CN110156230A - 一种火电行业水资源高效利用集成方法 - Google Patents

一种火电行业水资源高效利用集成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种火电行业水资源高效利用集成方法，包括如下步骤：S1、循环水预处理：在絮凝槽中投加软化药剂进行预处理；S2、管式微滤膜过滤：将S1中的水通入到管式微滤膜中；S3、反渗透过滤：将S2中的水通入到反渗透***中；S4、脱硫水预处理：将脱硫***排水进行预处理后通入到蒸发结晶设备中。本发明的火电行业循环水和脱硫废水处理方法将水资源重复利用，污废水外排，真正做到了零排放，同时大大提高了水资源利用率。

Description

一种火电行业水资源高效利用集成方法
技术领域
本发明涉及火电水资源利用技术领域，尤其涉及一种火电行业水资源高效利用集成方法。
背景技术
我国火力机组发电量占总发电量的80％以上，火力发电是我国取水量最大的行业之一，节水工作的开展与否直接影响电力企业的生产经营和持续发展。从近年火力发电行业用水与全国用水情况可以看出，随着火电装机容量和发电量的增加，全国火力发电厂用水量有所增加，但用水重复利用率较低，外排污水量大，节水工作任务严峻。
从整个电力行业来说，离标准和客观形势要求还相差甚远，节水工作仍存在不少问题。
水资源的重复利用流程不合理，在火电行业用水量较大的是循环冷却水***和脱硫***，部分水仅仅利用1次即被排放，达不到高效的利用目的，造成了巨大的浪费。
一般的火电行业水资源利用中，用水量较大的2个单元为冷却循环水***和脱硫***，在提高电厂水资源利用方面可从这两个单元考虑：
1)冷却循环水为电厂耗水量最大的一个单元，约占电厂耗水量的65％以上，传统电厂循环冷却水的处理方法为旁滤、弱酸软化处理，此种方法在运行中须定期补充大量的水稀释循环冷却水，此种方法造成的水浪费现象非常严重；
2)火电行业脱硫***的用水量也较大，且大部分电厂脱硫废水通过简单处理后排放，无进一步处理和回用设施。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种火电行业水资源高效利用集成方法，将水资源重复利用，污废水外排，真正做到了零排放，同时大大提高了水资源利用率。
本发明提出的一种火电行业水资源高效利用集成方法，包括如下步骤：
S1、循环水预处理：在絮凝槽中投加软化药剂进行预处理，软化药剂的种类及投加量根据循环水处理***水质的具体情况而定；
S2、管式微滤膜过滤：将S1中的水通入到管式微滤膜中；
S3、反渗透过滤：将S2中的水通入到反渗透***中；
S4、脱硫水预处理：将脱硫***排水进行预处理后通入到蒸发结晶设备中。
优选的，所述步骤S1中软化药剂为PAC和PAM。
优选的，所述步骤S2中管式微滤膜的孔径为0.1-1μm，材质为合成高分子膜PVDF。
优选的，所述步骤S3中反渗透***中反渗透的孔径为1-5nm，膜片材质为聚酰胺复合膜。
优选的，所述步骤S3中反渗透后的纯水作为循环水的补充水。
优选的，所述步骤S3中反渗透后的浓水作为脱硫水补充水。
优选的，所述步骤S4中预处理方式为调节脱硫水pH至中性，并将脱硫水静置沉淀。
优选的，所述步骤S4中蒸发结晶后产水可用作循环水。
工作原理：
1、循环冷却***由于大量的蒸发导致盐分含量不断升高，同时悬浮物、硬度等指标也不断升高，需定期排出一定量的污水，此部分污水通过投加软化药剂将悬浮物及硬度等指标降低；
2、经过第一步预处理的水，再进入管式微滤膜，在水压力的作用下水分子及小分子物质等透过微滤膜，水中的悬浮微粒、胶体等被截留，出水进入后续步骤；
3、经过管式微滤膜处理后的出水再进入反渗透***，反渗透***将水和盐分分离，产生的纯水作为循环冷却水***的补充水，浓水排入脱硫***补充水。
4、脱硫***排水经过pH调节、沉淀预处理设施后进入晶种法蒸发结晶设施，通过蒸发结晶后产水作为冷却循环水补充水重新利用，结晶盐作为固废处理处置。
本发明的有益效果：
1)实现了火电行业循环冷却水***和脱硫***污水零排放，水资源全部回用，达到高效利用的目的；
2)利用管式微滤膜工艺缩短了工艺流程。传统反渗透预处理工艺需要多介质过滤、活性炭过滤、保安过滤等设施，处理设施较多，工艺繁琐，而利用管式微滤膜则取代了传统工艺的多级过滤，减少工艺处理设施，简化工艺流程，节省投资。
该处理方法实施后与传统工艺相比，将大大提高电厂水资源的利用率，减少取水量，节约用水成本，同时也将产生巨大的社会效益。。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明提出的火电行业循环水和脱硫废水处理方法的原理框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
本发明提出的一种火电行业水资源高效利用集成方法，包括如下步骤：
S1、循环水预处理：在絮凝槽中投加软化药剂进行预处理；
S2、管式微滤膜过滤：将S1中的水通入到管式微滤膜中；
S3、反渗透过滤：将S2中的水通入到反渗透***中；
S4、脱硫水预处理：将脱硫***排水进行预处理后通入到蒸发结晶设备中。
所述步骤S1中软化药剂为PAC和PAM。
所述步骤S2中管式微滤膜的孔径为0.1-1μm，材质为合成高分子膜PVDF，微滤膜运行的压力为：0.3-7bar，表面孔隙率在70％。
所述步骤S3中反渗透***中反渗透的孔径为1-5nm。稳定脱盐率99.5％，最低脱盐率99％，膜片类型：聚酰胺复合膜，最高操作温度45℃。
所述步骤S3中反渗透后的纯水作为循环水的补充水。
所述步骤S3中反渗透后的浓水作为脱硫水补充水。
所述步骤S4中预处理方式为调节脱硫水pH至中性，并将脱硫水静置沉淀。调节pH的方法为利用成套加药装置，将碱溶液通过计量泵投加至工艺pH调节段，通过搅拌机的搅拌，快速混合均匀，达到pH调节成中性的要求。调节段出水进入沉淀段，在沉淀段将产生的污泥外排处置。
所述步骤S4中蒸发结晶后产水可用作循环水。
案例一
某火力发电厂，循环冷却水处理水量：Q＝7200m3/d，处理水水质指标如下：
经过所述工艺处理后，所有指标均达到了业主方要求的水质标准(总硬度≤150mg/L，氯离子≤100mg/L，悬浮物≤20mg/L)。
脱硫***排水水质指标如下：
通过资源化零排放浓缩结晶***处理后，出水经化学水处理***简单处理后，完全可以满足循环冷却水正常补水的水质需求。出水水质情况见下表：
