CN117247164A - 一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统，包括冷却塔、收集池、沉淀池、冷却塔循环水管道、控制系统。本发明公开一种处理方法，其特征在于，经冷却塔在运行过程中产生的水，存储到冷却塔对应的收集池；对收集池内的水质进行在线监测，根据预设的浓缩倍率和水质要求将多个收集池内水按比例流入沉淀池，沉淀后获得沉淀池上清液，对沉淀池上清液进行在线监测，并加入药剂，将沉淀池上清液同工业水在冷却塔对应的冷却塔循环水管道内按预设比例混合后作为冷却塔进水水源。本发明通过上述系统和处理方法，可以提高循环水系统浓缩倍率，同时通过将其用于脱硫系统可以实现废水的梯度利用，有利于实现全厂废水零排放的环保目标。

Description

一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统及其处理方法

技术领域

本发明涉及环境治理技术领域，具体为一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统及其处理方法。

背景技术

在热电厂发电机组的循环水系统中，冷却塔是常用的装置，如附图1所示，循环水水源取自前池，作为机组凝汽器、辅机等设备的冷却水。系统由循环水泵房、压力进水管、冷凝器、压力出水管、自然通风冷却塔、循环水回水管等组成。冷却塔补水取自前池。机组冷却水由冷却塔水池自流至循环水泵房前池，经循环水泵升压后，通过压力进水管送至凝汽器及其它设备冷却器进行热交换，经热交换后的温排水经循环水回水管返回冷却塔中央竖井，经过喷淋、自然通风冷却后回到冷却塔水池，进行下一道循环使用。

目前基于冷却塔的热电厂循环水系统浓缩倍率较低，以申请人为例，申请人目前共有三台在运的燃煤发电机组，总装机容量1130MW，分别为5号机组(200MW)、6号机组(330MW)和7号机组(600MW)，分别于2003年4月、2007年5月、2013年12月投入商业运行。5#机组三大主设备由哈电集团公司属下的哈尔滨电力设备厂、哈尔滨汽轮机厂、哈尔滨电机厂制造，容量及参数相互匹配。6#、7#机组三大主设备由东方电气集团公司属下的东方锅炉厂、东方汽轮机厂、东方电机厂制造，容量及参数相互匹配。5#机组、6#机组、7#机组均独立配置的双曲线逆流式自然通风冷却塔，冷却塔淋水面积分别为5500m²，6000m²，9000m²。目前三座冷却塔总循环水的浓缩倍率是4.4(由于预处理及循环水系统运行中投加了氯化物、硫酸根等，以SiO2核算循环水浓缩倍率)，目前三座冷却塔排污水水量为124.5m³/h(包括冷却塔底部排污水、旁滤系统反洗水)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统及其处理方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统，包括冷却塔、收集池、沉淀池、冷却塔循环水管道、控制系统；所述收集池存储冷却塔在运行过程中产生的水，包括冷却塔底部排水、旁滤反洗出水，之后统一流入沉淀池，沉淀池上清液作为冷却塔的进水水源。

优选地，所述处理系统包括至少两个冷却塔，每个冷却塔对应设置一个收集池，多个收集池对应一个沉淀池；在所述收集池内设置有水质在线监测装置，所述沉淀池内设置有沉淀池水质在线监测装置，储药箱及加药泵。

优选地，所述冷却塔循环水管道管道材质为Hsn70-1(B)铜、Bfe30-1-1铜、不锈钢中任一种。

优选地，每个冷却塔设置有单独的冷却塔循环水管道，在所述冷却塔循环水管道上还设置有工业水进水口。

本发明还公开一种基于上述所述冷却塔的高浓缩工业废水处理系统的处理方法，包括如下步骤：步骤1，将冷却塔在运行过程中产生的水，包括冷却塔底部排水、旁滤反洗出水，存储到冷却塔对应的收集池；步骤2，对收集池内的水质进行在线监测，获得溶解固体含量、氯离子含量数据；步骤3，根据预设的浓缩倍率和水质要求将多个收集池内水按比例流入沉淀池，沉淀后获得沉淀池上清液，对沉淀池上清液进行在线监测，获得溶解固体含量、氯离子含量数据，并根据该数据确定加入药剂种类以及数量；步骤4，将沉淀池上清液同工业水在冷却塔对应的冷却塔循环水管道内按预设比例混合后作为冷却塔进水水源；步骤5，当冷却塔循环水达到预设浓缩倍率时通过冷却塔底部排水排出。

