CN106430785A - 一种零排放的中水回用方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种零排放的中水回用方法，属于水处理技术领域。主要是采用预过滤、加碱软化、膜过滤、反渗透过滤、钠离子交换树脂除盐、电渗析、蒸发集成工艺，可以使中水中的废盐、固体残渣被回收利用，处理后的水可以用于生活用水或者锅炉补水，具有系统集成度高、运行稳定、无污染物排放的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种零排放的中水回用方法及装置，属于水处理技术领域。
背景技术
在工业废水、生活污水经过处理后，会得到中水，中水中含有一定量的COD、盐、悬浮物等污染物。例如造纸尾水的处理，为了使废水全部被处理，不产生排放，需要对中水进行零排放的工艺处理。
CN104150718A公开了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。本发明公开了SUPER RO膜器，包括圆管承压外壳、金属密封片、法兰盘、流体逆向盘、密封式圆管承压内壳、布水器、内拉杆、支撑导流盘、膜片、进液管以及出液管。CN105540970A公开涉及中水回用反渗透浓水近零排放膜法集成处理的工艺，将中水回用的反渗透浓水进行超重力强化臭氧氧化，经超重力强化臭氧氧化后的浓水进行软化处理后进入超滤系统，超滤渗透液经反渗透处理后，依次进入电渗析、膜蒸馏系统进一步浓缩处理，反渗透、电渗析及膜蒸馏产水均送至供水系统回用，最后对浓缩液进行蒸发结晶，得到盐泥和冷凝水，冷凝水去供水系统回用。但是上述的系统中处理设备容易产生运行负荷大、回收产物纯度低、处理效果不好的问题。
发明内容
本发明的目的是：提供一种中水回用方法，通过该方法可以将中水回用过程中提高运行稳定性，减轻膜污染，同时能够提高回收物料的纯度。
技术方案是：
一种零排放的中水回用方法，包括如下步骤：
对中水进行预过滤，去除其中的悬浮颗粒杂质；
对预过滤得到的滤液中加入沉淀剂使二价离子生成沉淀；
对含有上述沉淀的中水采用分离膜进行过滤，去除固态杂质；
对分离膜的滤液采用反渗透膜进行过滤，去除其中的离子杂质；
对反渗透膜的浓缩液再通过电渗析进一步地浓缩；
电渗析得到的浓水进行蒸发浓缩后得到回收盐。
所述的中水是指含有COD、硬度、悬浮颗粒的中水。
所述的中水中COD范围是30～500mg/L，总硬度范围是50～1000 mg/L，TDS范围是100～3000mg/L，SS范围是10～300mg/L。
所述的中水是指造纸尾水。
在一个实施例中，电渗析得到的淡水再送入反渗透膜过滤回用。
在一个实施例中，分离膜的浓缩液再通过固液分离的方式，得到固态废泥和母液，母液送入分离膜再次进行过滤回用。
所述的沉淀剂是指阴离子为OH-，以及CO3 2-和/或SO4 2-中的一种或两种的无机盐。
所述的沉淀剂的阳离子是Na+。
所述的分离膜是超滤膜或者微滤膜。
在一个实施例中，反渗透膜的浓缩液需要经过离子交换树脂除二价盐之后，再送入电渗析进行浓缩。
所述的离子交换树脂是指钠离子交换树脂。
所述的二价盐的阳离子选自Ca2+或者Mg2+离子。
离子交换树脂在进行过离子交换后进行洗涤再生得到的洗涤液再返回至加入沉淀剂的步骤中，对洗涤液进行沉淀处理后再送入分离膜中过滤。
