CN103539288B - 工业废水的回收方法及废水回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工业废水的回收方法及废水回收系统，其中，废水的回收方法依次包括以下步骤：步骤S10：降低澄清池内的废水的硬度；步骤S30：通过过滤装置对降低硬度的废水进行过滤，通过超滤装置对过滤后的废水进行超滤，以去除废水中的悬浮物、颗粒物以及胶体；步骤S50：通过离子交换装置对超滤后的废水进行离子交换以得到透过液；步骤S80：通过反渗透装置对透过液进行反渗透以得到渗透液；步骤S90：通过水箱对渗透液进行收集。本发明的废水的回收方法确保反渗透装置可以在高回收率下连续、稳定的运行，保证废水的回收量。

Description

工业废水的回收方法及废水回收系统

技术领域

本发明涉及废水回收技术领域，具体而言，涉及一种工业废水的回收方法及废水回收系统。

背景技术

煤化工含盐废水主要来源于生产过程中的煤气洗涤废水、循环水系统排水、化学水站排水等，有时还包括生化处理后的有机废水，由于原水中盐度在循环水场和化学水站中的浓缩以及加药富集，使得其排放的废水具有含盐量高的特点，污染物以总含盐量(TDS)为主，部分废水中还含有难降解的有机物。

随着煤化工行业的发展和环保要求的提高，生产企业越来越重视对生产废水的控制，很多地区不仅要求废水的达标排放，还要求企业最大限度的回用废水，减轻对环境的污染，环境敏感地区甚至要求废水不外排，在这种情况下，含盐废水的回用处理成为当前煤化工行业废水处理研究的重点。

目前，含盐废水的处理通常采用物理或化学的方法降低或去除水中的绝大多数盐类，以获得纯度较高的除盐水，主要有热浓缩、离子交换、电渗析、EDI（电解除盐技术）、膜分离等。热浓缩技术即蒸发结晶，具有浓缩倍数高的特点，但普遍投资和运行费用均较高，一般用在水量小、TDS在10000mg/l以上的高含盐废水处理上，多在膜浓缩之后应用；离子交换法、电渗析法和EDI法多水回收率低，约50-60％，且运行成本很高；与之相比，膜分离法具有处理成本低、规模大、技术成熟的特点。

公开号为CN101798150A的中国专利申请公开了一种高含盐废水的处理方法及其处理装置，它包括石灰澄清池、滤池、离子交换器、除碳器、反渗透等处理过程，但该方法抗冲击性较差，当来水水量和水质波动较大，系统不能保持一定的稳定性，且后续为一段反渗透膜，使系统收率很难达到预期目标，膜压力较大，以上问题使其在工厂实际运用时难度较大。

公开号为CN1151862C的中国专利公开了一种高效率操作的反渗透方法和设备，它包括反渗透膜、混合床离子交换装置、微过滤器、紫外线消毒装置、脱碳装置、电离子化装置等，但该方法要求系统PH值控制在10.5以上，由于来水的碱度、有机物以及各种离子的波动性，使系统很难控制在预定高PH下，一旦PH降低则出现膜结垢污堵的风险，在工程运行时很难操作。

发明内容

本发明旨在提供一种回收量稳定的工业废水的回收方法及废水回收系统。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种工业废水的回收方法，依次包括以下步骤：步骤S10：降低澄清池内的废水的硬度；步骤S30：通过过滤装置对降低硬度的废水进行过滤，通过超滤装置对过滤后的废水进行超滤，以去除废水中的悬浮物、颗粒物以及胶体；步骤S50：通过离子交换装置对超滤后的废水进行离子交换以得到透过液；步骤S80：通过反渗透装置对透过液进行反渗透以得到渗透液；步骤S90：通过水箱对渗透液进行收集。

进一步地，步骤S10进一步包括以下步骤：步骤S12：向废水中加入石灰和纯碱以使废水中生成沉淀；步骤S13：对沉淀进行分离；步骤S14：对分离后的沉淀进行脱水，得到水和沉淀物，使得到的水返回到澄清池内。

进一步地，步骤S30进一步包括以下步骤：步骤S31：通过过滤装置对废水进行过滤；步骤S32：调节废水的PH值，以使废水的PH值在8.0至9.0之间；步骤S33：在废水中加入氧化性杀菌剂进行杀菌；步骤S34：通过超滤装置对废水进行超滤。

