CN108726731A - 一种电厂凝结水精处理再生废水处理***及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电厂凝结水精处理再生废水处理***及工艺，按照废水流向依次包括废水池、废水泵、砂滤器、保安过滤器、四级串联膜脱气装置，所述废水池中设有曝气装置、热介质进口、碱进口，曝气装置连接空气管线，热介质进口连接热介质管线，所述热介质为蒸汽或热水，碱进口连接碱液管线；所述四级串联膜脱气装置按照废水流向由四个脱气膜设备串联组成，所述脱气膜设备中设有脱气膜，脱气膜将脱气膜设备分为水侧和气侧，水侧设有废水进口和废水出口，气侧通过酸液循环管线连接盛有酸液的氨吸收箱和氨循环泵，四个脱气膜设备通过上一级的废水出口与下一级的废水进口依次串联。
Description
技术领域
本发明涉及一种电厂凝结水精处理再生废水处理并回收氨氮的***，属于电厂废水处理工艺技术领域。
背景技术
目前，电厂凝结水精处理再生废水随全厂废水一起排放，但是电厂凝结水阳树脂再生时氨氮含量超高，正常值为：3500ppm，瞬时会达到5000ppm以上，悬浮物也会达到50ppm，Fe含量会达到100ppm，废水水量很小，依据机组类型不同每次再生大约有9～20m3，含盐量很高45000～75000ppm。常规处理排到工业废水中和其他废水掺混处理也会造成废水中氨氮瞬时含量达到225ppm，工业废水集中处理设施无法将其处理到污水综合排放标准的排放要求(≤15ppm)，必须先对其进行脱氨氮处理后才能进入工业废水处理***综合处理。
常规的脱氨氮处理方法有吹脱法、选择性离子交换法、折点加氯法、生物处理等，其中吹脱法氨的去除率低，产水水质无法达到污水综合排放标准的排放要求，需要增加后续处理工艺，且氨气吹脱释放到大气中，造成二次污染；选择性离子交换法去除率较高，适合中等浓度含氨废水，但离子交换树脂再生时产生更高浓度的含氨高盐废水，处理费用极高；折点加氯法使用次氯酸钠量非常大，运行费极高，实际运行时很难控制合适的加药量；生物处理在高含盐量的废水中菌种很难培养。综合上述常规工艺均不适应再生水质水量的特点，存在二次污染，而且无法回收水中的氨氮。
中国专利CN201711206527.X公开了一种凝结水精处理再生废水氨回收***，其通过脱气膜只允许气体通过的特性，在脱气膜的另一侧用酸来循环吸收氨气达到废水中氨的回收；同时，通过加碱和换热器加热使废水中产生更多的游离氨。然而通过换热器对废水进行加热，若要对蒸汽/热水进行循环利用，因废水含盐量超高，微量渗漏会造成蒸汽或热水的污染，需要添加蒸汽/热水的处理装置，还需要增加提升泵，从而导致了废水处理成本的增加。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种电厂凝结水精处理再生废水处理***，使得蒸汽或热水与废水直接混合，从而减少了废水处理成本。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种电厂凝结水精处理再生废水处理***，按照废水流向依次包括废水池、废水泵、砂滤器、保安过滤器、四级串联膜脱气装置，所述废水池中设有曝气装置、热介质进口、碱进口，曝气装置连接空气管线，热介质进口连接热介质管线，所述热介质为蒸汽或热水，碱进口连接碱液管线；
所述四级串联膜脱气装置按照废水流向由四个脱气膜设备串联组成，所述脱气膜设备中设有脱气膜，脱气膜将脱气膜设备分为水侧和气侧，水侧设有废水进口和废水出口，气侧通过酸液循环管线连接氨循环泵和盛有酸液的氨吸收箱，四个脱气膜设备通过上一级的废水出口与下一级的废水进口依次串联。
本发明直接在废水池中添加了热介质管线，能够直接向废水池中添加热水或蒸汽，由于脱气膜的工作温度不超过60℃，因而只需要添加少量的热水或蒸汽即可对废水进行加热，同时，热水或蒸汽与废水混合后进行后续处理，无需添加新的处理设备，更无需添加换热器，从而降低了废水处理成本。
