大水量电厂废水零排放处理装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业废水处理及回用技术领域，特别是一种大水量电厂废水零排放处理装置及方法。
【背景技术】
[0002]火力发电厂是用水大户，其用水量占全国工业用水总量的50%以上，同时其废水排放量巨大，主要包括循环水排污水、脱硫废水、生活废水等。合理用水、优化水资源配置是影响火电企业发展的关键性因素。随着科学技术的进步，工业污水已不再是废水，而是一种宝贵的水资源。完全回收外排废水、实现废水零排放是解决电厂水资源问题的最有效途径，它不仅能实现水资源的最大程度利用，将水资源配置达到最优化，而且可以减少污染物的排放，保护生态环境。针对电厂废水，目前主要有两种零排放处理工艺，一是将废水直接弓丨入结晶器进行盐分固化，回收凝结水(刘国平，第四届全国火力发电技术学术年会论文，2003 ；Allen Boyce et al, 60th IWC, 1999) ;二是将废水引入烟道，利用烟气余热蒸发废水(授权公告号为CN102180549B，名称为“脱硫废水零排放处理方法及系统”的中国专利)。也有学者提出利用R0+(多级反渗透)结晶系统组合实现废水零排放(张利权，水处理技术，2015)。然而这些方法均属于废水深度处理技术，回收的水基本达到了除盐水级别，或者未实现废水回用(烟道蒸发)，投资和运行成本很高，只适合20至50m3/h小水量的废水零排放。当废水量过大时(多500m3/h)，上述方法不具备经济可行性。而且，将废水引入烟道，会造成烟道的腐蚀和结垢。再者，电厂除盐水的需要量很少，主要用水是循环冷却水、工业水等，其水质要求并不是很高，无需达到除盐水级别，目前的零排放处理回收方法对于此部分水的补水来说并不适合。因此，针对大水量(多500m3/h)的电厂废水，开发出一套技术和经济均可行的零排放处理方法仍然是一个技术空白。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题之一是提供一种可同时满足技术可行性和经济可行性的大水量电厂废水零排放处理装置。
[0004]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0005]大水量电厂废水零排放处理装置，包括调节水池、提升栗、机械加速澄清池、加药装置、清水池、过滤装置、浸没式超滤装置、产水分配槽、第一布水装置、第二布水装置、清水混合池、TDS在线监测装置、多级反渗透装置、结晶装置、输送栗，调节水池通过提升栗与机械加速澄清池连通，机械加速澄清池还分别连通加药装置和清水池，清水池还与过滤装置连通，过滤装置与浸没式超滤装置连通，浸没式超滤装置还与产水分配槽连通，产水分配槽内设有第一布水装置和第二布水装置，且产水分配槽依次通过第二布水装置与多级反渗透装置连通，多级反渗透装置还分别与清水混合池、结晶装置连通，结晶装置还通过输送栗与清水混合池连通，清水混合池还通过第一布水装置与产水分配槽连通，清水混合池还设有TDS在线监测装置
[0006]本装置主要通过设置产水分配槽、第一布水装置、第二布水装置及TDS在线监测装置，将超滤产水分为两部分，一部分与清水混合，另一部分进行蒸发结晶，从而实现了对电厂大水量废水的零排放处理。
[0007]作为优选，清水池通过输送栗与过滤装置连通；过滤装置通超滤给水栗与浸没式超滤装置连通；浸没式超滤装置通过超滤产水栗与产水分配槽连通；第二布水装置通过增压栗与多级反渗透装置连通。其优点在于，通过分段设置动力栗，可以有效控制水流速度及保证整个水处理过程的顺利进行，同时也一定程度上提高了本装置处理的水量大小。
[0008]本发明所要解决的技术问题之二是提供一种可同时满足技术可行性和经济可行性的大水量电厂废水零排放处理方法。
[0009]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0010]一种大水量电厂废水零排放处理方法，包括如下步骤:
[0011]S1.测量废水中活性硅含量，并将废水引入调节水池，进行充分混合，得到混合废水，调节水池的水力停留时间为1至4小时；
[0012]S2.将S1中的混合废水引入机械加速澄清池，进行预处理，得到上层清液；
[0013]S3.将S2中的上层清液引入过滤装置进行过滤，得到过滤出水；
[0014]S4.将S3中的过滤出水引入超滤装置，得到超滤产水；