进一步地，步骤S30和步骤S50之间还包括以下步骤：步骤S41：用清水对过滤装置和超滤装置进行反洗，并得到反洗液，使反洗液返回到澄清池内；步骤S42：用清水对经过反洗的过滤装置进行正洗。

进一步地，步骤S50进一步包括以下步骤：步骤S51：通过离子交换器对废水进行离子交换；步骤S52：在离子交换器中加入还原剂对交换剂进行还原再生，并得到再生废液；步骤S53：对再生废液进行蒸发处理。

进一步地，步骤S50和步骤S80之间还包括以下步骤：步骤S60：对离子交换器进行反洗和冲洗，反洗和冲洗得到的液体返回到澄清池内。

进一步地，步骤S80进一步包括以下步骤：步骤S81：对透过液进行反渗透，得到渗透液和第一浓液；步骤S82：对第一浓液进行反渗透，得到渗透液和第二浓液；步骤S83：对第二浓液进行蒸发处理。

根据本发明的另一方面，提供了一种废水回收系统，包括：澄清池，具有澄清池进口和澄清池出口；过滤装置，具有过滤进口和过滤出口，过滤进口与澄清池出口连通；超滤装置，具有超滤进口和超滤出口，超滤进口与过滤出口连通；离子交换器，具有交换器进口和第一交换器出口，交换器进口与超滤出口连通；反渗透装置，具有反渗透进口和反渗透出口，反渗透进口与第一交换器出口连通；水箱，具有水箱进口，水箱进口与反渗透出口连通。

进一步地，澄清池包括混合池、设置在混合池下游的反应池以及蓄水池；混合池包括：一级混合池和位于一级混合池下游的二级混合池，第一混合池内设置有第一搅拌机构和第一投放口，第一混合池的进口形成澄清池进口，二级混合池内设置有第二投放口；反应池包括：混凝搅拌反应池和位于混凝搅拌反应池下游的混凝推流式反应池，混凝搅拌反应池内设置有第二搅拌机构以及第三投放口，混凝推流式反应池内设置有刮泥机和集水装置，集水装置设置在混凝推流式反应池的上部，刮泥机的刮板位于混凝推流式反应池的底部；蓄水池的进口与集水装置连通，蓄水池的出口形成澄清池出口。

进一步地，过滤装置为滤料过滤器，滤料过滤器的进口和出口之间设置有多个滤料层，各滤料层的过滤间隙在沿滤料过滤器的进口至出口的方向上依次减小。

进一步地，离子交换器包括串联的第一离子交换器和第二离子交换器，第一离子交换器为钠离子交换器，第二离子交换器为弱酸阳离子交换器。

进一步地，离子交换器上还设置有用以添加还原剂以对离子交换器内的交换剂进行还原的还原剂添加装置。

进一步地，反渗透装置包括：第一反渗透装置，包括第一反渗透装置进口、第一反渗透出口和第二反渗透出口，第一反渗透装置进口形成反渗透进口；第二反渗透装置，包括第二反渗透装置进口和第三反渗透出口，第二反渗透装置进口与第二反渗透出口连通，第三反渗透出口与第一反渗透出口共同形成反渗透出口。

进一步地，本发明的废水回收系统还包括蒸发器，离子交换器还具有第二交换器出口，第二反渗透装置还具有第四反渗透出口，蒸发器的进口与第二交换器出口和第四反渗透出口均连通。

本发明的技术方案，首先通过化学反应去除废水中的大部分临时硬度和永久硬度，再在过滤过程中通过物理方式初步去除废水中的悬浮物和胶体，在初步过滤后通过精度更高的超滤的方式再次去除废水中的悬浮物和胶体，并最终通过离子交换的方式去除废水中的残余硬度，完成废水中的杂质的去除。去除杂质后的废水通过反渗透的方式去除废水中的含盐部分，得到可以从新利用的水质。本发明在反渗透之前通过化学和物理的方式去除废水中含有的杂质部分，避免杂质对反渗透装置进行干扰和反渗透膜结垢的现象，确保反渗透装置可以在高回收率下连续、稳定的运行，保证废水的回收量。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的工业废水的回收方法的实施例一的流程示意图；