本发明中添加了曝气装置，能够对废水池中的废水通入空气，实现将废水中的二价铁转化为三价铁，保证铁氧化物的稳定性，从而高效率的除铁。同时，通过曝气能够起到匀化水质的作用，保证废水中的各部分的成分一致，增加***的运行寿命。
本发明中采用了四级串联脱气膜装置，四级膜脱气装置对于处理掺混水(225ppm,每级脱除率50％以上)，经过一个循环后出水水质(14ppm)可达标，只处理凝结水阳再生废水(3500ppm)经过2个循环后出水水质(13.7ppm)可达标,四级设置兼顾了经济和处理效果，是该***废水处理的最佳配置。
本发明的目的之二是提供一种电厂凝结水精处理再生废水处理工艺，提供上述***，将电厂凝结水精处理混床中的阳树脂酸再生废水收集至废水池，将蒸汽或热水通入至废水池中与废水进行混合、加热，同时，向废水池中添加碱液，调节pH至不小于10，向废水池中进行曝气，将废水中的二价铁转化为三价铁，并生成氢氧化铁沉淀，将废水池中处理后的废水先通入至砂滤器中进行过滤，再通入至保安过滤器进行过滤后进入四级串联脱气膜装置将氨从废水中脱去，并由氨吸收箱中的酸液将氨进行吸收。
本发明的目的之三是提供一种上述装置或工艺在工业生产硫酸铵溶液中的应用。
本发明的有益效果为：
1.本发明利用细砂过滤、碱加药pH调整、曝气氧化、四级串联膜脱气***以及氨气循环吸收***来处理凝结水精处理再生废水中的悬浮物、Fe、氨氮并回收氨氮。
2.本发明设置了碱加药装置、曝气装置和细砂过滤器用于除去凝结水阳再生废水中悬浮物和金属铁等。
3.本发明设置了四级串联脱气膜装置及其相关的辅助***用于处理凝结水精处理阳再生废水，将废水中的氨氮降低至15ppm以下。
4.本发明的氨气吸收循环***可以将脱除的氨氮固定成30％左右的硫酸铵回收。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的装置结构示意图；
其中，1、废水池，2、废水泵，3、砂滤器，4、保安过滤器，5、四级串联脱气膜装置，6、清水池，7、清水泵，8、硫酸储存罐，9、硫酸计量箱，10、硫酸计量泵，11、氨吸收箱，12、氨循环泵，13、硫酸铵储存罐，14、碱液管线，15、化学清洗装置，16、曝气装置、17、空气管线，18、热介质管线，19、酸液循环管线，20、废水循环管线，21、排出管线，22、阀门Ⅰ，23、阀门Ⅱ，24、硫酸铵存储管线，25、阀门Ⅲ，26、阀门Ⅳ。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
本申请中所述的碱(或碱液中的碱)是指能够溶于水电离出氢氧根离子的化合物，如氢氧化钠、氢氧化钾等。
本申请所述请所述酸为硫酸，也可以采用盐酸代替。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在电厂凝结水精处理再生废水处理成本较高不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种电厂凝结水精处理再生废水处理***及工艺。
本申请的一种典型实施方式，提供了一种电厂凝结水精处理再生废水处理***，按照废水流向依次包括废水池、废水泵、砂滤器、保安过滤器、四级串联膜脱气装置，所述废水池中设有曝气装置、热介质进口、碱进口，曝气装置连接空气管线，热介质进口连接热介质管线，所述热介质为蒸汽或热水，碱进口连接碱液管线；
所述四级串联膜脱气装置按照废水流向由四个脱气膜设备串联组成，所述脱气膜设备中设有脱气膜，脱气膜将脱气膜设备分为水侧和气侧，水侧设有废水进口和废水出口，气侧通过酸液循环管线连接盛有酸液的氨吸收箱和氨循环泵，四个脱气膜设备通过上一级的废水出口与下一级的废水进口依次串联。
