CN101987767B - 一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开高氨氮和盐度稀土废水的膜分离和吹脱组合处理方法，该方法步骤为：废水预处理后经过盘式过滤器对进行初步过滤处理，进入吹脱装置，回收脱除的氨气后，进入膜分离装置，其中产水回用，浓缩液回到前一步吹脱装置回收脱除的氨气后，再次回到膜分离步骤。这样的工艺能够实现整个工艺只有清水的排出回用，而氨氮和其它污染物基本可以实现完全回收和零排放。本发明的优点在于：资源回收率高，出水水质好可直接回用，能够实现废水中的污染物的完全资源化回收和水资源的回用。工艺先进又经济可行。膜集成分离工艺自动化程度高，人工操作简便。
Description
技术领域：
本发明涉及一种工业废水分离方法，具体地说，是涉及含稀土生产高氨氮废水的处理方法。
背景技术：
稀土工业得到迅速发展的今天，稀土冶炼过程中产生了大量的“三废”，而废水造成的环境污染问题尤为突出。稀土废水量大，成分复杂含有大量污染物质。稀土废水的直接排放，加重了对沿途地下水及周边环境的污染，同时也加重了黄河水体的污染，威胁着水源地的安全供水。稀土冶炼中废水的污染问题日趋突出，成为制约稀土产业发展的重要影响因素。稀土产业要得到进一步发展，就要早日解决稀土废水的治理问题。
国内主要稀土企业的工业废水,采用传统化学沉淀工艺处理很难达标，外排后严重污染环境，废水回收率低，回收水质差，污染物无法回收，浪费资源，容易造成二次污染的现状，开发的新的重金属污染物基本可以实现完全回收和零排放，水资源完全回用的新工艺。
发明内容：
1、发明目的：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供一种投资少、效益高的膜集成处理稀土生产高氨氮废水方法与工艺。
2、技术方案：
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
（1）混凝沉淀：对废水进行混凝预处理，向废水中加入含钙离子混凝剂，除去废水中的氟离子与钙离子反应生成的沉淀，使废水中氟含量降到10mg/L以下后，收集在回用水槽内；
（2）吹脱：过滤回用水槽内的废水，去除水中的悬浮物及沉淀物后，进入吹脱装置吹脱1～3h，并回收脱除的氨气，使吹脱后废水中氨氮的含量降至200～300mg/L；
（3）膜分离：调节上述脱除氨气后的废水温度至25℃～35℃，经pH调节池内的pH自动调节系统调节后，进入多介质过滤器去除水中的悬浮物，降低水的浊度，进入超滤装置去除水中的悬浮物和胶体，超滤出水后，通过低压反渗透工艺保安过滤器后进入低压反渗透膜装置进行脱盐处理，产水回用，浓缩液经过再循环回到吹脱装置，回收废水中氨后，再次回到膜分离步骤，从而实现本发明只有一个清水排出回用口完全回收和零排放的过程。
上述步骤（2）中所述的吹脱装置为塔式吹脱器和吸收器。
上述步骤（2）中吹脱条件为pH为10，气液比为2000。
上述步骤（3）中将脱除氨气后的废水温度冷却至25℃～35℃，经pH调节池内的pH自动调节系统调节pH至3.5～5.5后，进入多介质过滤器。
上述步骤（3）中降低水的浊度至小于1.0NTU后，进入超滤装置去除水中的悬浮物和胶体。
上述步骤（3）中所述的低压反渗透膜工艺产水率为75%～85%，平均截留率在92%～95%。
本发明这种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，采用“混凝沉淀+吹脱及气体回收系统+多介质过滤器+超滤+低压反渗透”的处理方式，吹脱工艺采用塔式吹脱器，具体工艺流程如下：
废水经混凝预处理后，首先收集在回用水槽内，回用废水用盘式过滤器对原水进行初步过滤处理，以除去一些大颗粒悬浮物及无机盐类析出的结垢沉淀。本发明可以依据废水盐度和氨氮浓度情况，采取塔式吹脱器和吸收器，结合两级反渗透装置，利用RO膜元件浓缩后的废水返回，再次进行吹脱回收氨组分，清水回用到生产工序中。
废水通过冷却设施后温度控制在25℃～35℃，保证膜系统较好的进水压力及膜通量。冷却后的废水先通过自动微调pH值至3.5～5.5，之后进入多介质过滤器去除水中的悬浮物，降低水的浊度以满足超滤进水，之后进入超滤工艺去除水中的悬浮物、胶体等物质。超滤出水进入低压反渗透工艺的原水箱，原水箱超滤产水投加量还原剂及阻垢剂后，通过低压反渗透工艺保安过滤器后进入低压反渗透膜装置进行脱盐处理。产水回用，浓缩液经过再循环回到吹脱装置，回收废水中氨后，再次回到膜分离步骤。这样能够实现整个工艺只有一个清水的排出回用出口，而重金属污染物基本可以实现完全回收和零排放。