图2示出了根据本发明的工业废水的回收方法的实施例二的流程示意图；以及

图3示出了根据本发明的废水回收系统的实施例的连接示意图。

上述附图的附图标记如下：

10、澄清池；21、滤料过滤器；22、超滤装置；41、第一反渗透装置；42、第二反渗透装置；50、水箱；60、蒸发器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，实施例一的工业废水的回收方法包括如下步骤：

步骤S10：降低澄清池内的废水的硬度；

步骤S30：通过过滤装置对降低硬度的废水进行过滤，通过超滤装置对过滤后的废水进行超滤，以去除废水中的悬浮物、颗粒物以及胶体；

步骤S50：通过离子交换装置对超滤后的废水进行离子交换以得到透过液；

步骤S80：通过反渗透装置对透过液进行反渗透以得到渗透液；

步骤S90：通过水箱对渗透液进行收集。

上述步骤中，首先通过化学反应去除废水中的大部分临时硬度和永久硬度，再在过滤过程中通过物理方式初步去除废水中的悬浮物和胶体，在初步过滤后通过精度更高的超滤的方式继续去除废水中的悬浮物和胶体，并最终通过离子交换的方式去除废水中的残余硬度，完成废水中的杂质的去除。去除杂质后的废水通过反渗透的方式去除废水中的含盐部分，得到可以从新利用的水质。在实施例一中，在反渗透之前通过化学和物理的方式去除废水中含有的杂质部分，避免杂质对反渗透装置进行干扰和反渗透膜结垢的现象，确保反渗透装置可以在高回收率下连续、稳定的运行，保证废水的回收量。

本实施例的回收方法中，经过澄清、过滤、超滤和离子交换的操作可以去除废水中的硬度。通过反渗透可以去除废水中的盐度。本实施例在反渗透之前可以最大限度地去除废水中影响反渗透各种杂质，以确保反渗透装置可以在较高的回收率下连续、稳定地运行，以保证废水的回收量。

在进行废水回收之前需要对废水进行预处理，即将废水流入到调节池中，在调节池中对废水进行水量和水质的均衡。均衡后的废水流入到澄清池中，开始进行废水的回收。

如图2所示，实施例二的回收方法包括如下的步骤：

步骤S10：降低澄清池内的废水的硬度，在澄清池内，可以通过物理和化学的方式去除废水中的部分暂时硬度和永久硬度，降低澄清池内的废水的硬度优选包括如下的步骤：

步骤S11：在废水中加入絮凝剂，使废水中的细小颗粒聚集成大颗粒。

步骤S12：在澄清池内加入石灰和纯碱以使废水中生成沉淀。由于工业废水具有钙、镁硬度高，碱度低的特点，因此可以向澄清池中加入石灰（Cao）和纯碱（Na₂CO₃）并通过石灰和纯碱与废水中的碳酸盐硬度发生反应生成CaCO₃沉淀和Mg（OH）₂沉淀，降低了废水中的硬度和碱度。同时，具有巨大表面积的CaCO₃沉淀和Mg（OH）₂沉淀在沉淀的过程中可以大量吸附废水中的悬浮物、胶体、细菌以及病毒等物质，使得废水得到净化。

步骤S13：对沉淀进行分离。其中，分离出的废水部分进入到下游工序。

步骤S14：对分离后的沉淀进行脱水，得到水和沉淀物，使得到的水返回到澄清池内。将沉淀脱水得到的水返回到澄清池中，可使这部分脱水重新进行回收步骤，以提高废水的回收量。

步骤S30：通过过滤装置对降低硬度的废水进行过滤，通过超滤装置对过滤后的废水进行超滤，以去除废水中的悬浮物、颗粒物以及胶体。经过澄清步骤后，废水中仍然含有大量的颗粒物和胶体，这部分颗粒物和胶体可以通过过滤和超滤的物理方式从废水中去除。对废水进行过滤和超滤进一步包括以下步骤：

步骤S31：通过过滤装置对废水进行过滤。在步骤S13中将沉淀分离出去的废水会进入到过滤装置中进行过滤。优选地，过滤装置内设置有多个滤料层，每个滤料层内放置有不同材质的滤料，以使在从过滤装置的进口至出口的方向上，各滤料层内的滤料间的间隙逐层减小。当废水经过过滤装置时废水会沿滤料之间的间隙向出口流动，在此过程中，废水中部分的固体悬浮物进入滤料形成的微小孔眼，并受到吸附和机械阻留作用而被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，继续过滤着废水中的悬浮物质，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，降低水的浊度。过滤还可使废水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除。