在一个实施例中，采用纳滤膜装置对洗涤水进行浓缩处理，纳滤浓缩液返回加入沉淀剂的步骤进行处理，而纳滤的渗透液送入反渗透膜中进行处理。
在一个实施例中，需要对进入分离膜的中水和/或反渗透的浓缩液进行氧化处理，用于去除水中的COD。
一种零排放的中水回用装置，包括有：
第一固液分离装置，用于对中水进行预过滤除颗粒物杂质；
沉淀剂投加部件，用于在预过滤后的中水中加入沉淀剂，使二价阳离子杂质生成沉淀；
膜分离装置，用于对生成沉淀后的中水进行过滤去除悬浮颗粒物杂质；
第二固液分离装置，用于对膜分离装置的浓缩液进行固液分离处理；
反渗透膜，用于对膜分离装置的滤液去除离子；
离子交换树脂床，用于对反渗透膜的浓缩液进行除二价离子；
电渗析装置，用于对离子交换树脂床去除了二价离子的产水进行浓缩；
蒸发装置，用于对电渗析装置的浓水进行蒸发处理；
洗涤水连接部，用于将离子交换树脂床的洗涤水返回至脱硫废水中。
所述的离子交换树脂床是指钠离子交换树脂。
还包括有淡水连接部，用于将电渗析装置的淡水返回至进入反渗透膜的料液中。
所述的洗涤水连接部中包括有纳滤膜，用于对离子交换树脂床的洗涤水进行过滤处理；还包括有纳滤浓水连接部，用于将纳滤膜的浓缩液返回至预过滤后的中水中；还包括有纳滤清液连接部，用于将纳滤膜的渗透液返回至膜分离装置的滤液中。
在一个实施例中，还包括有氧化装置，用于对进入分离膜的中水和/或反渗透膜的浓缩液进行氧化处理。
有益效果
本发明针对工业过程中的中水采用膜法处理工艺进行零排放处理，本发明所述的处理工艺主要有以下几个方面的有益效果：
1、采用多种膜浓缩工艺，极大的减少了蒸发量，使中水零排放工艺具有经济可行性。一般蒸发量仅为不采用膜浓缩的1/15～1/20。
2、采用陶瓷膜工艺进行硬度脱除，较传统的澄清池等工艺具有占地面积小、自动化程度高、便于操作等优势。并且可以实现钙镁硬度的同时脱除，满足膜系统及蒸发结晶系统的进水要求。
3、采用反渗透膜处理中水，获得的回用具有水质好且水质稳定等优势。根据需要可作为生产过程用水或锅炉补给水等。
4、采用电渗析工艺对脱硫废水进一步的浓缩，浓缩液盐含量可达到10%以上，减少了蒸发系统的蒸发量。
附图说明
图1是一种中水回用的集成装置；
图2是另一种中水回用的集成装置；
图3是另一种中水回用的集成装置；
图4是另一种中水回用的集成装置；
其中，1、第一固液分离装置；2、膜分离装置；3、第二固液分离装置；4、反渗透膜；5、离子交换树脂床；6、电渗析装置；7、蒸发装置；8、沉淀剂投加部件；9、纳滤膜；10、氧化装置。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
以范围形式表达的值应当以灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围限值的数值，而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间，犹如每个数值和子区间被明确列举出。例如，“大约0.1%至约5%”的浓度范围应当理解为不仅包括明确列举出的约0.1%至约5%的浓度，还包括有所指范围内的单个浓度（如，1%、2%、3%和4%）和子区间（例如，0.1%至0.5%、1%至2.2%、3.3%至4.4%）。本发明中所述的百分比在无特别说明的情况下，是指重量百分比。