本申请直接在废水池中添加了热介质管线，能够直接向废水池中添加热水或蒸汽，由于脱气膜的工作温度不超过60℃，因而只需要添加少量的热水或蒸汽即可对废水进行加热，同时，热水或蒸汽与废水混合后进行后续处理，无需添加新的处理设备，更无需添加换热器，从而降低了废水处理成本。
热介质管线连接热源。碱液管线连接碱液源。
优选的，包括清水池，四级串联膜脱气装置的最后一级脱气膜设备的废水出口连接清水池进口，清水池通过废水循环管线连接废水池。能够及时将处理不合格的水重新输送至废水池进行再处理。
进一步优选的，清水池中设有酸液调节管线。控制清水池中的pH。
进一步优选的，包括清水泵，清水泵的进口连接清水池的出口，清水泵的出口同时连接废水循环管线的进口和排出管线的进口。
更进一步优选的，废水循环管线上设有阀门Ⅰ，排出管线上设有阀门Ⅱ。若清水池中的废水不达标，则打开阀门Ⅰ，关闭阀门Ⅱ，将清水池的废水通过废水循环管线输送至废水池中再处理。若清水池中的废水达到排放标准，则关闭阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ，将清水池的废水通过排出管线排放。
优选的，包括化学清洗装置，所述化学清洗装置出口连接四级串联膜脱气装置的第一级脱气膜设备的水侧的废水进口，回流口连接四级串联膜脱气装置的第四级脱气膜设备的水侧的废水出口。当四级串联膜脱气装置中的脱气膜运行压差超过设定值时，能够进行化学清洗，恢复膜的性能。
优选的，包括酸存储罐、酸计量泵，所述氨吸收箱开设酸液循环进口和酸投加口，四级膜脱气装置气侧出口通过酸液循环管线连接酸液循环进口，酸计量泵的进口连接酸存储罐的出口，酸计量泵的出口连接氨吸收箱的酸投加口。
优选的，酸液循环管线分为四路并联连接在四级膜脱气装置的四个脱气膜设备的气侧进口，四级膜脱气装置的四个脱气膜设备的气侧出口四路并联连接合并成一路回流至氨吸收箱。
优选的，氨吸收箱的酸液循环出口连接氨循环泵的进口。酸液能够顺利进入四级串联膜脱气装置吸收氨。
优选的，包括铵盐存储罐，位于四级串联膜脱气装置上游的酸液循环管线连接铵盐存储管线，铵盐存储管线的出口连接铵盐存储罐。能够对铵盐进行收集。
进一步优选的，铵盐存储管线设有阀门Ⅲ，位于铵盐存储管线进口下游的酸液循环管线设有阀门Ⅳ。当需要吸收四级串联膜脱气装置排出的氨时，将阀门Ⅲ关闭，将阀门Ⅳ打开，使酸液在酸液循环管线内流动。当需要将氨吸收箱内的铵盐排出时，将阀门Ⅲ打开，将阀门Ⅳ关闭，使铵盐溶液通过铵盐存储管线输送至铵盐存储罐。
本申请的另一种实施方式，提供了一种电厂凝结水精处理再生废水处理工艺，提供上述***，将电厂凝结水精处理混床中的阳树脂酸再生废水收集至废水池，将蒸汽或热水通入至废水池中与废水进行混合、加热，同时，向废水池中添加碱液，调节pH至不小于10，向废水池中进行曝气，将废水中的二价铁转化为三价铁，并生成氢氧化铁沉淀，将废水池中处理后的废水先通入至砂滤器中进行过滤，再通入至保安过滤器进行过滤后进入四级串联脱气膜装置将氨从废水中脱去，并由氨吸收箱中的酸液将氨进行吸收。
优选的，废水池中，加热至温度为40～50℃，pH调节至10～12。
优选的，砂滤器的出水浊度不大于3NTU。
优选的，氨吸收箱中的酸液为质量分数为15～25％的硫酸。能够制备获得质量分数为30％左右的硫酸铵。质量分数为30％左右的硫酸铵能够直接作为成品进行销售。增加水处理的副产价值。
由于本申请能够获得有经济价值的硫酸铵溶液，因而本申请能够将上述***或工艺应用于工业生产硫酸铵溶液。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本申请的技术方案。
实施例1
