一种火电厂废水处理方法及系统与流程

本发明涉及火电厂废水处理领域，特别是涉及一种火电厂废水处理方法及系统。

背景技术：

在火电厂的运行过程中，火电厂废水是一种常见废水，一般包括循环排污水、脱硫废水和高盐污水，火电厂废水的水质呈酸性，含盐量高，悬浮物含量高，硬度高，腐蚀性强，成分复杂，水质变化大，未经处理不能直接排放，需要单独设置火电厂废水处理系统。

火电厂脱硫废水的含盐量在30000-60000mg/l，目前对其采取补入捞渣机等系统进行综合利用，由于该废水含盐量过高，存在设备腐蚀等较大风险。为保证设备安全运行，火电厂正寻求脱硫废水其它处理途径。

现有技术中，火电厂废水处理工艺，药剂费用高，工序复杂，难以完全实现废水的零排放，最终得到的盐为混盐，只能作为危废填埋。进行分盐还需设置两套蒸发结晶装置，增加了系统的投资和成本。

因此，如何实现火电厂废水零排放，提高经济效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种火电厂废水处理方法及系统，可有效降低火电厂废水的处理成本，节约资源，实现零排放。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种火电厂废水处理方法，包括对循环排污水进行处理，对脱硫废水进行处理以及对高盐污水进行结晶制盐；将所述循环排污水处理过程中产生的浓水汇入所述脱硫废水中，将所述脱硫废水处理后产生的高盐浓缩液汇入所述高盐污水中，所述高盐污水在结晶制盐的过程中产生的水作为循化水补充水。

优选的，对所述循环排污水进行处理，包括以下步骤：

向所述循环排污水中加入第一反应物进行一级絮凝沉淀；

向所述循环排污水中加入第二反应物进行二级絮凝沉淀；

向所述循环排污水中加入第三反应物进行三级絮凝沉淀；

对完成三级絮凝沉淀的所述循环排污水进行过滤和反渗透。

优选的，对所述循环排污水进行过滤的步骤包括依次对所述循环排污水进行多介质过滤、二级絮凝反应、生物活性炭滤池过滤、自清洗过滤以及超滤；对所述循环排污水进行反渗透的步骤包括依次对所述循环排污水进行一级反渗透、絮凝池絮凝、微滤以及海水反渗透，最终形成的淡水重复利用，形成的浓水汇入所述脱硫浓水中进行处理。

优选的，所述循环排污水在进行海水反渗透后产生的浓水汇入所述脱硫废水中，与所述脱硫废水协同处理；所述循环排污水在经过一级反渗透和海水反渗透后产生的淡水输送至综合回用系统回收利用；所述二级、三级絮凝沉淀反应产生的碳酸钙沉淀经浓缩池浓缩后可回用于火电厂内湿法脱硫系统。

优选的，所述第一反应物为石灰，石灰与所述循环排污水中镁和硫酸根反应生成氢氧化镁、硫酸钙沉淀，同时加入聚铁促进颗粒物沉淀，经脱水后外运；所述第二反应物为烟道气，烟道气中的CO₂与所述循环排污水中的钙反应生成碳酸钙沉淀；所述第三反应物为碳酸钠以进一步去除所述循环排污水中的钙。

优选的，对所述脱硫废水进行处理，包括以下步骤：

向脱硫废水中投加第一反应物进行一级同质软化；

将一级同质软化后的所述脱硫废水通过管式微滤进行一级澄清，去除所述脱硫废水中的沉淀物；

向一级澄清后的所述脱硫废水中投加第二反应物进行二级均质软化反应；

向二级均质软化反应后的所述脱硫废水中投加第三反应物进行三级软化反应；

将三级软化反应后的所述脱硫废水通过管式微滤进行二级澄清，实现所述脱硫废水的固液分离以形成软化水和固体沉淀。

优选的，将所述脱硫废水进行二级澄清步骤之后，还包括：

对所述脱硫废水依次进行多介质过滤、臭氧高级氧化、活性炭床吸附、超滤处理、一级纳滤、二级纳滤、海水反渗透、均相膜ED分离、脱碳脱氨以及通入缓冲池中得到沉淀物以进行后续蒸发结晶步骤。

优选的，所述脱硫废水在经过均相膜ED分离后产生的淡水输送至所述循环排污水的一级反渗透步骤中协同处理；所述脱硫废水在经过海水反渗透后产生的淡水输送至工业水系统用以回用。

