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CN105036444B - 减量化和资源化中水回用零排放处理工艺 - Google Patents

减量化和资源化中水回用零排放处理工艺 Download PDF

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宋岱峰
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Sichuan Meifeng Environmental Governance Co ltd
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Chengdu Environmental Protection Industry Group Co Ltd Foote
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Abstract

本发明公开了一种减量化和资源化中水回用零排放处理工艺,包括:(1)原水废水经软化预处理,达到钙镁离子浓度均<100mg/l,总硬度<200mg/l;(2)出水进入卷式RO膜器进行第一次分离浓缩,其产水收集回用;(3)卷式RO膜器的浓缩液出水进入SuperRO系统进行第二次浓缩,其产水收集回用;(4)SuperRO系统的浓缩液出水进入蒸发系统进行固化结晶处理,其蒸发冷凝液收集回用,剩余固体外运处理或填埋处理。本发明基于特种膜技术对现有的中水回用工艺进行改进,通过卷式RO膜器和SuperRO系统对生化出水进行两次浓缩,大大提高了产水效率,并且出水浓缩液浓度的增加也降低了蒸发系统的处理难度,有效地降低了各个工序的运行成本。

Description

减量化和资源化中水回用零排放处理工艺
技术领域
本发明涉及污废处理技术领域,具体地讲,涉及的是一种减量化和资源化中水回用零排放处理工艺。
背景技术
SL368-2006《再生水水质标准》中对再生水用途各项指标的规定,除对常规的COD、色度、SS等指标有要求外,对TDS也有指标要求。
常规的生化+物化处理,在一定程度上,能降低污水中的CODcr和氨氮等指标,但是无法去除污水中的溶解性盐类。如果这类水投入生产回用,即使初期盐分指标能满足回用要求,随着循环回用次数增加,盐分累积不能满足回用水质要求。
因此,从根本上实现中水资源化回用和零排放,除了有机污染物,还必须解决盐的去除问题。膜技术采用物理分离的方法,具有较高的分离精度,与蒸发工艺相结合,逐渐被用于中水回用零排放中。从80年末开始,膜法水处理在我国得到了广泛应用,反渗透(Reverse Osmosis Membrane,简称RO)就是除盐处理工艺的膜法水处理工艺之一。反渗透是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。
反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术。目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。
目前常规的处理过程是,生化处理后的废水,采用卷式RO进行过滤,RO产水水质优异,能满足大多数工业生产用水标准,RO浓缩液(浓水)通过蒸发的方式,将RO浓液残留盐、有机物质等以固废的形式从废水分离出。由于废水经过生化处理,可挥发有机物含量很低,因此蒸发冷凝水品质也较好,能满足大多数工业生产用水标准。
由于需回用或零排放的中水(生化出水)水质一般具有如下特点:
1、残留一些难处理有机物质,一般CODCr在100~500mg/L;
2、已经经过生化+物化等处理,可再生化性差;
3、常规处理某些工段引入外来物质,盐分较高。
卷式反渗透自身结构特点,虽然具有优异的脱盐效果,但是抗污染不高和操作压力有限,针对一般的中水,经过较为苛刻的预处理后,只能达到55%~65%的回收率,即剩余35%~45%的浓缩液。而剩余的浓缩液要做到零排放,需要进行蒸发处理,蒸发量较大。
蒸发工艺存在的弊端:高投资(2万元/吨水,双相钢以上材质)、高能耗( 60元/吨水。0.4吨鲜蒸汽/吨水,150元/吨鲜蒸汽)。
发明内容
为克服现有技术存在的上述问题,本发明提供一种高效环保、运行成本低的减量化和资源化中水回用零排放处理工艺。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种减量化和资源化中水回用零排放处理工艺,包括如下步骤:
(1)原水废水经软化预处理,达到钙镁离子浓度均<100mg/l,总硬度<200mg/l;
(2)出水进入卷式RO膜器进行第一次分离浓缩,其产水收集回用;
(3)卷式RO膜器的浓缩液出水进入SuperRO系统进行第二次浓缩,其产水收集回用;
(4)SuperRO系统的浓缩液出水进入蒸发系统进行固化结晶处理,其蒸发冷凝液收集回用,剩余固体外运处理或填埋处理。
其中,所述步骤(1)中,软化预处理产生的污泥经污泥压滤机固化成泥饼填埋处理,产生的清液回流预处理工序。
具体地,所述卷式RO膜器的产水通量不低于12.5L/m2H,回收率不低于70%。所述卷式RO膜器的膜材质为芳香族聚酰胺。
具体地,所述SuperRO系统的产水通量不低于19.8L/m2H,回收率不低于80%。所述SuperRO系统的膜材质为改性芳香族聚酰胺。
