换流阀冷却系统排水零排放处理系统

　　申请日2017.09.30

　　公开(公告)日2017.12.12

　　IPC分类号C02F1/04; C02F1/12

　　摘要

　　本发明公开了换流阀冷却系统排水零排放处理系统及排水处理方法，处理系统包括前置处理系统和多级强化自然蒸发器、强化自然蒸发结晶器和固液分离器、管道;前置处理系统对排水进行初级浓缩处理;强化自然蒸发器包括浓盐水进口、循环管道连接进口和循环管道连接出口、进风口、蒸发器本体、蒸发循环泵;喷洒装置通过浓盐水进行喷洒处理进而与进风口进入的空气进行接触实现自然蒸发处理;固液分离器对浓盐水实施结晶盐颗粒与未结晶浓盐水溶液实施固液分离。上述换流阀冷却系统排水零排放处理系统及排水处理方法，采用自然蒸发方式实施快速的循环反复结晶处理;使该处理系统简单，无需蒸汽等辅助能源，即可实现蒸发，且系统运行稳定可靠。

　　权利要求书

　　1.一种换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，包括前置处理系统和多级强化自然蒸发器、强化自然蒸发结晶器和固液分离器、管道;

　　其中，所述前置处理系统用于对排水进行初级浓缩处理;所述前置处理系统、多级所述强化自然蒸发器以及强化自然蒸发结晶器和固液分离器通过多段管道依次顺序连通;

　　多级所述强化自然蒸发器包括依次连通的多个强化自然蒸发器;每个所述强化自然蒸发器包括浓盐水进口、循环管道连接进口和循环管道连接出口、进风口、蒸发器本体、蒸发循环泵;且所述蒸发器本体的顶部还设置有喷洒装置;所述浓盐水进口用于通入浓盐水;循环管道连接进口和循环管道连接出口之间通过管道连通;且每个所述蒸发循环泵均对应安装在所述强化自然蒸发器的循环管道连接进口和循环管道连接出口之间管道上;所述蒸发循环泵用于连续循环将从蒸发器本体底部的浓盐水，泵送至蒸发器本体顶部的喷洒装置;所述喷洒装置用于通过浓盐水进行喷洒处理进而与蒸发器本体的进风口进入的空气进行接触实现自然蒸发处理;

　　所述强化自然蒸发结晶器与最后一级的所述强化自然蒸发器连通;且每个所述强化自然蒸发结晶器均配套安装一个结晶循环泵;

　　所述强化自然蒸发结晶器包括浓盐水进口、循环管道连接进口和循环管道连接出口、结晶盐颗粒的溶液排出口、溶液回流口、进风口、蒸发结晶器本体、蒸发循环泵;且所述蒸发结晶器本体的顶部还设置有喷洒装置;所述浓盐水进口用于通入浓盐水;所述强化自然蒸发结晶器上的所述循环管道连接进口和所述循环管道连接出口之间通过管道连通;且每个所述蒸发循环泵均对应安装在所述强化自然蒸发结晶器的循环管道连接进口和循环管道连接出口之间管道上;所述蒸发循环泵用于连续循环将从蒸发结晶器本体底部的浓盐水，泵送至蒸发结晶器本体顶部的喷洒装置;所述喷洒装置用于通过浓盐水进行喷洒处理进而与蒸发结晶器本体的进风口进入的空气进行接触实现自然蒸发处理;所述结晶盐颗粒的溶液排出口通过管道与所述固液分离器的进口连通;且所述溶液回流口通过管道与所述固液分离器的出口连通;

　　所述结晶循环泵设置在所述结晶盐颗粒的溶液排出口与固液分离器之间的管道上;所述结晶循环泵用于将含有结晶盐颗粒的溶液泵送至所述固液分离器;

　　所述固液分离器用于对浓盐水实施结晶盐颗粒与未结晶浓盐水溶液实施固液分离，并将结晶盐颗粒从所述固液分离器分离出去，并将未结晶浓盐水溶液重新通过溶液回流口送回至所述强化自然蒸发结晶器。

