中水回用零排放技术
技术领域
本发明涉及一种废水处理技术,具体的说是涉及一种污水处理中的中水回用零排放技术。
背景技术
目前,很多行业和地区对于部分工业企业均需要达到废水的"零排放"要求。所谓"零排放"是指工厂需要实现生产原料和水资源的循环再利用,要求无任何废液排出。
对于"零排放",绝大多数工业企业根据自身行业和产品特点,均在做以下考量:回收有用生产原料,以降低成本,减少污水站负荷,尽力达到完全清洁生产;中水回用,减少污水排放;污水站升级改造深度处理回用。
对于中水回用和污水深度处理,目前常用的技术均是以常规卷式反渗透为核心的"UF+RO"工艺,但回收率一般在60-80%,还有20-40%的浓水需要处理。此部分浓水除少数进入污水站循环处理外,目前基本都是经热浓缩后,结晶或固化填埋处理。热浓缩能耗较高,运行费用大,工厂难以承受。
因此,针对此类“零排放”,现亟需解决和最优的办法是降低经过RO浓缩后的浓水量,减少后续热浓缩单元的蒸发量,即对膜工艺产生的浓水进行再处理。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种中水回用零排放技术,降低了污水处理了能耗,进而降低了污水处理所需的资金投入,提高了污水处理效果,达到了零排放的要求。
为解决以上技术问题,本发明的技术方案是:
中水回用零排放技术,设置有用于盛放生化出水的生化出水池,在该生化出水池上还依次设置有UF超滤装置、卷式RO膜器、SUPER RO膜器以及蒸发装置,还设置有清水池与卷式RO膜器、SUPER RO膜器以及蒸发装置相连接。
所述生化出水由生化出水池导出,经过UF超滤装置过滤大分子污染物后,产水循环再次进入生化出水池,而过滤后得到的超滤浓水则进入卷式RO膜器进行下一步浓缩。
所述超滤浓水经过卷式RO膜器的浓缩后分为卷式RO清液与卷式RO浓水两部分,其中卷式RO清液通过管道进入清水池,卷式RO浓水则进入SUPER RO膜器进行下一步浓缩。
所述卷式RO浓水经过SUPER RO膜器的浓缩后再次分为SUPER RO清液与SUPER RO浓水,其中SUPER RO清液通过管道进入清水池,SUPER RO浓水则进入蒸发装置进行下一步处理。
所述蒸发装置为MVR蒸发器,SUPER RO浓水在蒸发装置中进行处理,MVR蒸发器采用机械蒸气再压缩技术对第一次产生的蒸汽进行机械压缩,蒸汽升温后再作为加热热源,或将第一次产生的蒸汽直接作为第二级的热源,第二次蒸汽再作为第三级热源,如此循环对SUPER RO浓水进行多次蒸发分离,使得SUPER RO浓水的绝大部分水进入冷凝液中通过管道导入清水池,大量盐分和有机物析出成为残渣,从而完成高浓度的各类污染物与水相的彻底分离,接着将残渣进行焚烧或填埋。
SUPER RO膜器,包括圆管承压外壳,在该圆管承压外壳的上下两端还分别设置有金属密封片与法兰盘,在圆管承压外壳内部的上下两端紧邻金属密封片与法兰盘的位置还分别设置有一个流体逆向盘,在圆管承压外壳与两个流体逆向盘之间还设置有密封式圆管承压内壳,在该密封式圆管承压内壳的内部还设置有支撑导流盘与膜片,在密封式圆管承压内壳下端还设置有布水器,在布水器的中央位置还设置有贯穿支撑导流盘、膜片、上端流体逆向盘以及金属密封片的内拉杆,在内拉杆的两侧还分别设置有进液管与出液管;至少两个导流盘与一个膜片才能配合使用,导流盘包括导流盘主体,该导流盘主体为中心位置处设置有导流盘中孔的圆盘,导流盘中空的内径与内拉杆相匹配,在导流盘主体的表面还设置有凸台,该导流盘主体上还设置有两个导流夹缝,在膜片上设置有两个与该导流夹缝相匹配的定向裂口。
