CN105330004B - 一种中水回用的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中水回用的处理工艺，该工艺以循环水排污水为原水，在该原水进入回用水箱前进行臭氧曝气处理，氧化杀菌，并将水体中的亚铁离子氧化成三价铁离子，去除水体中的二氧化碳。本发明的中水回用的处理工艺避免了中水回用的处理工艺后续中调节水体为碱性条件除水体中的溶解二氧化碳，从而避免或者减少了二氧化硅胶体或凝胶的生成，从而满足了中水回用的处理工艺后续中使用的反渗透装置的反渗透膜的酸性进水的条件，防止反渗透膜堵塞，延长反渗透膜的使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种中水回用的处理工艺。
背景技术
中水中的铁离子含量过高，铁离子一般以二价铁离子存在于中水中，但二价铁离子极易被溶解在中水中的氧气氧化成三价铁离子，进而生成氢氧化铁胶体。一旦铁离子以胶体形式存在于中水中的话，很容易引起水质污染严重，也容易为垢下腐蚀的营养菌提供来源。
中水处理中，中水会进入回用水箱，过滤，通过后续使用反渗透装置处理，反渗透装置对铁离子浓度是有要求的，要求进水中的铁离子的含量低。若原水中铁离子含量不高，可以采取使用保安过滤器过滤，保安过滤器的滤芯的除铁效果也不错，但仅限于铁离子含量不高的水质。若原水中铁离子含量高，但没有采取除铁措施，则会引起保安过滤器的污堵，严重者造成后续使用反渗透装置的进水不达标，进而导致氢氧化铁胶体在反渗透装置的反渗透膜上粘附，造成反渗透膜的污堵。
由于生产环境决定，中水中的二氧化硅超标，当在碱性条件下，容易形成二氧化硅胶体或凝胶，进而堵塞水处理工艺中所使用的反渗透装置的反渗透膜。二氧化硅仅溶于氢氟酸或熔融的强碱中，当中水中的二氧化硅超标，仅能使用氢氟酸或熔融的强碱除去二氧化硅，而氢氟酸或熔融的强碱均不满足中水处理工艺中后续所用的反渗透装置的反渗透膜的正常运行所需要的水质条件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种中水回用的处理工艺，本发明避免了中水回用的处理工艺后续中调节水体为碱性条件除水体中溶解的二氧化碳，从而避免或者减少了二氧化硅胶体或凝胶的生成，从而满足了中水回用的处理工艺后续中使用的反渗透装置的反渗透膜的酸性进水的条件。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种中水回用的处理工艺，该工艺以循环水排污水为原水，在该原水进入回用水箱前进行臭氧曝气处理，氧化杀菌，并将水体中的亚铁离子氧化成三价铁离子，去除水体中溶解的二氧化碳。
优选的是，所述循环水排污水中的铁离子的浓度为 0.3～1.0mg/L。
优选的是，所述原水经过臭氧曝气处理进入回用水箱后，再加入絮凝剂进行絮凝；
再经过多介质过滤器，进行0.5～10mm范围的过滤；
再经过锰砂过滤器，除掉剩余的铁离子；
再经过盘式过滤器，进行50～150μm范围的过滤；
调节pH值呈酸性，进行酸性产水；
再经过保安过滤器，进行2～10μm范围的过滤；
再经过反渗透装置，进行脱盐处理，去除悬浮物和盐分，脱盐率可以达到95％以上。
优选的是，所述絮凝剂的浓度为1～10ppm。
优选的是，所述pH值为5.5～7。
优选的是，通过反渗透增压泵对所述反渗透装置施加压力，该压力为1～1.4Mp。
优选的是，在所述调节pH值呈酸性前，还包括步骤：经过超滤装置产水，截留0.002～0.1μm的大分子物质和蛋白质。
优选的是，经过所述超滤装置产水后，还包括步骤：再投加还原剂控制产水的氧化还原电位。
优选的是，经过所述超滤装置产水后，还包括步骤：再投加阻垢剂防止之后的产水经过所述反渗透装置的反渗透膜时出现沉积积垢。