优选的，对所述高盐污水进行处理，包括以下步骤：

对所述高盐污水依次进行MVR蒸发结晶、盐结晶、离心脱水以及干燥流化。

本发明还提供了一种火电厂废水处理系统，应用上述任意一项所述的火电厂废水处理方法，包括循环排污水处理系统、脱硫废水处理系统和结晶制盐系统；并且，所述循环排污水处理系统中产生的浓水流入所述脱硫废水处理系统中协同处理，所述脱硫废水处理系统中产生的高盐浓缩液流入所述结晶制盐系统协同处理，所述结晶制盐系统中产生的水作为循化水补充水。

本发明所提供的火电厂废水处理方法，包括对循环排污水进行处理，对脱硫废水进行处理以及对高盐污水进行结晶制盐；将所述循环排污水处理过程中产生的浓水汇入所述脱硫废水中，将所述脱硫废水处理后产生的高盐浓缩液汇入所述高盐污水中，所述高盐污水在结晶制盐的过程中产生的水作为循化水补充水。该火电厂废水处理方法，具有高效、可靠、经济等优点，实现全厂废水零排放的同时分步回收水、碳酸钙浓液和NaCl盐，真正意义上实现水的零排放及水和固体废弃物的资源化利用。

附图说明

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。

图1为本发明所提供的火电厂废水处理系统的循环排污水处理系统示意图；

图2为本发明所提供的火电厂废水处理系统的脱硫废水处理系统示意图；

图3为本发明所提供的火电厂废水处理系统的高盐污水处理系统示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种火电厂废水处理方法及系统，可有效实现废水的零排放及水和固体废弃物的资源化利用。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本发明所提供的火电厂废水处理系统的循环排污水处理系统示意图；图2为本发明所提供的火电厂废水处理系统的脱硫废水处理系统示意图；图3为本发明所提供的火电厂废水处理系统的高盐污水处理系统示意图。

在该实施方式中，火电厂废水处理方法包括对循环排污水进行处理，对脱硫废水进行处理以及对高盐污水进行结晶制盐；将循环排污水处理过程中产生的浓水汇入脱硫废水中，将脱硫废水处理后产生的高盐浓缩液汇入高盐污水中，高盐污水在结晶制盐的过程中产生的水作为火电厂的循化水补充水。

该火电厂废水处理方法，具有高效、可靠、经济等优点，实现全厂废水零排放的同时分步回收水、碳酸钙浓液和NaCl盐，真正意义上实现水的零排放及水和固体废弃物的资源化利用。

具体的，对循环排污水进行处理，包括以下步骤：

向循环排污水中加入第一反应物进行一级絮凝沉淀；具体的，第一反应物为石灰，石灰与循环排污水中镁和硫酸根反应生成氢氧化镁、硫酸钙沉淀，同时加入聚铁促进颗粒物沉淀，经脱水后外运；

向循环排污水中加入第二反应物进行二级絮凝沉淀；具体的，第二反应物为烟道气，烟道气中的CO₂与循环排污水中的钙反应生成碳酸钙沉淀；

向循环排污水中加入第三反应物进行三级絮凝沉淀；具体的，第三反应物为碳酸钠以进一步去除循环排污水中的钙；

对完成三级絮凝沉淀的循环排污水进行过滤和反渗透；具体的，对循环排污水进行过滤的步骤包括依次对循环排污水进行多介质过滤、二级絮凝反应、生物活性炭滤池过滤、自清洗过滤以及超滤；对循环排污水进行反渗透的步骤包括依次对循环排污水进行一级反渗透、絮凝池絮凝、微滤以及海水反渗透，最终形成的淡水重复利用，形成的浓水汇入脱硫浓水中进行处理。

进一步，循环排污水在进行海水反渗透后产生的浓水汇入脱硫废水中，与脱硫废水协同处理；循环排污水在经过一级反渗透和海水反渗透后产生的淡水输送至综合回用系统回收利用；二级、三级絮凝沉淀反应产生的碳酸钙沉淀经浓缩池浓缩后可回用于火电厂内湿法脱硫系统。

上述对循环排污水的处理中，通过一级软化絮凝沉淀步骤向废水中投加石灰实现镁、硫酸根、氟、重金属等物质的去除，降低了水中硫酸根的含量，通过在二级絮凝沉淀中投加烟道气，可以减少后续在脱硫废水处理中进行三级软化时的碳酸钠投加量，降低软化澄清单元的运行成本。

循环排污水主要问题是含盐量较高，若作为循环水补水，必须降低其盐分含量，因此该方法中采用反渗透工艺作为脱盐技术，反渗透膜出水水质很好，不但去除了绝大部分的无机盐，也去除了各类有机污染物、胶体、二氧化硅、病毒、细菌等，而且对水中的各种杂质具有很高的去除率，因此反渗透膜出水水质可达到高标准用水水质指标，反渗透膜出水适合高端用水需要，提高水资源的利用价值，而反渗透脱盐系统设计的关键在于预处理的选择。

