(pac聚合氯化铝、pafc聚合氯化铝铁、pfs聚合硫酸铁)、有机高分子絮凝剂pam(聚丙烯酰胺)的一种或多种混合药剂。
28.高密度池反应区内加入助沉磁性颗粒物、磁性颗粒物以四氧化三铁或类似材料，助沉磁性颗粒物，通过磁性颗粒物的磁性的搭桥、构架作用，实现快速沉降，沉降时间缩短40％，提高澄清效果，从而节省了高密度池p的容积，降低了设备投资成本。
29.所述高密度池p，仅去除废水中悬浮物，从而节省软化药剂成本。
30.2、v型滤池q
31.v型滤池q是滤池的一种形式。v型滤池q的6口为溶液进口、8为反冲洗水入口，7为反冲洗污水排出口，9为清水出口与清水池r的10口连接。
32.待滤水由进水总渠经可调堰板、进水闸门和方孔后，经侧孔进入被待滤水淹没的v型槽，分别经槽底均匀的配水孔和v型槽堰进入滤池。滤后水经长柄滤头流入底部，由方孔汇入气水分配管渠，再经管廊中的水封井、出水堰、清水渠流入中间水池。滤料选择均质滤料，有较高的滤层截污能力，也相对便于运行管理和维护，对出水水质有保证。反洗方式配有表面扫洗和空气辅助擦洗，v型滤池主要特点如下：
33.(1)恒水位等速过滤。滤池产水阀与池内液位计连锁，随水位变化不断调节开启度，使池内水位在整个过滤周期内保持不变，滤层不出现负压。当某个滤池冲洗时，部分待滤水继续进入该格滤池作为表面扫洗水，减小其它格滤池的进水负荷；
34.(2)采用均质石英砂滤料，滤层厚度比普通快滤池厚，截污量也比普通快滤池大，故滤速较高，过滤周期长，出水效果好；
35.(3)v型进水槽(冲洗时兼做表面扫洗布水槽)和排水槽沿池长方向布置，单池面积较大时，有利布水均匀。
36.(4)冲洗采用气水联合反冲洗和表面扫洗，提高了冲洗效果并节约冲洗用水。
37.(5)冲洗时，滤层保持微膨胀状态，能有效避免出现跑砂现象。
38.3、清水池r
39.净化后清水的缓冲池，12口出水，由13口进入超滤装置s。
40.4、超滤装置s
41.超滤装置s的14口为反冲洗水与药剂进口、15口为冲洗废水排出口。
42.由超滤主机、反洗系统、加药系统、化学清洗系统等组成。预处理出水经超滤处理之后，不仅能够有效的去除进水中大部分浊度、色度，也能部分去除cod物质，以确保后续反渗透系统运行的稳定性。超滤装置s的作用是截留微小的颗粒，降低悬浮物、细菌和浊度，部分去除有机污染物质，达到改善和稳定水质的目的。
43.所述超滤采用外压式中空纤维超滤膜，具有良好的抗污染能力和反洗、清洗恢复能力。为了确保系统能够长期安全稳定的运行，避免膜组件承受较高的运行负荷，设计膜组件水通量不大于50l/(m2.h)。
44.超滤装置截留的悬浮物、胶体、细菌以及大分子有机物等富积在膜的表面，这些污物的存在会影响系统的正常过滤。为确保系统的稳定运行，保持良好的去除污物能力，配备反冲洗装置定期对超滤装置进行反冲洗。为了反洗更彻底，采用“气水”联合反洗方式，反洗水源采用超滤产水，反洗所需压缩空气来自工艺压缩空气储罐。
45.配套次氯酸钠加药装置1套(含次氯酸钠储罐、卸次氯酸钠泵、次氯酸钠加药泵等)、酸加药装置、碱加药装置。
46.3)化学加强反洗装置
47.为了恢复超滤膜的过滤通量，延长化学清洗周期，可在超滤膜反洗时不定期向反洗水中投加化学药剂，对超滤膜分别进行酸洗和碱洗。酸洗采用盐酸/柠檬酸，碱洗采用naoh+naclo。
48.4)超滤化学清洗装置
49.超滤装置经过长期运行后，会积累某些正常反洗或化学加强反洗均难以去除的污垢，如有机物、微生物的繁殖等，造成超滤膜通量下降，这时需对装置进行恢复性化学清洗，以恢复超滤膜的性能。
50.5、纳滤装置t
51.纳滤装置t的17口与超滤装置s的16口连接，作为进水口，21口为反冲洗进口、19口为反冲洗废液出口，纳滤浓水由20口出，通过管路连接22口，纳滤浓水进入脱硫系统，作为脱硫系统补充水，纳滤的浓水量低于总进水量的30％左右，纳滤的产水量70％左右，根据需要，纳滤可以设计成两级或两级以上纳滤，从而提高产水的效率。纳滤的产水由24口出、进入25口的反渗透膜浓缩装置u。
52.纳滤膜能截留纳米级(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物的分子量约为200