优选的是，所述超滤装置需要进行反洗，该反洗过程中投加酸或碱的一种，和杀菌剂。
本发明在循环水排污水进入回用水箱前，通过臭氧曝气处理将水体中的亚铁离子氧化成三价铁离子，去除水体中的二氧化碳，从而避免了中水回用的处理工艺后续中调节水体为碱性条件除二氧化碳，从而避免或者减少了二氧化硅胶体或凝胶的生成，从而满足了中水回用的处理工艺后续中使用的反渗透装置的反渗透膜的酸性进水的条件，防止反渗透膜堵塞，延长反渗透膜的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施例2中的中水回用的处理工艺流程图；
图2是本发明实施例2中的曝气装置图。
图中：1-臭氧发生器；2-缓冲罐；3-射流器；4-原水入口；5- 出水口；6-循环水排污水；7-曝气装置；8-回用水箱；9-多介质过滤器；10-锰砂过滤器；11-盘式过滤器；12-超滤装置；13-保安过滤器；14-反渗透装置；15-循环水系统；16-排气口。
具体实施方式
为使本领域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方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供一种中水回用的处理工艺，该工艺以循环水排污水为原水，在该原水进入回用水箱前进行臭氧曝气处理，氧化杀菌，并将水体中的亚铁离子氧化成三价铁离子，去除水体中溶解的二氧化碳。
本实施例的中水回用的处理工艺避免了中水回用的处理工艺后续中调节水体为碱性条件除水体中溶解的二氧化碳，从而避免或者减少了二氧化硅胶体或凝胶的生成，从而满足了中水回用的处理工艺后续中使用的反渗透装置的反渗透膜的酸性进水的条件，防止反渗透膜堵塞，延长反渗透膜的使用寿命。把循环水排污水经过本发明的中水回用的处理工艺处理后再补充到循环水系统，可以减少排污量及补充水量，降低循环水浓缩倍数，改善循环水水质，同时会带来可观经济效益、社会效益和长远的生态环境效应。
实施例2
如图1所示，本实施例提供一种中水回用的处理工艺，包括以下步骤：
以循环水排污水6为原水，在该原水进入回用水箱8前进行臭氧曝气处理，氧化杀菌，并将水体中的亚铁离子氧化成三价铁离子。优选的是，所述循环水排污水6中的铁离子的浓度为 0.3～1.0mg/L。在进回用水箱8前增加臭氧曝气处理，利用臭氧的氧化杀菌性质，将臭氧通入到原水中进行杀菌，去除水体中溶解的二氧化碳。本实施例中的循环水排污水6中的二氧化硅超标。
本实施例的中水回用的处理工艺避免了中水回用的处理工艺后续中调节水体为碱性条件除水体中溶解的二氧化碳，从而避免或者减少了二氧化硅胶体或凝胶的生成，从而满足了中水回用的处理工艺后续中使用的反渗透装置14的反渗透膜的酸性进水的条件，防止反渗透膜堵塞，延长反渗透膜的使用寿命。把循环水排污水6经过本实施例的中水回用的处理工艺处理后再补充到循环水系统15，可以减少排污量及补充水量，降低循环水浓缩倍数，改善循环水水质，同时会带来可观经济效益、社会效益和长远的生态环境效应。
如图2所示，进行臭氧曝气处理时所用的装置为曝气装置7，该装置主要包括臭氧发生器1、缓冲罐2、射流器3。臭氧发生器1与缓冲罐2连接，缓冲罐2与射流器3连接，射流器3上设置有原水入口4，射流器3的出水口5与回用水箱8连接。原水通过射流器3上的原水入口4进入射流器3内，臭氧发生器1中制备出来的臭氧首先通入到缓冲罐2内，臭氧再进入射流器3内与进入到射流器3内的原水混合后，通过射流器3的出水口5进入到回用水箱8内。回用水箱8上设置有排气口16，该排气口16便于未反应的臭氧以及水体中析出的气体(主要是二氧化碳)排出，臭氧在回用水箱8内充分反应生成氧气后在水体中以细微气泡从排气口16排出。
