CN106587479A - 一种工业电镀废水零排放处理设备及其处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种工业电镀废水零排放处理设备及其处理工艺，其除硬度装置、CDRO装置、CDRO浓水罐依次顺序连接，CDRO浓水罐的浓水经进料泵进入板式换热器经强制循环泵进入强制循环蒸发器，强制循环蒸发器通过电蒸汽发生器补充蒸汽并通过压缩机升温升压，强制循环蒸发器的冷凝水排入冷凝水罐后经冷凝水泵与板式换热器换热后排出，强制循环蒸发器的蒸发液通过分离器分离，分离器的晶盐析出端通过晶浆泵连接旋流器，旋流器的上层清液通过分离器循环进入MVR系统；旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，母液流入母液罐经母液泵进入MVR系统。具有节约系统投资、运行费用较低、延长设备运行周期、运行稳定、产水率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种工业电镀废水零排放处理设备及其处理工艺。
背景技术
揭阳市表面处理生态工业园是中国第一家电镀废水零排放的电镀园区。工业电镀废水零排放处理工艺和系统的现有技术，可以通过中国专利局检索网站检索得到。现有工业电镀废水零排放处理工艺技术主要是采用“MVR降膜预浓缩+MVR蒸发结晶”工艺技术路线。由于MVR环节是电镀废水零排放处理中单位设备投资成本最大、单位处理成本最高的环节（吨水蒸发费用100元左右），该技术路线存在着如下几个明显的技术经济问题：
1）、因为MVR降膜预浓缩本身存在的问题，如能耗较高，蒸发形式本身的原因造成结垢现象，造成MVR系统规模大、投资高、综合运行费用高等问题；
2）、因多级浓缩后的RO浓水硬度过高，容易造成后续MVR蒸发设备内部频繁结垢，给系统正常运行造成极大的负面影响的问题；
3）、由于RO浓水中的生化难降解的长链烃、苯环等有机物经MVR进一步富集后形成的釜底液必须频繁排除才能保持MVR设备的正常运行，因此不能真正实现电镀废水零排放的目标。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种节约系统投资、运行费用较低、延长设备运行周期、运行稳定、产水率高的工业电镀废水零排放处理设备及其处理工艺。
本发明，一种工业电镀废水零排放处理设备，包括除硬度装置、CDRO装置、CDRO浓水罐、MVR系统、电蒸汽发生器、旋流器、养晶罐和离心机；MVR系统包括强制循环泵和强制循环蒸发器；除硬度装置、CDRO装置、CDRO浓水罐依次顺序连接，CDRO浓水罐的CDRO浓水经进料泵进入板式换热器，经过板式换热器的CDRO浓水经强制循环泵进入强制循环蒸发器，强制循环蒸发器通过电蒸汽发生器补充蒸汽并通过压缩机升温升压，强制循环蒸发器的冷凝水排入冷凝水罐后经冷凝水泵与板式换热器换热后排出，强制循环蒸发器的蒸发液通过分离器分离，分离器的晶盐析出端通过晶浆泵连接旋流器，旋流器的上层清液通过分离器循环进入MVR系统；旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，母液流入母液罐经母液泵进入MVR系统。
本发明，还设置有去釜底液处理装置，去釜底液处理装置包括导热油罐、导热油泵和烘干罐，旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，釜底液流入烘干罐，通过导热油罐经导热油泵在烘干罐循环烘干处理。
本发明，一种采用权利要求1的工业电镀废水零排放处理设备的处理工艺，包括：
a）、从RO浓水储罐输送过来的RO浓水进入除硬度装置去除硬度，目的是去除RO浓水里面的钙镁离子，保护CDRO装置及MVR系统；除硬后的RO浓水进入RO浓水储罐，RO浓水经泵进入保安过滤器后，进入一个超滤系统去除悬浮物等颗粒状物质后进入CDRO装置；具体工艺过程是：RO浓水进入RO浓水储罐后再经pH调节及投加除硬药剂进行钙镁的沉淀反应等过程，然后进入一个主要由管式超滤膜组成的除硬装置拦截沉淀悬浮物并达到去除硬度的目的，最后除硬装置出水再经pH回调后送入CDRO装置进一步浓缩处理；
