CN103224297A - 钛白粉生产废水回用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水回用领域，涉及一种钛白粉生产废水回用工艺，经过无阀过滤、多介质过滤、盘式过滤、超滤、保安过滤的多级过滤和一级反渗透、二级反渗透的全膜法除盐处理。本发明通过多级过滤和全膜法除盐处理，实现了在保证系统正常平稳运行的前提下，减少废水的排放量，提高了水的利用率，实现了钛白粉生产中80%以上的工艺排放废水循环利用，节能降耗。并且在创造了一定的经济效益的基础上，体现了重大的环境效益、社会效益。
Description
技术领域
本发明属于废水回用领域，具体涉及一种钛白粉生产废水回用工艺。
背景技术
随着水资源的日益匮乏，为了用水大户企业的节能降耗，中水回用的设备越来越多的应用到各个企业中，实现外排水的回收利用，不但大大减少了污水的排放量，且生产的大量工业用水回用于企业各生产用水环节，达到节能减排的目的。
在中水回用、制备脱盐水等，需要将中水中的各种离子盐分、杂质等去除掉，脱盐方法一般主要采用反渗透系统脱盐法、离子交换脱盐法、EDI脱盐法、电渗析脱盐法、蒸馏脱盐法等，而水中各种杂质的去除方法需要采用混凝沉淀、机械过滤器过滤、超滤过滤等。
针对高含盐量的中水，目前主要采用预处理过滤加单级反渗透的处理工艺，通过预处理的过滤截留作用，去除水中的悬浮物杂质，再通过反渗透的脱盐处理，制取含盐量较低的工业用水，用于生产中的用水环节。但针对钛白粉中水回用，由于其水质的复杂性，目前尚没有成熟的技术方案，一般也采用预处理过滤和反渗透脱盐的处理工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛白粉生产废水回用工艺，废水经多级过滤处理和深度除盐处理后回用，保证系统正常平稳运行，提高了水的利用率，减少废水的排放量，达到生产废水的循环利用、节能降耗。
本发明所述的钛白粉生产废水回用工艺，经过无阀过滤、多介质过滤、盘式过滤、超滤、保安过滤的多级过滤和一级反渗透、二级反渗透的全膜法除盐处理。
步骤如下：
A、向工艺排放废水投加生石灰后进行搅拌澄清，再调节沉淀池加入絮凝剂和助凝剂得到产物a；
B、将产物a经过无阀过滤、中水收集、多介质过滤、盘式过滤、超滤、一级保安过滤得到产物b；
C、产物b再经过级反渗透、脱碳、二级保安过滤、二级反渗透、脱盐和增压，最后回到各生产用水环节循环回用。
其中，步骤A投加生石灰，将废水的PH值调节到8-10。步骤A去除大部分的硫酸根、铁离子及其它重金属离子。
步骤A中絮凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铁，助凝剂为聚丙烯酰胺。
步骤A中机械搅拌的上清液，通过瀑布的方式流入调节沉淀池，停留时间为36-48小时。由于调节沉淀池容量较大，深度较深，起到深度沉淀及降温的作用。
步骤B中无阀过滤后的中水收集时投加盐酸，调节反渗透进水的PH为值6.5-7。由于中水PH较高，根据进水PH值，投加盐酸，经中水池混合稳定后，保证多介质过滤器进水母管内水的PH值6.5-7，使系统处于平稳运行状态。
步骤B中无阀过滤的反洗水强度为10-12L/m2.S。由于6组无阀过滤池采用并联的运行方式，防止单台反洗时反洗过程不中断。
步骤B中超滤过程中反洗的周期为40-50分钟，加强反洗周期为4-4.5小时。超滤过程中的反洗排水，通过回收池收集，经沉淀后回到中水池，提高了系统的水利用率，较少了系统的总排污量。
步骤B中一级保安过滤过程中投加高效专用阻垢剂。避免膜元件在高回收率的情况下的结垢污堵，使系统能够长期平稳运行。
所述的高效专用阻垢剂是针对本系统水质开发的一种新产品，为在保留原有聚磷酸盐的基础上，添加有机聚马来酸，保证对碳酸垢、硫酸垢等垢的阻垢效果及对铁污赌的控制。
步骤C中一级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水采用纳滤装置回收，经纳滤装置纳滤膜过滤产生的低盐度的水进入超滤水池。通过纳滤处理，提高了系统的水利用率，减少了系统的总排污量。
步骤C中一级反渗透进水中阻垢剂添加量为7-8ppm；回收率不大于70%；经一级反渗透装置内反渗透过滤后的浓缩液流量大于40m3/h；二级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水回流到超滤水池，进水PH值为7.8-8.2。
由于原水水质中硫酸根含量在2000ppm以上，钙、镁离子含量也均在1000ppm以上，因此阻垢剂的投加量必须保证在7-8ppm，少于7ppm时，一级反渗透装置内膜元件存在结垢的可能性，大于8ppm，对防止结垢没有更大的意义，但从经济性角度考虑，不经济，因此控制一级反渗透装置的阻垢剂投加量为7-8ppm。