臭氧可以氧化、分解水中的污染物，在水处理中对除嗅味、脱色、杀菌、去除酚、氰、铁、锰和降低COD、BOD等都具有显著的效果，防止微生物污染中水回用的处理工艺后续所使用的反渗透装置14的反渗透膜。臭氧同时将水体中的亚铁离子氧化成三价铁离子或氢氧化铁胶体。
臭氧的具体作用如下：
1、臭氧对各种细菌能快速灭活，改变其通透性，将水中的细菌彻底杀死，同时其半衰期短，产物为氧气，不会产生二次污染。
2、臭氧能够氧化水体中的亚铁离子，同时因原水的pH值为 8～8.5，偏碱性，所以部分三价铁离子形成氢氧化铁胶体。
2Fe2++O2+2H+＝2Fe3++H2O
Fe3++3H2O＝Fe(OH)3+3H+
再加入絮凝剂进行絮凝。优选的是，所述絮凝剂的浓度为 1～10ppm。加入絮凝剂，可以将臭氧杀死的细菌尸体、水体中本来含有的胶体、藻类、高分子有机物以及臭氧氧化生成的氢氧化铁胶体絮凝成大颗粒。本实施例中，具体的絮凝剂的投加量为3ppm，通过絮凝剂加快水体中的悬浮物的沉积速率，延长絮凝时间，提升后续的多介质过滤器9的工作效率，同时减轻后续处理的负荷。
再经过多介质过滤器9，进行0.5～10mm范围的过滤。通过多介质过滤器9过滤臭氧杀死的细菌尸体以及生成的氧化铁胶体，去除水体中大颗粒悬浮物，从而降低水的浊度，满足深层净化的
水质要求，提高多介质过滤器9的效率。
表1.多介质过滤器9内的填料装填明细：
表2.多介质过滤器9的运行参数：
再经过锰砂过滤器10，除掉剩余的铁离子。锰砂过滤器10 主要是除铁，对于颗粒物及胶体藻类的过滤范围没有明确规定，只要求进水浊度小于20NTU。残余的铁离子是指未形成胶体的铁离子，锰砂过滤器10可以将水体中的铁离子控制在0.3mg/l以下。因水体中铁离子含量较高，前工序仅除去部分铁离子，此处再增加锰砂过滤器10，尽可能除尽铁离子。
再经过盘式过滤器11，进行50～150μm范围的过滤。通过盘式过滤器11过滤掉大颗粒物质，这些大颗粒物质主要是悬浮物、胶体、藻类、高分子有机物、细菌尸体等。
经过超滤装置12产水，截留0.002～0.1μm的大分子物质和蛋白质。优选的是，所述超滤装置12需要进行反洗，该反洗过程中投加酸或碱的一种，和杀菌剂。当超滤装置12反洗时，反洗水由超滤装置12至多介质过滤器9；超滤装置12反洗时加入酸和杀菌剂是酸洗，超滤装置12反洗时加入碱和杀菌剂是碱洗，通过超滤装置12内的超滤膜杀菌。酸、碱、杀菌剂的具体的量根据不同水质确定。超滤装置12内的超滤膜允许小分子物质和溶解性固体 (例如：无机盐)等通过，同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物。
调节pH值呈酸性，进行酸性产水；优选的是，所述pH值为 5.5～7。通过pH调节剂调节pH值，pH调节剂(酸)将后续的经过反渗透装置14进水水质从弱碱性调整为弱酸性，降低或避免二氧化硅胶体或凝胶生成。经过实验得出pH值控制在5.5～7较为合适(此pH值对后续的反渗透装置14的反渗透膜无影响)，将后续的反渗透装置14的反渗透进水调整为偏酸性进水，降低或避免二氧化硅生成胶体或凝胶，防止反渗透膜堵塞，延长反渗透膜的使用寿命。
再投加还原剂控制产水的氧化还原电位。本实施例中，具体的还原剂为亚硫酸氢钠，亚硫酸氢钠的投加量为3～5ppm，可以通过控制氧化还原电位在274左右。
再投加阻垢剂防止之后的产水经过所述反渗透装置14的反渗透膜时出现沉积积垢。这些沉积积垢为碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡。阻垢剂的投加量控制在4ppm左右(不同水质，不同药剂，控制参数不定)，主要防止反渗透装置14的反渗透膜结垢。
再经过保安过滤器13，进行2～10μm范围的过滤。本实施例中优选的保安过滤器13进行5μm的过滤，去除的是大颗粒物质，主要是悬浮物、胶体、藻类、高分子有机物、细菌尸体等，它的作用是保证反渗透装置14进水满足其进水的最低要求。