采用反渗透脱盐工艺，必须先对来水进行预处理，经过三级絮凝沉淀处理后，石灰软化可去除60％～70％的硫酸根，二级絮凝沉淀利用烟道气代替部分碳酸钠，在硬度去除效果满足的条件下药剂成本可节约75％左右，可有效去除循环排污水中的镁、硫酸根、氟、重金属、悬浮物等物质，并且在过滤处理后，再经过一级反渗透和海水反渗透进行脱盐处理，可有效降低循环排污水中的盐含量，实现水的零排放的同时实现了废水组分的分质提取和资源化利用，彻底解决电厂废水存在的问题，具有重要的经济效益和环境效益。

在上述任意实施方式的基础上，对脱硫废水进行处理，包括以下步骤：

向脱硫废水中投加第一反应物进行一级同质软化；

具体的，第一反应物优选为石灰，通过向一级同质反应池中投加石灰去除Mg²⁺、碱度、重金属、氟等结垢离子，起到软化水质的作用，同时生成CaSO₄沉淀，除去水中的硫酸根，加入聚铁促进颗粒物沉淀，经脱水后外运；

将一级同质软化后的脱硫废水通过管式微滤进行一级澄清，去除脱硫废水中的沉淀物；

具体的，一级澄清可去除脱硫废水中的沉淀物，沉淀物经脱水后送至灰库协同处理；

向一级澄清后的脱硫废水中投加第二反应物进行二级均质软化反应；

具体的，第二反应物优选为烟道气，向脱硫废水中充入烟道气生成CaCO₃沉淀，同时，通过控制二级均质软化反应池的pH维持在8-10，优选为9左右控制烟气的投加量；

向二级均质软化反应后的脱硫废水中投加第三反应物进行三级软化反应；

具体的，第三反应物优选为碳酸钠，以进一步去除脱硫废水中残留的钙；

将三级软化反应后的脱硫废水通过管式微滤进行二级澄清，实现脱硫废水的固液分离以形成软化水和固体沉淀。

上述脱硫废水同质软化方法，通过三级软化反应和两级澄清步骤实现废水的同质软化、澄清。其中，在一级同质软化反应中石灰的添加在去除Mg²⁺、碱度、重金属、氟等结垢离子的同时，钙与硫酸根反应生成CaSO₄沉淀，大大降低了废水中硫酸根离子的浓度，在二级反应时投加电厂脱硫处理后的烟道气，去除废水中过量的Ca²⁺，在三级反应中加入少量碳酸钠，进一步去除废水中残留的Ca²⁺。经过了三级反应后的脱硫废水中带有沉淀成为泥水，泥水通过管式微滤分离后得到的软化水中Ca、Mg含量满足软化处理效果，NaCl的纯度高。

该软化方法有效降低了废水中钙、镁等的含量，降低了结垢物质对后续处理设备的影响，同时硫酸根的去除简化了后续分盐、结晶盐的工序，降低了系统投资和成本。使用电厂脱硫处理后的烟道气代替部分碳酸钠去除Ca²⁺，药剂运行成本降低了75％左右，同时减少了CO₂的排放，生成的CaCO₃沉淀分离后可回用于电厂湿法脱硫系统。整个方法为实现电厂脱硫废水零排放提供了很好的条件，节约了零排放系统的投资和运行成本，具有重要的经济效益和环境效益。

进一步，将脱硫废水进行二级澄清步骤之后，还包括：

对脱硫废水依次进行多介质过滤、臭氧高级氧化、活性炭床吸附、超滤处理、一级纳滤、二级纳滤、海水反渗透、均相膜ED分离、脱碳脱氨以及通入缓冲池中得到沉淀物以进行后续蒸发结晶步骤。

具体的，脱硫废水在经过一级纳滤处理后，判断脱硫废水是否符合预设条件，如果是，则进行二级纳滤，如果否，则再次进行一级纳滤处理。

优选的，将脱硫废水多介质过滤、活性炭床过滤或者超滤过程中的反洗废水均可回流至二级均质软化反应或者三级软化反应中。

进一步，脱硫废水在经过均相膜ED分离后产生的淡水输送至循环排污水的一级反渗透步骤中协同处理；脱硫废水在经过海水反渗透后产生的淡水输送至工业水系统用以回用。

上述脱硫废水处理方法，针对脱硫废水含盐量较高、硬度高、有机物污染较严重成分复杂等特点，采用三级软化反应去除镁、硫酸根、重金属等物质，然后通过臭氧高级氧化去除废水中的有机物，通过超滤出水再通过两级纳滤进一步去除废水中钙、镁、硫酸根等，二级纳滤的出水主要成分为NaCl，然后通过海水反渗透和均相膜ED装置进行脱硫废水的减量浓缩和盐分的分离。