应理解的是，当一个元件被提及与另一个元件“连接”时，它可以与其他元件直接相连或者与其他元件间接相连，而它们之间插入有元件。除非有明确相反的说明，否则术语“包括”和“具有”应理解为表述包含所列出的元件，而非排除任意其他元件。
本文使用的词语“包括”、“包含”、“具有”或其任何其他变体意欲 涵盖非排它性的包括。例如，包括列出要素的工艺、方法、物品或设 备不必受限于那些要素，而是可以包括其他没有明确列出或属于这种 工艺、方法、物品或设备固有的要素。
在工业、市政过程中所产生的中水通常具有一定的COD、硬度、悬浮颗粒物（SS）、溶解性的盐（TDS），例如对于造纸工业中所产生的尾水来说，中水中COD范围是30～500mg/L，总硬度(主要是Ca2+、Mg2+)范围是50～1000 mg/L，TDS范围是100～3000mg/L，SS范围是10～300mg/L。
本发明所处理的方法中，首先通过固液分离装置以中水进行预过滤，以去除其中的较大的颗粒物。
这里的固液分离的方式，没有特别限定。作为具体的固液分离处理的方法，可举出离心分离方式、压榨分离方式、过滤方式、上浮分离方式、沉降分离方式。作为离心分离方式，可以例示卧式连续离心分离机(螺旋倾析器处理)、分离板式离心分离机、离心过滤机、厦普勒斯型超离心分离机，作为过滤方式，可以例示带式过滤机、压带机、螺杆压机、预涂过滤器、压滤机，作为上浮分离方式，可以例示连续上浮分离装置，作为沉降分离方式，可以例示凝集沉降分离机、迅速沉降分离机等，但不特别限定于上述的任一项。然而能够通过上述的任一项或其组合来减少精密过滤膜和/或超滤膜处理时对膜的负荷。
在得到预过滤后的中水之后，在中水中加入沉淀剂，以去除掉其中的二价盐杂质离子，其中主要是Ca2+、Mg2+离子，加入的沉淀剂可以是包含OH-，以及CO3 2-和/或SO4 2-中的一种或两种，沉淀剂的阳离子可以是Na+。OH-能够去除掉其中的Mg2+离子，CO3 2-和/或SO4 2-可以去除掉其中的Ca2+离子，这些生成的沉淀物可以被膜分离装置去除。另外，也可以在沉淀之后，加入一些絮凝剂、混凝剂等加速沉淀生成。
接下来，再通过膜分离装置对上述的废水进行过滤，去除其中的大颗粒，其中的溶解的无机盐离子透过膜层，由后续的过程对离子作进一步地去除。
膜分离装置所得的浓缩液当中，主要是含有沉淀物以及其它颗粒物的泥浆，可以将浓缩液再经过其它的固液分离手段将水分去除后，可以得到固态污泥，而得到的母液可以再返回至膜分离装置进行回用。
这里所用的分离膜装置，可以是采用超滤膜或者是微滤膜，用于本发明的微滤膜为平均孔径是0.01μm～5μm的膜，另外，用于本发明的超滤膜为截留分子量是1000～200000的膜。在此，由于超滤膜的孔径过小而难以用电子显微镜等来测定膜表面的孔径，所以用称为截留分子量的值代替平均孔径来作为孔径大小的指标。关于截留分子量，如本领域的教科书中所记载的那样：“将以溶质分子量为横轴、阻止率为纵轴，对数据进行绘制而成的曲线称为截留分子量曲线。而且将阻止率为90%的分子量称为膜的截留分子量”，截留分子量作为表示超滤膜的膜性能的指标，为本领域技术人员所熟知。作为这些微滤膜或超滤膜的材质，只要能够实现除去上述水溶性高分子和胶体成分这样的本发明目的即可，没有特别限定，可以举出：纤维素、纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚氯乙烯、氯丙烯、聚烯烃、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等有机材料，或者不锈钢等金属、或者陶瓷等无机材料。