CN103979708A - 一种酸碱再生废水处理系统及方法 - Google Patents

一种酸碱再生废水处理系统及方法 Download PDF

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Abstract

一种酸碱再生废水处理系统及方法，包括连通的精处理酸碱再生废水池、CO2投加系统及超滤系统；超滤系统与一级反渗透系统相连；一级反渗透系统与汽提精馏系统和二级反渗透系统相连，汽提精馏系统与氨水回收系统和电解制氯系统连通；二级反渗透系统与二级反渗透产水水箱和精处理酸碱再生废水池相连。酸碱再生废水经精处理酸碱再生废水池混合、CO2投加系统调pH值，超滤系统除悬浮物后送入一级反渗透系统，其浓水再经汽提精馏系统处理，其排水送入电解制氯系统，氨水送入氨水回收系统进行回收，产水经二级反渗透系统处理后收集产水，浓水返回精处理酸碱再生废水池中处理。本发明能够实现精处理系统所产生的酸碱再生废水的综合利用及零排放。

Description

一种酸碱再生废水处理系统及方法
技术领域
本发明属于工业废水处理与资源循环利用技术领域，具体涉及一种酸碱再生废水处理系统及方法。
背景技术
目前，火电厂凝结水精处理系统的酸碱再生废水通常是经中和处理之后达标排放，或者用于中和火电厂内其余酸碱废水。精处理系统酸碱再生废水处理系统主要为以下几种：酸碱中和法、化学反应沉淀法、生化法、FENTON试剂法、纳滤/反渗透法。但是现有的系统以及处理方法不能对酸碱再生废水实现综合利用以及零排放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酸碱再生废水处理系统及方法，该系统及方法能够实现精处理系统所产生的酸碱再生废水的综合利用及零排放。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括依次连通的精处理酸碱再生废水池、CO2投加系统以及超滤系统；超滤系统的废水出口与工业废水系统相连，超滤系统的出水口与一级反渗透系统相连；所述的一级反渗透系统的浓水出口与汽提精馏系统相连通，汽提精馏系统的出口分为两路，一路与氨水回收系统连通，另一路与电解制氯系统连通；一级反渗透系统的产水出口与二级反渗透系统相连通，二级反渗透系统的出口分为两路，一路与二级反渗透产水水箱相连通，另一路与精处理酸碱再生废水池的入口相连通。
所述的一级反渗透系统包括与超滤系统的出水口相连通的一级苦咸水反渗透系统；一级苦咸水反渗透系统的浓水出口依次与一级苦咸水反渗透浓水箱和一级海水反渗透系统相连通，一级海水反渗透系统的浓水出口与汽提精馏系统相连通；一级苦咸水反渗透系统的产水出口和一级海水反渗透系统的产水出口分别与二级反渗透系统相连通。
所述的一级苦咸水反渗透系统和二级反渗透系统采用苦咸水反渗透膜，一级海水反渗透系统采用海水反渗透膜。
一种基于酸碱再生废水处理系统的酸碱再生废水处理方法，包括以下步骤：
1)将酸碱再生废水在精处理酸碱再生废水池中混合，混合后的酸碱再生废水进入CO2投加系统，通过CO2气体将酸碱再生废水的pH值调节至6-7，酸碱再生废水的pH值调节完后进入超滤系统去除酸碱再生废水中悬浮物及铁，得到出水和携带了悬浮物及铁的清洗水；
2)清洗水由超滤系统的废水出口排入工业废水系统中进行处理，出水进入一级反渗透系统进行一次脱盐浓缩，一次脱盐浓缩后得到一级浓水和一级产水；
