CN108285221B - 一种废水深度浓缩处理方法 - Google Patents

Abstract

一种废水深度浓缩处理方法，经一级电驱动离子膜单元处理后得到一级电驱动浓盐液和一级电驱动产水，一级电驱动浓盐液送入二级电驱动离子膜单元处理后得到二级电驱动浓盐液和二级电驱动产水，废水经一级电驱动离子膜单元处理前进行初步处理，其中，基于采用加药方式进行的预处理过程将废水调整为碱性环境，经过预处理的高含盐废水依次经过流道宽度为1.524～1.778mm的中压膜元件和流道宽度为1.905～2.159mm的高压膜元件进行减量化处理；基于进水控制系统监测废水的废水信息并控制水温调节器、活性炭过滤器、树脂罐和第三保安过滤器中的至少一个处理装置对废水进行至少一次循环处理，直至废水达到进水指标。本发明能实现回收废水溶液95％以上至淡水箱，实现废水再利用。

Description

一种废水深度浓缩处理方法

本发明是申请号为201510980936.X，申请日为2015年12月23日，申请类型为发明，申请名称为一种高含盐废水的减量化处理方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，尤其涉及工业废水零排放技术中的一种废水深度浓缩处理方法。

背景技术

近年来，随着石化、电力、冶金、煤化工等行业的快速发展，工业生产过程中产生的反渗透浓水、工业污水、循环排污水及部分工艺排水等含盐成分复杂的污水量逐年增加，这些含盐成分复杂的污水最终如何处理和利用受到了广泛的重视。随着国家对企业污水排放控制力度日趋严格，特别是在水资源匮乏地区，如何合理处理和利用好这部分含盐成分复杂的污水，实现废水零排放，对保护我们赖以生存的周边环境和自然水体，以及进一步提高水资源的综合利用效率缓解水资源紧张状况具有重要意义。目前，污水处理回用技术中，反渗透膜法已经逐渐成为工业循环水处理、废水回用、减量化等领域中的一种非常重要处理手段。

目前用于处理废水的反渗透技术发展比较快，但该技术处理复杂成分废水存在的问题日益凸显，主要问题表现在两个方面：

一是反渗透膜元件对含盐废水具有高脱盐率，通常情况下反渗透膜元件可以达到的脱盐率在98％以上，使得不发生相变水中的盐及杂质98％以上截留在系统产生的浓水中。反渗透制水系统一般水的回收利用率只能达到75％左右，制水系统仍有约25％的浓水不能回收利用需要排放。由于这些含盐复杂废水的浓水中含有包括大量钙离子、镁离子、重金属离子、硅离子以及胶体类物质，并且，一些化工废水含有数量较多的不可降解的有机物和无机盐以及和生产工艺密切相关的复杂成分，直接排放会对排入的河流造成水体污染。虽然反渗透处理实现了一定程度的减量化处理，但浓缩的盐类物质仍留在排除的浓水中，目前对该类废水处理方法一般采用简单处理后外排或直接排放，对周边环境影响日趋严重，最终这部分反渗透浓水的处置是一个难题。

二是经过低压、中压和高压反渗透浓缩的含盐复杂废水，再利用反渗透处理方式处理时存在膜元件的有机物污染和趋于饱和的无机盐钙镁化合物易在膜表面发生结垢问题。从而，导致盐类分离难度加大和分离能耗增加，经济性不佳和可靠性较低等问题。

例如中国专利CN 102923876A公开了一种管式微滤膜法处理重金属废水重金属回收及废水回用系统。该系统通过对废水进行pH调节、管式微滤预处理，再经过反渗透装置进行废水回收。实现了滤除废水颗粒污染物质，并且不会发生透漏泥颗粒的现象；微滤膜可以承受酸性、碱性、漂白和氧化药剂的清洗，经过清洗的微滤膜膜管具有较长的使用期。该发明的流程比较简单，操作起来更加方便，容易实现自动化控制；占地面积小，能够节省基础建设期的投资，而且还能够节省药剂投入。但是，该系统仅仅对废水进行预处理和反渗透处理，废水的水资源回收利用率较低，存在较大的水资源浪费问题，同时待处理的尾液占废水比例较大，增加了处理尾液的能耗，增加了废水处理成本，以及环保问题。