‑
800mw左右，截留溶解盐类的能力为20％
‑
98％之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐，在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。纳滤膜的运行压力一般3.5
‑
30bar。
53.所述采用纳滤对二价以上离子截留率在98％。所述的纳滤膜采用抗污染膜，其中cod耐受达到300ppm以上。
54.所述纳滤膜可以采用卷式纳滤膜或平板式纳滤膜。
55.所述纳滤进水前端配置加药装置，所加螯合药剂由18口入，螯合药剂连续添加，螯合药剂与硫酸钙结合，生成复合可溶解性钙盐，溶解于溶液中，避免硫酸钙的析出，起到防止污堵膜的作用，螯合药剂提高硫酸钙溶解度5倍率以上，所述螯合药剂需要连续添加。
56.所述螯合药剂添加量低于30ppm
57.通过添加螯合药剂，进入纳滤的高盐废水无需进行降低硬度，去除钙镁处理，降低药剂费用70％以上。
58.6、反渗透膜浓缩装置u
59.反渗透膜浓缩装置u的25口进水、27口为产水出口、28口反冲洗液进口、26口反冲洗液外排口、29口药剂添加口，30口出反渗透浓盐水，由管路进入烟气余热蒸发结晶装置w的31口。
60.所述反渗透膜采用抗污染反渗透膜，所述反渗透ro膜，可以设计成两级，第一级采
用低压普通反渗透膜，其额定产水率达到80％，第二级可采用中压反渗透ro膜，其中产水率不低于70％，，第二级反渗透膜采用海水淡化膜。
61.反渗透膜技术成熟、可靠，由压力泵、反渗透膜组、在线仪表、撬座、阀门组、在线仪表等构成。
62.ro膜经过长期运行后，会积累某些难以冲洗的污垢，如有机物、无机盐结垢等，造成反渗透膜性能的通量下降。这类污垢必须使用化学药品进行清洗才能去除，以恢复反渗透膜的性能。反渗透膜根据水质情况运行1ˉ3月需进行一次化学清洗，以保证膜的透水量。对反渗透膜分别进行酸洗和碱洗。酸洗采用盐酸/柠檬酸，碱洗采用氢氧化钠或特定的清洗剂。
63.7、烟气余热蒸发结晶装置w
64.如图2所示，该装置主要由烟气换热器a、一效蒸发器b、二效结晶器c、闭式凉水塔d、循环泵e、缓冲水箱f、循环泵g、出料泵h、换热器i、闪蒸罐k、风机l、进料泵m、真空装置n、不凝气换热器o组成。
65.烟气余热蒸发结晶装置w的34口进入高温烟气，所述烟气温度高于110℃以上、烟气余热蒸发结晶装置w的35口出换热后烟气，其温度不低于110℃，其32口出冷凝水，是换热器i的冷凝水出口、33口出结晶盐，是指二效结晶器c的结晶盐出口。
66.烟气余热蒸发结晶装置w的31端口为进料泵m进口，所述高温烟气烟气进口34为烟气换热器a的进口、换热后低温烟气出口35为烟气换热器a的出口。
67.反渗透膜浓缩装置u浓盐水由30口与31口连接，与烟气余热蒸发结晶装置w的进料泵m连接，通过进料泵m进入不凝气换热器o，经过换热后，高盐水进入闭式凉水塔d，高盐水作为闭式凉水塔d的补充水，闭式凉水塔d与风机l连接，闭式凉水塔d塔内进风和喷淋的高盐水与塔内管式换热器壁面换热，换热器管内蒸汽降温液化成冷凝水，风吸收盐水中水分，空气饱和外排入大气，实现了盐水中水分的蒸发。
68.闭式凉水塔d通过连接的管路，形成高盐水溶液在闭式凉水塔d与循环泵e内的循环。闭式凉水塔d高盐浓水排出口，经过出料泵h，通过管路进入换热器i，在入换热器i进行热交换，换热器i采用板式或列管式换热器，其二效结晶器c的冷凝水、一效蒸发器b的外排的冷凝水经过换热后，降温后的冷凝水由换热器i的外排端口外排，升温后的高盐水通过管路进入缓冲水箱f，缓冲水箱f是保温水箱，缓冲水箱f与循环泵g连接，循环泵g与烟气换热器a连接，经过换热升温后的高盐水进入闪蒸罐k内，蒸罐k闪蒸蒸汽通过蒸汽管路进入与一效蒸发器b的换热器内。闪蒸罐k内高盐水通过连接的管路与缓冲水箱f连接，形成了缓冲水箱f、循环泵g、烟气换热器a，闪蒸罐k的闭路循环，实现烟气与高盐废水的高效换热。
69.烟气换热器a的高盐废水出口端溶液进入一效蒸发器b，一效蒸发器b的二次蒸汽通过蒸汽管路与二效结晶器c连接，二效结晶器c末端蒸汽管路与闭式凉水塔d的内部盘管换热器连接，在闭式凉水塔d的塔内换热降温、冷凝。
