一種水處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水處理裝置，所述裝置包括設置有高效澄清池和砂濾的預處理單元、超濾單元、反滲透單元和電滲析單元，其中所述預處理單元的出水處與超濾單元的進水處連通，所述超濾單元的出水處與反滲透單元的進水處連通。本實用新型各單元能夠完全穩(wěn)定運行，能夠有效的去除了水中絕大部分可溶性鹽分、懸浮物、膠體、硬度、堿度、COD、有機物及微生物等，工藝流程簡單，采用模塊化結構設計，使運行管理更加方便。
【專利說明】
一種水處理裝置
技術領域
[0001] 本實用新型涉及水處理領域，尤其涉及一種水處理裝置。
【背景技術】
[0002] 高含鹽廢水指總含鹽質量分數多1 %的廢水，一般屬于難降解廢水。特別是工業(yè)濃 鹽水，其含有高濃度的無機鹽分以及大量的難降解性有機物或有毒物質，此類廢水如果未 經處理直接排入天然水體，必然會對水體生物、生活飲用水和工農業(yè)生產用水產生極大的 危害，將給生態(tài)環(huán)境造成巨大的壓力。在用的處理方法大致可分為生物處理法和物理化學 法。目前比較常見的有蒸餾脫鹽法、吸附法、膜法、反滲透、生物法等。
[0003] 生物處理法是目前廢水處理最常用的方法之一，它具有應用范圍廣、適應性強等 特點。但高含鹽污水中的無機鹽對一般微生物有較強的抑制作用，高含鹽污水的有機物根 據生產過程不同，所含有機物的種類及化學性質差異較大，但所含鹽類物質多為cr、s〇4 2' Na+、Ca2+等鹽類物質。雖然這些離子都是微生物生長所必需的營養(yǎng)元素。但是若這些離子濃 度過高，會對微生物產生抑制和毒害作用。為此，高含鹽污水的生物處理通常在低鹽濃度 (鹽濃度<1%)下運行。然而隨著水資源的日趨緊張，國家出臺的保護水資源各項法規(guī)和收 費的實施，給高含鹽污水處理的企業(yè)帶來了負擔，當污水中含鹽量大于2g/L時，采用生物法 進行高鹽污水處理難度較大。
[0004] 物理化學法包括蒸餾脫鹽法、吸附技術、膜脫鹽法等。蒸餾脫鹽法是一種最古老、 最常用的脫鹽方法，蒸餾法就是把含鹽水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝成淡水的過程。 蒸餾法的優(yōu)點是結構簡單、操作容易、所得淡水水質好等。蒸餾法有很多種，應用較為廣泛 的有:多效蒸發(fā)(MED)、低溫多效蒸餾(LT-MED)、多級閃蒸(MSF)等。吸附技術是利用吸附劑 與污染物之間的物理化學作用相互結合，從水中將污染物脫除。根據吸附機理的不同，可分 為物理吸附、化學吸附和離子交換吸附，通常情況是三種機理同時發(fā)生。膜脫鹽法是利用滲 透壓差作為推動力實現(xiàn)脫鹽的技術。膜脫鹽法主要有反滲透(R0)、碟管式反滲透(DTR0)、膜 蒸餾(MD)、正滲透(F0)、電滲析(ED)等。膜脫鹽法具有投資少、能耗低，同時也能夠達到深度 除鹽目的，產水可作為回用水。結構簡單、操作容易、所得淡水水質好等，但是卻存在投資費 用尚、占地面積大、耗能尚等缺點。 【實用新型內容】
[0005] 針對現(xiàn)有技術之不足，本實用新型提供了一種水處理裝置，所述裝置包括設置有 高效澄清池和砂濾裝置、超濾裝置和超高壓反滲透裝置，其中所述高效澄清池連接廢水收 集箱和所述砂濾裝置，所述砂濾裝置連接超濾裝置，所述超濾裝置連接超高壓反滲透裝置； 所述超高壓反滲透裝置連接產水回用裝置;所述高效澄清池包括混凝單元、絮凝單元和沉 淀澄清單元;所述超濾裝置包括超濾膜，所述超濾膜的孔徑為1~50nm;所述超高壓反滲透 裝置具有微孔過濾器。
[0006] 根據一種優(yōu)選實施方式，所述高效澄清池還包括石灰乳接觸反應單元。
[0007]根據一種優(yōu)選實施方式，所述高效澄清池的入口設置混凝劑投加單元。
[0008]根據一種優(yōu)選實施方式，所述超濾單元的超濾膜的孔徑范圍為1~50nm。
[0009]根據一種優(yōu)選實施方式，所所述微孔過濾器的孔徑為25mi。
