CN103922537B - 一种循环水排污水膜法回用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种循环水排污水膜法回用系统，包括碱性联合软化、臭氧-生物活性炭、超滤、反渗透、电渗析等水处理过程。该工艺针对火电厂循环水排污水的水质特点，首先采用碱性软化、臭氧-生物活性炭处理等工艺对原水进行预处理，然后采用超滤、反渗透双膜处理工艺，反渗透浓排水进入电渗析装置浓缩处理，少量电渗析浓盐水进行固化处理。本发明由于采用了碱性软化和臭氧-生物活性炭预处理工艺，可以有效降低水中的致垢成分和难降解有机物含量，并通过电渗析浓缩处理实现了末端高含盐量废水最大程度的减量化，因此，具有运行稳定性好、反渗透膜低污堵、系统整体回收率高等特点。
Description
技术领域
本发明属于污水再利用技术领域，具体涉及一种循环水排污水膜法回用系统。
背景技术
循环水排污水占循环冷却型火电厂总废水量的80％左右，是循环冷却型火电厂节水减排的关键。循环水的含盐量、悬浮物、碱度、硬度等含量均较高，而且为了防腐防垢及控制微生物滋生，需投加水稳剂、杀菌剂等化学药剂，因此，循环水中的难降解有机物含量也较高。
目前，已投运的循环水排污水处理回用系统一般采用“混凝澄清+膜法(超滤-反渗透)”处理工艺，但这种工艺系统的回收率低(一般为50％～65％)，反渗透膜易污堵，运行稳定性差。
反渗透处理产生的反渗透浓水是高含盐量废水，直接排放会污染环境，也不符合电力行业节能减排的政策要求。
中国专利申请号为200810225942.4的发明专利申请公开了一种循环冷却系统排污水的处理方法，包括电絮凝-沉淀、超滤、反渗透等处理过程。该方法针对化工装置循环冷却系统排污水的特点，采用电絮凝等预处理措施和双膜处理流程，反渗透产水可以直接回用或做进一步的脱盐处理。但该处理方法并未对循环水排污水中的致垢成分和难降解有机物进行有效去除，且对含盐量较高的反渗透浓水也没有提出处置方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种循环水排污水膜法回用系统，该系统可以减少反渗透膜污堵，提高水回收率。
为达到上述目的，本发明所述的循环水排污水膜法回用系统包括管道混合器、反应池、沉淀池、pH调节装置、过滤器、臭氧接触反应池、生物活性炭滤池、超滤装置、阻垢剂箱、反渗透装置、淡水箱、电渗析装置、电渗析产水箱、混凝剂加药系统、软化剂加药系统、臭氧发生器、以及用于放置污水的原水池；
所述混凝剂加药系统的混凝剂出口与原水池的出水口通过管道混合器汇管，反应池的入口分别与管道混合器的出口及软化剂加药系统的软化剂出口相连通，沉淀池的入水口与反应池的出水口相连通，沉淀池的出水口与pH调节装置的出口通过管道并管后与过滤器的入水口相连通，臭氧接触反应池的入口分别与过滤器的出水口及臭氧发生器的臭氧出口相连通，臭氧接触反应池的出水口与生物活性炭滤池的入水口相连接，生物活性炭滤池的出水口通过超滤装置与反渗透装置的入水口相连通，反渗透装置上的阻垢剂入口与阻垢剂箱的出口相连通，反渗透装置的淡水出口及浓水出口分别与淡水箱的入水口及电渗析装置的入水口相连通，电渗析装置的电渗析淡水出口及浓盐水出口分别与电渗析产水箱的入水口及浓盐水固化处理系统的入水口相连通。
所述过滤器的出水口与臭氧接触反应池的入口之间设有滤后水箱及提升泵，过滤器的出水口与滤后水箱的入水口相连通，滤后水箱的出水口通过提升泵与臭氧接触反应池的入口相连通。
所述生物活性炭滤池的出水口与超滤装置的入水口之间设有清水池及超滤给水泵，生物活性炭滤池的出水口与清水池的入水口相连通，清水池的出水口通过超滤给水泵与超滤装置的入水口相连通，生物活性炭滤池的进气口连通有反洗风机，生物活性炭滤池上的反洗水入口与清水池的出水口通过反洗水泵相连通，生物活性炭滤池上的反洗排水口与原水池的入水口相连通。
所述超滤装置的出水口与反渗透装置的入水口之间依次设有超滤产水箱、增压泵、保安过滤器及高压泵。
所述反渗透装置上的阻垢剂入口与阻垢剂箱的出口通过阻垢剂计量泵相连通。
所述臭氧接触反应池上的气体出口连通有尾气吸收装置。
还包括污泥池及压滤机，沉淀池的底部设有自动排污阀，自动排污阀与污泥池相连通，污泥池上层的上清液出口与原水池的入水口相连通，污泥池的底部设有污泥回流装置，污泥回流装置的活性污泥出口与反应池的污泥入口相连通，污泥池下层的污泥出口通过压滤机与原水池的入水口相连通。
所述混凝剂加药系统中的混凝剂为PFS或FeCl3；