70.真空泵装置n起到维持整个系统真空度的作用，维持系统负压状态，一效蒸发器b，二效结晶器c，闭式凉水塔d，分别通过管路与真空泵装置n连接，真空泵装置n的不凝气出口与不凝气换热器o连接。
71.烟气换热器a采用低温列管式省煤器、或低温热管式换热器，所述烟气换热器a与烟气接触面采用翅片式列管式，管壁涂耐腐蚀、耐磨损、高效传热的复合陶瓷涂层，所述陶
瓷涂层由无机氧化硅、碳化硅、高温粘结剂组成，壁面粘结牢固，烟气换热器a管程是流动的高盐废水，烟气换热器a加热段与烟气接触，管程内是流动的高盐水。
72.一效蒸发器b可以采用降膜蒸发器、强制循环蒸发器、升膜蒸发器等。
73.二效结晶器c强制循环结晶器、所叙一效蒸发器b与所述二效结晶器c强制循环结晶器均采用三相流流化床防结垢技术；
74.凉水塔的工作原理：利用吹进来的风与由上洒下来的水形成对流，把热源排走，一部分水在对流中蒸发，带走了相应的蒸发潜热、从而降低水的温度。凉水塔由塔体、内部填料、顶部除雾器、换热盘管组成，所述换热盘管采用耐腐蚀的316l、2205双相钢或钛材。
75.凉水塔是一种大气式混凝式凉水塔。闭式凉水塔d实现将二效结晶器c出口蒸汽冷却成水，蒸汽潜热通过闭式凉水塔d被风带走，同时通过对流方式蒸发掉部分高盐废水，实现对高盐废水的浓缩减量。
76.循环泵e过流件采用耐腐蚀316l、2205双相钢等耐腐蚀金属材料、缓冲水箱f采用保温耐腐蚀的水箱，箱体外保温、内防腐、循环泵g、循环泵e过流件采用耐腐蚀316l、2205双相钢等耐腐蚀金属材料；出料泵h过流件采用耐腐蚀316l、2205双相钢等耐腐蚀金属材料；换热器i采用板式或列管式换热器，实现冷凝水与高盐水换热，高盐水升温，冷凝水降温后排出，从而起到回收冷凝水热量的作用：
77.经过烟气升温后的高盐水进入比较低压的闪蒸罐内后，由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分的容器压力下的饱和水蒸气和饱和水、实现在闪蒸罐内液面蒸汽和水的分离，分离后产生的蒸汽进入一效蒸发器。
78.所述闪蒸罐采用耐腐蚀316l、2205双相钢等耐腐蚀金属材料的圆型筒体，实现在负压状态下的水汽化成蒸汽。
79.风机l采用普通增压风机。风机将自然界空气，通过增压，将一定流量的空气吹入闭式凉水塔d，实现凉水塔d内空气与喷淋的高盐水、低温蒸汽的盘管换热管壁的接触换热。
80.进料泵m过流件采用耐腐蚀316l、2205双相钢等耐腐蚀金属材料，进料泵m将高盐废水输送进入系统。
81.真空装置n维持系统真空度的作用、采用罗茨水循环真空机组或蒸汽喷射式真空泵。
82.不凝气换热器o采用板式或列管式换热器。
83.8、脱硫塔i
84.脱硫塔i是采用湿法脱硫、是一种广泛应用的环保设备。脱硫塔i的22口进入纳滤装置t的纳滤浓水，作为脱硫塔的补充水，脱硫塔i的23口出脱硫浓缩废水。
85.经过实验证明，本实用新型实施例的方法具有以下有益效果：
86.1提出了一种运行成本低廉的电厂反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水的零排放技术手段，相比现有技术路线，其药剂使用量减少70％以上，废水处理产生的固体废物减少60％以上，运行成本降低40％以上，废水回收利用效率100％。
87.2、技术工艺流程短，设备构成简单、操作容易、运行维护费用低。
88.3、实现电厂反渗透ro膜浓盐水、循环水排污水中可溶性盐的资源化，所产出氯化钠结晶盐纯度达到99％以上，满足工业级使用标准。
89.4、首次提出了基于电厂外排放烟气余热的方式对膜浓缩后的高盐废水进行蒸发
结晶的技术手段，使蒸发结晶的运行费用低廉。
90.5、提出了结合高效螯合药剂与纳滤装置的结合、通过螯合药剂提高废水中硫酸钙的溶解度，确保纳滤浓缩过程中膜不结垢、不污堵，从而达到节省软化药剂费用的目的，大幅度降低预处理的运行成本。
91.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。