CN105948351A - 一种水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水处理系统及方法。该系统包括主处理系统和辅助处理系统，其中主处理系统包括依次连通的净水单元和预脱盐单元；辅助处理系统包括依次连通的蒸发器和结晶器，蒸发器与预脱盐单元连通；其中，净水单元，用于去除悬浮物，包括依次连通的沉淀池和V型滤池；预脱盐单元，包括依次连通的超滤装置、反渗透装置、浓水沉淀池、多介质过滤器、浓水超滤装置、浓水反渗透装置，反渗透装置设置有除盐水出口和浓水出口，浓水出口与浓水沉淀池相连通。应用本发明的技术方案，对黄河水或地表水进行处理，解决了黄河水或地表水高含盐的问题，提高了出水的品质，并且实现水处理过程中污水零排放。

Description

一种水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种水处理系统及方法。

背景技术

黄河水的盐含量、悬浮物含量以及浊度较高，硬度较大。目前，黄河水处理工艺主要是混凝沉淀处理，产生泥沙经过沉淀脱水作为污泥处理，但是水中所含有的盐分无法得到去除。在实际的工业化使用中，往往要经过离子交换以去除其中的盐分，但是，这样需要消耗大量的酸、碱等药剂进行再生，同时会产生大量的再生废水，而这些再生废水必须要得到有效的处理，才能避免造成环境污染。

发明内容

本发明旨在提供一种水处理系统及方法，以解决现有技术中黄河水处理后在工业化使用时仍需消耗大量酸、碱等药剂进行再生，同时会产生大量的再生废水的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种水处理系统。该系统包括主处理系统和辅助处理系统，其中主处理系统包括依次连通的净水单元和预脱盐单元；辅助处理系统包括依次连通的蒸发器和结晶器，蒸发器与预脱盐单元连通；其中，净水单元，用于去除悬浮物，包括依次连通的沉淀池和V型滤池；预脱盐单元，包括依次连通的超滤装置、反渗透装置、浓水沉淀池、多介质过滤器、浓水超滤装置、浓水反渗透装置，反渗透装置设置有除盐水出口和浓水出口，浓水出口与浓水沉淀池相连通。

进一步地，沉淀池包括配水渠、前混合区、絮凝区、沉淀区、池顶集水槽、浓缩区和后混合区，配水渠、前混合区、絮凝区、沉淀区依次连通，沉淀区下游与池顶集水槽和浓缩区连通，池顶集水槽与后混合区连通，浓缩区设置有用于将部分污泥回流至前混合区的污泥回流泵和将剩余部分污泥泵送至污泥处理系统的污泥排放泵。

进一步地，配水渠内投放有次氯酸钠，前混合区投放有凝絮剂，絮凝区内投放有助凝剂，后混合区内投放有聚合氯化铝。

进一步地，净水单元中的V型滤池与预脱盐单元的超滤装置通过缓冲池和清水池连通，缓冲池与V型滤池之间设置有第一反冲洗装置，用于利用缓冲池内的水对V型滤池进行定时反冲洗，并将反洗废水排入回收水池，回收水池设置有排水泵，用于将回收水池内的水泵送至沉淀池前端的配水渠内。

进一步地，清水池与超滤装置之间设置有换热器和自清洗过滤器。

进一步地，超滤装置设置有第二反冲洗装置，用于利用超滤水对超滤装置进行反冲洗，并将反洗废水排入回收水池。

进一步地，浓水沉淀池为V型滤池，浓水沉淀池的前混合区内投放有石灰，浓水沉淀池的絮凝区投放有碳酸钠。

进一步地，凝絮剂为聚丙烯酰胺或聚合氯化铝，助凝剂为活性硅酸。

进一步地，水处理系统用于处理黄河水或地表水。

根据本发明的另一方面，提供了一种水处理的方法。该方法采用上述任一种水处理系统进行水处理。

应用本发明的技术方案，对黄河水或地表水进行处理，解决了黄河水或地表水高含盐的问题，提高了出水的品质，并且实现水处理过程中污水零排放。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一种典型的实施方式的水处理系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

针对现有技术中黄河水处理存在的盐分无法得到去除的技术问题，本发明提出了以下技术方案。

根据本发明一种典型的实施方式，提供一种水处理系统，如图1所示。该水处理系统包括主处理系统和辅助处理系统，其中主处理系统包括依次连通的净水单元和预脱盐单元；辅助处理系统包括依次连通的蒸发器和结晶器，浓水沉淀池与预脱盐单元连通；其中，净水单元，用于去除悬浮物，包括依次连通的沉淀池和V型滤池；预脱盐单元，包括依次连通的超滤装置、反渗透装置、浓水沉淀池、多介质过滤器、浓水超滤装置和浓水反渗透装置，反渗透装置设置有除盐水出口和浓水出口，浓水出口与浓水沉淀池相连通。