所述软化剂加药系统27中的软化剂为石灰乳及碳酸钠溶液。
所述电渗析装置采用倒极电渗析的方法进行处理，倒极间隔为0.5h～1h，运行压力为0.05MPa～0.20MPa。
所述淡水箱的出水口处设有淡水泵。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的循环水排污水膜法回用系统在对污水进行处理的过程中依次通过混凝剂及软化剂处理、臭氧及生物活性炭处理、超滤、反渗透及电渗析来实现污水的处理，从而有效的降低了水中的致垢成分及难降解的有机物，并通过电渗析装置及电渗析产水箱实现末端浓水的减量化，具有稳定性好，反渗透膜低污堵、水回收率高等优点，本发明所述的循环水排污水膜法回用系统水的回收率可达到90％以上。
进一步，生物活性炭滤池的进气口连通有反洗风机，生物活性炭滤池上的反洗水入口与清水池的出水口通过反洗水泵相连通，从而可以提高生物活性炭滤池的反洗效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中，1为原水池、2为管道混合器、3为反应池、4为沉淀池、5为pH调节装置、6为过滤器、7为滤后水箱、8为提升泵、9为臭氧接触反应池、10为生物活性炭滤池、11为清水池、12为超滤给水泵、13为超滤装置、14为超滤产水箱、15为增压泵、16为保安过滤器、17为高压泵、18为反渗透装置、19为淡水箱、20为淡水泵、21为电渗析装置、22为电渗析产水箱、23为污泥池、24为污泥回流装置、25为压滤机、26为混凝剂加药系统、27为软化剂加药系统、28为臭氧发生器、29为尾气吸收装置、30为反洗风机、31为反洗水泵、32为阻垢剂箱、33为阻垢剂计量泵、34为浓盐水固化处理系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明所述的循环水排污水膜法回用系统包括管道混合器2、反应池3、沉淀池4、pH调节装置5、过滤器6、臭氧接触反应池9、生物活性炭滤池10、超滤装置13、阻垢剂箱32、反渗透装置18、淡水箱19、电渗析装置21、电渗析产水箱22、混凝剂加药系统26、软化剂加药系统27、臭氧发生器28、以及用于放置污水的原水池1；所述混凝剂加药系统26的混凝剂出口与原水池1的出水口通过管道混合器2汇管，反应池3的入口分别与管道混合器2的出口及软化剂加药系统27的软化剂出口相连通，沉淀池4的入水口与反应池3的出水口相连通，沉淀池4的出水口与pH调节装置5的出口通过管道并管后与过滤器6的入水口相连通，臭氧接触反应池9的入口分别与过滤器6的出水口及臭氧发生器28的臭氧出口相连通，臭氧接触反应池9的出水口与生物活性炭滤池10的入水口相连接，生物活性炭滤池10的出水口通过超滤装置13与反渗透装置18的入水口相连通，反渗透装置18上的阻垢剂入口与阻垢剂箱32的出口相连通，反渗透装置18的淡水出口及浓水出口分别与淡水箱19的入水口及电渗析装置21的入水口相连通，电渗析装置21的电渗析淡水出口及浓盐水出口分别与电渗析产水箱22的入水口及浓盐水固化处理系统34的入水口相连通。
需要说明的是，所述过滤器6的出水口与臭氧接触反应池9的入口之间设有滤后水箱7及提升泵8，过滤器6的出水口与滤后水箱7的入水口相连通，滤后水箱7的出水口通过提升泵8与臭氧接触反应池9的入口相连通；所述生物活性炭滤池10的出水口与超滤装置13的入水口之间设有清水池11及超滤给水泵12，生物活性炭滤池10的出水口与清水池11的入水口相连通，清水池11的出水口通过超滤给水泵12与超滤装置13的入水口相连通，生物活性炭滤池10的入风口连通有反洗风机30，生物活性炭滤池10上的反洗水入口与清水池11的出水口通过反洗水泵31相连通，生物活性炭滤池10上的反洗排水口与原水池1的入水口相连通；所述超滤装置13的出水口与反渗透装置18的入水口之间依次设有超滤产水箱14、增压泵15、保安过滤器16及高压泵17；所述反渗透装置18上的阻垢剂入口与阻垢剂箱32的出口通过阻垢剂计量泵33相连通；所述臭氧接触反应池9上的气体出口连通有尾气吸收装置29；本发明还包括污泥池23及压滤机25，沉淀池4的底部设有自动排污阀，自动排污阀与污泥池23相连通，污泥池23上层的上清液出口与原水池1的入水口相连通，污泥池23的下层设有污泥回流装置24，污泥回流装置24的活性污泥出口与反应池3的污泥入口相连通，污泥池23下层的污泥出口通过压滤机25与原水池1的入水口相连通；所述混凝剂加药系统26中的混凝剂为PFS或FeCl3；所述软化剂加药系统27中的软化剂为石灰乳及碳酸钠溶液；所述电渗析装置21采用倒极电渗析的方法进行处理，倒极间隔为0.5h～1h，运行压力为0.05MPa～0.20MPa，淡水箱19的出水口处设有淡水泵20。