b）、通过CDRO装置产生的CDRO清水回收利用，产生的CDRO浓液进入CDRO浓水罐，经进料泵排入板式换热器，回收MVR系统产生的冷凝水里面的余热后进入强制循环蒸发器，同时，由电蒸汽发生器产生的补充蒸汽进入强制循环蒸发器，补充MVR系统损失的热量；
c）、CDRO浓水经过强制循环蒸发器的管程，被压缩机升温升压后的蒸汽换热后，在加热管内形成过热状态，在结晶器内进行闪蒸，产生的二次蒸汽进入压缩机升温升压后强制循环蒸发器的壳程，与CDRO浓水通过加热管的管壁换热，放出的水蒸气换热后凝结变成冷凝水，排入冷凝水罐；经冷凝水泵排入板式换热器与CDRO浓水换热后，冷凝水回收；
d）、经强制循环蒸发器的蒸发作用，CDRO浓水达到过饱和状态，不断析出结晶体，待结晶体初步富集后由晶浆泵排入旋流器进行进一步富集，上层清液回MVR系统继续蒸发结晶，结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐，养晶罐里面的晶浆定时排入离心机，离心后的母液流入母液罐经母液泵进入MVR系统，结晶体出料、打包。
本发明的处理工艺，还设置有去釜底液处理装置，去釜底液处理装置包括导热油罐、导热油泵和烘干罐，旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，釜底液流入烘干罐，通过导热油罐经导热油泵在烘干罐循环烘干处理。
本发明，RO，指反渗透膜；CDRO，指超高压反渗透膜。
本发明，具有如下积极效果：
1）、节约系统投资：采用CDRO的处理浓水取代MVR预浓缩工艺，极大减少MVR系统的处理压力，从而使MVR核心设备压缩机规格大大减小，最大化地降低了MVR系统投资；
2）、运行费用较低：蒸发结晶环节是整个电镀废水处理环节中运行费用最高的一个环节，远远高于其它环节。本发明采用CDRO工艺作为预浓缩段，吨水运行费用为14元，比传统MVR预浓缩阶段的运行费用降低了80%；
3）、延长设备运行周期：由于采用除硬装置，同时CDRO浓水TDS达到150000ppm，水可直接进入MVR强制循环蒸发器结晶，解决了传统MVR预浓缩阶段以及后续MVR系统易结垢、清洗周期过短的问题；
4）、运行稳定：采用CDRO工艺减轻了传统MVR系统运行负荷，同时采用去釜底液处理装置消除了釜底液物质循环积聚对MVR蒸发结晶工序的不利影响，保障了MVR系统的长期稳定运行；
5）、产水率高：本发明的处理设备的工艺及系统产水非常洁净，完全达到电镀园区用水水质指标要求，实现水回用率大于98%（其余为蒸发损耗），符合国家环保政策。
因此，本发明具有节约系统投资、运行费用较低、延长设备运行周期、运行稳定、产水率高的优点。
下面实施例结合附图说明对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的结构示意图；
图2是图1实施例的工艺流程示意图。
图中，1、除硬度装置；2、CDRO装置；3、CDRO浓水罐；4、电蒸汽发生器；5、旋流器；6、养晶罐；7、离心机；8、去釜底液处理装置；9、强制循环泵；10、强制循环蒸发器；11、进料泵；12、板式换热器；13、冷凝水罐；14、冷凝水泵；15、分离器；16、晶浆泵；17、母液罐；18、母液泵；19、导热油罐；20、导热油泵；21、烘干罐；22、压缩机。
具体实施方式
参照图1、图2，本实施例是一种工业电镀废水零排放处理设备，包括除硬度装置1、CDRO装置2、CDRO浓水罐3、MVR系统、电蒸汽发生器4、旋流器5、养晶罐6和离心机7；MVR系统包括强制循环泵9和强制循环蒸发器10；除硬度装置、CDRO装置、CDRO浓水罐依次顺序连接，CDRO浓水罐的CDRO浓水经进料泵11进入板式换热器12，经过板式换热器的CDRO浓水经强制循环泵进入强制循环蒸发器，强制循环蒸发器通过电蒸汽发生器补充蒸汽并通过压缩机22升温升压，强制循环蒸发器的冷凝水排入冷凝水罐13后经冷凝水泵14与板式换热器换热后排出，强制循环蒸发器的蒸发液通过分离器15分离，分离器的晶盐析出端通过晶浆泵16连接旋流器，旋流器的上层清液通过分离器循环进入MVR系统；旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，母液流入母液罐17经母液泵18进入MVR系统；还设置有去釜底液处理装置8，去釜底液处理装置包括导热油罐19、导热油泵20和烘干罐21，旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，釜底液流入烘干罐，通过导热油罐经导热油泵在烘干罐循环烘干处理。
