一種反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)，包括原水儲(chǔ)槽、進(jìn)料泵、化學(xué)除硬反應(yīng)池、混凝增壓泵、砂濾罐、中水儲(chǔ)槽、離子交換增壓泵、離子交換混合床、pH回調(diào)反應(yīng)池、超濾增壓泵、超濾裝置、產(chǎn)水儲(chǔ)槽和反洗泵。本系統(tǒng)針對(duì)高含鹽量、低化學(xué)需氧量的反滲透濃水，采用該系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理后，Ca2++Mg2+≤0.02ppm，SiO2≤10ppm，出水濁度≤0.5NTU，SS≤1ppm，COD≤100ppm，該系統(tǒng)處理后的出水進(jìn)入膜蒸餾，可以達(dá)到很高的濃縮倍數(shù)，而且膜通量保持相對(duì)穩(wěn)定。
【專利說明】一種反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及濃水的反滲透，尤其是一種反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]反滲透技術(shù)適用于低濃度含鹽廢水的濃縮，淡水回收率為70%?80%，同時(shí)產(chǎn)生20-30%的反滲透濃水，該反滲透濃水中含有各種有機(jī)、無機(jī)污染物，若直接排放會(huì)對(duì)土壤、地表水及地下水中造成嚴(yán)重污染。目前，反滲透濃水的處理方法主要有回流法、生產(chǎn)用水回用法、資源化利用法，以及近年來出現(xiàn)的膜蒸餾法。膜蒸餾法是一種處理反滲透濃水的低能耗高效率方法，與其他處理方法相比可在較低的操作溫度和操作壓力下可將鹽水濃度提高至接近飽和，對(duì)各種離子和大分子等不揮發(fā)組分的截留率能夠高達(dá)99%以上，此外，其熱源可以是低品質(zhì)熱量如太陽能、地?zé)崮艿?。近年來，反滲透技術(shù)逐漸成為石化、電力、冶金等行業(yè)廢水和循環(huán)水深度回用處理的首選技術(shù)。
[0003]由于反滲透濃水中含有大量的Ca2+、Mg2+、Si032_等離子及各種有機(jī)物，在膜蒸餾處理時(shí)，這些物質(zhì)會(huì)在膜表面沉積，使膜的透過通量減少，并且會(huì)使膜表面潤濕，導(dǎo)致出水的電導(dǎo)率增加。因此，反滲透濃水在進(jìn)行膜蒸餾處理前需要進(jìn)行預(yù)處理，以除去Ca2+、Mg2+、SiO廣等離子及各種有機(jī)物。目前常用的預(yù)處理方法有酸化預(yù)處理法、阻垢預(yù)處理法以及除硬預(yù)處理法等。酸化預(yù)處理法即用鹽酸將反滲透濃水酸化至PH值為4.0，此法在一定程度上可以避免CaC03、MgC03等難溶鹽在膜表面的沉積，減小膜污染。阻垢預(yù)處理法則是在反滲透濃水中加入適量的阻垢劑。在膜蒸餾濃縮過程中，隨著晶核的聚集，阻垢劑可以吸附在晶體表面，排斥其他離子的聚集從而阻止晶體生長和沉淀。在濃縮倍數(shù)不高的情況下，阻垢劑可以有效阻止難溶鹽在膜表面的沉積，但是在濃縮倍數(shù)很高的情況下，阻垢劑并不能達(dá)到阻垢目的，因此不能維持膜蒸餾通量的穩(wěn)定并且使出水電導(dǎo)率維持在低水平，同時(shí)過量的阻垢劑會(huì)形成新的污染?；瘜W(xué)除硬預(yù)處理法即在反滲透濃水中加入Na0H、Na2C03等堿類，生成難溶鹽而除去Ca2+、Mg2+等離子。然而除硬后CaC03、Mg (OH) 2等仍處于飽和狀態(tài)，一經(jīng)濃縮即會(huì)在膜表面沉積。
[0004]因此，為了實(shí)現(xiàn)反滲透濃水的高度濃縮，提高水回收率，需開發(fā)有效的預(yù)處理系統(tǒng)以保證膜蒸餾過程的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種高含鹽量、低化學(xué)需氧量的反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)提高了 Ca2+、Mg2+等硬度離子、SiO32-及化學(xué)需氧量(COD)的去除率，提高了膜蒸餾濃縮倍數(shù)，保證了膜蒸餾過程長時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定，減少了膜污染，延長了膜的壽命。