公开号为CN103508602A的专利(对比文件1)公开了一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺。其具体指出传统的化学沉淀法、氧化还原法、膜分离法和离子交换法等工艺无法达到废水处理后零排放的要求，基于该技术背景，其提出综合应用膜分离、蒸发结晶和/或干燥等物理、化学和生化过程将废水当中的固体杂质浓缩至很高浓度，大部分水已经返回循环利用，剩下的少量伴随固体废料的水通过蒸发/结晶、蒸发/干燥、固体肥料吸收等途径处理回收利用从而不排出系统的技术手段。其并未涉及对废水的参数指标进行实时监测并调整以解决废水实际处理过程中的膜污染和产水率低等问题的技术手段。进一步的，其也并未涉及加药量根据实际进水离子浓度动态调整和超大流道宽的反渗透膜元件的技术手段。

公开号为CN102030397A的专利(对比文件2)公开了一种建筑中水在线检测方法及装置，并具体指出将建筑中水检测装置设置在通往中水用户的中水供水管处以检测进入供水管中的中水的余氯含量和浊度情况。其并不适用于本发明的高含盐废水的处理，同时，在对比文件1和对比文件2相结合的条件下，本领域技术人员仅能够得到将进水检测装置设置在用户的回用水的进水管道处以检测处理后得到的回用净水的水质，不能得到将检测装置应用于监测废水参数指标并动态调整以改善膜污染和提高产水率的技术手段。

公开号为CN103319042A的专利(对比文件3)公开了一种高盐复杂废水回用与零排放集成设备及工艺。其具体公开了将高盐复杂废水进行均质均量处理后通过加入氢氧化钠、碳酸钠等将废水调整至碱性的废水预处理过程。其并未涉及根据进水实际进水离子浓度对加药量进行动态调整和对废水参数指标进行实时监测并动态调整的技术手段。

发明内容

针对现有技术之不足，本发明提供了一种高含盐废水的减量化处理方法，所述方法是对高含盐废水进行预处理后再进行初步减量化处理和深度浓缩处理，所述深度浓缩处理的进水控制系统是将经过初步减量化处理生成的高压反渗透浓溶液中的余氯、重金属离子和胶体经活性炭过滤器和树脂罐吸附后，经第三保安过滤器将微小悬浮物和胶体过滤掉，并将过滤后的废水送至进水调整监测装置，基于深度浓缩处理过程中一级电驱动离子膜单元进水指标和所述进水调整监测装置监测的所述过滤后的废水信息，在进水调整监测装置的控制下，使用水温调节器、活性炭过滤器、树脂罐和第三保安过滤器中的至少一个处理装置对过滤后的废水进行至少一次循环处理，直至所述过滤后的废水达到所述一级电驱动离子膜单元进水指标。

根据一个优选实施方式，所述进水调整监测装置包括：用于监测废水温度的温度探测器、用于监测废水氯离子浓度的氯离子探测器、用于监测重金属离子浓度的重金属离子探测器、用于监测胶体和微小悬浮物含量的微小粒子探测器；用于调节废水温度的水温调节器、用于控制废水流入一级电驱动离子膜单元的第一排水阀、用于控制废水流水活性炭过滤器的第二排水阀、用于控制废水流入树脂罐的第三排水阀、用于控制废水流入第三保安过滤器的第四排水阀；用于接收监测数据的分布式A/D采集模块)、用于数据处理的单片机、用于控制所述单片机的PC终端以及反馈控制信息的分布式数字输入输出模块。

根据一个优选实施方式，所述进水调整监测装置通过分布式A/D采集模块将所述温度探测器、氯离子探测器、重金属离子探测器以及微小粒子探测器探测到的信息传输至所述单片机，由所述单片机基于PC终端输入的一级电驱动离子膜单元的进水要求对所述监测信息进行数据处理，并将处理结果经分布式数字输入输出模块反馈至所述水温调节器、第一排水阀、第二排水阀、第三排水阀、第四排水阀。

