申請日2017.09.30
公開(公告)日2017.12.12
IPC分類號C02F1/04; C02F1/12
摘要
本發明公開了換流閥冷卻系統排水零排放處理系統及排水處理方法，處理系統包括前置處理系統和多級強化自然蒸發器、強化自然蒸發結晶器和固液分離器、管道;前置處理系統對排水進行初級濃縮處理;強化自然蒸發器包括濃鹽水進口、循環管道連接進口和循環管道連接出口、進風口、蒸發器本體、蒸發循環泵;噴灑裝置通過濃鹽水進行噴灑處理進而與進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;固液分離器對濃鹽水實施結晶鹽顆粒與未結晶濃鹽水溶液實施固液分離。上述換流閥冷卻系統排水零排放處理系統及排水處理方法，采用自然蒸發方式實施快速的循環反復結晶處理;使該處理系統簡單，無需蒸汽等輔助能源，即可實現蒸發，且系統運行穩定可靠。
權利要求書
1.一種換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，包括前置處理系統和多級強化自然蒸發器、強化自然蒸發結晶器和固液分離器、管道;
其中，所述前置處理系統用于對排水進行初級濃縮處理;所述前置處理系統、多級所述強化自然蒸發器以及強化自然蒸發結晶器和固液分離器通過多段管道依次順序連通;
多級所述強化自然蒸發器包括依次連通的多個強化自然蒸發器;每個所述強化自然蒸發器包括濃鹽水進口、循環管道連接進口和循環管道連接出口、進風口、蒸發器本體、蒸發循環泵;且所述蒸發器本體的頂部還設置有噴灑裝置;所述濃鹽水進口用于通入濃鹽水;循環管道連接進口和循環管道連接出口之間通過管道連通;且每個所述蒸發循環泵均對應安裝在所述強化自然蒸發器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間管道上;所述蒸發循環泵用于連續循環將從蒸發器本體底部的濃鹽水，泵送至蒸發器本體頂部的噴灑裝置;所述噴灑裝置用于通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;
所述強化自然蒸發結晶器與最后一級的所述強化自然蒸發器連通;且每個所述強化自然蒸發結晶器均配套安裝一個結晶循環泵;
所述強化自然蒸發結晶器包括濃鹽水進口、循環管道連接進口和循環管道連接出口、結晶鹽顆粒的溶液排出口、溶液回流口、進風口、蒸發結晶器本體、蒸發循環泵;且所述蒸發結晶器本體的頂部還設置有噴灑裝置;所述濃鹽水進口用于通入濃鹽水;所述強化自然蒸發結晶器上的所述循環管道連接進口和所述循環管道連接出口之間通過管道連通;且每個所述蒸發循環泵均對應安裝在所述強化自然蒸發結晶器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間管道上;所述蒸發循環泵用于連續循環將從蒸發結晶器本體底部的濃鹽水，泵送至蒸發結晶器本體頂部的噴灑裝置;所述噴灑裝置用于通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發結晶器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;所述結晶鹽顆粒的溶液排出口通過管道與所述固液分離器的進口連通;且所述溶液回流口通過管道與所述固液分離器的出口連通;
所述結晶循環泵設置在所述結晶鹽顆粒的溶液排出口與固液分離器之間的管道上;所述結晶循環泵用于將含有結晶鹽顆粒的溶液泵送至所述固液分離器;
所述固液分離器用于對濃鹽水實施結晶鹽顆粒與未結晶濃鹽水溶液實施固液分離，并將結晶鹽顆粒從所述固液分離器分離出去，并將未結晶濃鹽水溶液重新通過溶液回流口送回至所述強化自然蒸發結晶器。