[0006]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)，包括原水儲(chǔ)槽、進(jìn)料泵、化學(xué)除硬反應(yīng)池、混凝增壓泵、砂濾罐、中水儲(chǔ)槽、離子交換增壓泵、離子交換混合床、pH回調(diào)反應(yīng)池、超濾增壓泵、超濾裝置、產(chǎn)水儲(chǔ)槽和反洗泵，其特征在于:所述原水儲(chǔ)槽的下部出口通過進(jìn)料泵與化學(xué)除硬反應(yīng)池的頂部進(jìn)口相連，化學(xué)除硬反應(yīng)池的底部出口通過混凝增壓泵與砂濾罐的頂端進(jìn)口相連，砂濾罐的中下部出口與中水儲(chǔ)槽的頂端進(jìn)口相連，中水儲(chǔ)槽的下部出口通過離子交換增壓泵與離子交換混合床的頂端進(jìn)口相連，該離子交換混合床內(nèi)封裝有陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂，離子交換混合床的底部出口與PH回調(diào)反應(yīng)池的頂端進(jìn)口相連，pH回調(diào)反應(yīng)池的下部出口通過超濾增壓泵與超濾裝置的下部進(jìn)口相連，超濾裝置的頂部出口與產(chǎn)水儲(chǔ)槽的進(jìn)口相連，產(chǎn)水儲(chǔ)槽的下部出口通過一反洗泵與產(chǎn)水儲(chǔ)槽的進(jìn)口相連。
[0008]而且，所述陰離子交換樹脂為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，陽離子交換樹脂為強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。
[0009]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0010]1、本系統(tǒng)針對(duì)高含鹽量、低化學(xué)需氧量的反滲透濃水進(jìn)行預(yù)處理后，Ca2++Mg2+ ≤ 0.02ppm, SiO2 ≤ IOppm,出水濁度≤ 0.5NTU, SS ≤ lppm, COD ≤ IOOppm,該系統(tǒng)處理后的出水進(jìn)入膜蒸餾，可以達(dá)到很高的濃縮倍數(shù)，而且膜通量保持相對(duì)穩(wěn)定。
[0011]2、本系統(tǒng)使得反滲透濃水經(jīng)過處理后提高了 Ca2+、Mg2+等硬度離子、Si032_及COD的去除率，Ca硬度、Mg硬度的去除率達(dá)到95%以上，減少了硅垢污染和生物性污染，極大地提高了反滲透濃水的濃縮倍數(shù)，使膜蒸餾可以長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，減少了膜污染，延長了膜壽命，為膜蒸餾濃縮反滲透濃水創(chuàng)造了有利條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)連接示意圖；
[0013]圖2為使用本系統(tǒng)的預(yù)處理方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]為能進(jìn)一步了解本實(shí)用新型的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。需要說明的是，本實(shí)施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0015]一種反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)，由原水儲(chǔ)槽1、進(jìn)料泵2、化學(xué)除硬反應(yīng)池3、混凝增壓泵4、砂濾罐5、中水儲(chǔ)槽6、離子交換增壓泵7、離子交換混合床8、pH回調(diào)反應(yīng)池9、超濾增壓泵10、超濾裝置11、產(chǎn)水儲(chǔ)槽12和反洗泵13構(gòu)成，在原水儲(chǔ)槽的下部出口通過進(jìn)料泵與化學(xué)除硬反應(yīng)池的頂部進(jìn)口相連，通過該化學(xué)除硬反應(yīng)池的頂部進(jìn)口可以向該化學(xué)除硬反應(yīng)池中加入NaOH和似20)3進(jìn)行除硬；化學(xué)除硬反應(yīng)池的底部出口通過混凝增壓泵與砂濾罐的頂端進(jìn)口相連，通過該頂端進(jìn)口向該砂濾罐中可以加入無機(jī)絮凝劑如FeCl3和有機(jī)絮凝劑如聚丙烯酰胺進(jìn)行強(qiáng)化混凝，而后進(jìn)行固液分離；砂濾罐的中下部出口與中水儲(chǔ)槽的頂端進(jìn)口相連，通過砂濾罐的中下部出口可以將固液分離后的液體注入中水儲(chǔ)槽；中水儲(chǔ)槽的下部出口通過離子交換增壓泵與離子交換混合床的頂端進(jìn)口相連，該離子交換混合床內(nèi)封裝有陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂(圖中未標(biāo)號(hào))；離子交換混合床的底部出口與pH回調(diào)反應(yīng)池的頂端進(jìn)口相連,通過該pH回調(diào)反應(yīng)池的頂端進(jìn)口可以向該pH回調(diào)反應(yīng)池內(nèi)加入酸等進(jìn)行調(diào)溶液的pH值；pH回調(diào)反應(yīng)池的下部出口通過超濾增壓泵與超濾裝置的下部進(jìn)口相連，超濾裝置的頂部出口與產(chǎn)水儲(chǔ)槽的進(jìn)口相連，產(chǎn)水儲(chǔ)槽的下部出口通過一反洗泵與產(chǎn)水儲(chǔ)槽的進(jìn)口相連，以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)水儲(chǔ)槽的清洗。