[0010]根據一種優(yōu)選實施方式，所述絮凝單元的長寬高分別為0.7m、0.7m和1.85m。
[0011] 根據一種優(yōu)選實施方式，所述高效澄清池和過濾單元設置于一個集裝箱內，所述 超濾裝置和超高壓反滲透裝置設置于同一個集裝箱內。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型一種實施方式的裝置示意圖；
[0013] 圖2是本實用新型另一種實施方式的裝置示意圖；和
[0014] 圖3是本實用新型另一種實施方式的裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合附圖進行詳細說明。
[0016] 預處理單元預處理段采用高效澄清池+砂濾，通過物理化學反應降低硬度、C0D、膠 體及濁度等。由于煉油、化纖污水水質變化特性，不同排水的水質差異較大，水中易結垢的 離子濃度高，不可生物降解的有機物，特別容易造成膜系統(tǒng)的污堵，為保證后續(xù)雙膜單元的 穩(wěn)定運行，預處理采用碳酸鈉和氫氧化鈉軟化、聚鋁混凝、PAM助凝的高效澄清池和砂濾裝 置。軟化工藝可以根據進水水質靈活控制加藥量;除了去除部分有機物及微生物，進一步降 低懸浮物外，最主要的作用是能夠降低污水中的堿度和暫時硬度，保證后續(xù)用水的安全和 經濟?；炷吻逄幚砗笤O置砂濾裝置，進一步去除水中的細小顆粒、懸浮物、膠體等雜質。
[0017] 高效澄清池由混凝單元、絮凝單元和沉淀澄清三個單元有機結合而成。其技術核 心在于污泥回流和斜管沉淀應用，通過污泥回流提供了凝聚核心、增加了反應區(qū)懸浮物濃 度、加強了絮凝效果同時回收了部分藥劑。
[0018] 高效澄清池具有去除污水中有機物、膠體、懸浮物的作用，增加投加石灰乳接觸反 應單元時，還能夠實現(xiàn)部分軟化。高效澄清池入口是混凝劑投加單元，通過攪拌機充分攪拌 使混凝劑與污水充分接觸進行混凝反應，形成大量的絮凝團。污水由混凝段底部出水進入 沉淀池的絮凝單元，在絮凝單元通過投加絮凝劑以及慢速攪拌使得上述大量絮凝團形成大 而密實的礬花。經過絮凝段的污水進入高效澄清池的沉淀澄清單元，在此單元內設置了足 夠的斜板沉淀面積，經過斜板沉淀使水流可以以緩和的流速流經斜板沉淀，上部溢流的清 水由收集槽收集流入下一個處理設施，下部沉淀下來的礬花沿斜板向下滑動，沉淀在沉淀 澄清單元底部，泥斗中的污泥一部分由污泥回流栗打入前端混凝段回流，以便充分發(fā)揮藥 劑的作用，剩余污泥由污泥提升栗打入泥漿池，進入污泥處理流程處理。
[0019] 高效澄清池的特點：（1)設有外部污泥循環(huán)系統(tǒng)把污泥從污泥濃縮區(qū)提升到反應 池進水管，與原水混合；（2)凝聚-絮凝在兩個反應區(qū)中進行，首先通過攪拌的混合反應區(qū)， 接著進入推流式反應區(qū)；（3)采用合成有機絮凝劑PAM; (4)從低速反應區(qū)到斜管沉淀區(qū)礬花 能保持完整，并且產生的礬花質均、密度高；（5)采用高效的斜管沉淀，沉淀區(qū)上升速度可達 20~40m/h，高效礬花在此得到很好的沉淀；（6)能有效地完成污泥濃縮，出水水質穩(wěn)定，耐 沖擊負荷。
[0020] 中間水池出水，經過栗提升后進水經過砂濾的濾層時，能夠有效地除去水中懸浮 物、膠體等雜質，當濾層中截留的雜質過多時，濾層中孔隙被堵，水流的阻力增大，過濾速度 變小，為恢復原過濾速度，可采用砂濾出水和壓縮空氣進行定期反洗，將濾料孔隙中積存的 雜質沖洗掉，恢復過濾能力。常用的濾層填料是石英砂，截留懸浮物的精度在5~10M1以上， 出水濁度在3NTU以下。
