CN103864253B - 一种含盐废水的处理装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含盐废水的处理装置，包括调节池、软化沉淀池、药剂存储箱、多介质过滤器、超滤装置、第一段卷式反渗透系统、第二段卷式反渗透系统、离子交换装置、卷式纳滤膜装置、高压反渗透膜系统、第三段卷式反渗透系统、高效蒸发器。本发明的装置和方法抗污染能力强、解决堵塞问题、浓缩倍数高、回用效率高、处理效率高、自动化程度高、投资省，运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种含盐废水的处理装置和方法，属于环境保护中的水处理领域。
背景技术
当前，化工园区含盐废水的处理，基本可采用两种方案：传统工艺、改进型工艺。
传统工艺：采用传统的多介质过滤器+超滤+两段卷式反渗透+蒸发塘工艺。有的项目中实际采用一段卷式反渗透膜系统。这种传统工艺，系统回收率在80％以内，产生浓水需要大面积蒸发塘。
缺点：投资大，占地大，运营费用大，对环境负面影响较大；
改进型工艺：是目前在国内刚刚兴起的先进工艺，是在两段卷式反渗透膜系统基础上增加了高压反渗透系统，之后配蒸发塘。在传统方案的基础上，本方案蒸发塘面积有所减少。
优点：具有技术的先进性，操作简便，蒸发量减少。
缺点：比传统工艺投资节约，但仍然较大，占地减少但仍然较大，运营费用较大，对环境负面影响稍微减少，但没有本质区别。
工业废水零排放是符合严格环保要求的政策，在含盐废水处理领域中，急需一种抗污染能力强、解决堵塞问题、浓缩倍数高、回用效率高、处理效率高、投资省，运行成本低的处理方法和设备。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种含盐废水的处理装置，包括调节池、软化沉淀池、药剂存储箱、多介质过滤器、超滤装置、第一段卷式反渗透系统、第二段卷式反渗透系统、离子交换装置、卷式纳滤膜装置、高压反渗透膜系统、第三段卷式反渗透系统、高效蒸发器，其特征在于：含盐废水排放管线连接调节池入口、调节池出口通过管线连接软化沉淀池入口，药剂存储箱的加药口通入软化沉淀池，软化沉淀池上清液出口通过管线连接多介质过滤器的入口，多介质过滤器的出口通过管线和高压泵连接超滤装置，超滤装置的出口通过管线和高压泵连接第一段卷式反渗透系统；第一段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线和高压泵连接第二段卷式反渗透系统的入口，第二段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线连接离子交换树脂的入口，第一、二段卷式反渗透系统的产水出口通过管线连接产水回用系统；离子交换树脂的出口通过管线和高压泵连接卷式纳滤膜装置的入口；卷式纳滤膜装置的一价离子水流出口通过管线和高压泵连接第三段卷式反渗透系统的入口，第三段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线连接第一段高压反渗透膜系统2的入口，第一段高压反渗透膜系统2的浓水出口通过管线连接2号高效蒸发器，蒸发结晶出一价工业盐，第三段卷式反渗透系统的产水出口、第一段高压反渗透膜系统2的产水出口通过管线连接产水回用系统；卷式纳滤膜装置的高价离子水流出口通过管线和高压泵连接第一段高压反渗透膜系统1的入口，第一段高压反渗透膜系统1的浓水出口通过管线连接第二段高压反渗透膜系统的入口，第二段高压反渗透膜系统的浓水出口通过管线连接1号高效蒸发器，蒸发结晶出高价工业盐，第一段高压反渗透膜系统1、第二段高压反渗透膜系统的产水出口通过管线连接产水回用系统。
还包括应急池，应急池的入口连接在1号、2号高效蒸发器上，池底以及四壁采用双层HDPE防渗膜和土工布进行防渗处理。
软化沉淀池内设置搅拌器使药剂与水充分混合。
本发明还提供了一种使用上述含盐废水的处理装置处理含盐废水的方法，包括如下步骤：
(1)含盐废水通过管线进入调节池进行简单调制之后进入软化沉淀池，先向软化沉淀池加石灰水反应10分钟，沉淀30分钟，再加碳酸钠，反应10分钟，沉淀30分钟，然后加酸调节PH到6.5以下，上清液流入多介质过滤器；
(2)经过多介质过滤器初步过滤的液流通过高压泵进入超滤装置，经过超滤膜装置过滤的液流通过高压泵进入第一段卷式反渗透系统；