3、优点及效果：
本发明具有如下优点：
第一，利用膜逆渗透分离处理技术的最新成果，把吹脱和膜分离处理工艺结合起来，充分发挥物化吹脱和膜分离技术的优点，解决了以往单纯吹脱和化学沉淀处理方式存在的问题。
第二，废水处理的净化回用和有价污染物回收同时完成，实现了生产和处理的良性循环。
该工艺废水回用率高（可达75%～80%）、运行成本低，整个工艺只有一个清水的排出回用出口，而重金属污染物基本可以实现完全回收和零排放。
附图说明：
图1为本发明方法工艺流程图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
本发明是一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，如图1所示，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
（1）混凝沉淀：对废水进行混凝预处理，废水中氟离子含量较高、含有较强的酸性，而且成分复杂，向废水中加入含钙离子混凝剂来中和酸，除去废水中的氟离子与钙离子反应生成的沉淀，使废水中氟含量降到10mg/L以下后，收集在回用水槽内；
（2）吹脱：过滤回用水槽内的废水，去除水中的悬浮物及沉淀物后，进入吹脱装置，吹脱1～3h，吹脱条件为pH为10，气液比2000，并回收脱除的氨气，使吹脱后废水中氨氮的含量降至200～300mg/L；吹脱装置为塔式吹脱器和吸收器，吹脱后氨氮的含量可降低到200～300mg/L，氨氮吹脱后溶液的pH值可自动回复，吹脱较完全溶液的pH有明显恢复，一般可降至6.8～8.0，不需附加酸碱调节步骤，可直接进行下一步深度处理；
（3）膜分离：调节上述脱除氨气后的废水温度至25℃～35℃，这样做是为了使废水的温度达到膜工艺适宜的工作温度，保证膜系统较好的进水压力及膜通量，废水由泵提升并经pH调节池内的pH自动调节系统调节pH至3.5～5.5后，进入多介质过滤器去除水中的悬浮物，降低水的浊度至小于1.0NTU（散射浊度单位）满足超滤进水要求后，多介质过滤器出水直接进入超滤装置，去除水中的悬浮物、胶体等物质，水质达到反渗透进水要求即SDI（淤积指数）＜3.0，浊度小于0.10 NTU后，超滤出水，由泵提升经低压反渗透工艺保安过滤器后进入低压反渗透膜装置进行脱盐处理，低压反渗透膜工艺产水率为75%～85%，平均截留率在92%～95%，产水水质优于工业循环水水质标准，可回用于工业循环水系统或者水质要求高的用水点，膜分离工艺产生20%～25%的浓缩液经过再循环回到吹脱装置，回收废水中氨后，再次回到膜分离步骤，从而实现本发明只有一个清水排出回用口完全回收和零排放的过程。
采用反渗透工艺处理脱盐除氨，经一级膜分离后废水的含盐量可降低至初始浓度的95%以上，基本可以直接排放或回用，也可将吹脱后氨氮浓度较低的废水并入生活废水处理后达标排放。单级处理氨氮也能降至30 mg/L以下，约为初始浓度98%。低压反渗透LPRO分离过程的出水电导降低到50 μS/cm，并易于实现出水的循环再利用。
实施例1：
一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
（1）混凝沉淀：对废水进行混凝预处理，向废水中加入含钙离子混凝剂，除去废水中的氟离子与钙离子反应生成的沉淀，使废水中氟含量降到10mg/L以下后，收集在回用水槽内；
（2）吹脱：过滤回用水槽内的废水，去除水中的悬浮物及沉淀物后，进入吹脱装置吹脱1h，吹脱条件为pH为10，气液比为2000，吹脱装置为塔式吹脱器和吸收器，并回收脱除的氨气，使吹脱后废水中氨氮的含量降至200mg/L；
（3）膜分离：调节上述脱除氨气后的废水温度使其冷却至25℃，经pH调节池内的pH自动调节系统调节pH至3.5后，进入多介质过滤器去除水中的悬浮物，降低水的浊度至小于1.0NTU后，进入超滤装置去除水中的悬浮物、胶体等物质，超滤出水后，通过低压反渗透工艺保安过滤器后进入低压反渗透膜装置进行脱盐处理，产水回用，浓缩液经过再循环回到吹脱装置，回收废水中氨后，再次回到膜分离步骤，从而实现本发明只有一个清水排出回用口完全回收和零排放的过程。
实施例2：