应用本发明的技术方案，对黄河水或地表水进行处理，解决了黄河水或地表水高含盐的问题，提高了出水的品质，并且实现水处理过程中污水零排放。

根据本发明一种典型的实施方式，沉淀池包括配水渠、前混合区、絮凝区、沉淀区、池顶集水槽、浓缩区和后混合区，配水渠、前混合区、絮凝区、沉淀区依次连通，沉淀区下游与池顶集水槽和浓缩区连通，池顶集水槽与后混合区连通，浓缩区设置有用于将部分污泥回流至前混合区的污泥回流泵和将剩余部分污泥泵送至污泥处理系统的污泥排放泵。

优选的，配水渠内投放有灭藻剂，如次氯酸钠或者其它氧化性杀菌剂，防止沉淀池及V型滤池内滋生藻类；前混合区投放有凝絮剂，絮凝区内投放有助凝剂，后混合区内投放有聚合氯化铝。

优选的，如图1所示，净水单元中的V型滤池与预脱盐单元的超滤装置通过缓冲池和清水池连通，缓冲池与V型滤池之间设置有第一反冲洗装置，用于利用缓冲池内的水对V型滤池进行定时反冲洗，并将反洗废水排入回收水池，回收水池设置有排水泵，用于将回收水池内的水泵送至沉淀池前端的配水渠内。

根据本发明一种典型的实施方式，清水池与超滤装置之间设置有换热器和自清洗过滤器。

优选的，超滤装置设置有第二反冲洗装置，用于利用超滤水对超滤装置进行反冲洗，并将反洗废水排入回收水池。

优选的，浓水沉淀池为V型滤池，浓水沉淀池的前混合区内投放有石灰，浓水沉淀池的絮凝区投放有碳酸钠，将水中的硬度降低下来，达到去除的目的，同时可以去除SiO₂、Ba²⁺、Sr²⁺及部分有机物，降低浓水反渗透膜结垢风险。

优选的，凝絮剂为聚丙烯酰胺或聚合氯化铝，助凝剂为活性硅酸。

根据本发明一种典型的实施方式，采用上述水处理系统进行水处理。

根据本发明一种典型的实施方式，采用上述水处理系统进行水处理，主要包括以下工艺步骤：

(1)净水工艺：沉淀池+V型滤池，主要目的为处理去除悬浮物。

沉淀池的工作过程：原水进入配水渠，在此投加次氯酸钠杀藻剂，防止沉淀池及V型滤池内滋生藻类。然后进入前混合区，在此区投加絮凝剂和回流污泥，通过混合搅拌机快速混合，发生凝聚反应，生成小颗粒矾花；而后进入絮凝区，在此区投加助凝剂，在絮凝搅拌机叶轮作用下，最后生成大颗粒矾花；出水进入沉淀区，泥水分离，清水由池顶集水槽收集，污泥在浓缩区浓缩，浓缩污泥中的部分污泥将通过污泥回流泵回流至前混合区，剩余的部分污泥由污泥排放泵送至污泥处理系统进行脱水处理。

沉淀区出水自流进入后混合池，在后混合池内投加聚合氯化铝(PAC)后，进入V型滤池进行过滤，进一步去除水中的浊度。

V型滤池的出水经缓冲池流至清水池中贮存，经泵房内的水泵加压后送至预脱盐单元。同时，利用缓冲池内的清水对V型滤池进行定时反冲洗，反洗废水排入回收水池，并通过回收水池排水泵送至沉淀池前端配水渠内。

(2)预脱盐工艺为：超滤→反渗透→浓水沉淀池→多介质过滤器→浓水超滤→浓水反渗透。

V型滤池的产水经超滤给水泵加压后经换热器和自清洗过滤器后进入超滤。换热器只在冬季水温较低时运行，使超滤和反渗透进水温度满足设计水温，保证超滤和反渗透的正常运行；自清洗过滤器截留前端水处理单元可能流失的细小砂砾和大颗粒悬浮物，保护超滤装置的安全运行，避免超滤膜元件被大颗粒物质堵塞或者划伤损坏，从而延长超滤膜的使用寿命；超滤的作用是截留微小的颗粒，降低悬浮物、细菌和浊度，部分去除有机污染物质，使其产水到达反渗透进水水质要求。

超滤的产水输送至超滤产水箱储存，经反渗透进水增压泵和反渗透高压泵加压后进入反渗透。同时，利用超滤产水箱内的超滤产水对超滤进行定时反洗，反洗废水排入回收水池，并通过回收水池排水泵送至沉淀池前端配水渠内。

反渗透主要用于去除水中溶解盐类、小分子有机物以及二氧化硅等，其可脱除水中98％以上的电解质(盐份)和粒径大于0.0005微米的杂质。反渗透的产水即脱盐水输送至除盐水箱储存，反渗透浓水输送至反渗透浓水箱储存。