[0021] 超濾(UF)可用于除去水中的微粒、膠體、細菌、病毒、熱源、蛋白質及大分子有機 物，使水得以凈化。本實施例中超濾膜的孔徑范圍在1~50nm，能從水溶液中分離分子量大 于數千的大分子和膠體物質。對于超濾而言，被廣泛用來形象的分析超濾膜分離機理的說 法是"篩分"理論。理想的超濾膜分離是篩分過程，即在壓力作用下，原料液中的溶劑和小的 溶質粒子從高壓料液側透過膜的低壓側，因為尺寸大于膜孔徑的大分子及微粒被膜阻擋， 料液逐漸被濃縮;溶液中的大分子、膠體、蛋白質、微粒等則被超濾膜截留而作為濃縮液被 回收。然而，實際上超濾膜在分離過程中，膜的孔徑大小和膜表面的化學性質等將分別起著 不同的截留作用，因此，不能簡單的分析超濾現(xiàn)象，超濾膜具有孔結構的重要特性，同時還 具有膜表面的化學性質。超濾膜的性能指標有滲透通量和截留率。超濾膜的耐壓性、耐清洗 性、耐溫性等性能對于工業(yè)應用時非常重要的。
[0022] 本實施例采用倍杰特公司生產的超濾膜組件，具有優(yōu)秀的化學兼容性和高機械強 度，可在線反沖洗清洗、和高強度的化學清洗。對氯的清洗承受程度可達200mg/l。超濾系統(tǒng) 膜柱采用內壓式，水由內向外正壓流動方式，原水從位于膜柱上部的進水口進入膜柱，原水 在膜絲內側通過壓力的作用，透過膜絲過濾膜進入膜絲外側，透過的清水從膜柱底端的凈 水出口匯集，進入收集管后集中進入超濾水箱。剩余未透過超濾膜的濃水在膜的下游被回 流收集，通過膜柱底部循環(huán)栗回收至進水口。
[0023] 超高壓反滲透系統(tǒng)的主要功能是除去水中的陰/陽離子、溶解性膠體、小分子有機 物、細菌等。反滲透系統(tǒng)對離子的除去率可以達到98%以上。
[0024]反滲透裝置是本系統(tǒng)中最主要的脫鹽裝置，反滲透系統(tǒng)利用反滲透膜的特性來除 去水中絕大部分可溶性鹽分、膠體、有機物及微生物。
[0025]經過超濾處理后的水進行微孔過濾，去除水中的微量懸浮顆粒雜質，從而滿足反 滲透膜系統(tǒng)對進水的要求，本反滲透系統(tǒng)配置1臺25wii微孔過濾器，內裝1只濾袋濾芯，經過 處理后的水進入壓力容器的膜組件。水分子和極少量的小分子量有機物通過膜層，經收集 管道集中后，通過產水管再注入反滲透產水箱。反之不能通過膜層的物質就經另外一組收 集管道集中后通往濃水排放管，排到反洗水箱。系統(tǒng)的進水，產水和濃水管道上都裝有一系 列的控制閥門、監(jiān)控儀表及程控操作系統(tǒng)，它們將保證設備能長期保質、保量的系統(tǒng)化運 行。
[0026] 實施例2
[0027] 本實施例在實施例1工藝設備的基礎上，采用了頻繁倒極電滲析裝置。即本實施例 包括高效澄清池、砂濾裝置、超濾裝置、頻繁倒極電滲析裝置和產水回用裝置。
[0028] EDR(頻繁倒極電滲析）是在電滲析基礎上發(fā)展而來以電位差為推動力的膜分離 法，用于從水溶液中脫除離子，主要用于苦咸水脫鹽或海水淡化。當含鹽水通過由陰、陽離 子交換膜及濃、淡水隔板交替疊裝，且在兩端設置電極而成的電滲析的隔室時，在直流電場 作用下產生離子定向迀移，即陽離子向陰極方向迀移，陰離子向陽極方向迀移，由于離子交 換膜具有選擇透過性，陰離子交換膜只能讓陰離子通過，陽離子交換膜只能讓陽離子通過， 結果淡水室中的陰離子向陽極方向迀移，透過陰膜進入濃水室，陽離子向陰極方向迀移，透 過陽膜進入濃水室；而濃水室中的陰、陽離子，雖然也在直流電場的作用下，分別向陽極和 陰極方向迀移，但由于受到隔室兩側陽膜和陰膜的阻擋，無法迀出濃水室，從而留在濃水室 中，這樣，濃水室因陰、陽離子不斷進入而濃度提高，淡水室因陰、陽離子不斷移出而使?jié)舛?下降，通過隔板邊緣特制的孔，分別將各濃、淡隔室的水流匯聚引出，便產生兩股主水流，脫 鹽水和濃縮鹽水。
[0029] EDR的產水率可達85%以上，若在系統(tǒng)水質波動，S042-含量較高時，則只需添加少 許阻垢劑仍可保證同樣產水率，即對于無機鹽結垢，EDR系統(tǒng)有良好的自身清洗效果。EDR系 統(tǒng)可以任意通過調節(jié)電壓電流來實現(xiàn)對廢水不同的脫鹽率，非常方便地實現(xiàn)循環(huán)冷卻水脫 鹽，滿足回用水質水量要求。EDR耐余氯能力大大增強，故可添加殺菌劑，保證系統(tǒng)不受細菌 污染。同時，由于電滲析運行時推動力為直流電，對微生物也有殺滅作用?？傊瑢τ谖⑸?和粘泥類污染，EDR系統(tǒng)具有良好的自身清洗效果。EDR系統(tǒng)具有良好的自清洗效果，跟一般 脫鹽技術相比，顯著減少了化學藥劑的消耗，同時可以避免或減少向廢水中加酸或阻垢劑 等藥品，是一種新穎的環(huán)境友好型水處理技術。