微滤膜或超滤膜的材质可以考虑废水及其沉淀物的性状或者运行成本来适当选择，使用寿命考虑，优选陶瓷材料。作为构成陶瓷分离膜的多孔膜的材料，能够从现有公知的陶瓷材料中适当选择。例如，可以使用氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化硅、氧化钛、氧化铈、氧化钇，钛酸钡等氧化物类材料；堇青石、多铝红柱石、镁橄榄石、块滑石、硅铝氧氮陶瓷、锆石、铁酸盐等复合氧化物类材料；氮化硅，氮化铝等氮化物类材料；碳化硅等碳化物类材料；羟基磷灰石等氢氧化物类材料；碳、硅等元素类材料；或者含有它们的两种以上的无机复合材料等。还可以使用天然矿物（粘土、粘土矿物、陶渣、硅砂、陶石、长石、白砂）或高炉炉渣、飞灰等。其中，优选选自氧化铝、二氧化锆、氧化钛、氧化镁、氧化硅中的1种或2种以上，更优选以氧化铝、二氧化锆或者氧化钛作为主体构成的陶瓷粉末。其中，这里所说的“作为主体”表示陶瓷粉末总体的50wt%以上（优选75wt%以上、更优选80wt%～100wt%）为氧化铝或二氧化硅。例如，在多孔材料中，氧化铝较为廉价且操作性优异。并且，能够容易地形成具有适合于液体分离的孔径的多孔结构，因此能够容易地制造具有优异的液体透过性的陶瓷分离膜。并且，在上述氧化铝中，特别优选使用α-氧化铝。α-氧化铝具有在化学方面稳定、且熔点和机械强度高的特性。因此，通过使用α-氧化铝，能够制造可以在宽泛用途（例如工业领域）中利用的陶瓷分离膜。
在得到了分离膜装置的渗透液后，其中大部分的颗粒物杂质（包括二价离子生成的沉淀物），都已经被去除，料液中主要含有未被截留的小分子物质，也包括有一些未被沉淀的一价盐和二价盐离子，再送入反渗透膜中进行过滤，以进一步地去除这些杂质，得到反渗透透过液作为回用水。这里的反渗透膜可以是一级反渗透，也可以是两级、多级反渗透，用于对废水进行浓度脱盐处理，当采用两级或者多级时，上一级反渗透的渗透液送入下一级反渗透进行脱盐，下一级反渗透的浓缩液返回至上一级反渗透的进料作回用；最后一级的反渗透膜的渗透液作为整个反渗透的透过液产水。
作为反渗透膜的材料，一般使用醋酸纤维素类聚合物、聚酰胺、聚酯、聚酰亚胺、乙烯基聚合物等高分子材料。另外，作为其构造，有在膜的至少一侧具有致密层，从该致密层向膜内部或者另一侧的表面具有缓缓变大的孔径的微细孔的非对称膜以及在该非对称膜的致密层上具有由其他材料形成的非常薄的活性层的复合膜等。其中，作为反渗透膜的形式，有中空丝、平膜等。通常，优选中空丝和平膜的膜厚为10μm～1mm，中空丝的外径为5 0μm～4mm。另外，作为平膜，优选非对称膜，作为复合膜优选被织物、编织物、无纺布等基材支撑的膜。但是，本发明的方法可以不依赖于反渗透膜的材料、膜构造或形式地加以利用，对于任意一种情况都有效。作为代表性的反渗透膜，例如可以例举醋酸纤维素类或聚酰胺类非对称膜、具有聚酰胺类、聚脲类活性层的复合膜等。其中，本发明的方法对于醋酸纤维素类非对称膜、聚酰胺类复合膜特别有效。反渗透膜组件是为了实际使用上述反渗透膜而使之形状化的物质。反渗透膜的形式是平膜的情况下，可以编入螺旋状、管状或者板与框的组件中进行使用，另外，在中空丝的情况下，可以在成束的基础上编入组件进行使用。本发明可以不依赖于这些反渗透膜组件的构成形式地适用。