步骤S32：调节废水的PH值，以使废水的PH值在8.0至9.0之间。从过滤装置出来的废水在进入超滤装置之前需要进行PH值的调节，以使废水的PH偏碱性，利于超滤的进行。

步骤S33：在废水中加入氧化性杀菌剂进行杀菌。废水中除硬度和盐分外还会含有细菌，当细菌进入到超滤装置内的会对超滤膜产生污染，影响超滤的进行。为防止细菌对超滤膜的污染，在废水进入超滤装置之间需要向废水中加入氧化性杀菌剂进行杀菌。优选地，氧化性杀菌剂可选用NaClO。

步骤S34：通过超滤装置对废水进行超滤。超滤装置在精度上远高于过滤装置，因此超滤装置可以将过滤装置无法去除的颗粒物和胶体从废水中滤出，进一步的去除废水中的杂质部分。废水在过滤器经过自清洗过滤器后会进入公共配水母管道，并通过流量控制阀进入各个超滤膜列。自清洗过滤器可以防止损害膜寿命的大的或是锋利的颗粒物进入超滤膜列，从而保证系统可靠运行和延长超滤膜的寿命。干净的水以由外向内的方式通过超滤膜表面上的微孔，即从超滤膜外面进入超滤膜内部，而颗粒固体包括胶状物则被截留在膜壳内，最后被排出系统。干净的水由每列的透过液母管排出超滤装置。

步骤S40：清洗过滤装置和清洗超滤装置。在过滤装置的工作过程中，滤料表面会粘附越来越多的杂质，甚至造成滤料结成泥球，因此，过滤装置须定期进行清洗，以恢复过滤装置的过滤功能。超滤装置也需通过清洗来维持超滤膜的表面清洁。清洗过滤装置和清洗超滤装置优选地包括如下步骤：

步骤S41：用清水对过滤装置和超滤装置进行反洗，并得到反洗液，使反洗液返回到澄清池内。为将滤料表面上杂质从滤料上分离，需要对过滤装置进行反冲洗，即反洗液冲过滤装置的出口处进入到过滤装置内，从过滤装置的出口流出。反洗液从出口流出后会夹带有杂质，致使反洗液无法直接排放，优选地，可将过滤装置和超滤装置的反洗液返回到澄清池中，使反洗液进行废水回收的流程。

步骤S42：用清水对反洗完的所滤装置进行正洗。过滤装置在每次反洗后均需要进行正洗以保证过滤装置没有发生阻塞，经过正洗之后的过滤装置可以进入正常的运行或待机状态，完成过滤装置的清洗。

步骤S50：通过离子交换器对废水进行离子交换以得到透过液。超滤后的废水虽然去除了杂质部分，但其中仍会溶解有部分的Ca²⁺离子和Mg²⁺离子，这部分离子的存在使得废水仍具有一定的硬度，这部分硬度被称作残余硬度。残余硬度的存在仍然会使废水在进行反渗透时产生结垢，影响废水的回收。为去除废水中的残余硬度，经过超滤步骤的废水会进入到离子交换器中进行离子交换，并通过离子交换树脂将水中废水中的Ca²⁺离子和Mg²⁺离子转化成Na⁺离子，达到软化废水的目的。通过离子交换器对废水进行离子交换以得到透过液进一步包括：

步骤S51：通过离子交换器对所述废水进行离子交换。通过离子交换，可将废水中的Ca²⁺离子和Mg²⁺离子替换成Na⁺离子，达到软化废水的目的。在离子交换过程中，为防止废水在进入离子交换器中时对树脂层上的压脂层直接冲击，在离子交换器内还应保持有一定高度的水垫层。优选地，离子交换器包括串联的钠离子交换器和弱酸阳离子交换器，串联的钠离子交换器和弱酸阳离子交换器形成两级离子交换系统，在两级离子交换系统中，废水的离子交换步骤成为一个两级离子交换的过程，可以较彻底地去除水中的Ca²⁺离子和Mg²⁺离子。废水在经过离子交换后会形成不带杂质的透过液。

步骤S52：在离子交换器中加入还原剂对交换剂进行还原再生，并得到再生废液。在离子交换器中，Ca²⁺离子和Mg²⁺离子被置换后会存留在交换剂中，导致交换剂的失效。此时，可通过NaCl对交换剂进行还原再生，再生的还原剂会重新变为NaR型，恢复置换能力，可以再次进行离子交换。

