CN106745981A - 一种高盐废水处理回用的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高盐废水回收利用系统和方法，所述系统包括：调节池，用于均衡水质和避免沉淀；沉淀池，与调节池连接，用于沉淀处理来自调节池的水；清水池，与沉淀池连接，用于调整来自沉淀池中上层清水的pH；自清洗过滤器，与清水池连接，用于过滤处理来自清水池中的水；超滤装置，与自清洗过滤器连接，用于对来自自清洗过滤器的产水进行超滤；一级反渗透装置，与超滤装置连接，用于将来自超滤装置的产水进行一级反渗透处理；二级反渗透装置，与一级反渗透装置连接，用于将一级反渗透装置的产水进行二级反渗透处理，由此得到回用产水。本发明的系统可有效降低碳酸盐硬度、去除部分有机物和胶体；脱盐率高，回收率高。

Description

一种高盐废水处理回用的系统和方法

技术领域

本发明涉及废水回收利用系统和方法，尤其涉及一种高盐废水回收利用系统和方法，属于污水处理领域。

背景技术

随着工业进步和社会发展，水污染亦日趋严重。水的污染严重影响人民生活，危害人类健康。为了使得污水达到排水要求或者再次利用的水质要求，须进行污水净化处理。另外，水资源的宝贵和缺乏，也使得污水处理后回用也成为必然，并且需求越来越大，特别是对那些淡水资源缺乏的地区，例如海岛，沙漠。污水处理被广泛应用在建筑、农业、交通、能源、石化、医疗、餐饮等各个领域。目前存在多种污水处理的下方法：砂滤法对去除含有大颗粒污染物的水质效果较好，但污染物易富集堵塞滤料，且反洗水回系统造成污染物负荷逐步增加。高级氧化法的方法很多，如：湿式氧化、强氧化剂氧化、臭氧氧化等，其能耗较高，且不同水体的应用上有很大局限性。离子交换法受容量限制，建设及运行成本高，且树脂再生比较麻烦。蒸馏浓缩的成本也相对较高，且目前经济、高质量的疏水微孔膜尚未研发成熟。

高总溶解性固体物质(TDS)废水中含有较高的溶解性固体物质，例如大于4000mg/L，4500mg/L，5000mg/L等等。高总溶解性固体物质一般也反映出该废水中含有较高的盐度，因此也有文献称为高盐废水。高盐废水由于高的盐含量而难以处理，特别是对回收利用而言，所以对高盐废水处理方法的需求日益增加。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高盐废水回收利用方法，其解决了目前废水回收处理中净化率低等关键技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种高盐废水处理回用的系统，其中所述高盐废水的TDS＞4000mg/L，所述系统包括：调节池，用于均衡所述高盐废水的水质和避免沉淀；沉淀池，与调节池连接，用于沉淀处理来自所述调节池的水；清水池，与沉淀池连接，用于调整来自沉淀池中上层清水的pH；自清洗过滤器，与清水池连接，用于过滤处理来自清水池中的水；超滤装置，与自清洗过滤器连接，用于对来自自清洗过滤器的产水进行超滤；一级反渗透装置，与超滤装置连接，用于将来自超滤装置的产水进行一级反渗透处理；二级反渗透装置，与一级反渗透装置连接，用于将一级反渗透装置的产水进行二级反渗透处理，由此得到回用产水。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用的系统中，所述系统还包括活性炭反应沉淀池，活性炭反应沉淀池与一级反渗透装置连接，用于对一级反渗透装置产生的浓水进行处理。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用的系统中，其中所述自清洗过滤器与调节池连接，用于将自清洗过滤器的反洗排水引入调节池中循环处理。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用的系统中，其中所述超滤装置与调节池连接，用于将超滤装置的反洗排水引入调节池中循环处理。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用的系统中，其中所述二级反渗透装置与一级反渗透装置连接，用于将二级反渗透装置产生的浓水引入一级反渗透装置进行循环处理。