进一步的,上述密封式圆管承压内壳设置有内壁与外壁,其内壁与外壁之间的空间形成一个空腔,该空腔的下部内壁设置有开口,该开口与贯穿布水器的孔相连通;所述进液管依次贯穿金属密封片、流体逆向盘以及密封式圆管承压内壳的外壁与密封式圆管承压内壳的空腔相连接;所述出液管依次贯穿金属密封片、流体逆向盘以及密封式圆管承压内壳与密封式圆管承压内壳的内部空间相连通;所述内拉杆包括设置在轴心位置的内层实心杆,在内层实心杆外侧还设置有外层空心管,该外层空心管的内径大于内层实心杆的直径,在内层实心杆与外层空心管之间还设置有加强筋;所述外层空心管的管壁上还设置有与密封式圆管承压内壳内部空间连通的小孔;所述加强筋的数量至少为两根;所述所述支撑导流盘的数量至少为两个,且重叠设置在密封式圆管承压内壳的内部空间中,在每相邻两个支撑导流盘之间还设置有一个膜片;所述两条导流夹缝对称设置在导流盘主体上,且两条导流夹缝同处于导流盘主体的同一直径上,导流夹缝的长度与导流盘主体的半径相同,该导流夹缝为上下部径向延伸的以轴向相反方向突出的倾斜范围在30-60°的倾斜滑道,上下部滑道分别位于导流盘主体的上下两面;所述导流夹缝上还垂直设置有至少一根支撑骨,即该导流夹缝被支撑骨至少分为两个通道部分,该支撑骨突出部位压紧在膜片的定向裂口的边缘部分,通过支撑骨将膜片固定在两张导流盘主体之间的中部;所述导流夹缝的外侧位置还设置有定位结构,该定位结构包括分别设置在导流盘主体上下两侧的卡槽与卡块;所述导流盘中孔的外侧有一圈沿半径方向设置的突齿,突齿固定在导流盘主体的内侧边缘,在各突齿之间设置有缝隙,该缝隙为导流缝,该突齿的上下两面的设置位置分别高于导流盘主体的上下两面,以更好的对导流盘主体进行定位;所述导流盘中孔的外侧相邻位置处还设置有O型圈固定槽,该O型圈固定槽的数量为两个,分别设置在导流盘主体的上下两侧,在O型圈固定槽的外侧面上还设置有用于更好的固定O型圈的凸起。
作为一种优选,所述凸台为凸点,该凸点按序列成一定弧度设置在导流盘主体的两侧面上。
作为另一种优选,所述凸台为凸条,该凸条按序列成一定弧度设置在导流盘主体的两侧面上。
另外,所述膜片成圆形或正多边形,在该膜片的中间位置还设置有直径与导流盘中孔相同的膜片中孔,该膜片由上下两层过滤片以及设置在中间的支撑片组成,过滤片与支撑片的边缘接触位置除膜片中孔以外均相互热熔成为膜边。
与现有技术相比,本发明有以下有益效果:
本发明的由于SUPER RO膜器最高可以在14兆帕的高压条件下操作,因而降低了SUPER RO膜器相对于传统膜工艺浓水的透过液回收率的限制,浓缩倍数增加,浓缩液的电导率可以提高到100000-120000μs/cm,而由于产水回收率的增加导致了浓水体积的减少,因此也降低了后续膜浓缩液处理工艺的规模和运行费用;SUPER RO膜器对水中有机物、盐度和水的分离较彻底,透过的SUPER RO清液的水质较好,COD和盐度的去除率均可达到90%以上,因而透过液可以直接排放或者进入生化处理工艺进一步处理;
本发明采用MVR蒸发器,SUPER RO浓水在蒸发装置中进行处理,MVR蒸发器采用机械蒸气再压缩技术对第一次产生的蒸汽进行机械压缩,蒸汽升温后再作为加热热源,或将第一次产生的蒸汽直接作为第二级的热源,第二次蒸汽再作为第三级热源,使得蒸汽能够循环使用,从而节省了大量的能源,提高了企业的经济效益;
本发明将SUPER RO膜器与MVR蒸发器组合使用,对传统膜工艺废水的有机污染物和盐度具有非常理想的去除效果,绝大部分污染物和盐度最终进入MVR蒸发器的残渣中,提高了废水的处理效果,避免了废水的排放,很好的保护了自然环境;
本发明的SUPER RO膜器利用内拉杆替代了现有技术的外拉杆,降低了内部结构的装配难度,同时还降低了本发明安装所需占用的空间大小,很好的节省了使用空间,提高了装配效率,降低了采购的成本,拥有很好的经济效益,更好的促进了企业与行业的发展;本发明结构简单,使用方便,生产跟加工的成本较低,能够很好的进行大规模的生产与使用。
作为优选,本发明的支撑导流盘的盘壁厚度由现有技术的0.8cm降低到了0.3~0.5cm,凸点的高度由现有技术的3.5cm降低到了1~2.5cm,在保障了其正常使用的前提下提高了其安装的数量,降低了污水处理时所需设备的数量,进一步提高了污水处理的效率与经济效益;