3)一级浓水进入汽提精馏系统处理，得到氨水以及排水，氨水进入氨水回收系统回收利用，排水送至电解制氯系统进行电解制得次氯酸钠；同时，一级产水送入二级反渗透系统进行二次脱盐浓缩，二次脱盐浓缩后得到二级浓水和二级产水，二级产水进入二级反渗透产水水箱进行贮存，二级浓水返回精处理酸碱再生废水池继续处理。
所述的步骤1)中酸碱再生废水在精处理酸碱再生废水池中混合后的含盐量为4000mg/L，氨含量为400mg/L；所述的步骤2)中的一级浓水含盐量为80000mg/L，氨含量为7000～8000mg/L；二级反渗透系统产生的浓水的含盐量为4900mg/L，氨含量为1000mg/L。
所述的步骤2)中CO2气体在CO2投加系统内循环，且CO2气体与混合后的精处理再生废水逆流接触。
所述的步骤2)一级反渗透系统包括与超滤系统的出水口相连通的一级苦咸水反渗透系统；一级苦咸水反渗透系统的浓水出口依次与一级苦咸水反渗透浓水箱和一级海水反渗透系统相连通，一级海水反渗透系统的浓水出口与汽提精馏系统相连通；一级海水反渗透系统的产水出口和一级海水反渗透系统的产水出口分别与二级反渗透系统相连通；
出水从超滤系统的出水口进入一级苦咸水反渗透系统处理，一级苦咸水反渗透系统产生的浓水进入一级苦咸水反渗透浓水箱后输送到一级海水反渗透系统中处理，一级海水反渗透系统产生的浓水进入汽提精馏系统进行处理，得到浓氨水以及排水，浓氨水进入氨水回收系统回收利用，排水进入电解制氯系统制得次氯酸钠；一级苦咸水反渗透系统产生的产水和一级海水反渗透系统产生的产水分别输送至二级反渗透系统中进行脱盐浓缩。
所述的一级苦咸水反渗透系统采用段间增压的运行方式，运行压力在2.5MPa，一级苦咸水反渗透系统的回收率大于80％；一级海水反渗透系统采用浓水循环的运行方式，运行压力在8.5MPa，一级苦咸水反渗透系统的回收率控制大于75％。
所述的一级苦咸水反渗透系统产生的浓水含盐量约为19500mg/L，氨含量为1900mg/L；一级苦咸水反渗透系统产生的产水含盐量为500mg/L，氨含量为100mg/L；一级海水反渗透系统产生的浓水的含盐量为80000mg/L，氨含量约为7300mg/L；一级海水反渗透系统产生的产水的含盐量为500mg/L，氨含量为130mg/L。
所述的步骤2)中二级反渗透系统的回收率大于90％，二级反渗透系统产生的浓水含盐量为4900mg/L，氨含量1000mg/L；二级反渗透系统产生的产水含盐量为100mg/L，氨含量小于100mg/L。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明设置了超滤系统，由于超滤系统能够对调节完pH值的酸碱再生废水进行过滤除去废水中颗粒悬浮物及铁，清洗水携带颗粒悬浮物及铁排至工业废水系统中进行处理；另外，过滤后的出水由于经过了一级反渗透系统浓缩脱盐，因此能够将酸碱再生废水中的氨、氯化钠等有用资源截留在浓水中；而产出的浓水的主要成分为氯化钠、碳铵，经过气体精馏系统脱氨后分别得到了浓氨水以及主要成分为氯化钠的排水，排水能够送至电解制氯系统制备高浓度次氯酸钠溶液，有效回收了废水中的氯化钠资源，而浓氨水送入氨水回收系统回收利用；同时一级反渗透系统得到的产水经过二级反渗透系统进一步浓缩脱盐后得到的产水被二级反渗透产水水箱储存，即达到了回收淡水，得到的浓水返回精处理酸碱再生废水池中，以实现循环；因此，本发明在整体上实现了资源循环利用和再生废水的零排放。本发明对酸碱再生废水进行处理，使淡水的回收率整体大于80％。