本发明提供一种高盐废水处理回用方法，其包括以下步骤：1)沉淀，将高盐废水收集到调节池中，其中高盐废水的TDS＞4000mg/L，调节之后将其引入沉淀池中，并依次加入石灰、混凝剂、絮凝剂进行沉淀；2)调整PH值，将步骤1)中生成的上层清水引入清水池中，加酸调整pH为8-9；3)自清洗过滤，将步骤2)中得到的水引入自清洗过滤器中，进行过滤；4)超滤，将步骤3)中得到的产水引入超滤装置，得到超滤产水；5)一级反渗透，将步骤4)中得到的超滤产水引入一级反渗透装置，同时加入还原剂、阻垢剂；6)二级反渗透，步骤5)得到的产水引入二级反渗透装置进行处理，由此得到回用水。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用方法中，将步骤5)得到的浓水引入活性炭反应沉淀池中并依次加入活性炭、混凝剂、絮凝剂，经处理后达标排放。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用方法中，所述混凝剂为聚合氯化铝PAC或聚合氯化铁，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用方法中，将步骤6)得到的浓水引入一级反渗透装置，进行循环处理。

在根据本发明所述的高盐废水处理回用方法中，将步骤5)得到的部分产水与步骤6)的产水相混合，由此得到回用水。

本发明的有益效果：

预处理系统中采用比较简单的药剂(石灰、混凝剂和絮凝剂)进行沉淀、过滤，有效降低碳酸盐硬度、去除部分有机物和胶体，减轻后续膜处理系统的负荷，保护膜处理系统正常运行；

超滤膜过滤系统采用超滤过滤(UF)作为反渗透脱盐(RO)系统的预处理。超滤过滤可以截流胶体、大分子有机物、细菌病毒等生物菌体以及悬浮物颗粒，过滤后水的浊度可小于0.2NTU，污染指数SDI可小于3，回收率可≥90％；

反渗透脱盐系统中一级反渗透系统水回收率可大于70％，1年内脱盐率可≥98％，3年内脱盐率可≥97％。二级反渗透系统水回收率可大于80％，1年内脱盐率可≥97％，3年内脱盐率可≥96％。对水中溶解性COD的去除率也可达到90％左右；

自清洗过滤器排污水、超滤反洗水中的污染物主要是SS、COD，采用混凝沉淀的处理工艺处理污水和反洗排水，使其达到废水的排放标准。投资小、运行费用低，可有效控制回用水的制水成本；

反渗透(RO)浓水采用活性炭吸附工艺，优点是工艺简单、运行成本低，处理后COD、氨氮、总磷等均能达标排放。

附图说明

图1是本发明的废水回收利用的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图进行详细说明。

调节池：调节池能够使水质充分混合，均衡水质和避免沉淀，有利于后续工序。

沉淀池：废水在未加混凝剂及絮凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞而做无规则的布朗运动。颗粒都带有同性电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒；而在水中依次加入混凝剂及絮凝剂后，与悬浮物的胶体及分散颗粒发生电中和，形成絮粒沉降，且在沉降过程中它们互相碰撞凝聚，其尺寸和质量不断变大，沉速不断增加。絮凝体具有强大吸附力，不仅能吸附悬浮物，还能吸附部分细菌和溶解性物质。根据需要来选择适当的混凝剂，例如所述混凝剂可以为硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝钾(明矾)、铝酸钠或硫酸铁；絮凝剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙或聚丙烯酰胺；优选地，所述混凝剂为聚合氯化铝PAC或聚合氯化铁，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM。石灰可使水中的钙镁等离子沉淀，有效降低碳酸盐硬度。石灰的浓度为150-200mg/L、混凝剂的浓度为15-20mg/L、絮凝剂的浓度为0.5-1mg/L。

清水池：用于储存沉淀池中生成的上层清水，并且加酸调整pH，所述酸可以是盐酸或硫酸。

自清洗过滤器利用滤网拦截水中固态杂质及颗粒物，从而降低水的浑浊度，提高水质的过滤器专用设备。水是由进水口进入过滤器内部，机内的滤网对水中的杂质进行拦截；其具有对水进行过滤并具有自动对滤芯进行清洗排污的功能。所述自清洗过滤器的过滤尺寸为80μm、100μm、120μm、150μm或200μm，可以选择适当的过滤尺寸，例如150μm。经过自清洗过滤器过滤后的水进入超滤装置，反清洗的污水排入调节池中进行循环处理。

超滤是以压力为推动力，以大分子与小分子分离为目的。在超滤过程中，水溶液在压力推动下，流经膜表面，小于膜孔的溶剂(水)及小分子溶质透水膜，成为净化液，比膜孔大的溶质及溶质基团被截留，随水流排出，成为浓缩液。超滤过程为动态过滤，分离是在流动状态下完成的。在本发明中，经超滤装置产生的超滤产水进入一级反渗透装置，浓缩液或者用于清洗超滤装置的反洗液排入调节池中进行循环处理。