硫酸钙垢的结垢机理为当水中的硫酸钙离子由于被不断浓缩，当浓度超过其溶解度极限时，硫酸钙就会在反渗透膜面上结晶析出，首先成点状分布，随着结垢状况的加剧，逐渐形成一层垢，即由点到面的结垢过程，当硫酸钙开始结晶析出时，若增加膜面的水流速度，可以降低硫酸钙在膜面上形成点状垢的机率，所以保证一定量的浓水，可以降低一级反渗透装置内膜面上硫酸钙结垢的风险。根据本系统设计产水量的大小，结合系统回收率，确定一级反渗透装置内反渗透过滤后的浓缩液流量不低于40m3/h。
由于原水水质中硫酸钙含量很高，当一级反渗透装置回收率设定越高时，其浓水端的离子含量被浓缩的倍数越高，难溶盐类在浓水端膜面上结垢的可能性就越大，即回收率越高，系统结垢的风险性就越大。比如系统采用50%回收率操作时，其浓水中的盐浓度就会增加到进水浓度的两倍，系统采用66.7%回收率操作时，其浓水中盐浓度就会增加到进水浓度的三倍。因此根据本系统的原水水质情况，结合投加阻垢剂的性能，确定本系统中一级反渗透装置的回收率小于70%。
结合阻垢剂的投加量及进水PH值的调整，可以确保一级反渗透装置内膜元件不结垢。
二级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水回流到超滤水池，进水PH值为7.8-8.2。二级反渗透是通过调整脱碳器的开机台数及氢氧化钠计量泵投加量。二级反渗透不但降低了一级系统的进水含盐量，同时提高了系统的水利用率，减少了系统的总排污量。
本发明的具体操作过程为：
工艺排放废水→生石灰投加装置→机械搅拌澄清池→调节沉淀池→无阀滤池→中水收集池→中水增压泵→多介质过滤器→盘式过滤器→超滤装置→超滤水池→超滤水泵→一级保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→脱碳器→中间水池→中间水增压泵→二级保安过滤器→二级高压泵→二级反渗透装置→脱盐水池→脱盐水增压泵→各用水环节。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过多级过滤和全膜法除盐处理，实现了在保证系统正常平稳运行的前提下，减少废水的排放量，提高了水的利用率，实现了钛白粉生产中80%以上的工艺排放废水循环利用，节能降耗。并且在创造了一定的经济效益的基础上，体现了重大的环境效益、社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
钛白粉生产废水回用工艺，经过无阀过滤、多介质过滤、盘式过滤、超滤、保安过滤的多级过滤和一级反渗透、二级反渗透的全膜法除盐处理。
具体步骤如下：
A、向工艺排放废水投加生石灰后进行搅拌澄清，再调节沉淀池加入聚合氯化铝和聚丙烯酰得到产物a；
B、将产物a经过无阀过滤、中水收集、多介质过滤、盘式过滤、超滤、一级保安过滤得到产物b；
C、产物b再经过级反渗透、脱碳、二级保安过滤、二级反渗透、脱盐、增压，最后回到各生产用水环节循环回用。
其中，步骤A投加生石灰，将废水的PH值调节到8后再经机械搅拌澄清池絮凝沉淀。
机械搅拌的上清液，通过瀑布的方式流入调节沉淀池，停留时间为37小时。
中水收集时投加盐酸，调节反渗透进水的PH为值7。
无阀过滤的反洗水强度为10L/m2.S。
超滤过程中控制反洗的周期为40分钟，控制加强反洗周期为5小时。
一级保安过滤过程中投加高效专用阻垢剂。其中，高效专用阻垢剂是针对本系统水质开发的一种新产品，为在保留原有聚磷酸盐的基础上，添加有机聚马来酸。
一级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水采用纳滤装置回收，经纳滤装置纳滤膜过滤产生的低盐度的水进入超滤水池。
一级反渗透，进水中阻垢剂添加量为8ppm；回收率为小于65%；经一级反渗透装置内反渗透过滤后的浓缩液流量大于40m3/h。
二级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水回流到超滤水池，通过调整脱碳器的开机台数及氢氧化钠计量泵调节进水PH值为7.9。
本实施例的具体操作过程为：
工艺排放废水→生石灰投加装置→机械搅拌澄清池→调节沉淀池→无阀滤池→中水收集池→中水增压泵→多介质过滤器→盘式过滤器→超滤装置→超滤水池→超滤水泵→一级保安过滤器→一级高压泵→一级反渗透装置→脱碳器→中间水池→中间水增压泵→二级保安过滤器→二级高压泵→二级反渗透装置→脱盐水池→脱盐水增压泵→各用水环节。
实施例2
钛白粉生产废水回用工艺，经过无阀过滤、多介质过滤、盘式过滤、超滤、保安过滤的多级过滤和一级反渗透、二级反渗透的全膜法除盐处理。
具体步骤如下：
A、向工艺排放废水投加生石灰后进行搅拌澄清，再调节沉淀池加入聚合氯化铁和聚丙烯酰胺得到产物a；
B、将产物a经过无阀过滤、中水收集、多介质过滤、盘式过滤、超滤、一级保安过滤得到产物b；
C、产物b再经过级反渗透、脱碳、二级保安过滤、二级反渗透、脱盐、增压，最后回到各生产用水环节循环回用。