[0030] 實施例3
[0031 ]本實施例包括高校澄清池、DAF氣浮裝置、中壓反滲透裝置、高壓反滲透裝置、超高 壓反滲透裝置以及濃水蒸發(fā)結晶裝置。
[0032] 超級濃縮高壓膜技術以特種膜片和特種膜結構為核心的超級反滲透濃縮技術， GTR系列膜比標準抗污染膜流道寬，更耐污堵，膜片更牢固，可保證在高污染、高濃縮倍率下 的穩(wěn)定運行，降低清洗頻率，延長膜的高性能；分為中壓GTR3系列，GTR4系列及進口 DTR0系 列，可將TDS的濃縮分段實現(xiàn)，中壓GTR3膜到15000mg/L以上、高壓GTR4膜到45000mg/L以上， 有利于平衡膜效率和降低能耗。該技術的核心之一是特種膜片，與常規(guī)膜相比可承受更高 的操作壓力，耐受更高濃度的懸浮物、膠體和C0D，大大改善了對進水水質指標的苛刻要求； 在膜結構上，采用了更寬的流道，形成無障礙湍流，大大減緩了膜的結垢，可保證長周期運 行。
[0033] 超級濃縮技術是指選用常規(guī)預處理設施（如軟化、過濾等）、采用特殊的抗污染濃 縮反滲透膜（中壓、高壓、超高壓反滲透膜），通過優(yōu)化膜系統(tǒng)的回收率及操作條件，以特殊 的方式來實現(xiàn)濃鹽水的濃縮減量化(濃縮液TDS通常可以達到5%~10%)，在發(fā)揮膜系統(tǒng)的 優(yōu)越性的同時，減少"零排放"整體工藝的投資和運行費用。該技術的最大優(yōu)點是利用特種 膜結構（寬流道、材質特殊)使含鹽水在不發(fā)生相變化下實現(xiàn)高倍濃縮;通過采用開放式的 寬流道設計，其支撐導流盤表面特殊設計，使流體分流均勻，并形成更佳湍流效果，最大程 度上減少膜表面結垢、污染及濃差極化現(xiàn)象的產生，使具有較強的抗污染性能，對廢水預處 理要求相對較低。目前該技術在高含鹽廢水處理、污水"零排放"等方面已實現(xiàn)突破性進展， 具備工業(yè)化的條件。
[0034] 實施例4
[0035]本實施例試驗設備由3個40英尺集裝箱組成的大型實施例系統(tǒng)，分別為預處理單 元，雙膜+EDR單元和超高壓膜法單元，裝置本身可以分析濁度、電導率、TDS、pH、SDI等指標， 實施例裝置為裝備完整而先進的系統(tǒng)，配有完備的在線監(jiān)測儀表及自控系統(tǒng)，同時安排了 合理的取樣口。各集裝箱分配如下：
[0036]集裝箱No. 1:高效澄清池+過濾單元；
[0037]集裝箱No. 2:超濾+反滲透+EDR雙膜單元；
[0038]集裝箱No. 3:中壓+高壓+超高壓膜法單元。
[0039]本實施例預處理單元包括高效澄清池+砂濾，位于集裝箱No. 1中，設計規(guī)模為lm3/ h，經過試驗過程中的改造和升級，目前處理能力為1.5m3/h，主要設備和規(guī)格或性能參數如 下表1 -1。
[0040]表1-1高效沉淀池及砂濾單元主要設備表
[0043] (1)實施例1砂濾+超濾+反滲透工藝:污水進膜依然需加砂濾預處理設備，減輕超 濾的運行壓力，延長使用壽命，砂濾能夠更好的去除部分大部分懸浮物、有機物和膠體。超 濾膜具有孔結構的重要特性，同時還具有膜表面的化學性質。超濾產水濁度穩(wěn)定為0.09NTU 不隨進水濁度的變動而變化，超濾對濁度去除率平均在92%左右。反滲透產水電導率隨進 水變化而變化，在壓力穩(wěn)定的情況下，回收率穩(wěn)定在75 %，脫鹽率穩(wěn)定在98 %以上。
[0044] (2)實施例2砂濾+超濾+EDR工藝:砂濾和超濾穩(wěn)定運行，超濾對濁度去除率平均在 92 %左右，EDR控制回收率70 %和90 %時，脫鹽率都是穩(wěn)定在75 %以上。
