專利名稱：一種將含鹽廢水處理到零排放、并回收利用的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種含鹽廢水的處理系統(tǒng)，更準確地說，涉及一種將含鹽廢水經(jīng)過多級處理單元處理后，將水和固體物質(zhì)分別回收的一種含鹽廢水的處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水資源是基礎(chǔ)性的自然資源和戰(zhàn)略性的經(jīng)濟資源，是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和維持生態(tài)平衡、保持環(huán)境優(yōu)美的重要基礎(chǔ)。據(jù)2006年3月22日在墨西哥城第四屆水資源論壇上公布的《世界水資源開發(fā)報告》稱，全球用水量在20世紀增加了 6倍，增長速度是人口增速的2倍，有11億人缺水，26億人無法保證用水衛(wèi)生；到2030年全球工農(nóng)業(yè)及城市用水供需矛盾更趨緊張，水資源安全問題日趨惡化。在我國，人均水資源僅為世界人均水資源的四分之一，水資源面臨的問題更加嚴峻。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的廢水產(chǎn)生，膜技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到廢水處理當中，在得到凈水的同時也產(chǎn)生了很多含鹽廢水；當廢水中含鹽量低于4000mg/L時，可以通過生物馴化使生化處理也能滿足處理的要求。當廢水中含鹽量更高時，會使細胞產(chǎn)生脫水現(xiàn)象，抑制生物活性或者使生物致死，使生化處理效果降低或則導(dǎo)致生化系統(tǒng)癱瘓。同時大量采用膜技術(shù)處理的水工業(yè)只是注重了從水中提取有用的凈水，而對“無用”的濃鹽水直接排放，嚴重影響了受納水體的水質(zhì)，降低了受納水體的使用功能。目前，由于一般的膜技術(shù)對廢水的回收率在75%以下，難以進一步提高，廢水中的鹽最高可以濃縮4倍。剩余的濃鹽水在不能排放的情況下一班采用如下處理方法1、直接排放，將鹽分含量增加后再排放至受納水體，在污染物的總量上沒能實現(xiàn)減少，反而增加了受納水體的含鹽濃度。2、直接回用，將含鹽水用作沖灰水等對水質(zhì)要求不嚴格的場所，但是這一方法對含鹽水的消化能力有限。蒸發(fā)結(jié)晶，一般采用自然蒸發(fā)和強制蒸發(fā)結(jié)晶。采用自然蒸發(fā)要求有大量的閑置土地和較高的蒸發(fā)量，一般的生產(chǎn)單位很難提供大面積的土地供自然蒸發(fā)使用；另一方面，自然蒸發(fā)還受到地域的限制，在我國北方少雨，且蒸發(fā)量也很大的地方可以應(yīng)用，在南方多雨的地方一般不適用；自然蒸發(fā)產(chǎn)生的鹽類物質(zhì)品相較低，其回收利用的價值不好，對自然蒸發(fā)場地的管理也很復(fù)雜；采用自然蒸發(fā)對水資源和土地資源也是一種巨大的浪費，這和水資源越來越緊缺的今天是背道而馳的。采用強制蒸發(fā)結(jié)晶方式是通過外加能量的方式加快廢水的蒸發(fā)速度，從而實現(xiàn)鹽的結(jié)晶和水的蒸發(fā)。調(diào)查顯示，將廢水強制蒸發(fā)結(jié)晶的投資和噸水處理成本均較高，通過提高廢水中鹽的濃度降低蒸發(fā)結(jié)晶的處理規(guī)?？梢越档凸こ掏顿Y，通過采用合理的蒸發(fā)模式可以降低蒸發(fā)結(jié)晶的運行費用。因此，如何通過改進工藝，降低高含鹽廢水零排放處理工藝的投資和運行成本是當前含鹽廢水處理的主要目標，同時也是世界上的一個處理難題。含鹽廢水的組成并不簡單，廢水中除了含有不同的鹽類物質(zhì)外，還含有懸浮物、油月旨、石油類及其他有機污染物。因此，要處理含鹽廢水，首先必須根據(jù)來水的性質(zhì)將水中的石油類、懸浮物、有機物等污染物通過一定的技術(shù)措施進行預(yù)先去除，使廢水組成趨向單一、穩(wěn)定，一方面降低這些污染物的含量，另一方面為后面的廢水脫鹽提供便利。