为了将反渗透膜得到的浓水进行回用，还采用电渗析对浓水作进一步地提浓处理，再将电渗析装置的浓水送入蒸发装置进行蒸发浓缩，得到回收的盐，并可以将蒸发的水作为回用水；电渗析装置得到的淡水，再返回至反渗透膜进行回用，优选的运行参数是：电渗析操作电压为100～200V，电流1～3A，进料压力为0.05～0.2MPa。为了降低反渗透膜的结垢，还可以采用离子交换树脂对反渗透的浓水进行除二价离子，例如，采用钠离子交换树脂对反渗透膜的浓缩液进行除二价离子的操作，将未被反渗透膜截留的Ca、Mg、Hg、Pb、Ni、As、Cd或者Cr离子置换为Na离子。同时，采用离子交换树脂处理之后，可以避免蒸发浓缩装置中发生结垢的问题。
离子交换树脂在进行过离子交换后，需要进行洗涤再生，对于钠离子交换树脂，通常是使用含有高浓度的氯化钠盐水进行冲洗，使树脂再生，操作后会得到带有一价离子和二价离子的洗涤水，需要将这部分洗涤水进行回用。在一个实施例中，可以将洗涤水返回至加入沉淀剂的步骤中继续处理，使其中的二价离子被沉淀，进而再被膜分离装置去除。
在另外的一个实施例中，可以采用纳滤膜装置对洗涤水进行浓缩处理，纳滤浓缩液返回加入沉淀剂的步骤进行处理，而纳滤的渗透液送入反渗透膜中进行处理。由于纳滤膜可以分离一价盐和二价盐，因此可以将洗涤水中的二价离子的浓度提高，可以进一步地提高沉淀反应效率，减轻后续反渗透膜结垢。
在另外的一个实施例中，可以采用氧化装置对进入分离膜的中水和/或反渗透的浓缩液进行氧化处理。更优选的是对反渗透的浓缩液进行氧化处理，其氧化效果好，有利于更明显地降低COD水平，提高回收产物纯度。这里的氧化处理选自光化学氧化、催化湿式氧化、声化学氧化、臭氧高级氧化、电化学氧化、Fenton氧化中的一种或者任意几种的组合。
本发明提采用的装置如图1所示，包括有：
第一固液分离装置，用于对中水进行预过滤除颗粒物杂质；
沉淀剂投加部件8，用于在脱硫废水中加入沉淀剂，使二价阳离子杂质生成沉淀；
膜分离装置2，用于对脱硫废水进行过滤去除悬浮颗粒物杂质；
第二固液分离装置3，用于对膜分离装置2的浓缩液进行固液分离处理；
反渗透膜4，用于对膜分离装置2的滤液去除离子；
离子交换树脂床5，用于对反渗透膜4的浓缩液进行除二价离子；
电渗析装置6，用于对离子交换树脂床5去除了二价离子的产水进行浓缩；
蒸发装置7，用于对电渗析装置6的浓水进行蒸发处理。
洗涤水连接部，用于将离子交换树脂床5的洗涤水返回至脱硫废水中。
另一个实施方式中，还包括有淡水连接部，用于将电渗析装置6的淡水返回至进入反渗透膜4的料液中。
另一个实施方式中，所述的洗涤水连接部中包括有纳滤膜9，用于对离子交换树脂床5的洗涤水进行过滤处理；还包括有纳滤浓水连接部，用于将纳滤膜9的浓缩液返回至脱硫废水中；还包括有纳滤清液连接部，用于将纳滤膜9的渗透液返回至膜分离装置2的滤液中。
另一个实施方式中，还包括有第一固液分离装置1，用于对脱硫废水进行预过滤除颗粒物杂质。
另一个实施方式中，还包括有氧化装置10，用于对进入膜分离装置2的中水和/或反渗透膜4的浓缩液进行氧化处理。
以下实施例中所处理的中水来自于造纸生产中的尾水，其主要废水性质是：TDS3200mg/L，CODcr 280mg/L，总硬度660mg/L，固体悬浮物 240 mg/L。
实施例1