反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。

一级反渗透装置：例如可以根据需要来选择一级反渗透装置；例如所述装置可以为5μm保安过滤器。保安过滤器属于精密过滤器,其工作原理是利用PP滤芯5μm的孔隙进行机械过滤。水中残存的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等，被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中。保安过滤器的主要优点是效率高、阻力小、便于更换。保安过滤器一般采用孔径小于10μm，根据实际情况可设计为5μm或者更低。经一级反渗透装置过滤后产生的浓水进入活性炭反应沉淀池。根据需要选择适当的还原剂和阻垢剂，所述还原剂可以为焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠，所述阻垢剂可以为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠。在一级反渗透装置中需要定期加入杀菌剂，具体为每周一次，进行投加时间为2h左右，所述杀菌剂可以为2-2-二溴-3-次氨基丙酰胺(DBNPA)、异噻唑啉酮。还原剂的浓度为3-5mg/L、阻垢剂的浓度为3-5mg/L、杀菌剂的浓度为80-100mg/L。

二级反渗透装置：对经过一级反渗透装置的淡水进行二次反渗透。经二级反渗透装置处理后得到的浓水进入一级反渗透装置进行循环处理。

活性炭反应沉淀池：活性炭的吸附作用是物理变化，可以除去水中的氯、酚、砷、铅、氰化物、农药等有害物质；活性炭的吸附容量除其他外界条件外，主要与活性炭比表面积有关，比表面积大，微孔数量多，可吸附在细孔壁上的吸附质就多。吸附速度主要与粒度及细孔分布有关，水处理用的活性炭，要求过渡孔(半径)较为发达，有利于吸附质向微细孔中扩散。混凝剂与絮凝剂的吸附作用是化学变化，利用三价铁离子或铝离子水解后产生的氢氧化铁胶体或者是氢氧化铝胶体可以吸附水中悬浮的微小不溶粒形成沉淀的性质。浓水经过活性炭反应沉淀池处理后达标排放。

排水池：用于接纳活性炭反应沉淀池中产生的上层清液。

回用水池：污水经过一系列方法处理后进行回收利用，具体为部分经一级反渗透处理后的产水与经二级反渗透处理后的产水或全部经二级反渗透处理后的产水进入回用水池。

实施例1

将1000L原水收集到调节池中，采用提升泵将其置于沉淀池中，每升原水中加入180mg石灰、18mg聚合氯化铝、0.8mg聚丙烯酰胺进行沉淀，985L上层清水进入清水池储存,之后加盐酸调整pH为8，排掉产生的污泥；采用进水泵将清水池的出水提升进入150μm自清洗过滤器，得到产水为970L，得到反洗排水进入调节池中循环处理；

将得到的产水进入超滤装置，得到873L的超滤产水进入超滤产水池，得到反洗排水进入调节池中循环处理；

将超滤产水池中的873L水由高压泵提升至一级反渗透装置，同时每升原水中加入4mg焦亚硫酸钠、4mg阻垢剂、每隔一周每升原水中加入80mg DBNPA，持续投加2小时，得到611L产水和261L浓水，其中浓水进入活性炭反应沉淀池中，并加入活性炭、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，得到248L上层液进入排水池中，排掉产生的污泥；得到的611L产水全部进入二级反渗透装置，得到的二级反渗透的501L产水进入回用水池，得到的二级反渗透浓水进入一级反渗透装置进行循环处理。

实施例2

将1500L原水收集到调节池中，采用提升泵将其置于沉淀池中，每升原水中加入150mg石灰、15mg聚合氯化铝、0.5mg聚丙烯酰胺进行沉淀，1485L上层清水进入清水池储存,之后加盐酸调整pH为8.5，排掉产生的污泥；采用进水泵将清水池的出水提升进入150μm自清洗过滤器，得到产水为1470L，得到的反洗排水进入调节池中循环处理；