2.如權利要求1所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
所述前置處理系統包括濃縮預處理設備;所述濃縮預處理設備用于對排水進行初級濃縮預處理操作。
3.如權利要求2所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
所述前置處理系統依次包括高鹽水箱、高鹽水泵、濃縮預處理設備和濃鹽水箱;
所述高鹽水箱和所述濃縮預處理設備之間通過一段管道連通;且所述濃縮預處理設備還通過一段管道與所述濃鹽水箱連通;所述高鹽水泵設置在所述高鹽水箱和所述濃縮預處理設備之間的管道上;
其中，所述高鹽水箱用于盛放換流閥冷卻系統處理系統排放出來的高鹽水;所述濃縮預處理設備用于是對排放的高鹽水進行濃縮處理，以提高水中鹽的濃度，從而高鹽水進一步成為濃鹽水;所述濃鹽水箱用于盛放經過濃縮處理的濃鹽水;
且所述濃鹽水箱與多級所述強化自然蒸發器中的第一級所述強化自然蒸發器之間通過一段管道連通。
4.如權利要求3所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
所述換流閥冷卻系統排水零排放處理系統還包括濃鹽水泵;
其中，所述濃鹽水泵設置在所述濃鹽水箱與第一級所述強化自然蒸發器之間的一段管道上;所述濃鹽水泵用于將經過濃縮處理后且從所述濃鹽水箱輸出的濃縮鹽水，泵送至第一級所述強化自然蒸發器處。
5.如權利要求4所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
所述強化自然蒸發器上的進風口設置在所述蒸發器本體的下部。
6.如權利要求4所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
所述強化自然蒸發結晶器上的進風口設置在所述蒸發結晶器本體的中下部。
7.如權利要求4所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
所述強化自然蒸發器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間的管道上還設置有換熱器;且所述強化自然蒸發結晶器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間的管道上也設置有換熱器;所述換熱器用于對循環的濃鹽水進行加熱。
8.如權利要求4所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
在所述強化自然蒸發器結構中;所述蒸發器本體的內部還設置有風機;所述蒸發器本體上的所述風機用于增加進入蒸發器內部的空氣。
9.如權利要求4所述的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，其特征在于，
在所述強化自然蒸發結晶器結構中;所述蒸發結晶器本體的內部還設置有風機;所述蒸發結晶器本體上的所述風機用于增加進入蒸發結晶器本體內部的空氣量。
10.一種排水處理方法，其特征在于，通過利用上述如權利要求4-9任一項所述換流閥冷卻系統排水零排放處理系統實施換流閥冷卻系統的排水零排放處理，包括如下操作步驟：
濃縮預處理設備對換流閥冷卻系統排放出來的高鹽水進行濃縮，將排放水的鹽濃度提高到2%-10%之間，然后進入濃鹽水箱;
濃縮后的高鹽水經過濃鹽水泵，泵送至多級所述強化自然蒸發器;
多級所述強化自然蒸發器連續對濃鹽水進行蒸發濃縮處理：每個所述強化自然蒸發器執行相應操作;即蒸發循環泵連續循環將從蒸發器本體底部的濃鹽水，泵送至蒸發器本體頂部的噴灑裝置;噴灑裝置通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;高鹽水中的水分不斷蒸發并逐漸濃縮，當濃縮到含鹽量約在20%-25%時，將其排入后續的強化自然蒸發結晶器中;