如图1，将来自于造纸车间的尾水先经过锰砂池预过滤，去除较大的悬浮颗粒物，再大预过滤产水中加入同时连续性地流加NaOH和Na2CO3，向废水中流加的NaOH溶液的摩尔浓度比废水中Mg2+以及重金属离子的摩尔浓度之和的2倍大1%，Na2CO3溶液的摩尔浓度比废水中Ca2+的摩尔浓度大5%。搅拌40min后，废水进入陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器温度为30℃，压力为0.5MPa，膜面流速4m/s，膜平均孔径范50nm，浓缩倍数为8倍时，停止过滤，平均通量277L/m2·h，陶瓷膜的浓缩液送入板框过滤器中进行过滤，得到废盐泥，板框过滤母液送入陶瓷膜料液入口再次过滤回用。
陶瓷膜透过液水质检测后， SS未检出，Ca2+浓度为26.3 mg/L，Mg2+浓度为13.2mg/L。进入二级反渗透进行处理，反渗透膜温度控制为30℃，压力为3.0MPa，反渗透膜透过液水质检测后，Ca2+、Mg2+未检出。第二级反渗透的浓缩液返回至第一级再次回用，第一级和第二级反渗透膜在运行20h内的平均通量是5.3m3/h和7.1m3/h。
第一级反渗透的浓缩液再送入钠离子交换树脂进行处理，去除二价、多价等杂质阳离子，得到的透过液送入电渗析装置中进一步地浓缩处理，电渗析操作电压为150V，电流2A，进料压力为0.1Mpa，电渗析淡液侧返回至一级反渗透的进料再次回用，电渗析的浓液再送入三效蒸发系统进行蒸发结晶，获得主要含有NaCl固体盐，纯度87.4%，得到的冷凝水含盐量低于50mg/L。
实施例2
与实施例1的区别是：钠离子交换树脂的洗涤水在返回至废水调节箱之前，采用纳滤膜对其进行浓缩，将浓缩液送入废水调节箱中再加入沉淀剂，纳滤透过液再送入反渗透膜的进料。
如图2，将来自于造纸车间的尾水先经过锰砂池预过滤，去除较大的悬浮颗粒物，再大预过滤产水中加入同时连续性地流加NaOH和Na2CO3，向废水中流加的NaOH溶液的摩尔浓度比废水中Mg2+以及重金属离子的摩尔浓度之和的2倍大1%，Na2CO3溶液的摩尔浓度比废水中Ca2+的摩尔浓度大5%。搅拌40min后，废水进入陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器温度为30℃，压力为0.5MPa，膜面流速4m/s，膜平均孔径范50nm，浓缩倍数为8倍时，停止过滤，平均通量297L/m2·h，陶瓷膜的浓缩液送入板框过滤器中进行过滤，得到废盐泥，板框过滤母液送入陶瓷膜料液入口再次过滤回用。
陶瓷膜透过液水质检测后， SS未检出，Ca2+浓度为13.2 mg/L，Mg2+浓度为7.5mg/L。进入二级反渗透进行处理，反渗透膜温度控制为30℃，压力为3.0MPa，反渗透膜透过液水质检测后，Ca2+、Mg2+未检出。第二级反渗透的浓缩液返回至第一级再次回用，第一级和第二级反渗透膜在运行20h内的平均通量是6.6m3/h和7.8m3/h。
第一级反渗透的浓缩液再送入钠离子交换树脂进行处理，去除二价、多价等杂质阳离子，得到的透过液送入电渗析装置中进一步地浓缩处理，电渗析操作电压为150V，电流2A，进料压力为0.1Mpa，电渗析淡液侧返回至一级反渗透的进料再次回用，电渗析的浓液再送入三效蒸发系统进行蒸发结晶，获得主要含有NaCl固体盐，纯度89.6%，得到的冷凝水含盐量低于50mg/L。
实施例3
与实施例1的区别是采用氧化装置10对进入陶瓷膜的料液进行氧化预处理。
