本發明涉及廢水處理領域,特別涉及一種核電站蒸發器排污水的零排放處理系統及其處理方法。
背景技術:
蒸汽發生器排污系統用于對二次側排污水進行連續收集、凈化處理和回收,并對蒸汽發生器二次側水化學性質進行控制。核電站蒸汽發生器排污主要目的是去除在運行中產生的多余雜質,其中二回路泄漏、二回路水化學調節劑的添加、長時間的金屬腐蝕等等是多余雜質的主要來源。主要污染物為鈉離子、氯化物和硫酸鹽。
傳統的蒸汽發生器排污系統水處理工藝為除鹽床技術,通過綜合考慮廢固管理、樹脂壽命、水質指標、機組狀態等完成除鹽床樹脂的更換。除鹽床占據空間大,且需要定期更換樹脂,消耗大量的樹脂,同時產生廢樹脂。為核電站的管理、運營帶來諸多不便。商運期間除鹽床的樹脂更換頻率為:陽床3-6個月更換一次,陰床6-8個月更換一次。樹脂更換量1.5m3。
隨著水處理技術的發展,連續電除鹽技術(簡稱edi)因為有著先進的凈化能力和凈化效果,在各行業得到了廣泛的應用。國內核電廠中,只有ap1000堆型的核電站在蒸汽發生器排污系統中率先使用edi設備進行排污水處理,目前處于在建階段。但是,利用edi技術回收蒸發器排污水在除鹽過程中產生大量的濃縮液。在一般情況下,edi所產生的濃縮液占原水量的5~10%,無法進行回用,需要排放,造成資源浪費。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題在于,針對現有技術中系統占地面積大、需要添加大量化學品造成二次污染、固體廢物量大、系統回收率不高等問題,提供一種占地面積小,無需添加化學藥品,固體廢物產生量少,回收率可以達到100%的核電站蒸發器排污水的零排放處系統及其處理方法。
為達到以上目的,通過以下技術方案實現的:
一種核電站蒸發器排污水的零排放處理系統,包括:換熱器、減壓閥、活性炭過濾器、保安過濾器、連續電除鹽裝置、電導率儀和結晶器,且上述部件可整體撬裝設計在一個撬體內;
換熱器入口與核電站蒸發器排污出口連接,換熱器出口與活性炭過濾器入口連接,活性炭過濾器出口與連續電除鹽裝置或者反滲透裝置的入口連接,連續電除鹽裝置或者反滲透裝置排放濃水的出口與結晶器入口連接,連續電除鹽裝置或者反滲透裝置排放純水的出口通過產品水回收管最終匯入到補給水系統中回收,結晶器的晶漿通過晶漿排出管排出進入下一步工序。
換熱器可采用板式換熱器或管式換熱器,用于降低排污水溫度以適應膜組件使用溫度。
換熱器出口與活性炭過濾器入口連接的管路上設置有減壓閥,用于降低系統壓力以適應膜組件使用壓力。
連續電除鹽裝置替換為反滲透裝置,有效降低電導率,使排污水達到純水水質要求,直接回收進入給水系統重復使用。
一種核電站蒸發器排污水的零排放處理方法,包括以下步驟:
步驟一:將核電站蒸發器排污水經過降溫、降壓后通過活性碳過濾器,濾除膠體和微量有機物;
步驟二:將步驟一處理后的蒸發器排污水通過保安過濾器,濾除懸浮物;
步驟三:將步驟二處理后的蒸發器排污水通過連續電除鹽裝置或者反滲透裝置,可以有效降低電導率,使排污水達到純水水質要求,直接回收進入給水系統重復使用;
步驟四:將步驟三中連續電除鹽裝置或者反滲透裝置排放的濃水通過結晶器處理,鹽分結晶析出,蒸發出的水達到純水水質要求,直接用于蒸發器補給水系統回用;
進一步的,步驟三中的連續電除鹽裝置或者反滲透裝置,其濃水部分排放至步四中的結晶器,產品水作為蒸發器補給水回收。
進一步的,步驟四中的結晶器,采用蒸發濃縮結晶,其中動力蒸汽可以采用蒸發器蒸汽,蒸發的蒸汽送至冷凝器冷凝形成蒸餾液最終到蒸發器補給水系統回用,濃縮液排出固化。
進一步的,連續電除鹽裝置進水管路上設電導率儀,在滿足連續電除鹽裝置進水電導率要求的前提下,控制濃水回流比,控制系統回收率在90-95%之間。