(3)第一段卷式反渗透系统的浓水流入通过高压泵进入第二段卷式反渗透系统，产水进入产水回用系统；
(4)第二段卷式反渗透系统的浓水流入进离子交换树脂，产水进入产水回用系统；
(5)在卷式纳滤膜装置之前，设置离子交换树脂，使废水的硬度进一步去除，之后液流通过高压泵进入卷式纳滤膜装置；
(6)液流在卷式纳滤膜装置中分为一价离子液流和高价离子液流；一价离子液流通过高压泵进入第三段卷式反渗透系统，产生的浓水进入第一段高压反渗透膜系统2，产水进入产水回用系统；高价离子液流通过高压泵进入第一段高压反渗透膜系统1，产生的浓水进入第二段高压反渗透膜系统，产水进入产水回用系统；(7)第一段高压反渗透膜系统2产生的浓水进入2号高效蒸发器，经浓缩蒸发产生一价工业盐，并回收利用，产水进入产水回用系统；第二段高压反渗透膜系统产生的浓水进入1号高效蒸发器，经浓缩蒸发产生高价工业盐，并回收利用，产水进入产水回用系统。
当高效蒸发器故障维修时用步骤(8)以替代步骤(7)，具体如下：第一段高压反渗透膜系统2、第二段高压反渗透膜系统产生的浓水分别进入2号、1号高效蒸发器后直接进入应急池，应急池池底以及四壁采用双层HDPE防渗膜和土工布等进行防渗处理。
当卷式纳滤膜装置产出的一价离子液流SDI≤5时，第一段高压膜系统2由海水淡化膜替代，海水淡化膜的操作压力最高80bar。
步骤(6)中第一段高压反渗透膜系统2操作压力最大80bar，第一段高压反渗透膜系统1操作压力最大120bar，第二段高压反渗透膜系统操作压力最大160bar。
最终回用的产水的TDS<500mg/L，回用产水量占含盐废水进入量的97％。
本发明与现有技术相比较有以下优点：
(1)抗污染能力强，解决堵塞问题
专门为处理高浓度高污染废水而设计，允许进水水质波动范围大，高压式反渗透膜进水SDI可高达6.5，简化预处理，降低投资，即使在高浊度进水的情况下，通量衰减依然较小。独特的结构，解决了膜片污堵与结垢问题；清洗周期长，膜通量恢复性好。
(2)浓缩倍数高，回用效率高
高压反渗透膜(高压膜)技术在传统的卷式膜元件上，进行了大胆的革新，是当前膜分离领域的一种独特的膜元件形式，其独特设计使得系统操作压力最高达200bar，能够耐受更高浓度的含盐废水，这是现有的卷式膜都不能承诺的操作压力；卷式反渗透与高压膜配合使用，废水浓缩倍数非常高，可高达到40-50倍。
(3)高截留率，运行稳定可靠
高精度膜对各项污染物都具有极高去除率，一级就可以截留COD大于96％，氨氮大于93％，盐类大于97-99％；二级则全部大于99.5-99.99％，系统出水水质非常稳定。
(4)投资省，运行成本低
反渗透膜系统工艺简单，无需繁琐的流程，土建设施少，设备占地面积小，建设周期短，因此投资大大降低；
废水回收率高，达到97％，蒸发塘投资大大降低；运行成本减少的同时，处理出水可回用，实现闭路循环，达到真正零排放。
(5)模块化设计，运行灵活
作为物理分离设备，并且经过模块化设计，高压式膜系统操作灵活，可连续或间歇运行，可调整系统的串并联方式，来适应水质水量要求。后续改扩建容易。
(6)自动化程度高，操作运行简便
整套系统为全自动式，整个系统设有完善的监测、控制系统，PLC可以根据传感器参数自动调节，适时发出报警信号，对系统形成保护。
附图说明
图1是本发明实施例的处理装置和方法的示意图。
具体实施方式
下面以工业园含盐废水处理项目为实施例进行介绍。
包括调节池、软化沉淀池、药剂存储箱、多介质过滤器、超滤装置、第一段卷式反渗透系统、第二段卷式反渗透系统、离子交换装置、卷式纳滤膜装置、高压反渗透膜系统、第三段卷式反渗透系统、高效蒸发器、应急池；含盐废水排放管线连接调节池入口、调节池出口通过管线连接软化沉淀池入口，药剂存储箱的加药口通入软化沉淀池，软化沉淀池内设置搅拌器使药剂与水充分混合，软化沉淀池上清液出口通过管线连接多介质过滤器的入口，多介质过滤器的出口通过管线和高压泵连接超滤装置，超滤装置的出口通过管线和高压泵连接第一段卷式反渗透系统；第一段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线和高压泵连接第二段卷式反渗透系统的入口，第二段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线连接离子交换树脂的