CN105800830A - 一种污水mvr蒸发的预处理工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水MVR蒸发的预处理工艺及系统，工艺包括：依次进行的酸化处理、预脱碳处理、脱碳处理和中和处理，使最终流入的MVR原水箱的污水pH值大于6.5。本发明预处理工艺通过脱出致垢因子达到预防结垢的效果，过程中仅用酸碱，无其它药剂投入，无二次废物产生。与通过加药混凝将水体中钙镁等金属去处的预处理方式相比，不会象加药混凝处理那样产生无法通过常规手段进行干化处理的大量污泥，且，避免了预处理成本的增加，本发明预处理工艺更具有现实应用性。

Description

一种污水MVR蒸发的预处理工艺及系统

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，特别是涉及一种污水MVR蒸发的预处理工艺及系统。

背景技术

随着工业经济的迅速发展，工业污水的排放量也在飞速增长，一直以来，高浓工业废水是污水处理中备受关注的难点问题。此类废水的主要特点是污染物种类繁多且复杂、毒性大、浓度高、盐份高、可生化性低。这些废水难以通过传统污水处理工艺简单去除，若排入环境系统，必将严重污染生态环境并且威胁人体健康，所以必须对其进行妥善处理。随着社会环保意识的逐渐增强，对此类废水的处理研究也越来越受到关注。

在现阶段，高浓难降解废水无合适的生物、化学处理方法可用，较为经济的处理方法为蒸发浓缩，其中MVR处理工艺是相对可行的解决方案。MVR是利用压缩机的增压升温原理，经特殊流体设计而成的蒸汽压缩型废水蒸发浓缩工艺系统的简称。MVR可将密闭容器内的废水加热生成蒸汽，蒸汽在通过压缩机时被压缩增压升温为大于104℃的高压气体。这种增压气体可作为再生热源而循环应用于对原水的热传递和蒸发，同时自身在传热过程中迅速冷却，并最终成为可回用的冷凝水。MVR工艺处理高浓污水时，污水经加热沸腾后水分从原液中沸出，重金属和无机化合物以及大部分有机物的挥发性均比水弱，因此会保留在浓缩液中，仅有少量挥发性烃、挥发性有机酸和氨等污染物会进入蒸发进入冷凝液，在进行简单处理后即可达到出水水质要求。

MVR属于节能型蒸发处理工艺，然而在运行中，随着水分蒸出，反应器换热管上有垢析出聚集，逐渐累计导致换热效率下降，处理能耗增加。由于高浓污水中的有机物与无机盐含量均高，垢层中无机盐与有机焦炭相互叠加，很难用酸、碱洗液洗脱，经发明人现场实验发现，在未加处理的状态下，MVR反应器换热管3天即需清洗一次，且洗过的换热管上仍可见淡黄色垢斑。因此，如何经济有效的防结垢从而降低MVR设备运行成本，缩短维护周期，是需要解决的问题。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种污水MVR蒸发的预处理工艺及系统，能对MVR蒸发处理前的可生化性差盐分高的有机废水进行预处理，脱除污水中含有的碳酸根，根除MVR蒸发中结垢的主要构成因子，显著减小高浓污水蒸发过程中的结垢问题，延长蒸发器的连续运行时间。

为解决上述技术问题，本发明提供一种污水MVR蒸发的预处理工艺，包括以下步骤：

(1)酸化处理：经HCl计量泵向管道混合器中预处理的高浓污水投加HCl进行酸化，并根据预脱碳槽的电控装置返回的控制数据调节投加的HCl流量；

(2)预脱碳处理：所述管道混合器的出水流入所述预脱碳槽，在所述预脱碳槽中通过设置的微孔曝气盘对污水持续曝气进行预脱碳；所述预脱碳槽内污水通过所述预脱碳槽设置的第一循环泵回流至所述管道混合器，通过所述预脱碳槽内设置的第一pH计检测污水pH值低于3时，开启所述预脱碳槽的出水阀使污水流入脱碳塔，直至所述脱炭塔内达到高液位后关闭所述预脱碳槽的出水阀；

从出水阀关闭节点计算时间，对第一pH计与HCl计量泵、所述预脱碳槽的进水泵、出水阀联动控制，使最终流入所述脱碳塔的污水pH值小于3，水中的碳酸根均以碳酸分子方式存在，并控制污水在所述预脱碳槽中停留时间为25～35分钟；