本发明的具体工作过程为：
原水池1中待处理污水经混凝剂加药系统26投加混凝剂后通过管道混合器2进入反应池3，通过软化剂加药系统27加药使反应池3中的污水进行碱性联合软化，然后进入沉淀池4进行澄清，沉淀池4出水经过pH调节装置5调节pH后，进入过滤器6过滤，过滤后的进入滤后水箱7。滤后水箱7中的水经提升泵8进入臭氧接触反应池9中进行臭氧氧化，臭氧接触反应池9的出水流至生物活性炭滤池10中进行生物降解处理，生物降解处理后的水进入清水池11中。清水池11中的水经超滤给水泵12后输送至超滤装置13中，再经超滤装置13处理后进入到超滤产水箱14中；超滤产水箱14中的水由增压泵15送至保安过滤器16中进行过滤，滤后的水经高压泵17增压后进入到反渗透装置18中进行脱盐处理，脱盐处理后的水进入到淡水箱19中，最后再经淡水泵20进行回用。反渗透后的浓水进入到电渗析装置21中进行进一步浓缩，经电渗后的水进入电渗析产水箱22进行回用，少量浓盐水根据环保要求通过浓盐水固化处理系统34进行进一步固化处理。
以下是本发明的实施例：
宁夏某火电厂，循环水排污水的pH为8.65，电导率为2790μS/cm，总硬度为20.1mmol/L，钙硬度为10.8mmol/L，CODcr为45mg/L，水量为120m3/h。循环水排污水回用系统选用聚合硫酸铁PFS为混凝剂，石灰和碳酸钠为软化剂。
原水池1的进水流量为120m3/h，待处理循环水排污水由原水池1经过泵提升后，投加15mg/L聚合硫酸铁，利用管道混合器2产生的微涡旋使药剂快速、均匀分散到水体，有利于絮凝反应的快速进行。然后，向反应池3投加石灰乳(300mg/L)和碳酸钠(600mg/L)进行碱性软化处理，在沉淀池4进行澄清、固液分离，经过滤器6过滤并加酸调整pH至8.5左右后，进入滤后水箱7。过滤器6设计为气水联合反洗方式，反洗强度为10L/(m2·s)，气源来自于厂内工业风，反洗水来自滤后水箱7，反洗排水回至原水池1。
沉淀池4底排泥进污泥池23沉淀，上清液回原水池1；污泥池23至反应池3的污泥回流比为10％，以增加反应核心，有利于提高软化处理效果；剩余污泥经压滤机25压滤，泥饼外运至灰场统一处理，滤液回至原水池1。
臭氧接触反应池9采用下进水方式，呈向上升流和向下降流方向折向流动。臭氧发生器28生成的O3通过池底的布气板扩散成微气泡与水流呈逆向接触反应。过量的O3气体被尾气吸收装置29收集统一处理。
生物活性炭滤池10设有反洗风机30和反洗水泵31，反洗水来自清水池11，反洗强度为7L/(m2·s)，反洗排水回至原水池1。
超滤装置13产水流量110m3/h，进入超滤产水箱14，超滤装置13反洗水来自超滤产水箱14，反洗排水回至原水池1。反渗透前设保安过滤器16，超滤产水经保安过滤器16过滤并经高压泵17增压后，进入反渗透进行脱盐处理，反渗透出力100m3/h，淡水75m3/h回用。反渗透阻垢剂加药量为3mg/L。
30m3/h反渗透浓水进入电渗析装置21进行浓缩，电渗析装置21为倒极电渗析，倒极间隔为40min，运行压力为0.05MPa～0.10MPa，运行电压为19V，电流为20A。22m3/h电渗析产水回用，8m3/h电渗析浓盐水进行进一步固化处理。
实施效果：本发明的循环水排污水膜法回用系统中滤后水箱7内的水pH为8.47，电导率为2506μS/cm，总硬度为0.40mmol/L，钙硬度为0.18mmol/L，CODcr含量为40mg/L；臭氧-生物活性炭处理后，CODcr含量为18mg/L；反渗透淡水电导率为52μS/cm，浓水电导率为7540μS/cm，反渗透脱盐率98.06％；电渗析产水电导率为2510μS/cm，浓水电导率为33140μS/cm，电渗析脱盐率为70.02％；循环水排污水膜法回用系统整体回收率大大提高，约为92％。
Claims (8)
1.一种循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，包括管道混合器(2)、反应池(3)、沉淀池(4)、pH调节装置(5)、过滤器(6)、臭氧接触反应池(9)、生物活性炭滤池(10)、超滤装置(13)、阻垢剂箱(32)、反渗透装置(18)、淡水箱(19)、电渗析装置(21)、电渗析产水箱(22)、混凝剂加药系统(26)、软化剂加药系统(27)、臭氧发生器(28)、以及用于放置污水的原水池(1)；