入口，第一、二段卷式反渗透系统的产水出口通过管线连接产水回用系统；离子交换树脂的出口通过管线和高压泵连接卷式纳滤膜装置的入口；卷式纳滤膜装置的一价离子水流出口通过管线和高压泵连接第三段卷式反渗透系统的入口，第三段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线连接第一段高压反渗透膜系统2的入口，第一段高压反渗透膜系统2的浓水出口通过管线连接2号高效蒸发器，蒸发结晶出一价工业盐，第三段卷式反渗透系统的产水出口、第一段高压反渗透膜系统2的产水出口通过管线连接产水回用系统；卷式纳滤膜装置的高价离子水流出口通过管线和高压泵连接第一段高压反渗透膜系统1的入口，第一段高压反渗透膜系统1的浓水出口通过管线连接第二段高压反渗透膜系统的入口，第二段高压反渗透膜系统的浓水出口通过管线连接1号高效蒸发器，蒸发结晶出高价工业盐，第一段高压反渗透膜系统1、第二段高压反渗透膜系统的产水出口通过管线连接产水回用系统。应急池的入口连接在1号、2号高效蒸发器上，池底以及四壁采用双层HDPE防渗膜和土工布进行防渗处理。
园区使用上述处理装置处理含盐废水的方法，包括如下步骤：
(1)流量为30000m3/d的含盐废水(TDS≤2800mg/L，硬度≤1600mg/L)通过管线进入调节池进行简单调制之后进入软化沉淀池，先向软化沉淀池加石灰水反应10分钟，沉淀30分钟，再加碳酸钠，反应10分钟，沉淀30分钟，然后加酸调节PH到6.5，上清液流入多介质过滤器；
(2)经过多介质过滤器初步过滤的液流通过高压泵进入超滤装置，经过超滤膜装置过滤的液流通过高压泵进入第一段卷式反渗透系统；
(3)第一段卷式反渗透系统的浓水产量为30000m3/d，产水产量为20000m3/d，浓水流入通过高压泵进入第二段卷式反渗透系统，产水进入产水回用系统；
(4)第二段卷式反渗透系统的浓水产量为3500m3/d，产水产量为6500m3/d，浓水流入进离子交换树脂，产水进入产水回用系统；
(5)在卷式纳滤膜装置之前，设置离子交换树脂，使废水的硬度进一步去除，之后液流通过高压泵进入卷式纳滤膜装置；
(6)液流在卷式纳滤膜装置中分为一价离子液流和高价离子液流；流量为2625m3/d的一价离子液流通过高压泵进入第三段卷式反渗透系统，产生的流量为1300m3/d的浓水进入第一段高压反渗透膜系统2，流量为1325m3/d的产水进入产水回用系统；流量为875m3/d的高价离子液流通过高压泵进入第一段高压反渗透膜系统1，产生的流量为440m3/d的浓水进入第二段高压反渗透膜系统，流量为435m3/d的产水进入产水回用系统；
(7)第一段高压反渗透膜系统2产生的流量为660m3/d的浓水进入2号高效蒸发器，经浓缩蒸发产生一价工业盐，并回收利用，流量为640m3/d的产水进入产水回用系统；第二段高压反渗透膜系统产生的流量为242m3/d的浓水进入1号高效蒸发器，经浓缩蒸发产生高价工业盐，并回收利用，流量为193m3/d的产水进入产水回用系统。
当高效蒸发器故障维修时用步骤(8)以替代步骤(7)，具体如下：第一段高压反渗透膜系统2、第二段高压反渗透膜系统产生的浓水分别进入2号、1号高效蒸发器后直接进入应急池，应急池池底以及四壁采用双层HDPE防渗膜和土工布等进行防渗处理。
当卷式纳滤膜装置产出的一价离子液流SDI≤5时，第一段高压膜系统2由海水淡化膜替代，海水淡化膜的操作压力最高80bar。
步骤(6)中第一段高压反渗透膜系统2操作压力70-80bar，第一段高压反渗透膜系统1操作压力110-120bar，第二段高压反渗透膜系统操作压力150-160bar。
最终回用的产水的TDS＜500mg/L，回用产水量占含盐废水进入量的97％。
Claims (8)