参照图1、图2，一种采用权利要求1的工业电镀废水零排放处理设备的处理工艺，包括：
a）、从RO浓水储罐输送过来的RO浓水进入除硬度装置去除硬度，目的是去除RO浓水里面的钙镁离子，保护CDRO装置及MVR系统；除硬后的RO浓水进入RO浓水储罐，RO浓水经泵进入保安过滤器后，进入一个超滤系统去除悬浮物等颗粒状物质后进入CDRO装置；具体工艺过程是：RO浓水进入RO浓水储罐后再经pH调节及投加除硬药剂进行钙镁的沉淀反应等过程，然后进入一个主要由管式超滤膜组成的除硬装置拦截沉淀悬浮物并达到去除硬度的目的，最后除硬装置出水再经pH回调后送入CDRO装置进一步浓缩处理；
b）、通过CDRO装置产生的CDRO清水回收利用，产生的CDRO浓液进入CDRO浓水罐，经进料泵排入板式换热器，回收MVR系统产生的冷凝水里面的余热后进入强制循环蒸发器，同时，由电蒸汽发生器产生的补充蒸汽进入强制循环蒸发器，补充MVR系统损失的热量；
c）、CDRO浓水经过强制循环蒸发器的管程，被压缩机升温升压后的蒸汽换热后，在加热管内形成过热状态，在结晶器内进行闪蒸，产生的二次蒸汽进入压缩机升温升压后强制循环蒸发器的壳程，与CDRO浓水通过加热管的管壁换热，放出的水蒸气换热后凝结变成冷凝水，排入冷凝水罐；经冷凝水泵排入板式换热器与CDRO浓水换热后，冷凝水回收；
d）、经强制循环蒸发器的蒸发作用，CDRO浓水达到过饱和状态，不断析出结晶体，待结晶体初步富集后由晶浆泵排入旋流器进行进一步富集，上层清液回MVR系统继续蒸发结晶，结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐，养晶罐里面的晶浆定时排入离心机，离心后的母液流入母液罐经母液泵进入MVR系统，结晶体出料、打包。
采用本发明的处理设备及工艺，积极效果显著。
第一、由CDRO取代MVR系统中预浓缩工艺，即用“CDRO预浓缩+MVR强制循环蒸发结晶”工艺取代了此前的“MVR预浓缩工艺+MVR蒸发结晶”工艺，通过CDRO提高传统RO浓水的浓度，使TDS指标由50000ppm上升至150000ppm，通过CDRO后的浓液只有原RO浓水的1/3。因此，采用CDRO工艺取代MVR预浓缩工艺极大减少原MVR系统的处理压力，从而使MVR核心设备压缩机规格大大减小，最大化地降低了MVR系统投资。
第二、增设了浓水除硬系统：由于RO浓水经过多级浓缩，钙镁离子已经富集到影响CDRO及MVR系统顺利运行的地步。为了保证CDRO及MVR系统顺利运行，本发明增加了一套除硬度装置，以保护CDRO及MVR系统。
第三、延长了MVR系统的清洗周期：针对现有MVR系统易结垢、清洗周期过短，本发明设计出符合工业电镀废水特点的MVR设备设计方案，使清洗周期由原40-60天延长至半年至一年。由于采用CDRO处理的浓水TDS达到150000ppm，MVR系统就可以省去预浓缩工艺，CDRO浓水直接进入MVR强制循环蒸发结晶。而传统MVR预浓缩工艺，由于自身的特点，降膜管内结垢现象严重，一至三个月就必须停机，采用机械方式清洗。清洗过程不仅劳动强度大，对MVR降膜蒸发器造成损害，而且还需要4到6天的清洗时间，严重影响整个电镀废水车间的工作。因此，通过CDRO预浓缩取代MVR系统降膜预浓缩，完美地解决了这个问题。
第四、运行费用大大降低：经测算，CDRO处理每方水的费用为12元，而MVR预浓缩处理每方水的费用为70元。由于采用CDRO工艺取代MVR预浓缩工艺，在预浓缩阶段降低运行费用83%。