在強化自然蒸發結晶器中，繼續蒸發達到過飽和濃度并開始結晶;同時固液分離器對濃鹽水實施結晶鹽顆粒與未結晶濃鹽水溶液實施固液分離，并將結晶鹽顆粒從所述固液分離器分離出去，并將未結晶濃鹽水溶液重新通過溶液回流口送回至所述強化自然蒸發結晶器。
說明書
換流閥冷卻系統排水零排放處理系統及排水處理方法
技術領域
本發明涉及輸配電站水處理技術領域，尤其涉及換流閥冷卻系統排水零排放處理系統及排水處理方法。
背景技術
在輸配電系統中，換流閥是直流輸電工程的核心設備，閥冷卻系統是保障換流閥正常工作的重要組成部分。閥冷卻系統包括內水冷和外水冷以及外風冷系統，外水冷系統需要不斷補充新鮮水的同時并排掉部分循環冷卻水，以保證冷卻系統內的水質滿足系統工況的要求。外風冷系統需要噴灑純凈水以滿足在高溫時散熱的需要，因此在輸配電站往往配套反滲透裝置，以生產系統所需要的純凈水。因此，外水冷系統的排水以及反滲透系統的排水就成為換流站閥冷卻系統排水的主要組成。
然而在一些輸配電站周邊往往沒有可受納的水體，因此需要對換流閥冷卻系統的排水的需要進行零排放處理。
目前，現有技術中零排放的處理方式的主要技術手段是濃縮和蒸發結晶，而蒸發系統主要采用多效或蒸汽機械再壓縮，然而這兩種蒸發技術都需要蒸汽作為主要能源或者輔助能源來使系統啟動或持續運行。但是輸配電站不具有蒸汽條件，所以以上兩種蒸發手段無法獲得使用。
現有技術中的第三種處理方式是天然蒸發塘：天然蒸發塘蒸發需要占用大量土地，而且存在污染地下水的潛在風險。然而換流閥的冷卻水排放水量一般在每天幾百立方的量級，經過濃縮系統進行濃縮后的每天的高鹽水量一般為幾噸至十幾噸。水量很少，回收水的意義不大，而且水中的污染物以鹽分為主。
所以說，上述前兩種處理技術都需要蒸汽作為主要能源或者輔助能源，因此難以在輸配電站使用。第三種天然蒸發塘占用大量土地，且存在污染地下水的風險，目前國內已經明確禁止采用天然蒸發塘，原有蒸發塘也需要逐步由蒸發器所取代。
綜上所述，現有技術作為換流閥冷卻系統的排水的處理方式都不理想;因此克服現有技術中的技術缺陷，是本領域技術人員急需解決的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種換流閥冷卻系統排水零排放處理系統及排水處理方法，以解決上述問題。
為了達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：
本發明提供了一種換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，包括前置處理系統和多級強化自然蒸發器、強化自然蒸發結晶器和固液分離器、管道;
其中，所述前置處理系統用于對排水進行初級濃縮處理;所述前置處理系統、多級所述強化自然蒸發器以及強化自然蒸發結晶器和固液分離器通過多段管道依次順序連通;
多級所述強化自然蒸發器包括依次連通的多個強化自然蒸發器;每個所述強化自然蒸發器包括濃鹽水進口、循環管道連接進口和循環管道連接出口、進風口、蒸發器本體、蒸發循環泵;且所述蒸發器本體的頂部還設置有噴灑裝置;所述濃鹽水進口用于通入濃鹽水;循環管道連接進口和循環管道連接出口之間通過管道連通;且每個所述蒸發循環泵均對應安裝在所述強化自然蒸發器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間管道上;所述蒸發循環泵用于連續循環將從蒸發器本體底部的濃鹽水，泵送至蒸發器本體頂部的噴灑裝置;所述噴灑裝置用于通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;