(3)脱碳处理：污水流入所述脱碳塔后，通过所述脱碳塔的喷淋泵泵至脱碳塔塔顶，经由所述脱碳塔内设置的第一螺旋喷头从塔顶喷淋而下，污水与所述脱碳塔内设置的塑料空心球填料相互冲撞，使水中的碳酸分子分解为水和二氧化碳，在所述脱碳塔的鼓风机作用下将二氧化碳分离入气相带走；污水在所述脱碳塔内的停留时间为25～35分钟，脱碳后污水经中和槽的进水阀流入中和槽；

(4)中和处理：污水流入中和槽后通过所述中和槽的第二循环泵、第二循环管路和第二螺旋喷头在所述中和槽内自循环喷淋，通过NaOH计量泵向所述第二循环管路中投加NaOH，通过所述中和槽内设置的第二pH计检测当污水pH值大于6.5时，开启所述中和槽的出水泵使污水泵入MVR原水箱，直至所述中和槽内污水降至低液位后关闭出水泵；

从所述中和槽的出水泵关闭节点计算时间，对所述第二pH计与所述NaOH计量泵、中和槽的进水阀、出水泵联动控制，使最终流入的MVR原水箱的污水pH值大于6.5，并控制污水在所述预脱碳槽中停留时间为25～35分钟。

本发明实施例还提供一种污水MVR蒸发的预处理系统，包括：

管道混合器、HCl计量泵、预脱碳槽、脱碳塔、中和槽、NaOH计量泵、鼓风机和电控装置；其中，

所述管道混合器设有污水进水管和出水管，所述出水管与所述预脱碳槽、脱碳塔、中和槽顺次连接，所述中和槽设置连接MVR原水箱的出水泵；

所述HCl计量泵与所述管道混合器内连通；

所述预脱碳槽设有第一循环泵、第一循环管路、第一pH计和第一曝气装置，与所述预脱碳槽的出水口连接的第一循环泵经第一循环管路连接至所述管道混合器的污水进水管，所述第一曝气装置设在所述预脱碳槽内底部；

所述脱碳塔内设有喷淋泵、第一螺旋喷头、塑料空心球填料和第二曝气装置，与所述脱碳塔的出水口连接的喷淋泵经管路与所述脱碳塔内顶部设置的第一螺旋喷头连接，所述、塑料空心球填料设在所述脱碳塔内的中间部位，所述第二曝气装置设在所述脱碳塔内底部；

所述中和槽设有第二循环泵、第二循环管路、第二螺旋喷头和第二pH计，与所述中和槽的出水口连接的第二循环泵经第二循环管路与该中和槽内顶部的第二螺旋喷头连接，NaOH计量泵与所述第二循环管路连通，第二pH计与所述中和槽内连通；

所述鼓风机分别与所述预脱碳槽的第一曝气装置和脱碳塔的第二曝气装置连接；

所述电控装置分别与HCl计量泵、第一循环泵、第一pH计、鼓风机、第二循环泵、第二pH计、NaOH计量泵和出水泵电气连接。

本发明的有益效果为：通过pH值对酸碱药剂投加量精准控制，可通过污水碱度大小自动调节药品的投加量，同时控制污水在脱碳塔中停留时间在30分钟左右，100％脱除污水中碳酸根，并确保污水在最大流量下通过该预处理段，保证高效处理。同时本发明全程使用电控装置控制，基本可实现零维护，使预处理段对MVR工艺增加的维护成本降至最低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的污水MVR蒸发的预处理工艺流程图；

图2为本发明实施例提供的污水MVR蒸发的预处理系统示意图；

图2中：21-污水进水管；22-管道混合器；23-HCl计量泵；24-预脱碳槽；241-第一循环泵；242-第一循环管路；243-第一pH计；244-第一曝气装置；25-脱碳塔；251-喷淋泵；252-第一螺旋喷头；253-塑料空心球填料；254-第二曝气装置；26-中和槽；261-第二循环泵；262-第二循环管路；263-第二螺旋喷头；264-第二pH计；27-NaOH计量泵；28-鼓风机；29-出水泵。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种污水MVR蒸发的预处理工艺，可对MVR蒸发处理前的污水进行预处理，有效防结垢，降低MVR设备运行成本，缩短维护周期，包括以下步骤：