　　2.如权利要求1所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　所述前置处理系统包括浓缩预处理设备;所述浓缩预处理设备用于对排水进行初级浓缩预处理操作。

　　3.如权利要求2所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　所述前置处理系统依次包括高盐水箱、高盐水泵、浓缩预处理设备和浓盐水箱;

　　所述高盐水箱和所述浓缩预处理设备之间通过一段管道连通;且所述浓缩预处理设备还通过一段管道与所述浓盐水箱连通;所述高盐水泵设置在所述高盐水箱和所述浓缩预处理设备之间的管道上;

　　其中，所述高盐水箱用于盛放换流阀冷却系统处理系统排放出来的高盐水;所述浓缩预处理设备用于是对排放的高盐水进行浓缩处理，以提高水中盐的浓度，从而高盐水进一步成为浓盐水;所述浓盐水箱用于盛放经过浓缩处理的浓盐水;

　　且所述浓盐水箱与多级所述强化自然蒸发器中的第一级所述强化自然蒸发器之间通过一段管道连通。

　　4.如权利要求3所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　所述换流阀冷却系统排水零排放处理系统还包括浓盐水泵;

　　其中，所述浓盐水泵设置在所述浓盐水箱与第一级所述强化自然蒸发器之间的一段管道上;所述浓盐水泵用于将经过浓缩处理后且从所述浓盐水箱输出的浓缩盐水，泵送至第一级所述强化自然蒸发器处。

　　5.如权利要求4所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　所述强化自然蒸发器上的进风口设置在所述蒸发器本体的下部。

　　6.如权利要求4所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　所述强化自然蒸发结晶器上的进风口设置在所述蒸发结晶器本体的中下部。

　　7.如权利要求4所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　所述强化自然蒸发器的循环管道连接进口和循环管道连接出口之间的管道上还设置有换热器;且所述强化自然蒸发结晶器的循环管道连接进口和循环管道连接出口之间的管道上也设置有换热器;所述换热器用于对循环的浓盐水进行加热。

　　8.如权利要求4所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　在所述强化自然蒸发器结构中;所述蒸发器本体的内部还设置有风机;所述蒸发器本体上的所述风机用于增加进入蒸发器内部的空气。

　　9.如权利要求4所述的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，其特征在于，

　　在所述强化自然蒸发结晶器结构中;所述蒸发结晶器本体的内部还设置有风机;所述蒸发结晶器本体上的所述风机用于增加进入蒸发结晶器本体内部的空气量。

　　10.一种排水处理方法，其特征在于，通过利用上述如权利要求4-9任一项所述换流阀冷却系统排水零排放处理系统实施换流阀冷却系统的排水零排放处理，包括如下操作步骤：

　　浓缩预处理设备对换流阀冷却系统排放出来的高盐水进行浓缩，将排放水的盐浓度提高到2%-10%之间，然后进入浓盐水箱;

　　浓缩后的高盐水经过浓盐水泵，泵送至多级所述强化自然蒸发器;

　　多级所述强化自然蒸发器连续对浓盐水进行蒸发浓缩处理：每个所述强化自然蒸发器执行相应操作;即蒸发循环泵连续循环将从蒸发器本体底部的浓盐水，泵送至蒸发器本体顶部的喷洒装置;喷洒装置通过浓盐水进行喷洒处理进而与蒸发器本体的进风口进入的空气进行接触实现自然蒸发处理;高盐水中的水分不断蒸发并逐渐浓缩，当浓缩到含盐量约在20%-25%时，将其排入后续的强化自然蒸发结晶器中;

　　在强化自然蒸发结晶器中，继续蒸发达到过饱和浓度并开始结晶;同时固液分离器对浓盐水实施结晶盐颗粒与未结晶浓盐水溶液实施固液分离，并将结晶盐颗粒从所述固液分离器分离出去，并将未结晶浓盐水溶液重新通过溶液回流口送回至所述强化自然蒸发结晶器。