根据一个优选实施方式，所述一级电驱动离子膜单元进水指标为：进水温度5～40℃；余氯含量不大于0.05mg/L；重金属离子含量不大于0.1mg/L；污水水质指标SDI不大于3.0。

根据一个优选实施方式，所述初步减量化处理包括如下步骤：经过预处理的废水通过第一保安过滤器过滤后送入所述中压反渗透装置；废水经所述中压反渗透装置处理后得到中压反渗透产水和中压反渗透浓溶液，其中，所述中压反渗透产水送入二级反渗透装置，所述中压反渗透浓溶液经第二保安过滤器过滤后送至所述高压反渗透装置；所述经过滤的中压反渗透浓溶液经所述高压反渗透装置处理后得到高压反渗透产水和高压反渗透浓溶液，其中，所述高压反渗透产水送入二级反渗透装置，所述高压反渗透浓溶液进行深度浓缩处理。

根据一个优选实施方式，所述深度浓缩处理包括如下步骤：所述高压反渗透浓溶液经进水控制系统处理后送至一级电驱动离子膜单元进行深度浓缩处理；经所述一级电驱动离子膜单元处理后得到一级电驱动浓盐液和一级电驱动产水，其中，所述一级电驱动产水进入二级反渗透装置，所述一级电驱动浓盐液经第三增压水泵送入二级电驱动离子膜单元；经所述二级电驱动离子膜单元处理后得到二级电驱动浓盐液和二级电驱动产水，所述二级电驱动产水送入中压水池，所述二级电驱动浓盐溶液送入第二浓盐水箱。

根据一个优选实施方式，送入所述二级反渗透装置的产水经处理后得到二级反渗透产水和二级反渗透浓盐液，其中，所述二级反渗透产水送入淡水水箱，所述二级反渗透浓盐液送至第一中间水池。

根据一个优选实施方式，所述中压反渗透装置采用流道宽度为1.524～1.778mm的中压膜元件，所述高压反渗透装置采用流道宽度为1.905～2.159mm的高压膜元件。

根据一个优选实施方式，所述活性炭过滤器用于吸附初步减量化过程中未去除的氯，同时吸附小分子有机物、胶体和重金属离子；所述树脂罐具有离子交换树脂，用于吸附经所述活性炭过滤器处理后溶液中的重金属离子；所述第三保安过滤器用于过滤溶液中的微小悬浮物和胶体。

根据一个优选实施方式，所述废水预处理、初步减量化处理和深度浓缩处理包括如下步骤：将高含盐废水进行均质均量处理后加入石灰或氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺中的一种以上的混凝剂和软化剂进行沉淀，并调整废水为碱性环境，沉淀物排入污泥池，将沉淀后废水送入管式微滤器进行过滤；

所述污泥池中的沉淀物经污泥脱水装置进行泥水分离后得到泥饼和含盐废水，所述泥饼进行干污泥处理，所述含盐废水送入调节池中与废水原液混合；

经所述管式微滤器过滤后的上清液送入滤芯过滤器，经所述管式微滤器过滤后的化学沉淀物排入高密池；经所述滤芯过滤器过滤后的产水送入第一中间水池以进行减量化处理；

所述第一中间水池中经过预处理的废水通过第一保安过滤器滤除废水悬浮物和胶体后送入所述中压反渗透装置；

废水经所述中压反渗透装置处理后得到中压反渗透产水和中压反渗透浓溶液，其中，所述中压反渗透产水送入二级反渗透装置，所述中压反渗透浓溶液经第二保安过滤器过滤后送至所述高压反渗透装置；

所述经过滤的中压反渗透浓溶液经所述高压反渗透装置处理后得到高压反渗透产水和高压反渗透浓溶液，其中，所述高压反渗透产水送入二级反渗透装置，所述高压反渗透浓溶液送至深度浓缩进水控制系统；