作为优选,所述蒸发系统为三效强制循环结晶蒸发器。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明基于特种膜技术对现有的中水回用工艺进行改进,通过卷式RO膜器和SuperRO系统对生化出水进行两次浓缩,大大提高了产水效率,并且出水浓缩液浓度的增加也降低了蒸发系统的处理难度,有效地降低了各个工序的运行成本,而且本发明构思新颖,设计巧妙,简单易用,具有广泛的应用前景,适合推广应用。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明,本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示,该减量化和资源化中水回用零排放处理工艺,包括如下步骤:
(1)原水废水经软化预处理,达到钙镁离子浓度均<100mg/l,总硬度<200mg/l;其中软化预处理包括加酸、加碱、沉淀和pH回调等一些的膜前预处理工序,由于此处的预处理可以按常规方式处理,因此本实施例中不再赘述,其产生的污泥经污泥压滤机固化成泥饼填埋处理,其产生的清液回流预处理工序中再用;
(2)出水进入卷式RO膜器进行第一次分离浓缩,实现第一次脱盐处理,其产水收集回用,该卷式RO膜器的膜材质为芳香族聚酰胺,其产水通量不低于12.5L/m2H,回收率不低于70%;
(3)卷式RO膜器的浓缩液出水进入SuperRO系统进行第二次浓缩,进一步脱盐处理,其产水收集回用,该SuperRO系统的膜材质为改性芳香族聚酰胺,其产水通量不低于19.8L/m2H,回收率不低于80%,从而使得整个工艺的总回收率不低于94%,最终用于蒸发的浓缩液不足原水量的7%;
(4)SuperRO系统的浓缩液出水进入蒸发系统进行固化结晶处理,其蒸发冷凝液收集回用,剩余固体外运处理或填埋处理。
作为优选,所述蒸发系统为三效强制循环结晶蒸发器。其不同区段的液位高低、物料流量和各效的蒸发温度与压力控制在合理的设计范围之内。根据进料温度采用先进三、二、一效预热,把物料温度预热到接近蒸发温度时再进入由浮球阀控制液位一效分离器。这样避免物料因温度突然升高产生焦管现象。一效采用的降膜蒸发器是因为物料初始浓度比较低,蒸发后物料浓度又远低于饱和浓度不会产生晶体堵管,所以采用降膜蒸发器。降膜蒸发器具有浓缩快等优势;是目前最为先进的蒸发器之一。一效汽液分离后物料由循环泵平行进入由浮球阀控制液位二、三效结晶分离器。另外采用双管程强制循环蒸发器,既保证物料流速又减小电机功率。与DTB结晶分离器相配合,可以实现理想的溶剂蒸发、晶体生长、汽液分离过程。二、三效我们采用最先进DTB结晶分离器可以连续结晶出料。二、三效采用强制循环连续结晶DTB分离器,通过控制母液内循环流量和晶浆密度,可以达到控制结晶生长速率的目的,同时可以很好地避免器壁结疤现象;通过控制母液外循环流量,可以调节传热系数和母液的过饱和度,使结晶操作稳定运行;DTB结晶器具备清母液溢流的功能,即能有效的控制晶体颗粒出料。析出晶体通过延长腿由出料泵送入结晶罐再冷却结晶使更多晶体析出。
关于解决堵管问题:因采用DTB结晶器,循环物料从DTB结晶器隔套内上部管口引出,结晶体颗料在隔套通道内处于沉降状态,具有清母液溢流的效果,较大尺寸的晶体颗粒不可能进入隔套内,再加上不饱和的进料液的细晶消除作用和较大的强制循环流速,基本上可以避免结晶堵管问题。另外结晶器的外循环进口设在下封头,其有较大的液位高度,可以避免母液在外循环管道内大量气化。另出料口晶体堵管现象,我们采用出料泵不断循环形式,使晶体保持在出料管内循环流动,当固液比达到要求后自动关闭循环阀门开启出料阀门流入结晶罐,另安装破空反冲器使结晶器内晶体顺利出料。本发明中所使用的设备和系统均为现有技术,不再赘述。
在某单位进行本发明的水处理实验,获得的相关数据如下表1所示:
工序 pH 导电率(μs/cm) 总硬度(mg/L) Ca2+ (mg/L) Cl- (mg/L) COD (mg/L)
预处理出水 8.71 12000 444.5 190.97 2706.61 329.75
卷式RO膜器出水 5.2 1400 ND 3.5 89.66 33.52
SuperRO系统出水 5.28 ≤200 ND ND 127.18 49.83
表1
通过试验可知,本发明在水处理效果上具有优良的效果。
上述实施例仅为本发明的优选实施例,并非对本发明保护范围的限制,但凡采用本发明的设计原理,以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化,均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.减量化和资源化中水回用零排放处理工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)原水废水经软化预处理,达到钙镁离子浓度均<100mg/L ,总硬度<200mg/L ,该软化预处理包括加酸、加碱、沉淀和pH回调,其产生的污泥经污泥压滤机固化成泥饼填埋处理,并将污泥压滤机产生的清液回流本预处理工序;
(2)出水进入卷式RO膜器进行第一次分离浓缩,其产水收集回用,其中所述卷式RO膜器的产水通量不低于12.5L/( m2 ﹒ h ) ,回收率不低于70%,该卷式RO膜器的膜材质为芳香族聚酰胺;
(3)卷式RO膜器的浓缩液出水进入SuperRO系统进行第二次浓缩,其产水收集回用,其中所述SuperRO系统的产水通量不低于19.8L/(m2 ﹒ h ) ,回收率不低于80%,该SuperRO系统的膜材质为改性芳香族聚酰胺;
(4)SuperRO系统的浓缩液出水进入蒸发系统进行固化结晶处理,其蒸发冷凝液收集回用,剩余固体外运处理或填埋处理。
2.根据权利要求1所述的减量化和资源化中水回用零排放处理工艺,其特征在于,所述蒸发系统为三效强制循环结晶蒸发器。
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