　　说明书

　　换流阀冷却系统排水零排放处理系统及排水处理方法

　　技术领域

　　本发明涉及输配电站水处理技术领域，尤其涉及换流阀冷却系统排水零排放处理系统及排水处理方法。

　　背景技术

　　在输配电系统中，换流阀是直流输电工程的核心设备，阀冷却系统是保障换流阀正常工作的重要组成部分。阀冷却系统包括内水冷和外水冷以及外风冷系统，外水冷系统需要不断补充新鲜水的同时并排掉部分循环冷却水，以保证冷却系统内的水质满足系统工况的要求。外风冷系统需要喷洒纯净水以满足在高温时散热的需要，因此在输配电站往往配套反渗透装置，以生产系统所需要的纯净水。因此，外水冷系统的排水以及反渗透系统的排水就成为换流站阀冷却系统排水的主要组成。

　　然而在一些输配电站周边往往没有可受纳的水体，因此需要对换流阀冷却系统的排水的需要进行零排放处理。

　　目前，现有技术中零排放的处理方式的主要技术手段是浓缩和蒸发结晶，而蒸发系统主要采用多效或蒸汽机械再压缩，然而这两种蒸发技术都需要蒸汽作为主要能源或者辅助能源来使系统启动或持续运行。但是输配电站不具有蒸汽条件，所以以上两种蒸发手段无法获得使用。

　　现有技术中的第三种处理方式是天然蒸发塘：天然蒸发塘蒸发需要占用大量土地，而且存在污染地下水的潜在风险。然而换流阀的冷却水排放水量一般在每天几百立方的量级，经过浓缩系统进行浓缩后的每天的高盐水量一般为几吨至十几吨。水量很少，回收水的意义不大，而且水中的污染物以盐分为主。

　　所以说，上述前两种处理技术都需要蒸汽作为主要能源或者辅助能源，因此难以在输配电站使用。第三种天然蒸发塘占用大量土地，且存在污染地下水的风险，目前国内已经明确禁止采用天然蒸发塘，原有蒸发塘也需要逐步由蒸发器所取代。

　　综上所述，现有技术作为换流阀冷却系统的排水的处理方式都不理想;因此克服现有技术中的技术缺陷，是本领域技术人员急需解决的问题。

　　发明内容

　　本发明的目的在于提供一种换流阀冷却系统排水零排放处理系统及排水处理方法，以解决上述问题。

　　为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

　　本发明提供了一种换流阀冷却系统排水零排放处理系统，包括前置处理系统和多级强化自然蒸发器、强化自然蒸发结晶器和固液分离器、管道;

　　所述强化自然蒸发结晶器与最后一级的所述强化自然蒸发器连通;且每个所述强化自然蒸发结晶器均配套安装一个结晶循环泵;

　　所述结晶循环泵设置在所述结晶盐颗粒的溶液排出口与固液分离器之间的管道上;所述结晶循环泵用于将含有结晶盐颗粒的溶液泵送至所述固液分离器;

　　优选的，作为一种可实施方案;所述前置处理系统包括浓缩预处理设备;所述浓缩预处理设备用于对排水进行初级浓缩预处理操作。

　　优选的，作为一种可实施方案;所述前置处理系统依次包括高盐水箱、高盐水泵、浓缩预处理设备和浓盐水箱;

　　且所述浓盐水箱与多级所述强化自然蒸发器中的第一级所述强化自然蒸发器之间通过一段管道连通。

　　优选的，作为一种可实施方案;所述换流阀冷却系统排水零排放处理系统还包括浓盐水泵;

　　优选的，作为一种可实施方案;所述强化自然蒸发器上的进风口设置在所述蒸发器本体的下部。

　　优选的，作为一种可实施方案;所述强化自然蒸发结晶器上的进风口设置在所述蒸发结晶器本体的中下部。

　　优选的，作为一种可实施方案;所述强化自然蒸发器的循环管道连接进口和循环管道连接出口之间的管道上还设置有换热器;且所述强化自然蒸发结晶器的循环管道连接进口和循环管道连接出口之间的管道上也设置有换热器;所述换热器用于对循环的浓盐水进行加热。