再经过反渗透装置14，进行脱盐处理，去除悬浮物和盐分。优选的是，通过反渗透增压泵对所述反渗透装置14施加压力，该压力为1～1.4Mp。具体的本实施例中的反渗透装置14有两组，分别为反渗透装置A组、反渗透装置B组。
最终，得到工业生产所用的回用水，返回至循环水系统15再利用。
本实施例中的中水回用的处理工艺，不仅适用于多晶硅行业 (水体中硅含量超过反渗透膜进水要求：SiO2≤60mg/l)的中水回用系统当中，还适用于在没有连续电除盐(EDI)装置的脱盐水系统中，或者原水水质电导大于3000μs/cm的中水系统。
本实施例中以循环水排污水6为原水，该原水的水质为SiO2的含量为37mg/l，总铁的含量为0.2mg/l；
本实施例中的循环水排污水6经过中水回用的处理工艺，终端水的水质：经过反渗透装置A组的终端水的水质为SiO2的含量为26.68ug/l，总铁的含量为9.11ug/l；
经过反渗透装置B组的终端水的水质SiO2的含量为21.2ug/l，总铁的含量为10.01ug/l。总之，终端水质均达到了中水回用的标准。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，该工艺以循环水排污水为原水，该原水的水体中硅含量超过反渗透膜进水要求，在该原水进入回用水箱前进行臭氧曝气处理，氧化杀菌，并将水体中的亚铁离子氧化成三价铁离子，去除水体中溶解的二氧化碳，
所述原水经过臭氧曝气处理进入回用水箱后，再加入絮凝剂进行絮凝；
再经过多介质过滤器，进行0.5～10mm范围的过滤；
再经过锰砂过滤器，除掉剩余的铁离子；
再经过盘式过滤器，进行50～150μm范围的过滤；
调节pH值呈酸性，进行酸性产水；
再经过保安过滤器，进行2～10μm范围的过滤；
再经过反渗透装置，进行脱盐处理，去除悬浮物和盐分。
2.根据权利要求1所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，所述循环水排污水中的铁离子的浓度为0.3～1.0mg/L。
3.根据权利要求1所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，所述絮凝剂的浓度为1～10ppm。
4.根据权利要求1所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，所述pH值为5.5～7。
5.根据权利要求1所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，通过反渗透增压泵对所述反渗透装置施加压力，该压力为1～1.4MPa 。
6.根据权利要求1所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，在所述调节pH值呈酸性前，还包括步骤：经过超滤装置产水，截留0.002～0.1μm的大分子物质和蛋白质。
7.根据权利要求6所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，经过所述超滤装置产水后，还包括步骤：再投加还原剂控制产水的氧化还原电位。
8.根据权利要求6所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，经过所述超滤装置产水后，还包括步骤：再投加阻垢剂防止之后的产水经过所述反渗透装置的反渗透膜时出现沉积积垢。
9.根据权利要求6所述的多晶硅行业的中水回用的处理工艺，其特征在于，所述超滤装置需要进行反洗，该反洗过程中投加酸或碱的一种，和杀菌剂。
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