其中，步骤A投加生石灰，将废水的PH值调节到10后再经机械搅拌澄清池絮凝沉淀。
机械搅拌的上清液，通过瀑布的方式流入调节沉淀池，停留时间为42小时。
中水收集时投加盐酸，调节反渗透进水的PH为值7。
无阀过滤的反洗水强度为11L/m2.S。
超滤过程中反洗的周期为45分钟，加强反洗周期为4.2小时。
一级保安过滤过程中投加高效专用阻垢剂。其中，高效专用阻垢剂是针对本系统水质开发的一种新产品，为在保留原有聚磷酸盐的基础上，添加有机聚马来酸。
一级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水采用纳滤装置回收，经纳滤装置纳滤膜过滤产生的低盐度的水进入超滤水池。
一级反渗透，进水中阻垢剂添加量为8ppm；回收率不大于70%；经一级反渗透装置内反渗透过滤后的浓缩液流量大于40m3/h。
二级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水回流到超滤水池，通过调整脱碳器的开机台数及氢氧化钠计量泵调节进水PH值为8.2。
本实施例的具体操作过程与实施例1相同。
实施例3
本实施的方法和操作步骤与实施例1操作相同，不同点在于：
步骤A投加生石灰，将废水的PH值调节到9后再经机械搅拌澄清池絮凝沉淀。
机械搅拌的上清液，通过瀑布的方式流入调节沉淀池，停留时间为48小时。
中水收集时投加盐酸，调节反渗透进水的PH为值6.5。
无阀过滤的反洗水强度为12L/m2.S。
超滤过程中反洗的周期为45分钟，加强反洗周期为4.2小时。
一级反渗透，进水中阻垢剂添加量为7ppm；经一级反渗透装置内反渗透过滤后的浓缩液流量大于45m3/h。
二级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水回流到超滤水池，调节进水PH值为8。反洗的周期为50分钟进行操作控制，加强反洗周期为4小时进行操作控制。
Claims (10)
1.一种钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，经过无阀过滤、多介质过滤、盘式过滤、超滤、保安过滤的多级过滤和一级反渗透、二级反渗透的全膜法除盐处理。
2.根据权利要求1所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤如下：
A、向工艺排放废水投加生石灰后进行搅拌澄清，再调节沉淀池加入絮凝剂和助凝剂得到产物a；
B、将产物a经过无阀过滤、中水收集、多介质过滤、盘式过滤、超滤、一级保安过滤得到产物b；
C、产物b再经过一级反渗透、脱碳、二级保安过滤、二级反渗透、脱盐和增压，最后回到各生产用水环节循环回用。
3.根据权利要求2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤A中投加生石灰，将废水的PH值调节到8-10。
4.根据权利要求2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤A中絮凝剂为聚合氯化铝或聚合氯化铁，助凝剂为聚丙烯酰胺。
5.根据权利要求2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤A中机械搅拌的上清液，通过瀑布的方式流入调节沉淀池，停留时间为36-48小时。
6.根据权利要求1或2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤B中无阀过滤的反洗水强度为10-12L/m2.S。
7.根据权利要求1或2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤B中超滤过程中反洗的周期为40-50分钟，加强反洗周期为4-4.5小时。
8.根据权利要求1或2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤B中一级保安过滤过程中投加高效专用阻垢剂，其中，高效专用阻垢剂为在保留原有聚磷酸盐的基础上，添加有机聚马来酸。
9.根据权利要求1或2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤C中一级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水用纳滤装置回收，经纳滤装置纳滤膜过滤产生的低盐度的水进入超滤水池。
10.根据权利要求1或2所述的钛白粉生产废水回用工艺，其特征在于，步骤C中一级反渗透进水中阻垢剂添加量为7-8ppm；回收率不大于70%；反渗透过滤后的浓缩液流量大于40m3/h；二级反渗透过程中，经反渗透膜过滤后产生的浓缩水回流到超滤水池，进水PH值为7.8-8.2。
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