(1)酸化处理：经HCl计量泵向管道混合器中预处理的高浓污水投加HCl进行酸化，并根据预脱碳槽的电控装置返回的控制数据调节投加的HCl流量；

(2)预脱碳处理：所述管道混合器的出水流入所述预脱碳槽，在所述预脱碳槽中通过设置的微孔曝气盘对污水持续曝气进行预脱碳；所述预脱碳槽内污水通过所述预脱碳槽设置的第一循环泵回流至所述管道混合器，通过所述预脱碳槽内设置的第一pH计检测污水pH值低于3时，开启所述预脱碳槽的出水阀使污水流入脱碳塔，直至所述脱炭塔内达到高液位后关闭所述预脱碳槽的出水阀；

从出水阀关闭节点计算时间，对第一pH计与HCl计量泵、所述预脱碳槽的进水泵、出水阀联动控制，使最终流入所述脱碳塔的污水pH值小于3，水中的碳酸根均以碳酸分子方式存在，并控制污水在所述预脱碳槽中停留时间为25～35分钟；

(3)脱碳处理：污水流入所述脱碳塔后，通过所述脱碳塔的喷淋泵泵至脱碳塔塔顶，经由所述脱碳塔内设置的第一螺旋喷头从塔顶喷淋而下，污水与所述脱碳塔内设置的塑料空心球填料相互冲撞，使水中的碳酸分子分解为水和二氧化碳，在所述脱碳塔的鼓风机作用下将二氧化碳分离入气相带走；污水在所述脱碳塔内的停留时间为25～35分钟，脱碳后污水经中和槽的进水阀流入中和槽；

(4)中和处理：污水流入中和槽后通过所述中和槽的第二循环泵、第二循环管路和第二螺旋喷头在所述中和槽内自循环喷淋，通过NaOH计量泵向所述第二循环管路中投加NaOH，通过所述中和槽内设置的第二pH计检测当污水pH值大于6.5时，开启所述中和槽的出水泵使污水泵入MVR原水箱，直至所述中和槽内污水降至低液位后关闭出水泵；

从所述中和槽的出水泵关闭节点计算时间，对所述第二pH计与所述NaOH计量泵、中和槽的进水阀、出水泵联动控制，使最终流入的MVR原水箱的污水pH值大于6.5，并控制污水在所述预脱碳槽中停留时间为25～35分钟。

上述预处理工艺中，从所述中和槽的出水泵关闭节点计算时间，对所述第二pH计与所述NaOH计量泵、中和槽的进水阀、出水泵联动控制的控制方式如下：

a1.进水泵打开直至所述预脱碳槽到达高液位，HCl流量调至1g/min；

b1.若时间到达25min且预脱碳槽内污水pH值大于3，则HCl流量调至5g/min；

c1.若时间到达30min且预脱碳槽内污水pH值大于3，则HCl流量调至25g/min；

d1.当污水pH值小于3时，出水阀打开，HCl流量调至0g/min。

上述预处理工艺中，从所述中和槽的出水泵关闭节点计算时间，对所述第二pH计与所述NaOH计量泵、中和槽的进水阀、出水泵联动控制的控制方式如下：

a2.所述中和槽的进水阀打开直至中和槽到达高液位，NaOH流量调至0.8g/min；

b2.若时间到达25min且中和槽内污水pH值小于6.5，NaOH流量调至4g/min；

c2.若时间到达30min且中和槽内污水pH值小于6.5，NaOH流量调至20g/min；

d2.当pH值大于6.5时，中和槽的出水泵打开，NaOH流量调至0g/min。

本发明间歇进水中pH控制技术及碳酸根脱除技术结合，实现了以酸碱法去除水中碳酸根，达到了不会产生污泥等需要后续处理废物的祛垢预处理效果。

如图2所示，本发明实施例还提供一种污水MVR蒸发的预处理系统，用于实现上述的预处理工艺，包括：

管道混合器、HCl计量泵、预脱碳槽、脱碳塔、中和槽、NaOH计量泵、鼓风机和电控装置；其中，

所述管道混合器设有污水进水管和出水管，所述出水管与所述预脱碳槽、脱碳塔、中和槽顺次连接，所述中和槽设置连接MVR原水箱的出水泵；

所述HCl计量泵与所述管道混合器内连通；

所述预脱碳槽设有第一循环泵、第一循环管路、第一pH计和第一曝气装置，与所述预脱碳槽的出水口连接的第一循环泵经第一循环管路连接至所述管道混合器的污水进水管，所述第一曝气装置设在所述预脱碳槽内底部；

