CN101767888A - 一种废水回收处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废水回收处理工艺，该工艺是：原水通过过滤器去除其中的悬浮物质、固体颗粒，过滤器的出水进入离子交换器，通过离子交换去除原水中的钙、镁离子从而去除水中的硬度，离子交换器的出水进入脱碳塔，在回转风机的吹脱作用下，原水的碱度被去除；脱碳塔出来的原水在提升泵的作用下进入精密过滤器，精密过滤器的出水在高压泵的作用下，提升至纳滤/反渗透系统，纳滤/反渗透系统主要由纳滤膜和反渗透膜并联和/或串联组成，纳滤/反渗透系统的浓水排放，纳滤/反渗透系统的产水排入产水池，成为最终的出水。本发明工艺可以有效地避免膜污染，提高回收率，从而大量减少废水的排放量，而同时由于膜系统运行条件的改善，从而减少膜的用量，减少投资和运行的费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水回收处理工艺。
背景技术
利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。现代的废水处理主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法3类：
①物理处理法。通过物理作用分离、回收废水中不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜和油珠)的废水处理法，可分为重力分离法、离心分离法和筛滤截留法等。以热交换原理为基础的处理法也属于物理处理法。
②化学处理法。通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物或将其转化为无害物质的废水处理法。在化学处理法中，以投加药剂产生化学反应为基础的处理单元是：混凝、中和、氧化还原等；而以传质作用为基础的处理单元则有：萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换以及电渗析和反渗透等。后两种处理单元又合称为膜分离技术。其中运用传质作用的处理单元既具有化学作用，又有与之相关的物理作用，所以也可从化学处理法中分出来，成为另一类处理方法，称为物理化学法。
③生物处理法。通过微生物的代谢作用，使废水中呈溶液、胶体以及微细悬浮状态的有机污染物，转化为稳定、无害的物质的废水处理法。根据作用微生物的不同，生物处理法又可分为需氧生物处理和厌氧生物处理两种类型。废水生物处理广泛使用的是需氧生物处理法，按传统，需氧生物处理法又分为活性污泥法和生物膜法两类。活性污泥法本身就是一种处理单元，它有多种运行方式。属于生物膜法的处理设备有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池以及最近发展起来的生物流化床等。生物氧化塘法又称自然生物处理法。厌氧生物处理法，又名生物还原处理法，主要用于处理高浓度有机废水和污泥。使用的处理设备主要为消化池。
微滤膜：能截留大于0.1-1微米之间的颗粒。微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过，但会截留住悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。微滤膜的运行压力一般为0.7-7bar。
超滤膜：能截留大于0.01微米的物质。超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过，同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物，用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。超滤膜的运行压力一般1-7bar。
纳滤膜：能截留纳米级(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间，其截留有机物的分子量约为200-800MW左右，截留溶解盐类的能力为20％-98％之间，对可溶性单价离子的去除率低于高价离子，纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭，且部分去除溶解盐，在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。
反渗透膜：能截留大于0.0001微米的物质，是最精细的一种膜分离产品，其能有效截留所有溶解盐份及分子量大于100的有机物，同时允许水分子通过。反渗透膜广泛应用于海水及苦咸水淡化、锅炉补给水、工业纯水及电子级高纯水制备、饮用纯净水生产、废水处理和特种分离等过程。反渗透膜的运行压力一般介于苦咸水的12bar到海水的70bar。
常规纳滤/反渗透由于其本身的局限性(例如污堵的限制)，其整体的回收率较低，通常为40～75％；同时常规纳滤/反渗透还经常受水中胶体、微生物、有机物、油及油脂的污染，影响纳滤/反渗透系统的运行，甚至失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有新型纳滤/反渗透技术的废水回收处理工艺，该工艺可以有效地避免膜污染，提高回收率，从而大量减少废水的排放量，而同时由于膜系统运行条件的改善，可提高其膜通量，从而减少膜的用量，减少投资和运行的费用。
本发明的目的通过采取以下技术方案予以实现：