目前高含鹽廢水普遍處理方法為“預(yù)處理+雙膜法(超濾+反滲透)”或者“預(yù)處理+蒸發(fā)結(jié)晶”。預(yù)處理將廢水中的石油類、懸浮物和有機物降低到較低要求的指標以滿足后續(xù)處理單元的進水要求，保證他們的正常運行。在預(yù)處理階段，一般選用氣浮、沉淀、過濾的方法可去除石油類物質(zhì)；預(yù)處理出水水質(zhì)要滿足雙膜法和蒸發(fā)結(jié)晶的進水條件。利用前一種處理方法只是對廢水進一步濃縮不能實現(xiàn)廢水的零排放，針對此種廢水其回收率一般在60%以下，還有大量的濃縮液需要處理。后一種方經(jīng)預(yù)處理后直接采用蒸發(fā)結(jié)晶，處理規(guī)模大，投資運行費用高。由于采用了蒸發(fā)濃縮是一個提取清水的過程，殘余水中的污染物和鹽分的含量越來越高，在蒸發(fā)的過程中會產(chǎn)生強烈的氣泡層，使蒸發(fā)的效率降低，很難達到預(yù)定的目標。因此，如何采用合理的處理工藝實現(xiàn)高含鹽廢水零排放的目是最重要的環(huán)節(jié)。要實現(xiàn)含鹽廢水的深度處理，除了要去除廢水中的懸浮物、石油類、油脂類及有機污染物外，還必須使?jié)饪s液的產(chǎn)量盡可能低、且濃縮液中的含鹽量盡可能高，以節(jié)約后續(xù)處理單元的 投資和運行成本。

實用新型內(nèi)容本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，將高含鹽廢水通過特定的工藝路線，提高了廢水回收率，降低了濃縮液的產(chǎn)生量，并將濃縮液進行蒸發(fā)結(jié)晶，實現(xiàn)廢水零排放和鹽類的回收。本實用新型提供的技術(shù)方案是一種將含鹽廢水處理到零排放、并回收利用的系統(tǒng)，包括格柵、調(diào)節(jié)池，含鹽廢水經(jīng)過格柵去除漂浮物；出水進入到調(diào)節(jié)池中；強化預(yù)處理單元，包括氣浮單元、復(fù)合分離單元、離子交換單元，所述氣浮單元包括連接有加藥單元的第一混合池和第一反應(yīng)池，以及底部設(shè)置有微氣泡發(fā)生器的氣浮池；復(fù)合分離單元包括和氣浮池出水連接的第二混合池、第二反應(yīng)池，所述第二混合池、第二反應(yīng)池連接有加藥單元，其出水連接有沉淀單元，所述沉淀單元采用斜管填料，所述斜管為蜂窩狀，間距50mm，傾斜角為60°，斜管高度為IOOOmm ;所述離子交換單元的離子裝填高度為
I.5m ;離子交換單元的出水進入到WLRO超濾單元，所述超濾單元為外壓式中空纖維超濾膜，其出水進入到WLRO普通反滲透膜處理單元，包括普通膜反滲透單元和特殊膜反滲透單元，所述普通膜反滲透單元的濃縮液出口連接特殊膜反滲透單元的入口，其滲透液的出口和特殊膜反滲透單元滲透液的出口連通；WLAO電解氧化單元，所述WLRO普通反滲透膜處理單元的濃縮液進入到WLAO電解氧化單元，其采用固體鉆石合金作為正負兩極；所述WLAO電解氧化單元出水進入低溫蒸發(fā)結(jié)晶單元，包括平行設(shè)置的兩個罐體，兩個罐體的下部通過管道貫通在一起，管道內(nèi)設(shè)置有風(fēng)扇，兩個罐體的底部通過一個拱形管道貫通在一起；左側(cè)的罐體內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)室，蒸發(fā)室的上方為連通有污水管的布水器，其下方為濃水池；右側(cè)的罐體的上方設(shè)置有至少一個換熱器，下方設(shè)有水池；污泥處理單元，所述格柵、強化預(yù)處理單元、WLRO超濾單元、WLRO普通反滲透膜處理單元、WLAO電解氧化單元、低溫蒸發(fā)結(jié)晶單元產(chǎn)生的污泥進入污泥處理單元，包括污泥脫水單元，出水連接到調(diào)節(jié)池。優(yōu)選的是，所述格柵為細格柵。