步骤S53：对再生废液进行蒸发处理。还原剂再生过程中产生的再生废液进入无法进行直接排放，需要导入到蒸发装置内，进行蒸发处理，实现废水的零排放。

步骤S60：对离子交换器进行反洗和冲洗，反洗和冲洗得到的液体返回到澄清池内。

步骤S80：通过反渗透装置对透过液进行反渗透以得到渗透液。经过离子交换的透过液去除掉了废水中的绝大部分硬度，但在透过液中还存在大量的盐分，需要通过反渗透的方式将透过液中的盐分去除，得到可以重新利用的渗透液。通过反渗透装置对透过液进行反渗透以得到渗透液进一步包括如下步骤：

步骤S81：对透过液进行反渗透，得到渗透液和第一浓液。反渗透装置包括第一反渗透装置和第二反渗透装置，离子交换得到的透过液在第一反渗透装置内进行第一次反渗透，透过液在经过第一反渗透装置后，透过反渗透膜的部分形成渗透液，未透过反渗透膜的部分浓缩形成第一浓液。其中，第一浓液内存留有透过液中的绝大部分盐类。渗透液内含盐量极小，可以作为清水参与到其它的工业生产中。

透过液在进行反渗透之前，需要经过精密过滤器去除透过液中的直径大于5μm颗粒杂质，以免这些杂质进入到反渗透装置从而对反渗透装置内的反渗透膜造成损伤。同时，由于之前使用了氧化性杀菌剂NaClO，废水中的Cl离子会氧化反渗透膜并造成不可恢复的损害，在反渗透之间，还需要去除透过液中的余氯，以保证透过液中不含有氯。为防止反渗透膜被细菌污染，还要在透过液进行反渗透之间向透过液中加入非氧化性的杀菌剂，非氧化性的杀菌剂可有反渗透装置的生产商进行提供，以较好的保护反渗透膜。

步骤S82：对第一浓液进行反渗透，得到渗透液和第二浓液。在第一反渗透装置排出的第一浓液会进入到第二反渗透装置内进行第二次反渗透。第一浓液经过反渗透后会产生渗透液和第二浓液，其中，第一浓液产生的渗透液和透过液产生的渗透液一同通过水箱进行回收，用于其它的生产环节。第二次反渗透可以使第一浓液进一步浓缩，从而减少浓液的产生量并提高了渗透液的产量。

步骤S83：对第二浓液进行蒸发处理。第二浓液内含有大量的盐分而无法直接排放，需要导入到蒸发装置内，进行蒸发处理，实现废水的零排放。

为了保证反渗透装置的可以在设定的回收率下长期、稳定的运行，还要在反渗透装置内加入阻垢剂，防止反渗透膜的污染。同时，反渗透装置在运动过程中能够在正常运行的同时完成一定程度的自清洗过程，同时实现一定清洗周期的化学清洗过程，以保证装置的稳定运行。

步骤S90：通过水箱对渗透液进行收集。

表一

表一示出了一组按照实施例二的方法步骤对废水进行回收试验的水质数据表。从表一中可以看出，在第一次试验中，废水的水质为：PH为8.0，NH₄-N浓度为4.7mg/L、COD浓度为80mg/L、TDS浓度为2500mg/L。废水先经过澄清池进行软化预处理，去除大部分的暂时硬度和部分永久硬度，同时去除约20％COD；然后进入过滤装置和超滤装置，在过滤装置和超滤装置内截留住大部分颗粒悬浮物。超滤装置的出水进入两级离子交换系统进一步软化；经离子交换得到的透过液进入到第一反渗透装置内，并将第一反渗透装置的回收率设置为75％，得到的渗透液的水质为：COD浓度为3.00mg/L，NH₄-N浓度为0.5mg/L，TDS浓度为34mg/L；浓缩4倍后产生的第一浓液进入第二反渗透装置进行进一步的浓缩，将第二反渗透装置的回收率设定为85％，则第二反渗透装置产出的第二浓液的水质为：COD浓度为460mg/L，NH₄-N浓度为35mg/L，TDS浓度为20600mg/L，第二浓液进入后续的蒸发系统进行蒸发处理。