另外，本发明在精处理酸碱再生废水池之后设置了CO2投加系统，CO2投加系统能够调节混合后酸碱再生废水的pH值，使酸碱再生废水中的氨在后续反渗透系统处理的过程有效的节流在少量的浓水中，有利于提高反渗透产水水质。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
其中，1—精处理酸碱再生废水池，2—CO2投加系统，3—超滤系统，4—一级苦咸水反渗透系统，5—一级苦咸水反渗透浓水箱(5)，6—一级海水反渗透系统，7—汽提精馏系统，8—电解制氯系统，9—氨水回收系统，10—二级反渗透系统，11—二级反渗透产水水箱，12—工业废水系统。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
本发明的酸碱再生废水处理系统适用于火电厂凝结水精处理离子交换塔酸碱再生废水的处理及资源回收。包括依次连通的精处理酸碱再生废水池1、CO2投加系统2以及超滤系统3；超滤系统3的废水出口与工业废水系统12相连，超滤系统3的出水口与一级苦咸水反渗透系统4相连通，一级苦咸水反渗透系统4的浓水出口依次与一级苦咸水反渗透浓水箱5和一级海水反渗透系统6相连通，一级海水反渗透系统6的浓水出口与汽提精馏系统7相连通后分为两路，一路与氨水回收系统9连通，另一路与电解制氯系统8连通；一级苦咸水反渗透系统4的产水出口和一级海水反渗透系统6的产水出口分别与二级反渗透系统10相连通；二级反渗透系统10的出口分为两路，一路与二级反渗透产水水箱11相连通，另一路与精处理酸碱再生废水池1的入口相连通。
具体的，一级苦咸水反渗透系统4和二级反渗透系统10采用苦咸水反渗透膜，一级海水反渗透系统6采用海水反渗透膜。
采用本发明酸碱再生废水处理系统处理某火力发电厂精处理后的酸碱再生废水包括以下步骤：
1)将酸碱再生废水在精处理酸碱再生废水池1中混合，并控制混合后的酸碱再生废水的含盐量为4000mg/L，氨含量为400mg/L；然后将混合后的酸碱再生废水进入CO2投加系统2，通过CO2气体将酸碱再生废水的pH值调节至6-7，且CO2气体在CO2投加系统2内循环，CO2气体与混合后的精处理再生废水采用逆流接触；采用CO2气体对混合后酸碱再生废水的pH值进行调节能够使酸碱再生废水中的氨以碳铵形式存在；酸碱再生废水的pH值调节完后进入超滤系统3中过滤以去除酸碱再生废水中悬浮物及铁，得到出水和携带了悬浮物及铁的清洗水，清洗水是由反洗水及化学清洗水组成；
2)携带了悬浮物及铁的清洗水由超滤系统3的废水出口排入工业废水系统12中进行处理，出水从超滤系统3的出水口进入一级反渗透系统内进行一次脱盐浓缩。一次脱盐浓缩包括一级苦咸水反渗透系统4脱盐浓缩和一级海水反渗透系统6脱盐浓缩。
首先，出水从超滤系统3的出水口进入一级苦咸水反渗透系统4中进行脱盐浓缩处理，一级苦咸水反渗透系统4的回收率大于80％，采用段间增压运行方式，运行期间压力控制在2.5MPa；一级苦咸水反渗透系统4为两段，二段进水为一段浓水；经过一级苦咸水反渗透系统4处理后得到的浓水含盐量为19500mg/L，氨含量约为1900mg/L；一级苦咸水反渗透系统4处理后产水含盐量为500mg/L，氨含量约为100mg/L；