如图3，将来自于造纸车间的尾水先经过锰砂池预过滤，去除较大的悬浮颗粒物，再大预过滤产水中加入同时连续性地流加NaOH和Na2CO3，向废水中流加的NaOH溶液的摩尔浓度比废水中Mg2+以及重金属离子的摩尔浓度之和的2倍大1%，Na2CO3溶液的摩尔浓度比废水中Ca2+的摩尔浓度大5%。搅拌40min后，采用臭氧发生装置在废水中加入500mg/L的臭氧进行氧化处理，氧化温度是40℃，反应时间是30min，处理后的中水送入陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器温度为30℃，压力为0.5MPa，膜面流速4m/s，膜平均孔径范50nm，浓缩倍数为8倍时，停止过滤，平均通量314L/m2·h，陶瓷膜的浓缩液送入板框过滤器中进行过滤，得到废盐泥，板框过滤母液送入陶瓷膜料液入口再次过滤回用。
陶瓷膜透过液水质检测后， SS未检出，Ca2+浓度为26.3 mg/L，Mg2+浓度为13.2mg/L。进入二级反渗透进行处理，反渗透膜温度控制为30℃，压力为3.0MPa，反渗透膜透过液水质检测后，Ca2+、Mg2+未检出。第二级反渗透的浓缩液返回至第一级再次回用，第一级和第二级反渗透膜在运行20h内的平均通量是5.7m3/h和7.5m3/h。
第一级反渗透的浓缩液再送入钠离子交换树脂进行处理，去除二价、多价等杂质阳离子，得到的透过液送入电渗析装置中进一步地浓缩处理，电渗析操作电压为150V，电流2A，进料压力为0.1Mpa，电渗析淡液侧返回至一级反渗透的进料再次回用，电渗析的浓液再送入三效蒸发系统进行蒸发结晶，获得主要含有NaCl固体盐，纯度90.6%，得到的冷凝水含盐量低于50mg/L。
实施例4
与实施例1的区别是采用氧化装置10对得到的反渗透膜4的浓缩液进行氧化预处理。
如图3，将来自于造纸车间的尾水先经过锰砂池预过滤，去除较大的悬浮颗粒物，再大预过滤产水中加入同时连续性地流加NaOH和Na2CO3，向废水中流加的NaOH溶液的摩尔浓度比废水中Mg2+以及重金属离子的摩尔浓度之和的2倍大1%，Na2CO3溶液的摩尔浓度比废水中Ca2+的摩尔浓度大5%。搅拌40min后，处理后的中水送入陶瓷膜过滤器，陶瓷膜过滤器温度为30℃，压力为0.5MPa，膜面流速4m/s，膜平均孔径范50nm，浓缩倍数为8倍时，停止过滤，平均通量296L/m2·h，陶瓷膜的浓缩液送入板框过滤器中进行过滤，得到废盐泥，板框过滤母液送入陶瓷膜料液入口再次过滤回用。
陶瓷膜透过液水质检测后， SS未检出，Ca2+浓度为25.5 mg/L，Mg2+浓度为11.4mg/L。进入二级反渗透进行处理，反渗透膜温度控制为30℃，压力为3.0MPa，反渗透膜透过液水质检测后，Ca2+、Mg2+未检出。第二级反渗透的浓缩液返回至第一级再次回用，第一级和第二级反渗透膜在运行20h内的平均通量是6.3m3/h和8.8m3/h。
第一级反渗透的浓缩液采用臭氧发生装置在废水中加入500mg/L的臭氧进行氧化处理，氧化温度是40℃，反应时间是30min，再送入钠离子交换树脂进行处理，去除二价、多价等杂质阳离子，得到的透过液送入电渗析装置中进一步地浓缩处理，电渗析操作电压为150V，电流2A，进料压力为0.1Mpa，电渗析淡液侧返回至一级反渗透的进料再次回用，电渗析的浓液再送入三效蒸发系统进行蒸发结晶，获得主要含有NaCl固体盐，纯度93.2%，得到的冷凝水含盐量低于50mg/L。
Claims (8)
1.一种零排放的中水回用方法，其特征在于，包括如下步骤：