一种电厂凝结水精处理再生废水处理***，如图1所示，按照废水流向依次包括废水池1、废水泵2、砂滤器3、保安过滤器4、四级串联膜脱气装置5，废水池1中设有曝气装置16、热介质进口、碱进口，曝气装置16连接空气管线17，热介质进口连接热介质管线18，热介质为蒸汽或热水，碱进口连接碱液管线27；
四级串联膜脱气装置5按照废水流向由四个脱气膜设备串联组成，脱气膜设备中设有脱气膜，脱气膜将脱气膜设备分为水侧和气侧，水侧设有废水进口和废水出口，气侧进口并联连接并接氨循环泵出口，气侧出口并联连接通过酸液循环管线19连接盛有酸液的氨吸收箱11，四个脱气膜设备通过上一级的废水出口与下一级的废水进口依次串联。
包括清水池6，四级串联膜脱气装置5的最后一级脱气膜设备的废水出口连接清水池6进口，清水池6通过废水循环管线20连接废水池1。
清水池6中设有酸液调节管线。
还包括清水泵7，清水泵7的进口连接清水池6的出口，清水泵7的出口同时连接废水循环管线20的进口和排出管线21的进口。
废水循环管线20上设有阀门Ⅰ22，排出管线21上设有阀门Ⅱ23。若清水池6中的废水不达标，则打开阀门Ⅰ22，关闭阀门Ⅱ23，将清水池6的废水通过废水循环管线20输送至废水池1中再处理。若清水池6中的废水达到排放标准，则关闭阀门Ⅰ22，打开阀门Ⅱ23，将清水池6的废水通过排出管线21排放。
还包括化学清洗装置15，化学清洗装置15连接四级串联膜脱气装置5。
还包括硫酸存储罐8、硫酸计量箱9、硫酸计量泵10，氨吸收箱11开设酸液循环进口和酸投加口，酸液循环管线19的出口连接酸液循环进口，硫酸计量泵10的进口连接硫酸计量箱9的出口，硫酸计量箱9的进口连接硫酸存储罐8的出口，硫酸计量泵10的出口连接氨吸收箱11的酸投加口。
氨循环泵出口至氨吸收箱的酸液循环管并联连接在四级膜脱气装置的气侧进出口。
氨吸收箱11的酸液循环出口设有氨循环泵12。
还包括硫酸铵存储罐13，位于四级串联膜脱气装置5上游的酸液循环管线19连接硫酸铵存储管线24，硫酸铵存储管线24的出口连接铵盐存储罐13。
硫酸铵存储管线24设有阀门Ⅲ25，位于硫酸铵存储管线24进口下游的酸液循环管线19设有阀门Ⅳ26。当需要吸收四级串联膜脱气装置5排出的氨时，将阀门Ⅲ25关闭，将阀门Ⅳ26打开，使酸液在酸液循环管线19内流动。当需要将氨吸收箱11内的硫酸铵排出时，将阀门
Ⅲ25打开，将阀门Ⅳ26关闭，使硫酸铵溶液通过硫酸铵存储管线24输送至铵盐存储罐13。
凝结水精处理再生废水处理方法，包括如下步骤：
(1)凝结水精处理再生***来高悬浮物、高铁、高盐、高氨氮废水先进入废水池1收集，加碱调pH至10～12，通入蒸汽或者热水加热至40～50℃，向曝气装置通入压缩空气曝气15～30min将再生废水中的低价金属氧化物及低价离子变成高价稳定态，如铁的氧化物FeO/Fe3O4等变成Fe2O3，同时离子态的二价铁离子转化为稳定态的三价铁离子，高价金属氧化物和离子在高pH形成的氢氧化物沉淀在后续过滤器中被除掉，以免堵塞后续超滤的微孔影响其稳定运行。同时压缩空气曝气还具有搅拌均匀水质的作用，避免了凝结水精处理再生初期短时间水质太差造成***运行不稳定。
(2)废水泵2将废水送至砂滤器3、保安过滤器4，在这里悬浮物、金属氧化物以及颗粒物质被除掉，砂滤器出水浊度≤3NTU，保安过滤器阻断颗粒物质进入四级串联膜脱气装置5，以免破坏膜层。随即，废水被泵入四级串联膜脱气装置5，在这里逐级实现氨氮的脱除，装置出口设置pH表，当出口pH值未达到设定值时，装置出口回流阀开启，废水回流至废水池1重新进入下一个处理循环，当出口pH达到设定值时，出水排至清水池6。
(3)为了保证出水的pH，清水池6内设计加酸口，硫酸计量泵10将硫酸泵入池内，同时清水池6设置搅拌装置用于水的混合，清水池6还设置pH表，当清水池内pH达到6～9时，开启清水泵7将清水送至后续处理工艺处理或者直接回用。