将得到的产水进入超滤装置，得到1337L的超滤产水进入超滤产水池，得到的反洗排水进入调节池中循环处理；

将超滤产水池中的1337L水由高压泵提升至一级反渗透装置，同时每升原水中加入3mg焦亚硫酸钠、3mg阻垢剂、每隔一周每升原水中加入90mg异噻唑啉酮，持续投加2小时，一级反渗透装置产生976L产水和361L浓水，其中浓水进入活性炭反应沉淀池中，并加入活性炭、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，得到346L上层液进入排水池，排掉产生的污泥；其中488L产水进入回用水池，488L产水进入二级反渗透装置；得到的二级反渗透的405L产水进入回用水池，得到的二级反渗透浓水进入一级反渗透装置进行循环处理。

实施例3

将800L原水收集到调节池中，采用提升泵将其置于沉淀池中，每升原水中加入200mg石灰、20mg聚合氯化铝、1mg聚丙烯酰胺进行沉淀，789L上层清水进入清水池储存,之后加盐酸调整pH为9，排掉产生的污泥；采用进水泵将清水池的出水提升进入150μm自清洗过滤器，得到产水为785L，得到的反洗排水进入调节池中循环处理；

将得到的产水进入超滤装置，得到722L的超滤产水进入超滤产水池，得到的反洗排水进入调节池中循环处理；

将超滤产水池中的722L水由高压泵提升至一级反渗透装置，同时每升原水中加入5mg焦亚硫酸钠、5mg阻垢剂、每隔一周每升原水中加入100mg异噻唑啉酮，持续投加2小时，一级反渗透装置产生540L产水和180L浓水，其中浓水进入活性炭反应沉淀池中，并加入活性炭、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，得到175L上层液进入排水池，排掉产生的污泥；其中270L产水进入回用水池，270L产水进入二级反渗透装置；得到的二级反渗透的230L产水进入回用水池，得到的二级反渗透浓水进入一级反渗透装置进行循环处理。

表1为实施例1-3对污水净化处理实验结果。

表1为实施例1-3对污水净化处理实验结果(单位mg/L)

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种高盐废水处理回用的系统，其中所述高盐废水的TDS＞4000mg/L，所述系统包括：

调节池，用于均衡所述高盐废水的水质和避免沉淀；

沉淀池，与调节池连接，用于沉淀处理来自所述调节池的水；

清水池，与沉淀池连接，用于调整来自沉淀池中上层清水的pH；

自清洗过滤器，与清水池连接，用于过滤处理来自清水池中的水；

超滤装置，与自清洗过滤器连接，用于对来自自清洗过滤器的产水进行超滤；

一级反渗透装置，与超滤装置连接，用于将来自超滤装置的产水进行一级反渗透处理；

二级反渗透装置，与一级反渗透装置连接，用于将一级反渗透装置的产水进行二级反渗透处理，由此得到回用产水。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括活性炭反应沉淀池，活性炭反应沉淀池与一级反渗透装置连接，用于对一级反渗透装置产生的浓水进行处理。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述自清洗过滤器与调节池连接，用于将自清洗过滤器的反洗排水引入调节池中循环处理。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述超滤装置与调节池连接，用于将超滤装置的反洗排水引入调节池中循环处理。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述二级反渗透装置与一级反渗透装置连接，用于将二级反渗透装置产生的浓水引入一级反渗透装置进行循环处理。

6.一种高盐废水处理回用的方法，包括以下步骤：

1)沉淀，将高盐废水收集到调节池中，其中高盐废水的TDS＞4000mg/L，调节之后将其引入沉淀池中，并依次加入石灰、混凝剂、絮凝剂进行沉淀；

2)调整PH值，将步骤1)中生成的上层清水引入清水池中，加酸调整pH为8-9；

3)自清洗过滤，将步骤2)中得到的水引入自清洗过滤器中，进行过滤；

4)超滤，将步骤3)中得到的产水引入超滤装置，得到超滤产水；

5)一级反渗透，将步骤4)中得到的超滤产水引入一级反渗透装置，同时加入还原剂、阻垢剂；

6)二级反渗透，步骤5)得到的产水引入二级反渗透装置进行处理，由此得到回用水。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将步骤5)得到的浓水引入活性炭反应沉淀池中并依次加入活性炭、混凝剂、絮凝剂，经处理后达标排放。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述混凝剂为聚合氯化铝PAC或聚合氯化铁，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将步骤6)得到的浓水引入一级反渗透装置，进行循环处理。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将步骤5)得到的部分产水与步骤6)的产水相混合，由此得到回用水。