一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
（1）混凝沉淀：对废水进行混凝预处理，向废水中加入含钙离子混凝剂，除去废水中的氟离子与钙离子反应生成的沉淀，使废水中氟含量降到10mg/L以下后，收集在回用水槽内；
（2）吹脱：过滤回用水槽内的废水，去除水中的悬浮物及沉淀物后，进入吹脱装置吹脱2h，吹脱条件为pH为10，气液比为2000，吹脱装置为塔式吹脱器和吸收器，并回收脱除的氨气，使吹脱后废水中氨氮的含量降至250mg/L；
（3）膜分离：调节上述脱除氨气后的废水温度使其冷却至30℃，经pH调节池内的pH自动调节系统调节pH至4.5后，进入多介质过滤器去除水中的悬浮物，降低水的浊度至小于1.0NTU后，进入超滤装置去除水中的悬浮物、胶体等物质，超滤出水后，通过低压反渗透工艺保安过滤器后进入低压反渗透膜装置进行脱盐处理，产水回用，浓缩液经过再循环回到吹脱装置，回收废水中氨后，再次回到膜分离步骤，从而实现本发明只有一个清水排出回用口完全回收和零排放的过程。
实施例3：
一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
（1）混凝沉淀：对废水进行混凝预处理，向废水中加入含钙离子混凝剂，除去废水中的氟离子与钙离子反应生成的沉淀，使废水中氟含量降到10mg/L以下后，收集在回用水槽内；
（2）吹脱：过滤回用水槽内的废水，去除水中的悬浮物及沉淀物后，进入吹脱装置吹脱3h，吹脱条件为pH为10，气液比为2000，吹脱装置为塔式吹脱器和吸收器，并回收脱除的氨气，使吹脱后废水中氨氮的含量降至300mg/L；
（3）膜分离：调节上述脱除氨气后的废水温度使其冷却至35℃，经pH调节池内的pH自动调节系统调节pH至5.5后，进入多介质过滤器去除水中的悬浮物，降低水的浊度至小于1.0NTU后，进入超滤装置去除水中的悬浮物、胶体等物质，超滤出水后，通过低压反渗透工艺保安过滤器后进入低压反渗透膜装置进行脱盐处理，产水回用，浓缩液经过再循环回到吹脱装置，回收废水中氨后，再次回到膜分离步骤，从而实现本发明只有一个清水排出回用口完全回收和零排放的过程。
本发明方法能够实现整个工艺经济可行，且只有一个清水的排出回用出口，使重金属污染物基本可以实现完全回收和零排放，适于工业应用。
Claims (5)
1.一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
（1）混凝沉淀：对废水进行混凝预处理，向废水中加入含钙离子混凝剂，除去废水中的氟离子与钙离子反应生成的沉淀，使废水中氟含量降到10mg/L以下后，收集在回用水槽内；
（2）吹脱：过滤回用水槽内的废水，去除水中的悬浮物及沉淀物后，进入吹脱装置吹脱1～3h，并回收脱除的氨气，使吹脱后废水中氨氮的含量降至200～300mg/L；
（3）膜分离：调节上述脱除氨气后的废水温度至25℃～35℃，经pH调节池内的pH自动调节系统调节后，进入多介质过滤器去除水中的悬浮物，降低水的浊度，进入超滤装置去除水中的悬浮物和胶体，超滤出水后，通过低压反渗透工艺保安过滤器后进入低压反渗透膜装置进行脱盐处理，产水回用，浓缩液经过再循环回到吹脱装置，回收废水中氨后，再次回到膜分离步骤，从而实现只有一个清水排出回用口完全回收和零排放的过程。
2.根据权利要求1所述的一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：步骤（2）中所述的吹脱装置为塔式吹脱器和吸收器。
3.根据权利要求1所述的一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：步骤（2）中吹脱条件为pH为10，气液比为2000。
4.根据权利要求1所述的一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：步骤（3）中将脱除氨气后的废水温度冷却至25℃～35℃，经pH调节池内的pH自动调节系统调节pH至3.5～5.5后，进入多介质过滤器。
5.根据权利要求1所述的一种膜集成处理稀土生产高氨氮高盐度废水的方法，其特征在于：步骤（3）中降低水的浊度至小于1.0NTU后，进入超滤装置去除水中的悬浮物和胶体。
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