序号 项目 单位 含量 备注
1 pH 6.8～7.8
2 电导率(25℃) μS/cm ≤60 包含挥发性电导
3 氨氮 mg/L ≤10
4 氟化物 mg/L ≤10
5 氯根离子(Cl<sup>-</sup>) mg/L ≤50
6 硫酸根离子(SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) mg/L ≤50
7 钠离子(Na<sup>+</sup>) mg/L ≤50
8 钙离子(Ca<sup>2+</sup>) mg/L ≤50
9 镁离子(Mg<sup>2+</sup>) mg/L ≤50
10 TDS mg/L ≤100 包含挥发性TDS
11 TOC mg/L ≤100 包含挥发性TOC
12 总硬度 mg/L ≤100
同时经过此***处理，***中的所有水资源得到了充分利用，排除***的固体盐分经妥善处理，水资源除蒸发、逸散，无外排，真正达到了零排放。
案例二
某火力发电厂，循环冷却水处理水量：Q＝41110m3/h，处理水水质指标如下：
通过循环水处理***处理后的水质如下：
分析项目 单位 分析结果
Na<sup>+</sup> mg/L 21.5
Ca<sup>2+</sup> mg/L 1.8
Mg<sup>2+</sup> mg/L 1.3
K<sup>+</sup> mg/L 0.8
Cl<sup>-</sup>氯化物 mg/L 10.5
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>硫酸盐 mg/L 6.2
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> mg/L 26.2
CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> mg/L 0.00
TDS mg/L 85.1
脱硫***排水水质指标如下：
通过资源化零排放浓缩结晶***处理后，出水经化学水处理***简单处理后，完全可以满足循环冷却水正常补水的水质需求。出水水质情况见下表：
序号 项目 单位 含量 备注
1 pH 7.8
2 SS mg/L 0.58
3 Fe mg/L 0.027
4 氯根离子(Cl<sup>-</sup>) mg/L 2.28
5 硫酸根离子(SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) mg/L 1.72
6 钙离子(Ca<sup>2+</sup>) mg/L 2.65
7 镁离子(Mg<sup>2+</sup>) mg/L 0.026
8 TDS mg/L ≤25 包含挥发性TDS
案例三
某火力发电厂，循环冷却水处理水量：Q＝25120m3/h，处理水水质指标如下：
通过循环水处理***处理后的水质如下：
分析项目 单位 分析结果
Na<sup>+</sup> mg/L 16.1
Ca<sup>2+</sup> mg/L 0.92
Mg<sup>2+</sup> mg/L 0.99
K<sup>+</sup> mg/L 0.38
Cl<sup>-</sup>氯化物 mg/L 7.53
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>硫酸盐 mg/L 3.59
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup> mg/L 24.9
CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> mg/L 0.00
TDS mg/L 65.8
脱硫***排水水质指标如下：
序号 项目 单位 含量 备注
1 SS mg/L 30000
2 氯根离子(Cl<sup>-</sup>) mg/L 10000
3 硫酸根离子(SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) mg/L 1320
4 钙离子(Ca<sup>2+</sup>) mg/L 4250
5 镁离子(Mg<sup>2+</sup>) mg/L 950
通过资源化零排放浓缩结晶***处理后，出水经化学水处理***简单处理后，完全可以满足循环冷却水正常补水的水质需求。出水水质情况见下表：
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、循环水预处理：在絮凝槽中投加软化药剂进行预处理；
S2、管式微滤膜过滤：将S1中的水通入到管式微滤膜中；
S3、反渗透过滤：将S2中的水通入到反渗透***中；
S4、脱硫水预处理：将脱硫***排水进行预处理后通入到蒸发结晶设备中。
2.根据权利要求1所述的一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，所述步骤S1中软化药剂为PAC和PAM。
3.根据权利要求1所述的一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，所述步骤S2中管式微滤膜的孔径为0.1-1μm，材质为合成高分子膜PVDF，微滤膜运行的压力为：0.3-7bar，表面孔隙率在70％。
4.根据权利要求1所述的一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，所述步骤S3中反渗透***中反渗透的孔径为1-5nm，膜片类型：聚酰胺复合膜。
5.根据权利要求1所述的一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，所述步骤S3中反渗透后的纯水作为循环水的补充水。
6.根据权利要求1所述的一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，所述步骤S3中反渗透后的浓水作为脱硫水补充水。
7.根据权利要求1所述的一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，所述步骤S4中预处理方式为调节脱硫水pH至中性，并将脱硫水静置沉淀。
8.根据权利要求1所述的一种火电行业水资源高效利用集成方法，其特征在于，所述步骤S4中蒸发结晶后产水可用作循环水。
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