优选地，所述步骤3中的所述药剂包括缓蚀剂、阻垢剂，其中缓蚀剂为磷酸盐类或有机磷酸盐类，阻垢剂为聚羧酸或聚磷酸盐。

优选地，所述步骤2收集池内的水质在线监测包括如下步骤：步骤1，针对不同浓缩倍率建立溶解固体含量、氯离子含量的对应表或关系公式；步骤2，通过基于电导率测量的水质在线监测装置检测获得溶解固体含量数据；步骤3，通过步骤2测量获得的溶解固体含量数据和步骤1获得的固体含量、氯离子含量的对应表或关系公式确定氯离子含量数据；步骤4，通过沉淀池水质在线监测装置20检测数据和定期的采样检测对氯离子含量数据进行校核，当采样检测数据同计算获得数据偏差超过预设值时，重复步骤1。

优选地，所述步骤5冷却塔底部排水排出的冷却塔循环水用于脱硫系统工艺补水，其中C l离子含量小于183mg/L、Ca离子含量190mg/L、SO4根含量小于25mg/L。

本发明通过上述系统和处理方法，可以提高循环水系统浓缩倍率，同时通过将其用于脱硫系统可以实现废水的梯度利用，有利于实现全厂废水零排放的环保目标

为使本发明构思和其他目的、优点、特征及作用能更清楚易懂，将在下文具体实施方式中特举较佳实施例，并配合附图，作出详细展开说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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为本发明一种实施例整体方案示意图。

图2为本发明另一种实施例整体方案示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所示，本发明所涉及的一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统，包括冷却塔C、收集池1、沉淀池2、冷却塔循环水管道3、控制系统4。

所述收集池1存储冷却塔C在运行过程中产生的水，包括冷却塔底部排水、旁滤反洗出水，之后统一流入沉淀池2，沉淀池上清液作为冷却塔的进水水源。

更进一步的，如附图2所示，本申请的处理系统适用于多冷却塔C，即包括至少两个冷却塔，每个冷却塔对应设置一个收集池1，多个收集池对应一个沉淀池2。在所述收集池1内设置有水质在线监测装置10，所述水质在线监测装置10用于检测收集池内水质情况，包括溶解固体含量、氯离子含量。

所述控制系统4根据水质在线监测装置10获得数据确定每个收集池向沉淀池2内流入水的水量，实现对沉淀池2水质的初步控制。

所述沉淀池2内设置有沉淀池水质在线监测装置20，储药箱及加药泵21,所述控制系统4根据沉淀池水质在线监测装置20获得数据确定向沉淀池2内加入药剂种类以及数量，所述药剂包括缓蚀剂、阻垢剂，其中缓蚀剂为磷酸盐类或有机磷酸盐类，阻垢剂为聚羧酸或聚磷酸盐。

所述控制系统4的处理单元为PLC,也可以是其他领域常用的处理器。

收集池1、沉淀池2、冷却塔循环水管道3之间水的流动需要使用水泵、流量检测、流量控制部件，相关部件在领域内属于常规知识，不属于本申请所要保护的范围。

所述水质在线监测装置10、沉淀池水质在线监测装置20通过电导率测量、离子选择性电极(I SE)对溶解固体含量、氯离子含量进行定性的测量。

更进一步的，由于离子选择性电极的购买成本和维护成本较高，对于收集池1内氯离子含量的检测采用如下方式进行：

步骤1，针对不同浓缩倍率建立溶解固体含量、氯离子含量的对应表或关系公式；

步骤2，通过水质在线监测装置检测获得溶解固体含量数据；

步骤3，通过步骤2测量获得的溶解固体含量数据和步骤1获得的固体含量、氯离子含量的对应表或关系公式确定氯离子含量数据；

步骤4，通过沉淀池水质在线监测装置20检测数据和定期的采样检测对氯离子含量数据进行校核，当采样检测数据同计算获得数据偏差超过预设值时，重复步骤1。

沉淀池上清液经冷却塔循环水管道3进入冷却塔，每个冷却塔设置有单独的冷却塔循环水管道3，在所述冷却塔循环水管道上还设置有工业水进水口31，可以根据需要将沉淀池上清液同工业水按比例混合后作为冷却塔的进水水源。

所述冷却塔循环水管道管道材质为Hsn70-1(B)铜、Bfe30-1-1铜、不锈钢中任一种，可以用有效的避免或减缓高浓度循环水的腐蚀。

更进一步的，经上述处理后的出水用于脱硫系统工艺的补水。

在提升浓缩倍率后循环水作为脱硫系统工艺水补水的可行性上，循环水浓缩5.5倍后，对其产生的水质进行核算，Cl-含量为17.93mg/L左右、Ca2+含量180.95mg/L左右、SO42-含量为23.38mg/L左右。《火电厂湿法烟气脱硫技术手册》中要求除雾器冲洗水CaSO4过饱和度不高于50％，对Cl-浓度没有明确要求，从水质分析，循环水浓缩5.5倍后CaSO4过饱和度远小于50％，可作为脱硫系统除雾器冲洗水进行回用。循环水浓缩5.5倍后，氯离子、TDS含量为目前补水中含量的1.25倍，但远低于现在脱硫废水中对应物质的浓度，脱硫废水中的氯离子、重金属主要来源于燃煤，钙、镁则主要来源于石灰石，使用循环水浓缩5.5倍后浓水作为脱硫系统补水，不会对脱硫系统造成不良影响；循环水浓缩5.5倍后浓水可以作为脱硫工艺的主要补水水源。