在第二次试验中，废水的水质为：PH为7.5，NH₄-N浓度为4.1mg/L、COD浓度为75mg/L、TDS浓度为2111mg/L。废水先经过澄清池进行软化预处理，去除大部分的暂时硬度和部分永久硬度，同时去除约20％COD；然后进入过滤装置和超滤装置，在过滤装置和超滤装置内截留住大部分颗粒悬浮物。超滤装置的出水进入两级离子交换系统进一步软化；经离子交换得到的透过液进入到第一反渗透装置内，并将第一反渗透装置的回收率设置为75％，得到的渗透液的水质为：COD浓度为2.00mg/L，NH₄-N浓度为0.5mg/L，TDS浓度为55mg/L；浓缩4倍后产生的第一浓液进入第二反渗透装置进行进一步的浓缩，将第二反渗透装置的回收率设定为85％，则第二反渗透装置产出的第二浓液的水质为：COD浓度为425mg/L，NH₄-N浓度为33mg/L，TDS浓度为16800mg/L，第二浓液进入后续的蒸发系统进行蒸发处理。

第三次试验至第六次试验的过程与第一次试验和第二池试验的过程相同，废水水质、渗透液水质和第二浓液的水质均可在表中查询，在此不再赘述。

本发明还提供了一种废水回收系统，如图3所示，根据废水回收系统的实施例，包括：澄清池10、过滤装置、超滤装置、离子交换器、反渗透装置和水箱50。本实施例的废水回收系统，通过澄清池10、过滤装置、超滤装置和离子交换器去除废水中的暂时硬度、永久硬度以及杂质，并通过反渗透装置去除废水中的盐度，使废水得到净化，得到可以用于生产的清水。并且本实施例的回收系统具有节约成本和易于操作的优点。

优选地，澄清池10为高密度澄清池10。在本实施例中，高密度澄清池10包括混合池以及设置在混合池下游的反应池和蓄水池。其中，混合池包括一级混合池和二级混合池。一级混合池内设置有第一搅拌机构和第一投放口，废水进入到一级混合池内后，通过第一投放口向废水内加入絮凝剂，并通过第一搅拌机构对絮凝剂和废水进行混合。经一级混合池处理后的废水会进入到二级混合池，二级混合池内设置有第二投放口。通过第二投放口可以向废水中投入石灰和纯碱，通过化学除硬反应去除废水中的暂时硬度和永久硬度。其中发生的化学反应如下：

去除暂时硬度：

Ca(HCO₃)₂+Ca(OH)₂=2CaCO₃↓+2H₂O

Mg(HCO₃)₂+Ca(OH)₂=2CaCO₃↓+Mg(OH)₂↓+2H₂O

去除永久硬度：

MgCl₂+Ca(OH)₂=Mg(OH)₂↓+CaCl₂

CaCl₂+Na₂CO3=CaCO₃↓+2NaCl

经过化学除硬的废水会进入到反应池中进行后续步骤。反应池包括混凝搅拌反应池和混凝推流式反应池。废水会先进入到混凝搅拌反应池中，在混凝搅拌反应池中设置有第三投放口和第二搅拌机构，通过第三投放口可以向废水中投入絮凝剂，第二搅拌机构可以使混凝搅拌反应池内的水流均匀混合，并为絮凝和聚合电解质的分配提供所需的动能，以产生矾花。混凝搅拌反应池中的废水和矾花会进入到混凝推流式反应池，其中，矾花应慢速的进入到混凝推流式反应池中，这样可以避免矾花破碎，并产生漩涡，以有利于大量的悬浮固体颗粒在混凝推流式反应池内均匀沉积。矾花会在混凝推流式反应池的下部汇集成污泥并浓缩，可以通过设置在混凝推流式反应池内的刮泥机对这些污泥进行整理和收集。在混凝推流式反应池的上部设置有集水装置，集水装置包括集水槽和设置在集水槽下方的斜管，斜管可以将剩余的矾花沉淀，并通过集水槽对清水进行收集，收集的清水会进入到蓄水池内进行存储。在澄清池10中，一级混合池的进口形成了澄清池进口，蓄水池的出口形成了澄清池出口。

