一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法

摘要

本发明涉及一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，具体为：将反渗透浓水通过两级串联纳滤，实现反渗透浓水中氯化钠提纯，将提纯后的纳滤产水补充必要的工业氯化钠配置再生液，供钠离子交换器再生使用。将纳滤高钙浓水引入结晶池，并将原用于调节城市污水石灰处理出水pH的浓硫酸先引入结晶池，通过沉淀反应将硫酸钙去除，并在反应中实现硫酸向等量盐酸的转化，将去除硫酸钙后的混合酸溶液返回至石灰处理系统出口进行pH调整。本发明可实现反渗透浓水中可利用无机盐和有害污染物的分离，实现浓水中氯化钠的提纯及再利用，不增加浓硫酸的消耗量，在不增加新的处理成本的情况下，实现了反渗透浓水的零排放和资源化利用。

说明书

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，涉及工业废水减排领域，具体地涉及一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法。 

背景技术

随着我国水资源短缺、水污染严重、水生态恶化问题日益突出及国务院最严格水资源管理制度的实施，作为取水及工业废水排放大户，火电厂面临的节水减排压力与日俱增，开展城市污水替代清洁水源及工业废水减排研究成为必然选择。目前，部分电厂已经将城市污水经过石灰处理后回用至循环冷却水，并且出于降低酸、碱废水需要，绝大多数电厂使用反渗透替代了阴、阳离子交换器。但是目前反渗透的回收率设计值为75%，约占进水量25%的反渗透浓水呈常态排放。由于反渗透浓水具有高盐、高有机物特点，具有极强的结垢及腐蚀倾向，目前尚无可靠的处理技术，长期排入环境引发严重问题。

本发明所要解决的技术问题是在不增加运行成本的情况下，为反渗透浓水资源化找到一条可行的方法，实现反渗透浓水中可利用无机盐和有害污染物的分离，实现反渗透浓水减排和再利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术中的缺点，提出一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，其包含如下步骤：

（1）城市污水经石灰混凝澄清处理后的pH在10.0以上的出水，加入适量的混合酸溶液调整pH值为7.0-8.0，得到中性水，所得中性水分作两部分，第一部分作为循环冷却水补水利用；

（2）采用钠型阳离子交换器对火电发电的循环冷却水进行旁流软化处理，当钠型阳离子交换器出水硬度超过1mmol/L时，对其进行再生处理；

（3）步骤（1）所得的中性水的第二部分经超滤，再经反渗透处理，得到反渗透产水和反渗透浓水，所述反渗透产水作为火电厂化学补给水处理系统的补水进行后续深度脱盐处理使用；

（4）步骤（3）所得反渗透浓水通过两级串联纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤浓水为高钙废水；

（5）向步骤（4）中的纳滤产水中加入一定量的工业氯化钠配置成再生液，使再生液中氯化钠浓度达到3~6%，供步骤（2）所述钠型阳离子交换器再生使用；

（6）将步骤（4）中形成的高钙废水引入结晶池，并将浓硫酸引入结晶池，通过沉淀反应将生成的硫酸钙去除，并在反应中实现硫酸向盐酸的转化，最终形成硫酸与盐酸的混合酸溶液，将去除硫酸钙后的混合酸溶液返回至步骤（1）中使用。

作为本发明的优选方案，本发明提供的火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，其中，步骤（3）中所述超滤回收率控制在90%以上。

作为本发明的进一步优选方案，本发明提供的火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，其中，步骤（3）中所述反渗透回收率控制在60%-75%。

作为本发明的优选方案，本发明提供的火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，其中，步骤（4）中，所述纳滤总回收率控制在50%-90%。

作为发明的优选方案，本发明提供的火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，其中，步骤（2）中的钠型阳离子交换器为强型阳树脂或弱型阳树脂。

作为发明的改进方案，本发明提供的火电厂反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，其中，步骤（4）所述纳滤操作中，向纳滤进水加入盐酸，使纳滤产水pH在5.0-7.0。