在上述任意实施方式的基础上，对高盐污水进行处理，包括以下步骤：

对高盐污水依次进行MVR蒸发结晶、盐结晶、离心脱水以及干燥流化。

具体的，高盐浓液经脱碳脱氨处理后再通过MVR蒸发器和盐结晶器最终形成高纯度的氯化钠结晶盐，作为化工原料进行资源化利用。同时，均相膜ED装置的淡水侧以无机盐及有机污染物为主，其盐分浓度为1％左右，该淡水回流至循环排污水处理系统的一级反渗透装置协同处理。

优选的，盐结晶过程中，还应当配合捞渣步骤，用于去除高盐污水中的渣滓。

该火电厂高盐污水结晶制盐系统能够有效的降低结晶制盐成本，有利于资源的回收再利用。

除上述火电厂废水处理方法外，本发明还提供一种火电厂废水处理系统，应用如上的火电厂废水处理方法，该系统包括循环排污水处理系统、脱硫废水处理系统和结晶制盐系统；并且，循环排污水处理系统中产生的浓水流入脱硫废水处理系统中协同处理，脱硫废水处理系统中产生的高盐浓缩液流入结晶制盐系统协同处理，结晶制盐系统中产生的水作为循化水补充水。

具体的，火电厂循环排污水处理系统包括通过管线依次连接的一级絮凝沉淀池、二/三级絮凝沉淀池、过滤装置、反渗透装置以及絮凝池；反渗透装置的进水口连接过滤装置的出水口；絮凝池的进水口连接反渗透装置的浓水出口。

更具体的，一级絮凝沉淀池的出口与二/三级絮凝沉淀池的入口连接，二/三级絮凝沉淀池的出口与过滤装置的入口连接，过滤装置的出口与反渗透装置的入口连接。

优选的，一级絮凝沉淀池上连接有石灰加入装置，当然，也可以人工直接向一级絮凝沉淀池中加入石灰，石灰作为软化药剂，与镁和硫酸根反应生成氢氧化镁、硫酸钙沉淀，加入聚铁促进颗粒物沉淀，经脱水后外运；二/三级絮凝沉淀池中连接有烟道气加入装置和碳酸钠加入装置，具体的，烟道气加入装置可以为通有烟道气的管道，烟道气为经脱硫处理后的烟道气，烟道气中的CO₂与钙反应生成碳酸钙沉淀，少量碳酸钠用以去除循环排污水中的钙，二/三级絮凝沉淀反应在同一个沉淀池中分步进行。

进一步，过滤装置包括通过管线依次连接的多介质过滤器、臭氧高级氧化塔、生物活性炭滤池、超滤装置、一级纳滤装置和二级纳滤装置，多介质过滤器的入口与二/三级絮凝沉淀池的出口连接，二级纳滤装置的出口与反渗透装置的入口连接。

具体的，多介质过滤器、生物活性炭滤池以及超滤装置上均设有供反洗废水流回至二/三级絮凝沉淀池的管道。

优选的，二/三级絮凝沉淀池上还连接有浓缩池，浓缩池与电厂内湿法脱硫系统连接，二/三级絮凝沉淀池中的碳酸钙沉淀经浓缩池浓缩后可用于电厂内湿法脱硫系统中。

在上述任意实施方式的基础上，反渗透装置包括一级反渗透装置、微滤装置以及海水反渗透装置；一级反渗透装置的出口与絮凝池的入口连接；絮凝池的出口与微滤装置的入口连接，微滤装置的出口与海水反渗透装置的入口连接；海水反渗透装置的出口设有用于供浓水流动至脱硫废水处理系统的管道以及用于供淡水流动至淡水综合回用系统的管道。

具体的，一级反渗透装置的出口设有用于供淡水流动至淡水综合回用系统的管道；海水反渗透装置的出口设有用于供淡水流动至淡水综合回用系统的管道以及用于供浓水流动至脱硫废水处理系统的管道。