上述过程中生成的沉淀通过脱水装置进行沉淀物和水的分离，并且分离出的水重新回到一级混合池内重新参与回收，分离出的沉淀物形成污泥排出。

澄清池出口连接有过滤装置，过滤装置优选为滤料过滤器21，滤料过滤器21在过滤进口和过滤出口之间具有多个滤料层，各滤料层内放置有不同的滤料，在沿过滤进口至过滤出口的方向上，各滤料层内滤料形成的过滤间隙依次减小。滤料过滤器21的设置，使得废水经过滤料过滤器21时，废水会沿滤料之间的间隙向出口流动，在此过程中，废水中部分的固体悬浮物进入滤料形成的微小孔眼，并受到吸附和机械阻留作用而被滤料的表层所截留。同时，这些被截留的悬浮物之间又发生重叠和架桥等作用，继续过滤着废水中的悬浮物质，由于滤料彼此之间紧密地排列，水中的悬浮物颗粒流经滤料层中那些弯弯曲曲的孔道时，就有着更多的机会及时间与滤料表面相互碰撞和接触，于是，水中的悬浮物就在滤料表面粘附，即接触过滤，将水中细小颗粒杂质截留下来，从而使水得到进一步的澄清和净化，降低水的浊度。过滤工序中还可使水中的有机物质、细菌、病毒等随着浊度的降低而被大量去除。

过滤装置的下游连接有超滤装置22，由于过滤装置的结构限制，无法对废水进行精密过滤，因此通过超滤装置22去除过滤装置中无法去除的颗粒固体和胶状物。在超滤装置22上或过滤装置和超滤装置22之间还设置有预处理装置。预处理装置在废水通过超滤膜进行超滤前需要对废水进行PH值的调节、颗粒物的过滤和消毒等措施，以对超滤装置22的超滤膜进行保护。超滤装置22具有超滤进口和超滤出口，其中，超滤进口和过滤出口连通，经过超滤后的废水从超滤出口排出超滤装置22。

经过超滤后，废水中仍会存留有少量的Ca²⁺离子和Mg²⁺离子，这是由于CaCO₃和MgOH₂在水中仍有很小的溶解度造成的，这部分硬度被称为残余硬度，残余硬度会产生废水在反渗透系统中结垢的问题，需要将这部分硬度从水中除去，因此在超滤装置的出口处连接有离子交换器，通过离子交换的方式去除废水中的Ca²⁺离子和Mg²⁺离子。

优选地，离子交换器包括串联设置的第一离子交换器和第二离子交换器，进一步优选地，第一离子交换器为钠离子交换器，第二离子交换器为弱酸阳离子交换器。串联第一离子交换器和第二离子交换器形成了两级离子交换系统，废水在两级离子交换系统内经过两次离子交换后会将Ca²⁺离子和Mg²⁺离子置换到交换剂中，达到软化废水的目的。第一离子交换器具有第一离子交换进口和第一离子交换出口，第二离子交换器具有第二离子交换进口、第二离子交换出口和第三离子交换出口，其中，第一离子交换进口形成离子交换器的交换器进口，与超滤装置的超滤出口相连。第一离子交换出口和第二离子交换进口连通，第二离子交换出口形成第一交换器出口，废水在完成离子交换后从第一交换器出口排出，形成透过液。第三离子交换出口形成了第二交换器出口。

由于废水中的Ca²⁺离子和Mg²⁺离子会被置换到交换剂中，于是交换剂失效，此时可以通过设置在离子交换器上的还原剂添加装置向交换剂中加入NaCl对交换剂进行还原再生，恢复交换剂的置换能力。

经过离子交换的废水去除了其中的硬度部分，但还含有大量的盐分，这些盐分可通过反渗透装置进行去除。

反渗透装置包括第一反渗透装置41和第二反渗透装置42。第一反渗透装置41包括第一反渗透装置进口，第一反渗透出口以及第二反渗透出口，其中，第一反渗透装置进口形成了反渗透装置的反渗透进口，并与离子交换器的交换出口连通。透过液在第一反渗透装置41内进行反渗透后会得到渗透液和第一浓液，渗透液为去除了盐分后的透过液，渗透液会通过第一反渗透出口排出，并最终流入到水箱50中进行收集。第一浓液内含有透过液内的大部分盐类，会通过第二反渗透出口流入到第二反渗透装置42内。