所述混凝剂加药系统(26)的混凝剂出口与原水池(1)的出水口通过管道混合器(2)汇管，反应池(3)的入口分别与管道混合器(2)的出口及软化剂加药系统(27)的软化剂出口相连通，沉淀池(4)的入水口与反应池(3)的出水口相连通，沉淀池(4)的出水口与pH调节装置(5)的出口通过管道并管后与过滤器(6)的入水口相连通，臭氧接触反应池(9)的入口分别与过滤器(6)的出水口及臭氧发生器(28)的臭氧出口相连通，臭氧接触反应池(9)的出水口与生物活性炭滤池(10)的入水口相连接，生物活性炭滤池(10)的出水口通过超滤装置(13)与反渗透装置(18)的入水口相连通，反渗透装置(18)上的阻垢剂入口与阻垢剂箱(32)的出口相连通，反渗透装置(18)的淡水出口及浓水出口分别与淡水箱(19)的入水口及电渗析装置(21)的入水口相连通，电渗析装置(21)的电渗析淡水出口及浓盐水出口分别与电渗析产水箱(22)的入水口及浓盐水固化处理系统(34)的入水口相连通；
还包括污泥池(23)及压滤机(25)，沉淀池(4)的底部设有自动排污阀，自动排污阀与污泥池(23)相连通，污泥池(23)上层的上清液出口与原水池(1)的入水口相连通，污泥池(23)的底部设有污泥回流装置(24)，污泥回流装置(24)的活性污泥出口与反应池(3)的污泥入口 相连通，污泥池(23)下层的污泥出口通过压滤机(25)与原水池(1)的入水口相连通；
所述过滤器(6)的出水口与臭氧接触反应池(9)的入口之间设有滤后水箱(7)及提升泵(8)，过滤器(6)的出水口与滤后水箱(7)的入水口相连通，滤后水箱(7)的出水口通过提升泵(8)与臭氧接触反应池(9)的入口相连通；
所述生物活性炭滤池(10)的出水口与超滤装置(13)的入水口之间设有清水池(11)及超滤给水泵(12)，生物活性炭滤池(10)的出水口与清水池(11)的入水口相连通，清水池(11)的出水口通过超滤给水泵(12)与超滤装置(13)的入水口相连通，生物活性炭滤池(10)的进气口连通有反洗风机(30)，生物活性炭滤池(10)上的反洗水入口与清水池(11)的出水口通过反洗水泵(31)相连通，生物活性炭滤池(10)上的反洗排水口与原水池(1)的入水口相连通。
2.根据权利要求1所述的循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，所述超滤装置(13)的出水口与反渗透装置(18)的入水口之间依次设有超滤产水箱(14)、增压泵(15)、保安过滤器(16)及高压泵(17)。
3.根据权利要求1所述的循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，所述反渗透装置(18)上的阻垢剂入口与阻垢剂箱(32)的出口通过阻垢剂计量泵(33)相连通。
4.根据权利要求1所述的循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，所述臭氧接触反应池(9)上的气体出口连通有尾气吸收装置(29)。
5.根据权利要求1所述的循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，还包括污泥池(23)及压滤机(25)，沉淀池(4)的底部设有自动排污阀， 自动排污阀与污泥池(23)相连通，污泥池(23)上层的上清液出口与原水池(1)的入水口相连通，污泥池(23)的底部设有污泥回流装置(24)，污泥回流装置(24)的活性污泥出口与反应池(3)的污泥入口相连通，污泥池(23)下层的污泥出口通过压滤机(25)与原水池(1)的入水口相连通。
6.根据权利要求1所述的循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，
所述混凝剂加药系统(26)中的混凝剂为PFS或FeCl3；
所述软化剂加药系统(27)中的软化剂为石灰乳及碳酸钠溶液。
7.根据权利要求1所述的循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，所述电渗析装置(21)采用倒极电渗析的方法进行处理，倒极间隔为0.5h～1h，运行压力为0.05MPa～0.20MPa。
8.根据权利要求1所述的循环水排污水膜法回用系统，其特征在于，所述淡水箱(19)的出水口处设有淡水泵(20)。
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