其次，一级苦咸水反渗透系统4产生的产水进入二级反渗透系统10中进一步进行脱盐浓缩，一级苦咸水反渗透系统4产生的浓水进入一级苦咸水反渗透浓水箱5，一级苦咸水反渗透浓水箱5用于收集一级苦咸水反渗透系统4产生的浓水，并作为一级海水反渗透系统6的给水水箱，接着将一级苦咸水反渗透系统4产生的浓水输送到一级海水反渗透系统6中继续脱盐浓缩，一级海水反渗透系统6的回收率大于75％，采用浓水循环的运行方式，运行压力在8.5MPa，一级海水反渗透系统6产生的产水送入二级反渗透系统10中进行进一步脱盐浓缩；一级海水反渗透系统6处理后得到的浓水含盐量为80000mg/L，氨含量为7000～8000mg/L，优选为7300mg/L，一级海水反渗透系统6处理后得到的产水含盐量为500mg/L，氨含量为130mg/L；
3)一级海水反渗透系统6处理后得到的浓水进入汽提精馏系统7中脱氨，脱氨后得到了主要成分为氯化钠的排水以及质量浓度为10％的浓氨水，质量浓度为10％的浓氨水通入氨水回收系统9中回收，以达到有效回收废水中氨资源的目的，同时排水送入电解制氯系8中进行电解，制得质量浓度为1％的次氯酸钠溶液。
一级苦咸水反渗透系统4和一级海水反渗透系统6产生的产水经过二级反渗透系统10进行脱盐浓缩时，二级反渗透系统10的回收率大于90％、运行压力1.5MPa；二级反渗透系统10产生的产水送入二级反渗透产水水箱11进行储存，二级反渗透系统10产生的浓水返回精处理酸碱再生废水池1中继续进行处理。二级反渗透系统10产生的浓水含盐量为4900mg/L，氨含量1000mg/L；二级反渗透系统10产生的产水含盐量为100mg/L，氨含量小于100mg/L。
实施效果：采用本发明的系统处理某火力发电厂精处理后的酸碱再生废水回收率大于80％，氨的回收率大于90％(制成质量浓度为10％氨水)，淡水回用于电厂工业水系统，氯化钠溶液(汽提精馏排水)用于制次氯酸钠，整体实现了资源的循环利用及废水零排放。

Claims (10)

1.一种酸碱再生废水处理系统，其特征在于：包括依次连通的精处理酸碱再生废水池(1)、CO2投加系统(2)以及超滤系统(3)；超滤系统(3)的废水出口与工业废水系统(12)相连，超滤系统(3)的出水口与一级反渗透系统相连；所述的一级反渗透系统的浓水出口与汽提精馏系统(7)相连通，汽提精馏系统(7)的出口分为两路，一路与氨水回收系统(9)连通，另一路与电解制氯系统(8)连通；一级反渗透系统的产水出口与二级反渗透系统(10)相连通，二级反渗透系统(10)的出口分为两路，一路与二级反渗透产水水箱(11)相连通，另一路与精处理酸碱再生废水池(1)的入口相连通。
2.根据权利要求1所述酸碱再生废水处理系统，其特征在于：所述的一级反渗透系统包括与超滤系统(3)的出水口相连通的一级苦咸水反渗透系统(4)；一级苦咸水反渗透系统(4)的浓水出口依次与一级苦咸水反渗透浓水箱(5)和一级海水反渗透系统(6)相连通，一级海水反渗透系统(6)的浓水出口与汽提精馏系统(7)相连通；一级苦咸水反渗透系统(4)的产水出口和一级海水反渗透系统(6)的产水出口分别与二级反渗透系统(10)相连通。
3.根据权利要求2所述的酸碱再生废水处理系统，其特征在于：所述的一级苦咸水反渗透系统(4)和二级反渗透系统(10)采用苦咸水反渗透膜，一级海水反渗透系统(6)采用海水反渗透膜。
4.一种基于权利要求1所述的酸碱再生废水处理系统的酸碱再生废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将酸碱再生废水在精处理酸碱再生废水池(1)中混合，混合后的酸碱再生废水进入CO2投加系统(2)，通过CO2气体将酸碱再生废水的pH值调节至6-7，酸碱再生废水的pH值调节完后进入超滤系统(3)去除酸碱再生废水中悬浮物及铁，得到出水和携带了悬浮物及铁的清洗水；