本發明與現有除鹽床技術和edi技術相比,具有以下優點及突出性效果:與除鹽床技術不同,本發明所提出里技術中涉及到的設備有活性炭過濾器、保安過濾器、除鹽裝置、結晶器,可以集成在一個撬架上,集成后的設備占地面積是除鹽床的1/2-1/3;其次,該系統在運行過程中無需加入任何化學藥劑;蒸發器排污水中膠體雜質量非常低,另外幾乎不含固體懸浮物,因此活性炭過濾器和保安過濾器的使用壽命長,幾乎不用更換耗材;這套技術中采用的除鹽裝置為連續電除鹽裝置和反滲透裝置,在這個工況下使用壽命可以達到3-5年,這樣看來,該系統固體廢物量非常少。
與單一edi工藝系統相比,其本發明實現了水資源100%回用,節約了水資源。
上述說明僅是本發明技術方案的概述,為了能夠更清楚了解本發明的技術手段,而可依照說明書的內容予以實施,并且為了讓本發明的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂,以下特舉較佳實施例,并配合附圖,詳細說明如下。
附圖說明
本發明共1幅附圖,其中:
圖1為本發明的工藝流程圖。
圖中:1、換熱器,2、減壓閥,3、活性炭過濾器,4、保安過濾器,5、連續電除鹽裝置,6、電導率儀,7、產品水回收管,8、結晶器,9、晶漿排出管,10、第二級換熱器,11、冷凝水回收管。
具體實施方式
如圖1所示的一種核電站蒸發器排污水的零排放處理系統,包括:換熱器1、減壓閥2、活性炭過濾器3、保安過濾器4、連續電除鹽裝置、電導率儀7和結晶器8,且上述部件可整體撬裝設計在一個撬體內;
換熱器1入口與核電站蒸發器排污出口連接,換熱器1出口與活性炭過濾器3入口連接,活性炭過濾器3出口與連續電除鹽裝置或者反滲透裝置的入口連接,連續電除鹽裝置或者反滲透裝置排放濃水的出口與結晶器8入口連接,連續電除鹽裝置或者反滲透裝置排放純水的出口通過產品水回收管7最終匯入到補給水系統中回收,結晶器8的晶漿通過晶漿排出管9排出進入下一步工序。
換熱器1可采用板式換熱器或管式換熱器。
換熱器1出口與活性炭過濾器3入口連接的管路上設置有減壓閥2。
連續電除鹽裝置可替換為反滲透裝置。
一種核電站蒸發器排污水的零排放處方法:
(一)某核電站蒸發器排污水,經檢測,所述的蒸發器排污水的污染物包括nacl、na2so4、sio2、微量toc等,其中總的電導率小于40μs/cm(包括co2)、sio2質量濃度為125ppb。
(二)將步驟(一)所述的蒸發器排污水依次進入換熱器1降溫,使其能夠滿足后續工藝處理裝置的溫度要求;降溫后的污水經過減壓閥2后通過活性炭過濾器3,濾除膠體和少量有機物;然后,通過保安過濾器4,進一步濾除懸浮物,來滿足后續工序對進水的要求;經過前面處理后的排污水通過連續電除鹽裝置(或者反滲透裝置)5,濾除污水中99.8%以上的氯化鈉、硫酸鈉、殘留sio2等污染物,產品水通過電導率儀6檢測合格后經過產品水回收管7排放至蒸發器補給水系統,產品水電導率小于0.1μs/cm,濃鹽水排放到后續裝置進行處理,系統回收率在90-95%之間,
(三)將步驟(二)將連續電除鹽裝置或者反滲透裝置5排放的8%左右的濃鹽水通過結晶器8,以實現氯化鈉、硫酸鈉的結晶和蒸汽冷凝水回收。濃鹽水在結晶器8中利用蒸發器產生的蒸汽給濃鹽水加熱,實現蒸發結晶,利用晶漿排出管9排出晶漿,作為無害垃圾去填埋處理;蒸發產生的蒸汽進入第二級換熱器10,利用冷卻水冷卻降溫,降溫后的冷凝水通過冷凝水回收管11回收到蒸發器補給水系統回用。
以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非對本發明作任何形式上的限制,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定本發明,任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案范圍內,當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本發明技術方案的內容,依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發明技術方案的范圍內。