对中水进行预过滤，去除其中的悬浮颗粒杂质；
对预过滤得到的滤液中加入沉淀剂使二价离子生成沉淀；
对含有上述沉淀的中水采用分离膜进行过滤，去除固态杂质；
对分离膜的滤液采用反渗透膜进行过滤，去除其中的离子杂质；
对反渗透膜的浓缩液再通过电渗析进一步地浓缩；
电渗析得到的浓水进行蒸发浓缩后得到回收盐。
2.根据权利要求1所述的零排放的中水回用方法，其特征在于，所述的中水是指含有COD、硬度、悬浮颗粒的中水；所述的中水中COD范围是30～500mg/L，总硬度范围是50～1000mg/L，TDS范围是100～3000mg/L，SS范围是10～300mg/L；所述的中水是指造纸尾水。
3.根据权利要求1所述的零排放的中水回用方法，其特征在于，电渗析得到的淡水再送入反渗透膜过滤回用；分离膜的浓缩液再通过固液分离的方式，得到固态废泥和母液，母液送入分离膜再次进行过滤回用；所述的沉淀剂是指阴离子为OH-，以及CO3 2-和/或SO4 2-中的一种或两种的无机盐；所述的沉淀剂的阳离子是Na+。
4.根据权利要求1所述的零排放的中水回用方法，其特征在于，所述的分离膜是超滤膜或者微滤膜；反渗透膜的浓缩液需要经过离子交换树脂除二价盐之后，再送入电渗析进行浓缩；所述的离子交换树脂是指钠离子交换树脂；所述的二价盐的阳离子选自Ca2+或者Mg2+离子。
5.根据权利要求1所述的零排放的中水回用方法，其特征在于，离子交换树脂在进行过离子交换后进行洗涤再生得到的洗涤液再返回至加入沉淀剂的步骤中，对洗涤液进行沉淀处理后再送入分离膜中过滤；采用纳滤膜装置对洗涤水进行浓缩处理，纳滤浓缩液返回加入沉淀剂的步骤进行处理，而纳滤的渗透液送入反渗透膜中进行处理；需要对进入分离膜的中水和/或反渗透的浓缩液进行氧化处理，用于去除水中的COD。
6.一种零排放的中水回用装置，其特征在于，包括有：
第一固液分离装置（1），用于对中水进行预过滤除颗粒物杂质；
沉淀剂投加部件（8），用于在预过滤后的中水中加入沉淀剂，使二价阳离子杂质生成沉淀；
膜分离装置（2），用于对生成沉淀后的中水进行过滤去除悬浮颗粒物杂质；
第二固液分离装置（3），用于对膜分离装置（2）的浓缩液进行固液分离处理；
反渗透膜（4），用于对膜分离装置（2）的滤液去除离子；
离子交换树脂床（5），用于对反渗透膜（4）的浓缩液进行除二价离子；
电渗析装置（6），用于对离子交换树脂床（5）去除了二价离子的产水进行浓缩；
蒸发装置（7），用于对电渗析装置（6）的浓水进行蒸发处理；
洗涤水连接部，用于将离子交换树脂床（5）的洗涤水返回至脱硫废水中。
7.根据权利要求6所述的零排放的中水回用装置，其特征在于，所述的离子交换树脂床（5）是指钠离子交换树脂；还包括有淡水连接部，用于将电渗析装置（6）的淡水返回至进入反渗透膜（4）的料液中；所述的洗涤水连接部中包括有纳滤膜（9），用于对离子交换树脂床（5）的洗涤水进行过滤处理；还包括有纳滤浓水连接部，用于将纳滤膜（9）的浓缩液返回至预过滤后的中水中；还包括有纳滤清液连接部，用于将纳滤膜（9）的渗透液返回至膜分离装置（2）的滤液中。
8.根据权利要求6所述的零排放的中水回用装置，其特征在于，还包括有氧化装置（10），用于对进入分离膜（2）的中水和/或反渗透膜（4）的浓缩液进行氧化处理。
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