[0015]S5.S4中的超滤产水通过产水分配槽，一部分进入清水混合池，得到混合清水?’另一部分进入多级反渗透系统，得到多级反渗透系统产水；
[0016]S6.多级反渗透系统产水一部分进入清水混合池与S5中的混合清水进行混合，另一部分多级反渗透系统产水进入结晶装置进行结晶，得到蒸汽凝结水；
[0017]S7.将蒸汽凝结水引入清水混合池。
[0018]本方法可同时满足电厂大水量废水零排放的技术可行性和经济可行性，使电厂大水量废水零排放工程化应用成为可能。同时本发明回用的水可用作电厂循环冷却水、工业水等水体的补水，不仅减少了电厂取水量，节约用水成本，还完全杜绝了水体污染物的排放，最大程度地保护了生态环境。
[0019]作为优选，S2中，机械加速澄清池的水力停留时间为1.2至2小时；所投加药剂为CaO和/或Na2C0#P /或MgO和/或铝盐絮凝剂和/或助凝剂；预处理包括软化和/或除硅和/或降浊。其优点在于，保证反应效果的同时，保证废水处理速度。
[0020]作为优选，S2中，Ca2+与S0 42的摩尔比为1.5至3 ;投加Na 2C03的摩尔量为所投加CaO摩尔量的1.5至2倍;MgO与废水中活性硅的摩尔比为1.2至1.5 ;铝盐絮凝剂为A1C13或PAC，配置成百分比浓度为5%至15%的铝盐絮凝剂溶液，铝盐絮凝剂溶液的投加量为5至15L/m3;助凝剂为PAM，配置成百分比浓度为1%至10%的助凝剂溶液，助凝剂溶液的投加量为10至30L/m3。其优点在于，反应效率更高，反应更加彻底。
[0021]作为优选，S3中，过滤装置为石英砂过滤器、纤维球过滤器、纤维束过滤器、核桃壳过滤器或活性炭过滤器，过滤速度为8至40m/h。其优点在于，过滤速度过快，容易使得过滤不完全，过滤速度过慢，又会影响整个废水处理的效率
[0022]作为优选，S5中，超滤产水在产水分配槽中自动进行水量分配，一部分进入清水混合池，水量为Q1，另一部分进入多级反渗透系统，水量为Q2，Q1:Q2 = R，且R彡0.25。其优点在于，能够保证整个系统的经济性，简单地说，就是使得第一梯级水(超滤产水)与第二梯级水(多级反渗透系统产水、结晶系统凝结水)混合，减少了第二梯级水原水(多级反渗透系统进水与结晶系统进水)的进水量，降低了水处理的成本，同时也实现了对大水量废水的处理。
[0023]作为优选，S5中，当清水混合池出水TDS<800mg/L时，产水分配槽调节布水装置，增大R值；当TDS彡1000mg/L时，产水分配槽调节布水装置，减小R值。
[0024]作为优选，S6中，多级反渗透系统包括普通反渗透装置和DTR0或STR0，当反渗透装置进水1200mg/L ( TDS < 30000mg/L时，使用普通反渗透装置；当反渗透装置进水30000mg/L ( TDS ( 120000mg/L时，使用DTR0或STR0。其优点在于，可以根据不同进水量选择不同装置，保证良好的反渗透效果。
[0025]作为优选，S7中，结晶装置为冷却结晶装置、蒸发结晶装置或真空结晶装置；进水要求 TDS 彡 80000mg/Lo
[0026]本发明所述的PAC指聚合氯化铝；PAM指非离子型高分子絮凝剂；TDS指溶解性总固体；DTR0指碟管式反渗透装置；STR0指超级卷式反渗透装置。
[0027]本发明同现有技术相比具有以下优点及效果:
[0028]1、由于本发明通过结合了化学沉淀和机械沉淀方式，使得废水中的钙、镁、硫酸根等离子以固体物的形式沉淀下来，进而通过过滤、超滤的方式将其彻底除去，提高去除效果，防止了在多级反渗透系统中结垢，提高了出水效果和反渗透膜的使用寿命。
[0029]2、由于本发明采用多级反渗透系统，尤其采用DTR0或STR0，可实现废水的高倍浓缩，减少进入结晶系统的浓盐水量，减少投资成本和运行成本。
[0030]3、由于本发明通过TDS在线监测装置和布水装置，可以有效地实现梯级水质产水的水量分配，实现梯级产水的自动混合，减少进入后续除盐系统的水量，降低投资，可同时实现废水零排放的技术可行性和经济可行性。
[0031]4、由于本发明能够将处理后得到的回水进行重利用，从而不仅减少了电厂取水量，节约用水成本，还完全杜绝了水体污染物的排放，最大程度地保护了生态环境。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本发明的装置结构示意图。
[0034]标号说明:
[0035]1、调节水池2、提升栗
[0036]3、机械加速澄清池4、加药装置
[0037]5、清水池6、输送栗
[0038]7、过滤装置8、超滤给水栗