第五、增设了釜底液处理装置：对生化环节难以降解的长链烃、苯环等有机物长时间富集后形成的釜底液，现有工艺及系统都没有处理釜底液，只是让其循环进入前段工序重新处理，从而造成浓度越来越高，最后引起蒸发量下降，能耗增高，最后不得不停机清洗。本发明设计有一去釜底液处理装置处理釜底液，避免釜底液长期积聚影响MVR蒸发结晶工序，保障MVR系统长期稳定运行。
第六、增设了电蒸汽补充热量系统：MVR蒸发结晶工艺系统自身热量不平衡，其带出MVR蒸发系统的热量要大于加入MVR蒸发系统的热量。为了保证MVR蒸发系统顺利运行，本发明设计有一套电蒸汽系统，用以补充热量。
第七、处理出水满足电镀用水水质要求：本发明的工艺设备及系统出水率大于99%，产出的水非常洁净，可以全部回用作电镀园区的工艺用水，符合国家环保政策。
Claims (4)
1.一种工业电镀废水零排放处理设备，其特征在于：包括除硬度装置（1）、CDRO装置（2）、CDRO浓水罐（3）、MVR系统、电蒸汽发生器（4）、旋流器（5）、养晶罐（6）和离心机（7）；所述MVR系统包括强制循环泵（9）和强制循环蒸发器（10）；
所述除硬度装置、CDRO装置、CDRO浓水罐依次顺序连接，CDRO浓水罐的CDRO浓水经进料泵（11）进入板式换热器（12），经过板式换热器的CDRO浓水经强制循环泵进入强制循环蒸发器，强制循环蒸发器通过电蒸汽发生器补充蒸汽并通过压缩机（22）升温升压，强制循环蒸发器的冷凝水排入冷凝水罐（13）后经冷凝水泵（14）与板式换热器换热后排出，强制循环蒸发器的蒸发液通过分离器（15）分离，分离器的晶盐析出端通过晶浆泵（16）连接旋流器，旋流器的上层清液通过分离器循环进入MVR系统；旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，母液流入母液罐（17）经母液泵（18）进入MVR系统。
2.根据权利要求1所述的工业电镀废水零排放处理设备，其特征在于：还设置有去釜底液处理装置（8），所述去釜底液处理装置包括导热油罐（19）、导热油泵（20）和烘干罐（21），所述旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，釜底液流入烘干罐，通过导热油罐经导热油泵在烘干罐循环烘干处理。
3.一种采用权利要求1所述的工业电镀废水零排放处理设备的处理工艺，包括：
a）、从RO浓水储罐输送过来的RO浓水进入除硬度装置去除硬度，除硬后的RO浓水进入RO浓水储罐，RO浓水经泵进入保安过滤器后，进入一个超滤系统去除悬浮物等颗粒状物质后进入CDRO装置；
b）、通过CDRO装置产生的CDRO清水回收利用，产生的CDRO浓液进入CDRO浓水罐，经进料泵排入板式换热器，回收MVR系统产生的冷凝水里面的余热后进入强制循环蒸发器，同时，由电蒸汽发生器产生的补充蒸汽进入强制循环蒸发器，补充MVR系统损失的热量；
c）、CDRO浓水经过强制循环蒸发器的管程，被压缩机升温升压后的蒸汽换热后，在加热管内形成过热状态，在结晶器内进行闪蒸，产生的二次蒸汽进入压缩机升温升压后强制循环蒸发器的壳程，与CDRO浓水通过加热管的管壁换热，放出的水蒸气换热后凝结变成冷凝水，排入冷凝水罐；经冷凝水泵排入板式换热器与CDRO浓水换热后，冷凝水回收；
d）、经强制循环蒸发器的蒸发作用，CDRO浓水达到过饱和状态，不断析出结晶体，待结晶体初步富集后由晶浆泵排入旋流器进行进一步富集，上层清液回MVR系统继续蒸发结晶，结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐，养晶罐里面的晶浆定时排入离心机，离心后的母液流入母液罐经母液泵进入MVR系统，结晶体出料、打包。
4.根据权利要求3所述的工业电镀废水零排放处理设备的处理工艺，其特征在于：还设置有去釜底液处理装置，所述去釜底液处理装置包括导热油罐、导热油泵和烘干罐，所述旋流器的结晶颗粒与浓缩液进入养晶罐通过离心机结晶出料后，釜底液流入烘干罐，通过导热油罐经导热油泵在烘干罐循环烘干处理。
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