[0016]使用本系統(tǒng)處理反滲透濃水的原理如下:
[0017]使用本系統(tǒng)處理反滲透濃水的方法首先使用NaOH調(diào)節(jié)pH值至10.0-12.0，在此條件下，Mg2+與0H_反應(yīng)生成難溶于水的Mg(OH)2除掉鎂硬度，再加入適量Na2CO3生成難溶于水的CaCO3而除掉鈣硬度。由于Mg(OH)2可能為絮狀沉淀并且所述反滲透濃水中含有其他有機(jī)污染物，在沉淀前先加入無機(jī)混凝劑和有機(jī)絮凝劑，利用無機(jī)混凝劑的電中和作用和有機(jī)絮凝劑的架橋作用優(yōu)化混凝條件，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化混凝的作用。加入混凝劑后，混凝反應(yīng)30-60min，再利用砂濾罐進(jìn)行固液分離，這一步不僅可以除去Mg(0H)2、CaCO3沉淀，而且可以去除大部分的顆粒性C0D?；瘜W(xué)除硬后CaC03、Mg(0H)2等仍處于飽和狀態(tài)，為避免膜污染，通過強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂進(jìn)一步除去Ca2+、Mg2+。反滲透濃水中含有SiO32-通過膜蒸餾過程濃縮后，其濃度會(huì)變得非常高，早已超過了其溶度積，為避免造成膜蒸餾時(shí)的膜污染，需通過強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂除掉所述反滲透濃水中的SiO廣。經(jīng)過上述處理后Ca硬度、Mg硬度的去除率達(dá)到95%以上，但是出水的濁度升高，并含有懸浮固體，因此在進(jìn)行膜蒸餾前需通過聚丙烯中空纖維超濾膜除掉懸浮物及原反滲透濃水中的大分子有機(jī)污染物。在進(jìn)入到超濾系統(tǒng)前需要進(jìn)行PH回調(diào)使進(jìn)水pH值在超濾膜酸堿耐受范圍內(nèi)。超濾處理后，出水Ca2++Mg2+ ( 0.02ppm, SiO2 ( lOppm，產(chǎn)水濁度≤ 0.5NTU, SS ( lppm, COD ( 100g/L。 [0018]利用上述反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)反滲透濃水進(jìn)行處理的方法，步驟如下:
[0019]⑴取某企業(yè)膜分離過程得到的反滲透濃水，檢測(cè)該反滲透濃水的組成成份及含量，檢測(cè)方法見表1:
[0020]表1反滲透濃水的組成成份及含量的測(cè)試方法表
[0021]
【權(quán)利要求】
1.一種反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)，包括原水儲(chǔ)槽、進(jìn)料泵、化學(xué)除硬反應(yīng)池、混凝增壓泵、砂濾罐、中水儲(chǔ)槽、離子交換增壓泵、離子交換混合床、PH回調(diào)反應(yīng)池、超濾增壓泵、超濾裝置、產(chǎn)水儲(chǔ)槽和反洗泵，其特征在于:所述原水儲(chǔ)槽的下部出口通過進(jìn)料泵與化學(xué)除硬反應(yīng)池的頂部進(jìn)口相連，化學(xué)除硬反應(yīng)池的底部出口通過混凝增壓泵與砂濾罐的頂端進(jìn)口相連,砂濾罐的中下部出口與中水儲(chǔ)槽的頂端進(jìn)口相連，中水儲(chǔ)槽的下部出口通過離子交換增壓泵與離子交換混合床的頂端進(jìn)口相連，該離子交換混合床內(nèi)封裝有陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂，離子交換混合床的底部出口與PH回調(diào)反應(yīng)池的頂端進(jìn)口相連，pH回調(diào)反應(yīng)池的下部出口通過超濾增壓泵與超濾裝置的下部進(jìn)口相連，超濾裝置的頂部出口與產(chǎn)水儲(chǔ)槽的進(jìn)口相連，產(chǎn)水儲(chǔ)槽的下部出口通過一反洗泵與產(chǎn)水儲(chǔ)槽的進(jìn)口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反滲透濃水的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于:所述陰離子交換樹脂為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，陽離子交換樹脂為強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK203498203SQ201320631647
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】徐義明, 何清鳳, 黃晶晶, 李憑力, 陳英才, 吳浩赟, 陸曉詠, 耿洪鑫, 黃益平 申請(qǐng)人:中建安裝工程有限公司, 天津大學(xué)