所述強化自然蒸發結晶器與最后一級的所述強化自然蒸發器連通;且每個所述強化自然蒸發結晶器均配套安裝一個結晶循環泵;
所述強化自然蒸發結晶器包括濃鹽水進口、循環管道連接進口和循環管道連接出口、結晶鹽顆粒的溶液排出口、溶液回流口、進風口、蒸發結晶器本體、蒸發循環泵;且所述蒸發結晶器本體的頂部還設置有噴灑裝置;所述濃鹽水進口用于通入濃鹽水;所述強化自然蒸發結晶器上的所述循環管道連接進口和所述循環管道連接出口之間通過管道連通;且每個所述蒸發循環泵均對應安裝在所述強化自然蒸發結晶器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間管道上;所述蒸發循環泵用于連續循環將從蒸發結晶器本體底部的濃鹽水，泵送至蒸發結晶器本體頂部的噴灑裝置;所述噴灑裝置用于通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發結晶器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;所述結晶鹽顆粒的溶液排出口通過管道與所述固液分離器的進口連通;且所述溶液回流口通過管道與所述固液分離器的出口連通;
所述結晶循環泵設置在所述結晶鹽顆粒的溶液排出口與固液分離器之間的管道上;所述結晶循環泵用于將含有結晶鹽顆粒的溶液泵送至所述固液分離器;
所述固液分離器用于對濃鹽水實施結晶鹽顆粒與未結晶濃鹽水溶液實施固液分離，并將結晶鹽顆粒從所述固液分離器分離出去，并將未結晶濃鹽水溶液重新通過溶液回流口送回至所述強化自然蒸發結晶器。
優選的，作為一種可實施方案;所述前置處理系統包括濃縮預處理設備;所述濃縮預處理設備用于對排水進行初級濃縮預處理操作。
優選的，作為一種可實施方案;所述前置處理系統依次包括高鹽水箱、高鹽水泵、濃縮預處理設備和濃鹽水箱;
所述高鹽水箱和所述濃縮預處理設備之間通過一段管道連通;且所述濃縮預處理設備還通過一段管道與所述濃鹽水箱連通;所述高鹽水泵設置在所述高鹽水箱和所述濃縮預處理設備之間的管道上;
其中，所述高鹽水箱用于盛放換流閥冷卻系統處理系統排放出來的高鹽水;所述濃縮預處理設備用于是對排放的高鹽水進行濃縮處理，以提高水中鹽的濃度，從而高鹽水進一步成為濃鹽水;所述濃鹽水箱用于盛放經過濃縮處理的濃鹽水;
且所述濃鹽水箱與多級所述強化自然蒸發器中的第一級所述強化自然蒸發器之間通過一段管道連通。
優選的，作為一種可實施方案;所述換流閥冷卻系統排水零排放處理系統還包括濃鹽水泵;
其中，所述濃鹽水泵設置在所述濃鹽水箱與第一級所述強化自然蒸發器之間的一段管道上;所述濃鹽水泵用于將經過濃縮處理后且從所述濃鹽水箱輸出的濃縮鹽水，泵送至第一級所述強化自然蒸發器處。
優選的，作為一種可實施方案;所述強化自然蒸發器上的進風口設置在所述蒸發器本體的下部。
優選的，作為一種可實施方案;所述強化自然蒸發結晶器上的進風口設置在所述蒸發結晶器本體的中下部。
優選的，作為一種可實施方案;所述強化自然蒸發器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間的管道上還設置有換熱器;且所述強化自然蒸發結晶器的循環管道連接進口和循環管道連接出口之間的管道上也設置有換熱器;所述換熱器用于對循環的濃鹽水進行加熱。
優選的，作為一種可實施方案;所述強化自然蒸發結晶器為一個或多個。
優選的，作為一種可實施方案;在所述強化自然蒸發器結構中;所述蒸發器本體的內部還設置有風機;所述蒸發器本體上的所述風機用于增加進入蒸發器內部的空氣。
優選的，作為一種可實施方案;在所述強化自然蒸發結晶器結構中;所述蒸發結晶器本體的內部還設置有風機;所述蒸發結晶器本體上的所述風機用于增加進入蒸發結晶器本體內部的空氣量。
相應地，本發明還提供了一種排水處理方法，通過利用換流閥冷卻系統排水零排放處理系統實施換流閥冷卻系統的排水零排放處理，包括如下操作步驟：