以下是对本发明的解释和说明：

本发明中，步骤（2）软化处理的目的是为了去除循环水中的钙离子，防止结垢，从而提高循环水浓缩倍率，减小循环水补水使用量。

本发明中，步骤（3）反渗透产水是指经过反渗透膜得到的渗透液，反渗透浓水是指未通过反渗透膜的浓缩溶液。

同样，纳滤产水是指通过纳滤膜的渗透液，纳滤浓水是指未通过纳滤膜的浓缩溶液。

调节经石灰混凝澄清处理后的城市污水pH值所采用的混合酸溶液一般采用硫酸与盐酸的混合溶液。

本发明提供的方法中，步骤（4）所述纳滤操作中，向纳滤进水加入盐酸调节pH值的目的在于，使钠型离子交换器再生液呈微酸性，避免钠型阳离子交换器再生时发生结垢板结。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明可实现反渗透浓水中可利用无机盐和有害污染物的分离，实现浓水中氯化钠的提纯及再利用。

（2）本发明不增加浓硫酸的消耗量，不弱化原来的pH调整效果，仅通过加入点和处理流程的改变，实现了反渗透浓水中有害钙离子的去除和水资源的再利用。

（3）本发明在不增加新的处理成本的情况下，实现了反渗透浓水的资源化利用。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进行阐述。

实施例

1、设备：某厂机组容量为2×600MW湿冷机组。

2、具体操作：

（1）城市污水经石灰混凝澄清处理后的pH在10.0以上的出水，加入适量的混合酸溶液调整pH值为7.0-8.0，得到中性水，所得中性水分作两部分，第一部分作为循环冷却水补水利用，总量2200m³/h左右；

其中，城市污水经石灰处理及加酸后的出水水质情况见表1：

表1 城市污水经石灰处理及加酸后的出水水质情况

 （2）采用钠型阳离子交换器对火电发电的循环冷却水进行10%旁流软化处理，当钠型阳离子交换器出水硬度超过1mmol/L时，对其进行再生处理；

（3）步骤（1）所得的中性水的第二部分经超滤（回收率92%），再经反渗透（回收率70%）处理，得到反渗透产水和反渗透浓水，所述反渗透产水作为火电厂化学补给水处理系统的补水进行后续深度脱盐处理使用；

（4）步骤（3）所得反渗透浓水75m³/h，其中，钙离子浓度32~41mmol/L，钠离子浓度600~700mg/L，通过两级串联纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水，纳滤总回收率50%左右，所述纳滤浓水为高钙废水；

（5）向步骤（4）中的纳滤产水（除去钙、镁等高价无机离子及有机物，氯化钠含量约1.6%）中加入一定量的工业氯化钠配置成再生液，使再生液中氯化钠浓度达到4%，供步骤（2）所述钠型阳离子交换器再生使用；在此项操作中，需要控制纳滤产水的pH值，如必要需向纳滤进水加入盐酸，使纳滤产水pH在5.0-7.0。

（6）将步骤（4）中形成的高钙废水（钙离子浓度70mmol/L左右）引入容量为300 m³结晶池，并将98%浓硫酸引入结晶池，引入量11Kg/h，使结晶池中反渗透浓水中钙离子和硫酸根离子的浓度达到9.6×10^-3，是硫酸钙浓度常数4.9×10^-5的200倍，实现硫酸钙的结晶析出从而除去，并在反应中实现硫酸向盐酸的转化，最终形成硫酸与盐酸的混合酸溶液，将去除硫酸钙后的混合酸溶液过滤，返回至步骤（1）中使用。

3、结果：

连续三年的运行结果显示，采用实施例1的反渗透浓水与城市污水交互处理的利用方法，不增加浓硫酸消耗量及其他运行成本，该厂实现了每年可减少60多万吨高污染性反渗透浓水排放，通过反渗透浓水中氯化钠提纯及再利用，8台钠离子交换器再生盐耗年减少1200多吨，实现了反渗透浓水的资源化利用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。