作为优选,本发明通过设置两条导流夹缝,将整个导流盘划分为左右两个部分,使其左右两侧分别形成一个半圆形的液体流道,降低了污液在流动过程中的压力损失,提高了污水净化的效率,同时还提高了使用效果;本发明设置有凸条,凸条能够对污液进行更好的导向作用,进一步降低了污液在流动过程中的压力损失,更好的利用了生产资源,降低了生产损耗,同时该凸条跟膜片的接触面积更大,进一步降低了膜片表面的受力,更好的避免了膜片在使用过程中被破坏,提高了膜片的使用寿命,进而降低了使用时的维护频率,大大提高了使用效果;
作为优选,本发明的支撑导流盘利用凸线代替了现有技术中的凸点,在水流呈现涡流螺旋运动时的螺线间的转折更加平缓,减小水流转弯时的局部水力损失,又进一步提高了午睡处理的效率与经济效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图;
图2为本发明的剖面结构示意图;
图3为本发明内拉杆的俯视图;
图4为一种导流盘的俯视图;
图5为图1的B-B剖面图;
图6为另一种导流盘的俯视图;
图7为图3的C-C剖面图;
图8为导流夹缝的剖面结构图;
图9为膜片的俯视图;
图10为膜片的剖面结构图;
图11为支撑导流盘和膜片的流体导向原理草图。
图上附图标记为:1—圆管承压外壳;2—流体逆向盘;3—支撑导流盘;4—膜片;5—密封式圆管承压内壳;6—进液管;7—出液管;8—布水器;9—金属密封片;10—外层空心管;11—内层实心杆;12—加强筋;31—导流盘主体;32—凸点;33—导流夹缝;34—定位结构;35—支撑骨;36—O型圈固定槽;37—导流盘中孔;38—突齿;39—凸条;41—膜片中孔;42—膜边;43—定向裂口;44—过滤片;45—支撑片。
具体实施方式
本发明的核心思路是,提供一种中水回用零排放技术,降低了污水处理了能耗,进而降低了污水处理所需的资金投入,提高了污水处理效果,达到了零排放的要求。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示,中水回用零排放技术,设置有用于盛放生化出水的生化出水池,在该生化出水池上还依次设置有UF超滤装置、卷式RO膜器、SUPER RO膜器以及蒸发装置,还设置有清水池与卷式RO膜器、SUPER RO膜器以及蒸发装置相连接。
所述生化出水由生化出水池导出,经过UF超滤装置过滤大分子污染物后,产水循环再次进入生化出水池,而过滤后得到的超滤浓水则进入卷式RO膜器进行下一步浓缩。
所述超滤浓水经过卷式RO膜器的浓缩后分为卷式RO清液与卷式RO浓水两部分,其中卷式RO清液通过管道进入清水池,卷式RO浓水则进入SUPER RO膜器进行下一步浓缩。
所述卷式RO浓水经过SUPER RO膜器的浓缩后再次分为SUPER RO清液与SUPER RO浓水,其中SUPER RO清液通过管道进入清水池,SUPER RO浓水则进入蒸发装置进行下一步处理。
所述蒸发装置为MVR蒸发器,SUPER RO浓水在蒸发装置中进行处理,MVR蒸发器采用机械蒸气再压缩技术对第一次产生的蒸汽进行机械压缩,蒸汽升温后再作为加热热源,或将第一次产生的蒸汽直接作为第二级的热源,第二次蒸汽再作为第三级热源,如此循环对SUPER RO浓水进行多次蒸发分离,使得SUPER RO浓水的绝大部分水进入冷凝液中通过管道导入清水池,大量盐分和有机物析出成为残渣,从而完成高浓度的各类污染物与水相的彻底分离,接着将残渣进行焚烧或填埋。
SUPER RO膜器对于COD为1000mg/L,盐度在2%左右的传统膜工艺浓水,每吨水投资大约1.5~3万元,但由于传统膜工艺浓水占工业企业排水总量的20%~40%,而采用SUPER RO膜器后可使整个水处理系统的浓水仅占企业排水总量的5%~10%,废水处理站的规模仅为常规水处理站的60~80%,因此整个废水处理系统投资反而比与常规水处理工艺节省20%左右。