濃縮預處理設備對換流閥冷卻系統排放出來的高鹽水進行濃縮，將排放水的鹽濃度提高到2%-10%之間，然后進入濃鹽水箱;
濃縮后的高鹽水經過濃鹽水泵，泵送至多級所述強化自然蒸發器;
多級所述強化自然蒸發器連續對濃鹽水進行蒸發濃縮處理：每個所述強化自然蒸發器執行相應操作;即蒸發循環泵連續循環將從蒸發器本體底部的濃鹽水，泵送至蒸發器本體頂部的噴灑裝置;噴灑裝置通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;高鹽水中的水分不斷蒸發并逐漸濃縮，當濃縮到含鹽量約在20%-25%時，將其排入后續的強化自然蒸發結晶器中;
在強化自然蒸發結晶器中，繼續蒸發達到過飽和濃度并開始結晶;同時固液分離器對濃鹽水實施結晶鹽顆粒與未結晶濃鹽水溶液實施固液分離，并將結晶鹽顆粒從所述固液分離器分離出去，并將未結晶濃鹽水溶液重新通過溶液回流口送回至所述強化自然蒸發結晶器。
與現有技術相比，本發明實施例的優點在于：
本發明提供的一種換流閥冷卻系統排水零排放處理系統及排水處理方法，分析本發明實施例提供的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統的主要結構可知：
上述換流閥冷卻系統排水零排放處理系統主要由前置處理系統和多級強化自然蒸發器、強化自然蒸發結晶器和固液分離器、管道等結構構成;其中，所述前置處理系統用于對高鹽水進行初級濃縮處理;所述前置處理系統、多級所述強化自然蒸發器以及強化自然蒸發結晶器和固液分離器通過多段管道依次順序連通;
其中，最為重要的結構是：多級所述強化自然蒸發器和強化自然蒸發結晶器;
多級所述強化自然蒸發器包括依次連通的多個強化自然蒸發器;每個所述強化自然蒸發器包括濃鹽水進口、循環管道連接進口和循環管道連接出口、進風口、蒸發器本體、蒸發循環泵;且所述蒸發器本體的頂部還設置有噴灑裝置;所述濃鹽水進口用于通入濃鹽水;所述蒸發循環泵用于連續循環將從蒸發器本體底部的冷卻水，泵送至蒸發器本體頂部的噴灑裝置;所述噴灑裝置用于通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;
所述強化自然蒸發結晶器包括濃鹽水進口、循環管道連接進口和循環管道連接出口、結晶鹽顆粒的溶液排出口、溶液回流口、進風口、蒸發結晶器本體、蒸發循環泵;且所述蒸發結晶器本體的頂部還設置有噴灑裝置;所述蒸發循環泵用于連續循環將從蒸發結晶器本體底部的濃鹽水，泵送至蒸發結晶器本體頂部的噴灑裝置;所述噴灑裝置用于通過濃鹽水進行噴灑處理進而與蒸發結晶器本體的進風口進入的空氣進行接觸實現自然蒸發處理;所述結晶鹽顆粒的溶液排出口通過管道與所述固液分離器的進口連通;且所述溶液回流口通過管道與所述固液分離器的出口連通;
所述結晶循環泵設置在所述結晶鹽顆粒的溶液排出口與固液分離器之間的管道上;所述結晶循環泵用于將含有結晶鹽顆粒的溶液泵送至所述固液分離器;
所述固液分離器用于對濃鹽水實施結晶鹽顆粒與未結晶濃鹽水溶液實施固液分離，并將結晶鹽顆粒從所述固液分離器分離出去，并將未結晶濃鹽水溶液重新通過溶液回流口送回至所述強化自然蒸發結晶器。
很顯然，傳統的現有技術中的濃鹽水處理方式都不理想;但是，本發明提供的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統，重新架構了處理系統，通過合理的設計和布局;利用該中排放水的水質特點，采用自然蒸發方式實施快速的循環反復結晶處理;使該處理系統簡單，無需蒸汽等輔助能源，即可實現蒸發，且系統運行穩定可靠。
本發明提供的換流閥冷卻系統排水零排放處理系統及排水處理方法，利用自然蒸發的原理，但是較自然蒸發塘具有占地面積小，無污染地下水的風險。