1.一种含盐废水的处理装置，包括调节池、软化沉淀池、药剂存储箱、多介质过滤器、超滤装置、第一段卷式反渗透系统、第二段卷式反渗透系统、离子交换装置、卷式纳滤膜装置、高压反渗透膜系统、第三段卷式反渗透系统、高效蒸发器，其特征在于：含盐废水排放管线连接调节池入口、调节池出口通过管线连接软化沉淀池入口，药剂存储箱的加药口通入软化沉淀池，软化沉淀池上清液出口通过管线连接多介质过滤器的入口，多介质过滤器的出口通过管线和高压泵连接超滤装置，超滤装置的出口通过管线和高压泵连接第一段卷式反渗透系统；第一段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线和高压泵连接第二段卷式反渗透系统的入口，第二段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线连接离子交换树脂的入口，第一、二段卷式反渗透系统的产水出口通过管线连接产水回用系统；离子交换树脂的出口通过管线和高压泵连接卷式纳滤膜装置的入口；卷式纳滤膜装置的一价离子水流出口通过管线和高压泵连接第三段卷式反渗透系统的入口，第三段卷式反渗透系统的浓水出口通过管线连接第一段高压反渗透膜系统2的入口，第一段高压反渗透膜系统2的浓水出口通过管线连接2号高效蒸发器，蒸发结晶出一价工业盐，第三段卷式反渗透系统的产水出口、第一段高压反渗透膜系统2的产水出口通过管线连接产水回用系统；卷式纳滤膜装置的高价离子水流出口通过管线和高压泵连接第一段高压反渗透膜系统1的入口，第一段高压反渗透膜系统1的浓水出口通过管线连接第二段高压反渗透膜系统的入口，第二段高压反渗透膜系统的浓水出口通过管线连接1号高效蒸发器，蒸发结晶出高价工业盐，第一段高压反渗透膜系统1、第二段高压反渗透膜系统的产水出口通过管线连接产水回用系统。
2.如权利要求1所述的含盐废水的处理装置，其特征在于，还包括应急池，应急池的入口连接在1号、2号高效蒸发器上，池底以及四壁采用双层HDPE防渗膜和土工布进行防渗处理，应急池具有蒸发塘功能。
3.如权利要求1所述的含盐废水的处理装置，其特征在于，软化沉淀池内设置搅拌器使药剂与水充分混合。
4.一种使用权利要求1-3任一所述的含盐废水的处理装置处理含盐废水的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)含盐废水通过管线进入调节池进行简单调制之后进入软化沉淀池，先向软化沉淀池加石灰水反应10分钟，沉淀30分钟，再加碳酸钠，反应10分钟，沉淀30分钟，然后加酸调节PH到6.5以下，上清液流入多介质过滤器；
(2)经过多介质过滤器初步过滤的液流通过高压泵进入超滤装置，经过超滤装置过滤的液流通过高压泵进入第一段卷式反渗透系统；
(3)第一段卷式反渗透系统的浓水通过高压泵进入第二段卷式反渗透系统，产水进入产水回用系统；
(4)第二段卷式反渗透系统的浓水流入进离子交换树脂，产水进入产水回用系统；
(5)在卷式纳滤膜装置之前，设置离子交换树脂，使废水的硬度进一步去除，之后液流通过高压泵进入卷式纳滤膜装置；
(6)液流在卷式纳滤膜装置中分为一价离子液流和高价离子液流；一价离子液流通过高压泵进入第三段卷式反渗透系统，产生的浓水进入第一段高压反渗透膜系统2，产水进入产水回用系统；高价离子液流通过高压泵进入第一段高压反渗透膜系统1，产生的浓水进入第二段高压反渗透膜系统，产水进入产水回用系统；
(7)第一段高压反渗透膜系统2产生的浓水进入2号高效蒸发器，经浓缩蒸发产生一价工业盐，并回收利用，产水进入产水回用系统；第二段高压反渗透膜系统产生的浓水进入1号高效蒸发器，经浓缩蒸发产生高价工业盐，并回收利用，产水进入产水回用系统。
5.一种如权利要求4所述的方法，其特征在于，当高效蒸发器故障维修时用步骤(8)以替代步骤(7)，具体如下：第一段高压反渗透膜系统2、第二段高压反渗透膜系统产生的浓水分别进入2号、1号高效蒸发器后直接进入应急池，应急池池底以及四壁采用双层HDPE防渗膜和土工布进行防渗处理。
6.一种如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，当卷式纳滤膜装置产出的一价离子液流SDI≤5时，第一段高压膜系统2由海水淡化膜替代，海水淡化膜的操作压力最高80bar。
7.一种如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(6)中第一段高压反渗透膜系统2操作压力最大80bar，第一段高压反渗透膜系统1操作压力最大120bar，第二段高压反渗透膜系统操作压力最大160bar。
8.一种如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，最终回用的产水的TDS＜500mg/L，回用产水量占含盐废水进入量的97％。
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