所述脱碳塔内设有喷淋泵、第一螺旋喷头、塑料空心球填料和第二曝气装置，与所述脱碳塔的出水口连接的喷淋泵经管路与所述脱碳塔内顶部设置的第一螺旋喷头连接，所述、塑料空心球填料设在所述脱碳塔内的中间部位，所述第二曝气装置设在所述脱碳塔内底部；

所述中和槽设有第二循环泵、第二循环管路、第二螺旋喷头和第二pH计，与所述中和槽的出水口连接的第二循环泵经第二循环管路与该中和槽内顶部的第二螺旋喷头连接，NaOH计量泵与所述第二循环管路连通，第二pH计与所述中和槽内连通；

所述鼓风机分别与所述预脱碳槽的第一曝气装置和脱碳塔的第二曝气装置连接；

所述电控装置分别与HCl计量泵、第一循环泵、第一pH计、鼓风机、第二循环泵、第二pH计、NaOH计量泵和出水泵电气连接；各设备的进、出水管路上均设有控制阀，各控制阀分别与电控装置电气连接，通过电控装置可以实现各电气设备和阀门的联动控制。

进一步的，上述系统的中和槽内还设有搅拌装置。

下面结合具体实施例对本发明的预处理工艺和系统作进一步说明。

本实施例以处理某垃圾分拣中心的渗滤液纳滤浓水为例，水厂有一台成套化MVR组合处理设备，但由于结垢问题需每3天进行一次除垢作业，不但需要将MVR停机半天，而且消耗了大量的药剂与人工，致使MVR处理设备因成本问题无法正常运行。导致MVR换热管结垢状况明显。为此，针对该设备加建了预处理工艺，预处理工艺设备清单如表1所示，其可在不降低MVR工艺出水流量的状况下，经济有效的解决结垢问题，使MVR组合设备停机维护的周期由3天延长至1个月，增加了10倍。且维护时的药剂用量比之前减少90％，大大降低了MVR的运行维护成本，且增加预处理工艺后MVR换热管结垢状况明显改善。

表1预处理系统构成设备清单

本发明的预处理系统及工艺通过脱出致垢因子达到预防结垢的效果，过程中仅用酸碱，无其它药剂投入，无二次废物产生。与通过加药混凝将水体中钙镁等金属去处的预处理方式相比，不会象加药混凝处理那样产生无法通过常规手段进行干化处理的大量污泥，且，避免了预处理成本的增加，本发明预处理工艺更具有现实应用性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种污水MVR蒸发的预处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)酸化处理：经HCl计量泵向管道混合器中预处理的高浓污水投加HCl进行酸化，并根据预脱碳槽的电控装置返回的控制数据调节投加的HCl流量；

(2)预脱碳处理：所述管道混合器的出水流入所述预脱碳槽，在所述预脱碳槽中通过设置的微孔曝气盘对污水持续曝气进行预脱碳；所述预脱碳槽内污水通过所述预脱碳槽设置的第一循环泵回流至所述管道混合器，通过所述预脱碳槽内设置的第一pH计检测污水pH值低于3时，开启所述预脱碳槽的出水阀使污水流入脱碳塔，直至所述脱炭塔内达到高液位后关闭所述预脱碳槽的出水阀；

从出水阀关闭节点计算时间，对第一pH计与HCl计量泵、所述预脱碳槽的进水泵、出水阀联动控制，使最终流入所述脱碳塔的污水pH值小于3，水中的碳酸根均以碳酸分子方式存在，并控制污水在所述预脱碳槽中停留时间为25～35分钟；

(3)脱碳处理：污水流入所述脱碳塔后，通过所述脱碳塔的喷淋泵泵至脱碳塔塔顶，经由所述脱碳塔内设置的第一螺旋喷头从塔顶喷淋而下，污水与所述脱碳塔内设置的塑料空心球填料相互冲撞，使水中的碳酸分子分解为水和二氧化碳，在所述脱碳塔的鼓风机作用下将二氧化碳分离入气相带走；污水在所述脱碳塔内的停留时间为25～35分钟，脱碳后污水经中和槽的进水阀流入中和槽；