优选的，一级反渗透装置的入口还连接有供盐浓缩环节的淡水流入一级反渗透装置的管道，以实现整个电厂污水处理系统的资源循环，实现零排放，提高资源利用率。

在上述任意实施方式的基础上，火电厂脱硫废水处理系统包括通过管线依次连接的软化微滤装置、过滤装置、反渗透装置、均相膜ED装置、脱碳脱氨装置以及缓冲池。

具体的，软化微滤装置包括：用于供火电厂脱硫废水进行一级同质软化的一级同质软化反应池、用于供火电厂脱硫废水进行一级澄清的第一管式微滤装置、用于供火电厂脱硫废水进行二级均质软化反应和三级均质软化反应的二/三级软化均质反应池以及用于供火电厂脱硫废水进行二级澄清实现固液分离的第二管式微滤装置，并且，一级同质软化反应池、二/三级软化均质反应池以及第二管式微滤装置通过管线依次连接。

一级澄清可去除火电厂脱硫废水中的沉淀物，沉淀物经脱水后送至灰库协同处理；二级澄清，实现火电厂脱硫废水的固液分离以形成软化水和固体沉淀。

进一步，一级同质软化反应池上连接有石灰加入装置；二/三级软化均质反应池上连接有烟道气加入装置和碳酸钠加入装置。

上述设置，通过向一级同质反应池中投加石灰去除Mg²⁺、碱度、重金属、氟等结垢离子，起到软化水质的作用，同时生成CaSO₄沉淀，除去水中的硫酸根，加入聚铁促进颗粒物沉淀，经脱水后外运；向二/三级同质反应池中火电厂脱硫废水中充入烟道气生成CaCO₃沉淀，同时，通过控制二/三级均质软化反应池的pH维持在8-10，优选为9左右控制烟气的投加量；然后，向二/三级均质软化反应池中加入碳酸钠，以进一步去除火电厂脱硫废水中残留的钙。

优选的，二/三级软化均质反应池上还连接有浓缩池，浓缩池与电厂内脱硫吸收塔连接，将分离出来的碳酸钙回用于电厂内部的湿法脱硫系统中。

同样的，一级同质软化反应池上还连接有脱水机，脱水机用于将符合标准的水输出，将未符合标准的水送回一级同质软化反应池中，具体的标准可以根据需要设定，在此不作进一步限定。

进一步，该系统还包括蓄水调节池，用于汇总火电厂脱硫废水、循环排污水处理系统中产生的浓水以及一级纳滤浓水

在上述各实施方式的基础上，过滤装置包括通过管路依次连接的多介质过滤器、臭氧高级氧化塔、活性炭床、超滤装置、一级纳滤装置以及二级纳滤装置。

具体的，一级纳滤装置的入口连接超滤装置的出水口和二级纳滤装置的浓水出口，一级纳滤装置的浓水出口连接蓄水调节池；二级纳滤装置的入口连接一级纳滤装置的淡水出口；海水反渗透装置的入口连接二级纳滤装置的淡水出口；均相膜ED装置的入口连接海水反渗透装置的浓水出口；脱碳脱氨装置的入口连接均相膜ED装置的浓水出口。

进一步，一级纳滤装置上还安装有检测装置，用于检测经过一级纳滤装置处理后的火电厂脱硫废水是否符合预设标准，如果是，火电厂脱硫废水流入二级纳滤装置中，如果否，则流回一级纳滤装置中。

优选的，多介质过滤器、活性炭床以及超滤装置上均设有供反洗废水流回至二/三级软化均质反应池的管道。

优选的，一级纳滤装置上设有用于供一级纳滤浓水汇入火电厂脱硫废水的管道，即一级纳滤装置与蓄水调节池之间设有管道。

在上述任意实施方式的基础上，高盐浓缩液结晶制盐系统包括MVR蒸发结晶器、盐结晶器、离心脱水机、干燥流化床和盐仓。

该火电厂废水处理系统，通过循环排污水处理系统中海水反渗透装置产生的浓水输送至脱硫废水处理系统与脱硫废水协同处理，均相膜ED装置产生的淡水输送至循环排污水处理系统一级反渗透装置协同处理，循环排污水处理系统中一级反渗透装置和海水反渗透装置产生的淡水输送至综合回用系统回收利用，脱硫废水处理系统中海水反渗透装置产生的淡水输送至工业水系统用以回用，二级、三级絮凝沉淀反应产生的碳酸钙沉淀经浓缩池浓缩后可回用于火电厂内湿法脱硫系统，一级软化絮凝沉淀可去除60％～70％的硫酸根，碳酸钠药剂成本可节约75％左右，并且，结晶制盐系统中所产生的NaCl结晶盐可作为化工原料出售，实现全厂废水的零排放的同时实现了废水组分的分质提取和资源化利用，彻底解决电厂废水存在的问题，具有重要的经济效益和环境效益。

以上对本发明所提供的火电厂废水处理方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。