優(yōu)選的是，所述普通膜反滲透單元采用抗污染反滲透膜，所述特殊膜反滲透單元采用寬流道湍流特殊膜，其隔網(wǎng)厚度為45mil以上。優(yōu)選的是，所述污泥處理單元采用的是濾布走行式板框壓濾機。強化預(yù)處理，該工藝集成了氣浮、復(fù)合分離及樹脂交換等工藝，融合了加藥混凝，除堿度、硬度、懸浮物及污泥回流等功能于一體，占地面積為實現(xiàn)相同功能其他工藝的一半以下，出水水質(zhì)好。采用該工藝，反應(yīng)池污泥濃度可達3g/L以上，排放污泥濃度在20%以上，污泥的總量大幅降低，脫水性能大幅提高，同時懸浮物的去除率在90%以上，結(jié)垢離子 去除率在99%以上，堿度去除率在99%以上。強化預(yù)處理單元的三個單元可以根據(jù)廢水的性質(zhì)進行優(yōu)化組合排序，使預(yù)處理效果達到最佳。WLRO組合膜工藝，該工藝采用寬流道(流道寬度在45mil以上，常規(guī)反滲透流道最寬為34mi I)耐污染的特殊膜產(chǎn)品，使?jié)馑腡DS含量可以高達8 %以上，濃縮液的產(chǎn)量為常規(guī)反滲透的1/5以下，節(jié)約了后續(xù)處理單元的投資和運行費用。WLAO電解氧化工藝。該工藝采用電極為鉆石，運行環(huán)境要求電導(dǎo)率大于30000 μ m/cm,電解反應(yīng)依靠廢水自身的導(dǎo)電性進行，沒有電極消耗，因此不需要進行后處理、沒有二次污染，簡化了工藝，對后續(xù)處理工藝沒有任何不良影響。低溫蒸發(fā)結(jié)晶單元，該工藝利用臺風(fēng)的原理使廢水在常壓、低溫(40_55°C )條件下實現(xiàn)廢水的蒸發(fā)結(jié)晶；在工藝中還利用換熱器對能量進行回收，降低了蒸發(fā)結(jié)晶的能量消耗。和MEE或MVR工藝相比，由于沒有降膜/升膜蒸發(fā)過程，不存在鼓泡影響效率的風(fēng)險，設(shè)備運行穩(wěn)定性好；由于在低溫下工作蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備的選材要求低，因此設(shè)備的投資低；由于在低溫下蒸發(fā)結(jié)晶，因此能量消耗低，運行費用低。采用了濾布走行式板框脫水機進行污泥脫水，便于卸泥和濾布清洗。為找到有效可行的含鹽廢水處理工藝，我們對目前的水處理工藝進行了大量的實驗研究，通過大量實驗，本工藝對提高廢水回收率有著非常理想的效果，經(jīng)過對處理前后的廢水水質(zhì)水量分析，經(jīng)過計算可得出該工藝對含鹽廢水的回收率最高能夠達到99. 8%以上，濃液中鹽的含鹽量高達80g/L以上，因此判斷該工藝回收率大大高于其他含鹽廢水處理工藝所能達到的效果，同時，反滲透單元的進水水質(zhì)要求也比其他反滲透低很多。為了實現(xiàn)經(jīng)濃縮后濃液中的鹽和水的分離，我們對各種強制蒸發(fā)工藝進行了實驗研究，通過對比篩選確定采用臺風(fēng)低溫蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)進行濃鹽水的進一步濃縮和結(jié)晶，使廢水中的鹽和水得到分離，效果很好，運行成本最低。本實用新型中采用的強化預(yù)處理單元可以去除廢水中的懸浮物、油類、堿度、結(jié)垢離子，超濾單元徹底去廢水中的懸浮物、膠體及微生物等，WLRO實現(xiàn)廢水的回收，回收率最高可達99. 8%以上，大大降低含鹽濃液的體積；利用WLAO電解氧化將廢水中的殘余污染物徹底氧化提高蒸發(fā)結(jié)晶的效率；采用WST技術(shù)使蒸發(fā)結(jié)晶單元的投資和運行費用大幅下降。該方法為含鹽廢水的零排放供了一種有效可行的處理方法。本實用新型產(chǎn)生的有益效果是高含鹽廢水經(jīng)過本實用新型系統(tǒng)處理后實現(xiàn)了廢水的“零排放”和鹽類物質(zhì)的回收，并節(jié)約了蒸發(fā)結(jié)晶單元的投資和運行費用。通過采用本實用新型實現(xiàn)了廢水的回收利用和鹽類物質(zhì)的回收，實現(xiàn)了廢水處理的減量化、資源化和無害化，并節(jié)省了對新鮮水的依賴性，產(chǎn)生了經(jīng)濟利用，并促進了和當?shù)丨h(huán)境的和諧。