反渗透浓水经泵加压后进入浓盐水处理系统，包括浓水沉淀池、多介质过滤器、浓水超滤、浓水反渗透，各工艺段处理流程和一级处理系统相同，只是在浓水沉淀池采用石灰软化工艺，在沉淀池的前混合区和絮凝区分别投加石灰和碳酸钠，将水中的硬度降低下来，达到去除的目的，同时可以去除SiO₂、Ba²⁺、Sr²⁺及部分有机物，降低浓水反渗透膜结垢风险。浓水反渗透不设产水箱，其产水输送至除盐水箱与反渗透产水混合储存，浓水反渗透浓水输送至浓水箱储存。

除盐水箱的除盐水经除盐水泵加压后送至工业用水管网，反渗透浓水经泵加压后送至辅助工艺处理流程。

(3)辅助工艺处理流程为：预浓缩浓盐水→蒸发器→结晶器处理。

蒸发器主要的目的是进一步对预浓缩的浓盐水进行浓缩，并产生蒸发器产品水直接回用。预浓缩浓盐水经过泵送入蒸汽加热蒸发器或者压缩机驱动蒸发器，进一步浓缩后，蒸发器的浓盐水送至结晶装置结晶处理。经过结晶装置结晶后产品水可以直接回用，产生的结晶盐作为固体废物处理。

下面将结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

本实施例为某公司净水场黄河水处理系统，具体工艺如下：

(1)净水工艺：沉淀池+V型滤池，主要目的为处理去除悬浮物。

沉淀池的工作过程：原水进入配水渠，在此投加次氯酸钠杀藻剂，防止沉淀池及V型滤池内滋生藻类。然后进入前混合区，在此区投加絮凝剂和回流污泥，通过混合搅拌机快速混合，发生凝聚反应，生成小颗粒矾花；而后进入絮凝区，在此区投加助凝剂，在絮凝搅拌机叶轮作用下，最后生成大颗粒矾花；出水进入沉淀区，泥水分离，清水由池顶集水槽收集，污泥在浓缩区浓缩，浓缩污泥中的部分污泥将通过污泥回流泵回流至前混合区，剩余的部分污泥由污泥排放泵送至污泥处理系统进行脱水处理。

沉淀区出水自流进入后混合池，在后混合池内投加聚合氯化铝后，进入V型滤池进行过滤，进一步去除水中的浊度。

V型滤池的出水经缓冲池流至清水池中贮存，经泵房内的水泵加压后送至预脱盐单元。同时，利用缓冲池内的清水对V型滤池进行定时反冲洗，反洗废水排入回收水池，并通过回收水池排水泵送至沉淀池前端配水渠内。

(2)预脱盐工艺为：超滤→反渗透→浓水沉淀池→多介质过滤器→浓水超滤→浓水反渗透。

V型滤池的产水经超滤给水泵加压后经换热器和自清洗过滤器后进入超滤。换热器只在冬季水温较低时运行，使超滤和反渗透进水温度满足设计水温，保证超滤和反渗透的正常运行；自清洗过滤器截留前端水处理单元可能流失的细小砂砾和大颗粒悬浮物，保护超滤装置的安全运行，避免超滤膜元件被大颗粒物质堵塞或者划伤损坏，从而延长超滤膜的使用寿命；超滤的作用是截留微小的颗粒，降低悬浮物、细菌和浊度，部分去除有机污染物质，使其产水到达反渗透进水水质要求。

超滤的产水输送至超滤产水箱储存，经反渗透进水增压泵和反渗透高压泵加压后进入反渗透。同时，利用超滤产水箱内的超滤产水对超滤进行定时反洗，反洗废水排入回收水池，并通过回收水池排水泵送至沉淀池前端配水渠内。

反渗透主要用于去除水中溶解盐类、小分子有机物以及二氧化硅等，其可脱除水中98％以上的电解质(盐份)和粒径大于0.0005微米的杂质。反渗透的产水即脱盐水输送至除盐水箱储存，反渗透浓水输送至反渗透浓水箱储存。

反渗透浓水经泵加压后进入浓盐水处理系统，包括浓水沉淀池、多介质过滤器、浓水超滤、浓水反渗透，各工艺段处理流程和一级处理系统相同，只是在浓水沉淀池采用石灰软化工艺，在沉淀池的前混合区和絮凝区分别投加石灰和碳酸钠，将水中的硬度降低下来，达到去除的目的，同时可以去除SiO₂、Ba²⁺、Sr²⁺及部分有机物，降低浓水反渗透膜结垢风险。浓水反渗透不设产水箱，其产水输送至除盐水箱与反渗透产水混合储存，浓水反渗透浓水输送至浓水箱储存。