2)清洗水由超滤系统(3)的废水出口排入工业废水系统(12)中进行处理，出水进入一级反渗透系统进行一次脱盐浓缩，一次脱盐浓缩后得到一级浓水和一级产水；
3)一级浓水进入汽提精馏系统(7)处理，得到氨水以及排水，氨水进入氨水回收系统(9)回收利用，排水送至电解制氯系统(8)进行电解制得次氯酸钠；同时，一级产水送入二级反渗透系统(10)进行二次脱盐浓缩，二次脱盐浓缩后得到二级浓水和二级产水，二级产水进入二级反渗透产水水箱(11)进行贮存，二级浓水返回精处理酸碱再生废水池(1)继续处理。
5.根据权利要求4所述的酸碱再生废水处理方法，其特征在于：所述的步骤1)中酸碱再生废水在精处理酸碱再生废水池(1)中混合后的含盐量为4000mg/L，氨含量为400mg/L；所述的步骤2)中的一级浓水含盐量为80000mg/L，氨含量为7000～8000mg/L；二级反渗透系统(10)产生的浓水的含盐量为4900mg/L，氨含量为1000mg/L。
6.根据权利要求4所述的酸碱再生废水处理方法，其特征在于：所述的步骤2)中CO2气体在CO2投加系统(2)内循环，且CO2气体与混合后的精处理再生废水逆流接触。
7.根据权利要求4所述的酸碱再生废水处理方法，其特征在于：所述的步骤2)一级反渗透系统包括与超滤系统(3)的出水口相连通的一级苦咸水反渗透系统(4)；一级苦咸水反渗透系统(4)的浓水出口依次与一级苦咸水反渗透浓水箱(5)和一级海水反渗透系统(6)相连通，一级海水反渗透系统(6)的浓水出口与汽提精馏系统(7)相连通；一级海水反渗透系统(6)的产水出口和一级海水反渗透系统(6)的产水出口分别与二级反渗透系统(10)相连通；
出水从超滤系统(3)的出水口进入一级苦咸水反渗透系统(4)处理，一级苦咸水反渗透系统(4)产生的浓水进入一级苦咸水反渗透浓水箱(5)后输送到一级海水反渗透系统(6)中处理，一级海水反渗透系统(6)产生的浓水进入汽提精馏系统(7)进行处理，得到浓氨水以及排水，浓氨水进入氨水回收系统(9)回收利用，排水进入电解制氯系统(8)制得次氯酸钠；一级苦咸水反渗透系统(4)产生的产水和一级海水反渗透系统(6)产生的产水分别输送至二级反渗透系统(10)中进行脱盐浓缩。
8.根据权利要求7所述的酸碱再生废水处理方法，其特征在于：所述的一级苦咸水反渗透系统(4)采用段间增压的运行方式，运行压力在2.5MPa，一级苦咸水反渗透系统的回收率大于80％；一级海水反渗透系统(6)采用浓水循环的运行方式，运行压力在8.5MPa，一级苦咸水反渗透系统的回收率控制大于75％。
9.根据权利要求7所述的酸碱再生废水处理方法，其特征在于：所述的一级苦咸水反渗透系统(4)产生的浓水含盐量约为19500mg/L，氨含量为1900mg/L；一级苦咸水反渗透系统(4)产生的产水含盐量为500mg/L，氨含量为100mg/L；一级海水反渗透系统(6)产生的浓水的含盐量为80000mg/L，氨含量约为7300mg/L；一级海水反渗透系统(6)产生的产水的含盐量为500mg/L，氨含量为130mg/L。
10.根据权利要求4所述的酸碱再生废水处理方法，其特征在于：所述的步骤2)中二级反渗透系统(10)的回收率大于90％，二级反渗透系统(10)产生的浓水含盐量为4900mg/L，氨含量1000mg/L；二级反渗透系统(10)产生的产水含盐量为100mg/L，氨含量小于100mg/L。
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