一种废水回收处理工艺，其特征在于：原水在原水泵的作用下，进入过滤器，通过过滤器去除原水中的悬浮物质、固体颗粒，过滤器的出水进入离子交换器，通过离子交换去除原水中的钙、镁离子从而去除水中的硬度，此时的水呈现酸性，离子交换器的出水进入脱碳塔，在回转风机的吹脱作用下，原水中的CO2被脱除，原水的碱度被去除；脱碳塔出来的原水在提升泵的作用下进入精密过滤器，精密过滤器将大于5微米的颗粒截留，精密过滤器的出水在高压泵的作用下，提升至纳滤/反渗透系统，纳滤/反渗透系统主要由纳滤膜和反渗透膜并联和/或串联组成，纳滤/反渗透系统的浓水排放，纳滤/反渗透系统的产水排入产水池，成为最终的出水。
本发明所述过滤器为介质过滤器、微滤膜或超滤膜，其中介质过滤器的主要滤料介质为石英砂、无烟煤、磁铁矿、锰砂、硅藻土或活性炭。
本发明所述离子交换器为氢型离子交换器或钠-氢串联型离子交换器。
作为本发明的进一步改进，当原水中存在特殊的污染物在膜表面形成微污染时，通过冲洗/清洗装置定时冲洗纳滤/反渗透系统，冲洗/清洗装置在清洗泵的作用下对纳滤/反渗透系统进行冲洗以确保在进入纳滤/反渗透系统前水质不会产生结垢及污染。
作为本发明的一种实施方式，纳滤/反渗透系统的产水可用于离子交换器的再生，在再生泵作用下进行提升，若离子交换器为氢型则投加工业酸及碱进行再生；若离子交换器为钠-氢串联型，则投加盐及酸进行再生。
本发明的有益效果是，新型纳滤/反渗透系统在预处理及纳滤/反渗透运行工艺上有突破，例如增设的离子交换器去除装置，可去除水中的钙镁离子，消除纳滤/反渗透膜浓差极化时难溶盐在膜表面的沉积而导致结垢；同时改善了膜系统运行的环境，可以使膜的通量提高20～40％。在纳滤/反渗透系统运行时，增加的定时冲洗程序可消除纳滤/反渗透膜浓差极化条件下可能产生的轻微的结垢和有机物的污染。
通过改进以上纳滤/反渗透工艺，使得新型纳滤/反渗透系统运行稳定，且由于膜污染影响较小，可将纳滤/反渗透的回收率提高至90％以上，甚至97％(主要取决于水质)。在新型纳滤/反渗透系统中，水中胶体、微生物、有机物、油及油脂不会污染纳滤/反渗透膜，对系统无任何影响。本发明目前已应用于各种废水回收系统中，甚至在高有机废水(例如垃圾渗滤液)处理系统中，具有较高的实用性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的流程图
图中1.原水泵，2.过滤器，3.离子交换器，4.脱碳塔，5.回转风机，6.提升泵，7.精密过滤器，8.冲洗/清洗装置，9.清洗泵，10.高压泵，11.纳滤/反渗透系统，12.产水池，13.再生泵。
具体实施方式
如图1所示，原水在原水泵1的作用下，进入过滤器2(可以是介质过滤器，也可以是微滤膜或超滤膜)，通过过滤器2去除原水中的悬浮物质、固体颗粒，过滤器2的出水进入离子交换器3，离子交换器(可以是氢型或钠-氢串联型)，通过离子交换去除原水中的钙、镁离子从而去除水中的硬度，此时的水呈现酸性，离子交换器3的出水进入脱碳塔4，在回转风机5的吹脱作用下，原水中的CO2被脱除，原水的碱度被去除；脱碳塔4出来的原水在提升泵6的作用下进入精密过滤器7，精密过滤器7可将大于5微米的颗粒截留，精密过滤器的出水在高压泵10的作用下，提升至纳滤/反渗透系统11，纳滤/反渗透系统主要由纳滤膜和反渗透膜并联和/或串联组成，纳滤/反渗透系统的浓水排放，纳滤/反渗透系统的产水排入产水池12，成为最终的出水。
如原水中存在特殊的污染物，在膜表面形成微污染，可通过冲洗/清洗装置8定时冲洗纳滤/反渗透系统11，冲洗/清洗装置8在清洗泵9的作用下对纳滤/反渗透系统11进行冲洗以确保在进入纳滤/反渗透系统11前水质不会产生结垢及污染。
纳滤/反渗透系统11的产水可用于离子交换器的再生，在再生泵13作用下进行提升，若离子交换器为氢型则投加工业酸及碱进行再生；若离子交换器为钠-氢串联型，则投加盐及酸进行再生。
Claims (6)
1.一种废水回收处理工艺，其特征在于：原水在原水泵(1)的作用下，进入过滤器(2)，通过过滤器(2)去除原水中的悬浮物质、固体颗粒，过滤器(2)的出水进入离子交换器(3)，通过离子交换去除原水中的钙、镁离子从而去除水中的硬度，此时的水呈现酸性，离子交换器(3)的出水进入脱碳塔(4)，在回转风机(5)的吹脱作用下，原水中的CO2被脱除，原水的碱度被去除；脱碳塔(4)出来的原水在提升泵(6)的作用下进入精密过滤器(7)，精密过滤器(7)将大于5微米的颗粒截留，精密过滤器的出水在高压泵(10)的作用下，提升至纳滤/反渗透系统(11)，纳滤/反渗透系统主要由纳滤膜和反渗透膜并联和/或串联组成，纳滤/反渗透系统的浓水排放，纳滤/反渗透系统的产水排入产水池(12)，成为最终的出水。
2.根据权利要求1所述的废水回收处理工艺，其特征在于：所述过滤器(2)为介质过滤器、微滤膜或超滤膜。
3.根据权利要求2所述的废水回收处理工艺，其特征在于：所述介质过滤器的主要滤料介质为石英砂、无烟煤、磁铁矿、锰砂、硅藻土或活性炭。
4.根据权利要求1所述的废水回收处理工艺，其特征在于：所述离子交换器(3)为氢型离子交换器或钠-氢串联型离子交换器。
5.根据权利要求2或3或4所述的废水回收处理工艺，其特征在于：当原水中存在特殊的污染物在膜表面形成微污染时，通过冲洗/清洗装置(8)定时冲洗纳滤/反渗透系统(11)，冲洗/清洗装置(8)在清洗泵(9)的作用下对纳滤/反渗透系统(11)进行冲洗以确保在进入纳滤/反渗透系统(11)前水质不会产生结垢及污染。
6.根据权利要求5所述的废水回收处理工艺，其特征在于：纳滤/反渗透系统(11)的产水可用于离子交换器的再生，在再生泵(13)作用下进行提升，若离子交换器为氢型则投加工业酸及碱进行再生；若离子交换器为钠-氢串联型，则投加盐及酸进行再生。
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