除盐水箱的除盐水经除盐水泵加压后送至预脱盐管网，反渗透浓水经泵加压后送至辅助工艺处理流程。

(3)辅助工艺处理流程为：预浓缩浓盐水→蒸发器→结晶器处理。

蒸发器主要的目的是进一步对预浓缩的浓盐水进行浓缩，并产生蒸发器产品水直接回用。预浓缩浓盐水经过泵送入蒸汽加热蒸发器或者压缩机驱动蒸发器，进一步浓缩后，蒸发器的浓盐水送至结晶装置结晶处理。经过结晶装置结晶后产品水可以直接回用，产生的结晶盐作为固体废物处理。

本工程实例处理量为1050m³/h，黄河水进入沉淀池投加5mg/L次氯酸钠、10mg/L絮凝剂、1mg/L助凝剂；出水进入V型滤池进行过滤，滤速为7m/h。V型滤池的出水经缓冲池流至清水池中贮存，经水泵加压送至预脱盐系统。

预脱盐系统采用超滤+反渗透工艺；反渗透浓水进入浓水沉淀池进行除硬处理，之后经多介质过滤器过滤再采用浓水超滤+浓水反渗透工艺，最终产生约65m³/h反渗透浓液送至蒸发器+结晶工艺，产品水直接回用，结晶盐作固废处理。高效沉淀池产生的污泥进入污泥脱水系统，滤液进入系统进行再处理，污泥作固废处理。

黄河水处理系统处理水质指标见表1.

表1

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1)本发明在解决黄河水高悬浮物、高浊度问题的同时，对黄河水进行了预脱盐处理，解决了黄河水高含盐的问题，提高了出水的品质，解决了黄河水回用过程中结垢的问题，方便了工业化使用用户的要求。

2)本发明完善了黄河水处理的流程，实现了黄河水处理的零排放，具有较好的环境效益。

3)本发明在黄河水工业化使用前就进行了除硬、预脱盐处理，减少了工业生产中离子交换器再生的化学药剂消耗、延长了离子床的再生周期。同时由于离子交换器再生废水排放量的减少，降低了污水处理单元的处理负荷和运行成本，具有一定的经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水处理系统，其特征在于，包括主处理系统和辅助处理系统，其中所述主处理系统包括依次连通的净水单元和预脱盐单元；所述辅助处理系统包括依次连通的蒸发器和结晶器，所述蒸发器与所述预脱盐单元连通；

其中，所述净水单元，用于去除悬浮物，包括依次连通的沉淀池和V型滤池；

所述预脱盐单元，包括依次连通的超滤装置、反渗透装置、浓水沉淀池、多介质过滤器、浓水超滤装置和浓水反渗透装置，所述反渗透装置设置有除盐水出口和浓水出口，所述浓水出口与所述浓水沉淀池相连通。

2.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述沉淀池包括配水渠、前混合区、絮凝区、沉淀区、池顶集水槽、浓缩区和后混合区，所述配水渠、所述前混合区、所述絮凝区、所述沉淀区依次连通，所述沉淀区的下游与所述池顶集水槽和所述浓缩区连通，所述池顶集水槽与所述后混合区连通，所述浓缩区设置有用于将部分污泥回流至所述前混合区的污泥回流泵和将剩余部分污泥泵送至污泥处理系统的污泥排放泵。

3.根据权利要求2所述的水处理系统，其特征在于，所述配水渠内投放有次氯酸钠，所述前混合区投放有凝絮剂，所述絮凝区内投放有助凝剂，所述后混合区内投放有聚合氯化铝。

4.根据权利要求2所述的水处理系统，其特征在于，所述净水单元中的V型滤池与所述预脱盐单元的超滤装置通过缓冲池和清水池连通，所述缓冲池与所述V型滤池之间设置有第一反冲洗装置，用于利用所述缓冲池内的水对所述V型滤池进行定时反冲洗，并将反洗废水排入回收水池，所述回收水池设置有排水泵，用于将所述回收水池内的水泵送至所述沉淀池前端的配水渠内。

5.根据权利要求4所述的水处理系统，其特征在于，所述清水池与所述超滤装置之间设置有换热器和自清洗过滤器。

6.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述超滤装置设置有第二反冲洗装置，用于利用超滤水对所述超滤装置进行反冲洗，并将反洗废水排入回收水池。

7.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述浓水沉淀池为V型滤池，所述浓水沉淀池的前混合区内投放有石灰，所述浓水沉淀池的絮凝区投放有碳酸钠。

8.根据权利要求3所述的水处理系统，其特征在于，所述凝絮剂为聚丙烯酰胺或聚合氯化铝，所述助凝剂为活性硅酸。

9.根据权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述水处理系统用于处理黄河水或地表水。

10.一种水处理的方法，其特征在于，采用如权利要求1至9中任一项所述的水处理系统进行水处理。