(4)硫酸储存罐8储存浓度50％以上的浓硫酸，废水处理前，硫酸储存罐8储存的酸液自流至硫酸计量箱9，在氨吸收箱11中先补入除盐水到设定液位，随后硫酸通过硫酸计量泵10缓慢泵入氨吸收箱11，配成20％左右的稀硫酸。
(5)氨吸收箱11出口连接氨循环泵12，氨循环泵12将配好的稀硫酸泵入脱气膜气侧吸收氨气后回流回氨吸收箱11，氨循环泵出口设置pH表，如此经过多个循环，pH逐渐升高至设定值时，关闭氨循环泵12出口循环阀，开启氨循环泵12出口排放阀，排放饱和的硫酸铵至硫酸铵储存罐13。
(6)另外设置了化学清洗装置15，当脱气膜运行压差超过设定值时进入化学清洗程序进行化学清洗。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电厂凝结水精处理再生废水处理***，其特征是，按照废水流向依次包括废水池、废水泵、砂滤器、保安过滤器、四级串联膜脱气装置，所述废水池中设有曝气装置、热介质进口、碱进口，曝气装置连接空气管线，热介质进口连接热介质管线，所述热介质为蒸汽或热水，碱进口连接碱液管线；
所述四级串联膜脱气装置按照废水流向由四个脱气膜设备串联组成，所述脱气膜设备中设有脱气膜，脱气膜分为水侧和气侧，水侧设有废水进口和废水出口，气侧通过酸液循环管线连接盛有酸液的氨吸收箱和氨循环泵，四个脱气膜设备通过上一级的废水出口与下一级的废水进口依次串联。
2.如权利要求1所述的***，其特征是，包括清水池，四级串联膜脱气装置的最后一级脱气膜设备的废水出口连接清水池进口，清水池通过废水循环管线连接废水池。能够及时将处理不合格的水重新输送至废水池进行再处理；
优选的，包括清水泵，清水泵的进口连接清水池的出口，清水泵的出口同时连接废水循环管线的进口和排出管线的进口；
进一步优选的，其特征是，废水循环管线上设有阀门Ⅰ，排出管线上设有阀门Ⅱ。
3.如权利要求1所述的***，其特征是，包括化学清洗装置，所述化学清洗装置出口连接四级串联膜脱气装置的第一级脱气膜设备的水侧的废水进口，回流口连接四级串联膜脱气装置的第四级脱气膜设备的水侧的废水出口。
4.如权利要求1所述的***，其特征是，包括酸存储罐、酸计量泵，所述氨吸收箱开设酸液循环进口和酸投加口，酸液循环管线的出口连接酸液循环进口，酸计量泵的进口连接酸存储罐的出口，酸计量泵的出口连接氨吸收箱的酸投加口。
5.如权利要求1所述的***，其特征是，酸液循环管线分为四路并联连接在四级膜脱气装置的四个脱气膜设备的气侧进口，四级膜脱气装置的四个脱气膜设备的气侧出口四路并联连接合并成一路回流至氨吸收箱。
6.如权利要求1所述的***，其特征是，氨吸收箱的酸液循环出口连接氨循环泵的进口。
7.如权利要求1所述的***，其特征是，包括铵盐存储罐，位于四级串联膜脱气装置上游的酸液循环管线连接铵盐存储管线，铵盐存储管线的出口连接铵盐存储罐；
优选的，铵盐存储管线设有阀门Ⅲ，位于铵盐存储管线进口下游的酸液循环管线设有阀门Ⅳ。
8.一种电厂凝结水精处理再生废水处理工艺，其特征是，提供权利要求1～7任一所述的***，将电厂凝结水精处理混床中的阳树脂酸再生废水收集至废水池，将蒸汽或热水通入至废水池中与废水进行混合、加热，同时，向废水池中添加碱液，调节pH至不小于10，向废水池中进行曝气，将废水中的二价铁转化为三价铁，并生成氢氧化铁沉淀，将废水池中处理后的废水先通入至砂滤器中进行过滤，再通入至保安过滤器进行过滤后进入四级串联脱气膜装置将氨从废水中脱去，并由氨吸收箱中的酸液将氨进行吸收。
9.如权利要求8所述的工艺，其特征是，废水池中，加热至温度为40～50℃，pH调节至10～12；
或，砂滤器的出水浊度不大于3NTU；
或，氨吸收箱中的酸液为质量分数为15～25％的硫酸。
10.一种权利要求1～7任一所述装置或权利要求8～9任一所述的工艺在凝结水精处理再生废水处理中的应用。
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