本申请涉及一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统及其处理方法，该方法适用于多冷却塔的场景，具体包括如下步骤：

步骤1，经冷却塔在运行过程中产生的水，包括冷却塔底部排水、旁滤反洗出水，存储到冷却塔对应的收集池；

步骤2，对收集池内的水质进行在线监测，获得溶解固体含量、氯离子含量数据；

步骤3，根据预设的浓缩倍率和水质要求将多个收集池内水按比例流入沉淀池，沉淀后获得沉淀池上清液，对沉淀池上清液进行在线监测，获得溶解固体含量、氯离子含量数据；

步骤4，将沉淀池上清液同工业水在冷却塔对应的冷却塔循环水管道内按预设比例混合后作为冷却塔进水水源。

步骤5，当冷却塔循环水达到预设浓缩倍率时通过冷却塔底部排水排出。

其中所述步骤3中多个收集池流入沉淀池的比例同各个水池内溶解固体含量、氯离子含量数据相关，需要根据各收集池内单位时间进水量、水质情况、沉淀池总出水量进行综合考虑。

所述步骤4沉淀池上清液同工业水的比例同沉淀池上清液水质(主要为溶解固体含量、氯离子含量数据)、冷却塔进水水质要求、浓缩倍率相关。

上述比例关系的获得基于前期数据总结的经验表格。

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。

Claims (8)

1.一种基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统，其特征在于，包括冷却塔、收集池、沉淀池、冷却塔循环水管道、控制系统；所述收集池存储冷却塔在运行过程中产生的水，包括冷却塔底部排水、旁滤反洗出水，之后统一流入沉淀池，沉淀池上清液作为冷却塔的进水水源。

2.根据权利要求1所述基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统，其特征在于，所述处理系统包括至少两个冷却塔，每个冷却塔对应设置一个收集池，多个收集池对应一个沉淀池；在所述收集池内设置有水质在线监测装置，所述沉淀池内设置有沉淀池水质在线监测装置，储药箱及加药泵。

3.根据权利要求1或2任一项所述基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统，其特征在于，所述冷却塔循环水管道管道材质为Hsn70-1(B)铜、Bfe30-1-1铜、不锈钢中任一种。

4.根据权利要求2所述基于冷却塔的高浓缩工业废水处理系统，其特征在于，每个冷却塔设置有单独的冷却塔循环水管道，在所述冷却塔循环水管道上还设置有工业水进水口。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述冷却塔的高浓缩工业废水处理系统的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，将冷却塔在运行过程中产生的水，包括冷却塔底部排水、旁滤反洗出水，存储到冷却塔对应的收集池；步骤2，对收集池内的水质进行在线监测，获得溶解固体含量、氯离子含量数据；步骤3，根据预设的浓缩倍率和水质要求将多个收集池内水按比例流入沉淀池，沉淀后获得沉淀池上清液，对沉淀池上清液进行在线监测，获得溶解固体含量、氯离子含量数据，并根据该数据确定加入药剂种类以及数量；步骤4，将沉淀池上清液同工业水在冷却塔对应的冷却塔循环水管道内按预设比例混合后作为冷却塔进水水源；步骤5，当冷却塔循环水达到预设浓缩倍率时通过冷却塔底部排水排出。

6.根据权利要求5所述处理方法，其特征在于，所述步骤3中的所述药剂包括缓蚀剂、阻垢剂，其中缓蚀剂为磷酸盐类或有机磷酸盐类，阻垢剂为聚羧酸或聚磷酸盐。

7.根据权利要求5所述处理方法，其特征在于，所述步骤2收集池内的水质在线监测包括如下步骤：

步骤1，针对不同浓缩倍率建立溶解固体含量、氯离子含量的对应表或关系公式；

步骤2，通过基于电导率测量的水质在线监测装置检测获得溶解固体含量数据；

步骤3，通过步骤2测量获得的溶解固体含量数据和步骤1获得的固体含量、氯离子含量的对应表或关系公式确定氯离子含量数据；

步骤4，通过沉淀池水质在线监测装置20检测数据和定期的采样检测对氯离子含量数据进行校核，当采样检测数据同计算获得数据偏差超过预设值时，重复步骤1。

8.根据权利要求5所述处理方法，其特征在于，所述步骤5冷却塔底部排水排出的冷却塔循环水用于脱硫系统工艺补水，其中Cl离子含量小于183mg/L、Ca离子含量190mg/L、SO₄根含量小于25mg/L。