运行费用主要由SUPER RO膜器的运行费用和MVR蒸发器的运行费用构成,每吨传统膜工艺浓水通过SUPER RO膜器处理的运行费用约为13元,MVR蒸发器的运行费用约为19.1元,其总的处理传统膜工艺浓水的总运行费用为32.1元/吨,比多效蒸馏法等常规热法处理工艺更节省运行费用。
实施例2
如图2、3、9所示,污水导流过滤装置,包括相互配合使用的至少两个导流盘1与一个膜片10,其中导流盘1与膜片10相邻设置,且导流盘1的个数比膜片10的个数多一个,该导流盘1为中心位置处设置有导流盘中孔7的圆盘,在导流盘1的表面还设置有凸台,该导流盘1上还设置有两个导流夹缝3,在膜片10上设置有两个与该导流夹缝3相匹配的定向裂口13。上述导流盘中孔7的外侧有一圈沿半径方向设置的突齿8,突齿8固定在导流盘1的内侧边缘,在各突齿8之间设置有缝隙,该缝隙为导流缝,该突齿8的上下两面的设置位置分别高于导流盘1的上下两面,以更好的对导流盘1进行定位。所述导流盘中孔7的外侧相邻位置处还设置有O型圈固定槽6,该O型圈固定槽6的数量为两个,分别设置在导流盘1的上下两侧,在O型圈固定槽6的外侧面上还设置有用于更好的固定O型圈的凸起。上述凸台为凸点2,该凸点2按序列成一定弧度设置在导流盘1的两侧面上,污液在经过凸点时凸点会将流经的固体介质打散,能够更好的对污液进行净化,大大提高了净化的效率,并且凸点按序列成一定弧度设置在导流盘上,污液在流动过程中会收到凸点设置方向的影响,避免液体在流动的过程中剧烈的逆转,很好的保持了液体的流速,降低了其流动过程中压力的损失。另外,该凸点的端部成圆形,能够很好的增大其与膜片的接触面,降低膜片表面的受力,横好的保护了膜片,避免膜片受力过大而发生破损。
如图6所示,上述两条导流夹缝3对称设置在导流盘1上,且两条导流夹缝3同处于导流盘1的同一直径上,导流夹缝3的长度与导流盘1的半径相同,该导流夹缝3为上下部径向延伸的以轴向相反方向突出的倾斜范围在30-60°的倾斜滑道,上下部滑道分别位于导流盘1的上下两面。所述导流夹缝3上还垂直设置有至少一根支撑骨5,即该导流夹缝3被支撑骨5至少分为两个通道部分,该支撑骨5突出部位压紧在膜片10的定向裂口13的边缘部分,通过支撑骨5将膜片10固定在两张导流盘1之间的中部。本发明通过设置两条导流夹缝,将整个导流盘划分为左右两个部分,使其左右两侧分别形成一个半圆形的液体流道,降低了污液在流动过程中的压力损失,提高了污水净化的效率,同时还提高了使用效果。
所述导流夹缝3的外侧位置还设置有定位结构4,该定位结构4包括分别设置在导流盘1上下两侧的卡槽与卡块。在安装时将上下两块导流盘的卡槽与卡块对齐并使卡块镶如卡槽中就可以很好的对导流盘进行快速精准的定位。
如图7、8所示,所述膜片10成圆形或正多边形,在该膜片10的中间位置还设置有直径与导流盘中孔7相同的膜片中孔12,该膜片由上下两层过滤片14以及设置在中间的支撑片15组成,过滤片14与支撑片15的边缘接触位置除膜片中孔12以外均相互热熔成为膜边12。该膜片的上下两层过滤片只允许渗透液进入,渗透液进入过滤片后通过成网状的支撑片导向中心位置,接着从导流板中心孔处的导流缝流入导流盘中心孔中。设置时,膜片固定在两个导流盘之间,将导流盘之间的空间隔成上下两个部分,污液在经过导流夹缝后分别进入上下两个空间,提高了污液与膜片的接触面积,进而提高了污液的处理效率。
实施例3
如图4、5所示,本实施例与实施例1的不同点在于,所述凸台为凸条9,该凸条9按序列成一定弧度设置在导流盘1的两侧面上。该凸条能够对污液进行更好的导向作用,进一步降低了污液在流动过程中的压力损失,更好的利用了生产资源,降低了生产损耗;同时该凸条跟膜片的接触面积更大,进一步降低了膜片表面的受力,更好的避免了膜片在使用过程中被破坏,提高了膜片的使用寿命,进而降低了使用时的维护频率,大大提高了使用效果。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。