[0045] (3)實施例3高密池+砂濾+中壓反滲透+高壓反滲透+超高壓反滲透工藝：
[0046] 高效澄清池裝置，有效的發(fā)揮了碳酸鈉/氫氧化鈉軟化、降低硬度、懸浮物膠體及 池度等功能，在確定合適的投加藥量的情況下（碳酸鈉435mg/L、氫氧化鈉450mg/L、 PAC22.5mg/L、PAMlmg/L、鹽酸395mg/L)，總硬度去除率94%以上，中壓、高壓及超高壓各脫 鹽率分別為:96.3 %，97.5 %，92.6 %，平均脫鹽率95 %，中壓、高壓及超高壓各回收率分別 為:80%，66.7%，25%，流程整體回收率95%。
[0047] (4)實施例4高密池+砂濾+中壓反滲透+EDR工藝：高效澄清池、砂濾及中壓反滲透 正常運行，中壓及H)R各脫鹽率分別為:96.3%，92.5%，平均脫鹽率94.4%，中壓及EDR各回 收率分別為:80 %，69 %，流程整體回收率95.2 %。
[0048]從以上數據結論中可以看出，各單元能夠完全穩(wěn)定運行，能夠有效的去除了水中 絕大部分可溶性鹽分、懸浮物、膠體、硬度、堿度、C0D、有機物及微生物等污水回用兩套工藝 產水可直接補充循環(huán)排污水或鍋爐化學水站處理單元，經過深度軟化后，補充鍋爐補給水， 濃水需提高B/C比值進行生化處理。高含鹽反滲透濃水兩個工藝流程產水需二級反滲透除 鹽后，補充循環(huán)排污水或鍋爐化學水站處理單元，經過深度軟化后，補充鍋爐補給水，濃水 可結晶蒸發(fā)。
[0049]需要注意的是，上述具體實施例是示例性的，本領域技術人員可以在本實用新型 公開內容的啟發(fā)下想出各種解決方案，而這些解決方案也都屬于本實用新型的公開范圍并 落入本實用新型的保護范圍之內。本領域技術人員應該明白，本實用新型說明書及其附圖 均為說明性而并非構成對權利要求的限制。本實用新型的保護范圍由權利要求及其等同物 限定。
【主權項】
1. 一種水處理裝置，其特征在于，所述裝置包括設置有高效澄清池和砂濾裝置、超濾裝 置和超高壓反滲透裝置，其中所述高效澄清池連接廢水收集箱和所述砂濾裝置，所述砂濾 裝置連接超濾裝置，所述超濾裝置連接超高壓反滲透裝置;所述超高壓反滲透裝置連接產 水回用裝置;所述高效澄清池包括混凝單元、絮凝單元和沉淀澄清單元;所述超濾裝置包括 超濾膜，所述超濾膜的孔徑為1~50nm;所述超高壓反滲透裝置具有微孔過濾器。2. 如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于，所述高效澄清池還包括石灰乳接觸反 應單元。3. 如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于，所述高效澄清池的入口設置混凝劑投 加單元。4. 如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于，所述超濾單元的超濾膜的孔徑范圍為 1~50nm〇5. 如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于，所述微孔過濾器的孔徑為25μπι。6. 如權利要求1所述的水處理裝置，其特征在于，所述絮凝單元的長寬高分別為0.7m、 0.7m和 1.85m。
【文檔編號】C02F9/04GK205653272SQ201620523945
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年6月1日 公開號201620523945.6, CN 201620523945, CN 205653272 U, CN 205653272U, CN-U-205653272, CN201620523945, CN201620523945.6, CN205653272 U, CN205653272U
【發(fā)明人】張建飛, 權秋紅, 元西方, 張普寨
【申請人】河南倍杰特環(huán)保技術有限公司