　　优选的，作为一种可实施方案;所述强化自然蒸发结晶器为一个或多个。

　　优选的，作为一种可实施方案;在所述强化自然蒸发器结构中;所述蒸发器本体的内部还设置有风机;所述蒸发器本体上的所述风机用于增加进入蒸发器内部的空气。

　　优选的，作为一种可实施方案;在所述强化自然蒸发结晶器结构中;所述蒸发结晶器本体的内部还设置有风机;所述蒸发结晶器本体上的所述风机用于增加进入蒸发结晶器本体内部的空气量。

　　相应地，本发明还提供了一种排水处理方法，通过利用换流阀冷却系统排水零排放处理系统实施换流阀冷却系统的排水零排放处理，包括如下操作步骤：

　　浓缩预处理设备对换流阀冷却系统排放出来的高盐水进行浓缩，将排放水的盐浓度提高到2%-10%之间，然后进入浓盐水箱;

　　浓缩后的高盐水经过浓盐水泵，泵送至多级所述强化自然蒸发器;

　　与现有技术相比，本发明实施例的优点在于：

　　本发明提供的一种换流阀冷却系统排水零排放处理系统及排水处理方法，分析本发明实施例提供的换流阀冷却系统排水零排放处理系统的主要结构可知：

　　上述换流阀冷却系统排水零排放处理系统主要由前置处理系统和多级强化自然蒸发器、强化自然蒸发结晶器和固液分离器、管道等结构构成;其中，所述前置处理系统用于对高盐水进行初级浓缩处理;所述前置处理系统、多级所述强化自然蒸发器以及强化自然蒸发结晶器和固液分离器通过多段管道依次顺序连通;

　　其中，最为重要的结构是：多级所述强化自然蒸发器和强化自然蒸发结晶器;

　　多级所述强化自然蒸发器包括依次连通的多个强化自然蒸发器;每个所述强化自然蒸发器包括浓盐水进口、循环管道连接进口和循环管道连接出口、进风口、蒸发器本体、蒸发循环泵;且所述蒸发器本体的顶部还设置有喷洒装置;所述浓盐水进口用于通入浓盐水;所述蒸发循环泵用于连续循环将从蒸发器本体底部的冷却水，泵送至蒸发器本体顶部的喷洒装置;所述喷洒装置用于通过浓盐水进行喷洒处理进而与蒸发器本体的进风口进入的空气进行接触实现自然蒸发处理;

　　所述强化自然蒸发结晶器包括浓盐水进口、循环管道连接进口和循环管道连接出口、结晶盐颗粒的溶液排出口、溶液回流口、进风口、蒸发结晶器本体、蒸发循环泵;且所述蒸发结晶器本体的顶部还设置有喷洒装置;所述蒸发循环泵用于连续循环将从蒸发结晶器本体底部的浓盐水，泵送至蒸发结晶器本体顶部的喷洒装置;所述喷洒装置用于通过浓盐水进行喷洒处理进而与蒸发结晶器本体的进风口进入的空气进行接触实现自然蒸发处理;所述结晶盐颗粒的溶液排出口通过管道与所述固液分离器的进口连通;且所述溶液回流口通过管道与所述固液分离器的出口连通;

　　所述结晶循环泵设置在所述结晶盐颗粒的溶液排出口与固液分离器之间的管道上;所述结晶循环泵用于将含有结晶盐颗粒的溶液泵送至所述固液分离器;

　　很显然，传统的现有技术中的浓盐水处理方式都不理想;但是，本发明提供的换流阀冷却系统排水零排放处理系统，重新架构了处理系统，通过合理的设计和布局;利用该中排放水的水质特点，采用自然蒸发方式实施快速的循环反复结晶处理;使该处理系统简单，无需蒸汽等辅助能源，即可实现蒸发，且系统运行稳定可靠。

　　本发明提供的换流阀冷却系统排水零排放处理系统及排水处理方法，利用自然蒸发的原理，但是较自然蒸发塘具有占地面积小，无污染地下水的风险。