第二反渗透装置42包括第二反渗透装置进口、第三反渗透出口和第四反渗透出口，第二反渗透装置进口与第二反渗透出口连通，以接收第一反渗透装置41内排出的第一浓液。第一反渗透浓液在第二反渗透装置42内进一步的进行浓缩，得到渗透液和第二浓液，渗透液通过第三反渗透出口排出第二反渗透装置，并最终流入到水箱50中进行收集，即第一反渗透出口和第三反渗透出口共同形成了反渗透装置的反渗透出口，并且该反渗透出口与水箱的进口连通。在第二反渗透装置42内形成的第二浓液通过第四反渗透出口排出到蒸发器60中进行蒸发处理，以实现废水的零排放。蒸发器60的入口除与第四反渗透出口相连的同时，还与第二交换器出口相连，以将在交换剂还原过程中产生的再生废液排出到蒸发器60中同第二浓液一同蒸发。

为保护反渗透装置内的反渗透膜，透过液在进行反渗透之前需要在透过液中加入还原剂以去除其中含有的氯，防止氯对反渗透膜造成不可逆的损失。同时，为保证反渗透装置的持续运行，可向透过液加入阻垢剂等物质防止反渗透膜的污染。阻垢剂和还原剂可由反渗透装置的生产厂家提供。

经试验，采用上述的废水回收系统，可使废水的回收率有普通工艺的75%提高到90%，并且由于多重去除杂质的工序，系统可在90%的回收率下连续稳定的运行，并且回收的水质符合国家优级再生水的标准，回收的再生水可全部用于循环冷却水系统和化学水站。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种废水回收系统，其特征在于，包括：

澄清池(10)，具有澄清池进口和澄清池出口；

过滤装置，具有过滤进口和过滤出口，所述过滤进口与所述澄清池出口连通；

超滤装置，具有超滤进口和超滤出口，所述超滤进口与所述过滤出口连通；

离子交换器，具有交换器进口和第一交换器出口，所述交换器进口与所述超滤出口连通；

反渗透装置，具有反渗透进口和反渗透出口，所述反渗透进口与所述第一交换器出口连通；

水箱(50)，具有水箱进口，所述水箱进口与所述反渗透出口连通；

其中，所述澄清池(10)还包括混合池、设置在所述混合池下游的反应池以及蓄水池；

所述混合池包括：一级混合池和位于所述一级混合池下游的二级混合池，所述第一混合池内设置有第一搅拌机构和第一投放口，所述第一混合池的进口形成所述澄清池进口，所述二级混合池内设置有第二投放口；

所述反应池包括：混凝搅拌反应池和位于所述混凝搅拌反应池下游的混凝推流式反应池，所述混凝搅拌反应池内设置有第二搅拌机构以及第三投放口，所述混凝推流式反应池内设置有刮泥机和集水装置，所述集水装置设置在所述混凝推流式反应池的上部，所述刮泥机的刮板位于所述混凝推流式反应池的底部；

所述蓄水池的进口与所述集水装置连通，所述蓄水池的出口形成所述澄清池出口。

2.根据权利要求1所述的废水回收系统，其特征在于，所述过滤装置为滤料过滤器(21)，所述滤料过滤器(21)的进口和出口之间设置有多个滤料层，各所述滤料层的过滤间隙在沿所述滤料过滤器(21)的进口至出口的方向上依次减小。

3.根据权利要求1所述的废水回收系统，其特征在于，所述离子交换器包括串联的第一离子交换器和第二离子交换器，所述第一离子交换器为钠离子交换器，所述第二离子交换器为弱酸阳离子交换器。

4.根据权利要求1所述的废水回收系统，其特征在于，所述离子交换器上还设置有用以添加还原剂以对所述离子交换器内的交换剂进行还原的还原剂添加装置。

5.根据权利要求1所述的废水回收系统，其特征在于，所述反渗透装置包括：

第一反渗透装置(41)，包括第一反渗透装置进口、第一反渗透出口和第二反渗透出口，所述第一反渗透装置进口形成所述反渗透进口；

第二反渗透装置(42)，包括第二反渗透装置进口和第三反渗透出口，所述第二反渗透装置进口与所述第二反渗透出口连通，所述第三反渗透出口与所述第一反渗透出口共同形成所述反渗透出口。

6.根据权利要求5所述的废水回收系统，其特征在于，还包括蒸发器(60)，所述离子交换器还具有第二交换器出口，所述第二反渗透装置(42)还具有第四反渗透出口，所述蒸发器(60)的进口与所述第二交换器出口和所述第四反渗透出口均连通。