圖I示出了為本實用新型的工藝流程框圖；圖2為本實用新型實施案例中各工藝段懸浮物濃度變化曲線圖；圖3為本實用新型實施案例中各工藝段懸浮物累計去除率變化曲線圖；圖4為本實用新型實施案例中各工藝段石油類濃度變化曲線圖；圖5為本實用新型實施案例中各工藝段石油類累計去除率變化曲線圖；圖6為本實用新型實施案例中各工藝段CODCr物濃度變化曲線圖；·圖7為本實用新型實施案例中各工藝段CODCr累計去除率變化曲線圖；圖8為本實用新型實施案例中各工藝段含鹽量濃度變化曲線圖；圖9為本實用新型實施案例中各工藝段含鹽量累計去除率變化曲線圖。圖10為本實用新型實施案例中各工藝段回收水變化曲線圖；圖11為本實用新型實施案例中各工藝段廢水回收率累積變化曲線圖。圖12為本實用新型復(fù)合分離單元的工藝流程圖。圖13為本實用新型普通膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖14為本實用新型特殊膜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖15為本實用新型普通膜和特殊膜組合使用時的工藝流程圖。圖16為本實用新型低溫WST蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的工藝流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步說明。如圖I所示，本實用新型是一種將高含鹽廢水處理到零排放、并實現(xiàn)將鹽分及水分分別回收利用的方法，簡稱WLZD，其包含如下步驟I)來水經(jīng)過格柵后進入調(diào)節(jié)池，經(jīng)過提升泵進入到強化預(yù)處理單元，簡稱WLPD，如附圖12，此單元將廢水中的懸浮物、油類、堿度、硬度及結(jié)垢離子等去除。本單元采用的藥齊[J為PAC、PAM、堿度去除劑、離子沉淀劑，PAC、PAM投加量分別為5_50mg/L、0. 5-lOmg/L，離子沉淀劑及堿度去除劑需根據(jù)廢水中的堿度及結(jié)垢離子的含量進行計算。氣浮采用的是溶氣泵氣浮技術(shù)、沉淀采用的是斜板沉淀并進行污泥回流、樹脂交換采用的是陽離子。氣浮部分微氣泡的直徑小于30um，氣浮表面負荷為5 IOmVm2. h，總停留時間為30min。沉淀部分采用高效斜管填料，斜管為蜂窩狀、間距50mm,傾斜角為60° ,斜管高度為1000mm,材質(zhì)為PVC0沉淀池，表面負荷為15m3/(m2.h)，停留時間為30min。離子交換采用陽型樹脂，停留時間為6min，離子裝填高度I. 5m，去除廢水中殘余的易于結(jié)垢的物質(zhì)。強化預(yù)處理單元包含微氣泡發(fā)生器、加藥單元、反應(yīng)室和氣浮池、沉淀池，離子交換器等。強化預(yù)處理單元集成了多種工藝，可使工程的占地面積降低一半以上。2)強化預(yù)處理單元出水進入WLRO超濾單元，簡稱WLR0，該單元主要去除水中的懸浮物、膠體及微生物等。超濾膜的孔徑為30nm，膜管規(guī)格為Φ89X 1000，產(chǎn)水量為1000L/h，跨膜壓差為60kPa，材質(zhì)為PVDF?？稍诔瑸V單元前安裝有保安過濾器等。所用的超濾單元為外壓式中空纖維超濾膜，膜孔徑為O. 03微米，單位面積通量為40-120L/m2. h，出水濁度小于O. 1NTU, SDI小于2. 5。在該單元可將廢水中的懸浮物、膠體及病菌等物質(zhì)完全去除。3)超濾出水進入到WLRO反滲透膜處理單元，進一步提升水質(zhì)，為保證反滲透膜的正常運行，在反滲透膜進水前設(shè)置保安過濾器，以去除廢水中可能破壞反滲透膜的物質(zhì)，保安過濾器的精度為5 μ m。WLRO反滲透膜采用了普通膜和特殊膜相結(jié)合的工藝，普通膜的隔網(wǎng)如圖13，特殊膜的隔網(wǎng)如圖14，普通反滲透膜和特殊反滲透膜的區(qū)別見下表