(4)中和处理：污水流入中和槽后通过所述中和槽的第二循环泵、第二循环管路和第二螺旋喷头在所述中和槽内自循环喷淋，通过NaOH计量泵向所述第二循环管路中投加NaOH，通过所述中和槽内设置的第二pH计检测当污水pH值大于6.5时，开启所述中和槽的出水泵使污水泵入MVR原水箱，直至所述中和槽内污水降至低液位后关闭出水泵；

从所述中和槽的出水泵关闭节点计算时间，对所述第二pH计与所述NaOH计量泵、中和槽的进水阀、出水泵联动控制，使最终流入的MVR原水箱的污水pH值大于6.5，并控制污水在所述预脱碳槽中停留时间为25～35分钟。

2.根据权利要求1所述的一种污水MVR蒸发的预处理工艺，其特征在于，所述从所述中和槽的出水泵关闭节点计算时间，对所述第二pH计与所述NaOH计量泵、中和槽的进水阀、出水泵联动控制的控制方式如下：

a1.进水泵打开直至所述预脱碳槽到达高液位，HCl流量调至1g/min；

b1.若时间到达25min且预脱碳槽内污水pH值大于3，则HCl流量调至5g/min；

c1.若时间到达30min且预脱碳槽内污水pH值大于3，则HCl流量调至25g/min；

d1.当污水pH值小于3时，出水阀打开，HCl流量调至0g/min。

3.根据权利要求1或2所述的一种污水MVR蒸发的预处理工艺，其特征在于，所述从所述中和槽的出水泵关闭节点计算时间，对所述第二pH计与所述NaOH计量泵、中和槽的进水阀、出水泵联动控制的控制方式如下：

a2.所述中和槽的进水阀打开直至中和槽到达高液位，NaOH流量调至0.8g/min；

b2.若时间到达25min且中和槽内污水pH值小于6.5，NaOH流量调至4g/min；

c2.若时间到达30min且中和槽内污水pH值小于6.5，NaOH流量调至20g/min；

d2.当pH值大于6.5时，中和槽的出水泵打开，NaOH流量调至0g/min。

4.一种污水MVR蒸发的预处理系统，其特征在于，用于实现权利要求1、2或3所述的预处理方法，包括：

管道混合器、HCl计量泵、预脱碳槽、脱碳塔、中和槽、NaOH计量泵、鼓风机和电控装置；其中，

所述管道混合器设有污水进水管和出水管，所述出水管与所述预脱碳槽、脱碳塔、中和槽顺次连接，所述中和槽设置连接MVR原水箱的出水泵；

所述HCl计量泵与所述管道混合器内连通；

所述预脱碳槽设有第一循环泵、第一循环管路、第一pH计和第一曝气装置，与所述预脱碳槽的出水口连接的第一循环泵经第一循环管路连接至所述管道混合器的污水进水管，所述第一曝气装置设在所述预脱碳槽内底部；

所述脱碳塔内设有喷淋泵、第一螺旋喷头、塑料空心球填料和第二曝气装置，与所述脱碳塔的出水口连接的喷淋泵经管路与所述脱碳塔内顶部设置的第一螺旋喷头连接，所述、塑料空心球填料设在所述脱碳塔内的中间部位，所述第二曝气装置设在所述脱碳塔内底部；

所述中和槽设有第二循环泵、第二循环管路、第二螺旋喷头和第二pH计，与所述中和槽的出水口连接的第二循环泵经第二循环管路与该中和槽内顶部的第二螺旋喷头连接，NaOH计量泵与所述第二循环管路连通，第二pH计与所述中和槽内连通；

所述鼓风机分别与所述预脱碳槽的第一曝气装置和脱碳塔的第二曝气装置连接；

所述电控装置分别与HCl计量泵、第一循环泵、第一pH计、鼓风机、第二循环泵、第二pH计、NaOH计量泵和出水泵电气连接。

5.根据权利要求1所述的一种污水MVR蒸发的预处理系统，其特征在于，所述中和槽内还设有搅拌装置。