權(quán)利要求1.一種將含鹽廢水處理到零排放、并回收利用的系統(tǒng)，其特征在于包括 格柵、調(diào)節(jié)池，含鹽廢水經(jīng)過格柵去除漂浮物；出水進入到調(diào)節(jié)池中； 強化預(yù)處理單元，包括氣浮單元、復(fù)合分離單元、離子交換單元，所述氣浮單元包括連接有加藥單元的第一混合池和第一反應(yīng)池，以及底部設(shè)置有微氣泡發(fā)生器的氣浮池；復(fù)合分離單元包括和氣浮池出水連接的第二混合池、第二反應(yīng)池，所述第二混合池、第二反應(yīng)池連接有加藥單元，其出水連接有沉淀單元，所述沉淀單元采用斜管填料，所述斜管為蜂窩狀，間距50mm，傾斜角為60°，斜管高度為IOOOmm ;所述離子交換單元的離子裝填高度為I.5m ;離子交換單元的出水進入到 WLRO超濾單元，所述超濾單元為外壓式中空纖維超濾膜，其出水進入到 WLRO普通反滲透膜處理單元,包括普通膜反滲透單元和特殊膜反滲透單元，所述普通膜反滲透單元的濃縮液出口連接特殊膜反滲透單元的入口，其滲透液的出口和特殊膜反滲透單元滲透液的出口連通； WLAO電解氧化單元，所述WLRO普通反滲透膜處理單元的濃縮液進入到WLAO電解氧化單元，其采用固體鉆石合金作為正負兩極；所述WLAO電解氧化單元出水進入 低溫蒸發(fā)結(jié)晶單元，包括平行設(shè)置的兩個罐體，兩個罐體的下部通過管道貫通在一起，管道內(nèi)設(shè)置有風(fēng)扇，兩個罐體的底部通過一個拱形管道貫通在一起；左側(cè)的罐體內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)室，蒸發(fā)室的上方為連通有污水管的布水器，其下方為濃水池；右側(cè)的罐體的上方設(shè)置有至少一個換熱器，下方設(shè)有水池； 污泥處理單元，所述格柵、強化預(yù)處理單元、WLRO超濾單元、WLRO普通反滲透膜處理單元、WLAO電解氧化單元、低溫蒸發(fā)結(jié)晶單元產(chǎn)生的污泥進入污泥處理單元，包括污泥脫水單元，出水連接到調(diào)節(jié)池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是所述格柵為細格柵。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是所述普通膜反滲透單元采用抗污染反滲透膜，所述特殊膜反滲透單元采用寬流道湍流特殊膜，其隔網(wǎng)厚度為45mil以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是所述污泥處理單元采用的是濾布走行式板框壓濾機。
專利摘要本實用新型公開了一種將含鹽廢水處理到零排放、并回收利用的系統(tǒng)，包括預(yù)處理，去除廢水中懸浮物、堿度、COD及硬度，包含格柵、調(diào)節(jié)池、氣浮、復(fù)合分離及離子交換；特殊膜回收單元，由超濾、普通反滲透和特殊反滲透單元組成，可回收95％以上潔凈水；低溫蒸發(fā)結(jié)晶單元，由電解氧化，低溫蒸發(fā)器組成，膜回收單元產(chǎn)生濃縮液經(jīng)電解氧化去除廢水中殘余COD之后進入WLST蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到固體鹽和冷凝水；污泥經(jīng)過WLSD單元脫水，含水率小于60％。廢水經(jīng)過WLZD系統(tǒng)處理后實現(xiàn)了廢水零排放，總的廢水回收率高于98％，回收水和固體鹽均可進行回用，實現(xiàn)了含鹽廢水處理的減量化、資源化和無害化。
文檔編號C02F9/10GK202465443SQ20122006023
公開日2012年10月3日 申請日期2012年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月22日
發(fā)明者包長春, 張艷萍, 李國文, 柳萌, 陳麗華, 馬書 申請人:北京緯綸華業(yè)環(huán)保科技股份有限公司