所述深度浓缩进水控制系统是将经过初步减量化处理生成的高压反渗透浓溶液中的余氯、重金属离子和胶体经活性炭过滤器和树脂罐吸附后，经第三保安过滤器将微小悬浮物和胶体过滤掉，并将过滤后的废水送至进水调整监测装置；

基于深度浓缩处理过程中一级电驱动离子膜单元进水指标和所述进水调整监测装置监测到所述过滤后的废水信息，再经水温调节器、活性炭过滤器、树脂罐和第三保安过滤器中的至少一个处理装置实现至少一次处理所述经过过滤后的废水，直至所述过滤后的废水达到所述一级电驱动离子膜单元进水指标；

所述高压反渗透浓溶液经深度浓缩进水控制系统处理后送至一级电驱动离子膜单元进行深度浓缩处理；经所述一级电驱动离子膜单元处理后得到一级电驱动浓盐液和一级电驱动产水，其中，所述一级电驱动产水进入二级反渗透装置，所述一级电驱动浓盐液经第三增压水泵送入二级电驱动离子膜单元；

经所述二级电驱动离子膜单元处理后得到二级电驱动浓盐液和二级电驱动产水，所述二级电驱动产水送入中压水池，所述二级电驱动浓盐溶液送入第二浓盐水箱；

送入所述二级反渗透装置的产水经处理后得到二级反渗透产水和二级反渗透浓盐液，其中，所述二级反渗透产水送入淡水水箱，所述二级反渗透浓盐液送至第一中间水池；

所述高含盐废水(经所述预处理、初步减量化处理和深度浓缩处理后，能回收所述废水溶液的95％以上至淡水水箱，所述淡水水箱收集的产水送入回用水箱以实现废水再利用。

本发明具有以下优点：

(1)本发明的废水初步减量化过程中，废水处于碱性条件下，在该条件下可以抑制膜表面硅结垢和有机污染问题。

(2)本发明高压膜原件具有超大流道的特点，特殊的流道和结构设计使得反渗透系统更不易发生离子结垢和有机物的污染问题。

(3)本发明的进水调整装置能够有效调节废水温度，实现一级电驱动离子膜单元在最适温度下工作，提高其产水率。

(4)本发明的进水调整装置能够有效避免电驱动离子膜钙镁离子污染问题和重金属离子在膜表面结垢问题。

(5)通过本废水减量化处理方法处理，可回收95％以上优质脱盐水回用于生产装置，为后续水量大幅度的减量处理创造有利条件。

附图说明

图1是本发明的高含盐废水处理流程图；

图2是本发明的高含盐废水处理一个优选方式流程图；和

图3是本发明的进水调整装置模块示意图。

附图标记列表

101：高含盐废水 102：调节池 103：提升泵

104：高密池 105：第一增压泵 106：管式微滤器

107：滤芯过滤器 108：第一中间水池 109：第二增压泵

110：第一保安过滤器 111：中压反渗透装置 112：中压水池

113：第三增压泵 114：第二保安过滤器 115：高压反渗透装置

116：第二中间水池 117：第一增压水泵 118：活性炭过滤器

119：树脂罐 120：中间水箱 121：第二增压水泵

122：第三保安过滤器 123：一级电驱动离子膜单元 124：第一浓盐水箱

125：第三增压水泵 126：二级电驱动离子膜单元 127：第二浓盐水箱

128：二级反渗透装置 129：淡水水箱 130：回用水箱

131：盐蒸发结晶装置 132：结晶盐 133：污泥池

134：污泥脱水装置 135：泥饼 136：加药装置

200：进水调整监测装置 201：温度探测器 202：氯离子探测器

203：重金属离子探测器 204：微小粒子探测器 205：水温调节器

206：第一排水阀 207：第二排水阀 208：第三排水阀

209：第四排水阀 210：分布式A/D采集模块 211：分布式数字输入输出模块

212：单片机 213：PC终端

具体实施方式

下面结合附图和实施例进行详细说明。

图1示出了本发明的废水处理流程图。如图1所示，本发明的高含盐废水处理包括废水预处理阶段、废水初步减量化处理阶段、废水深度浓缩阶段和废水蒸发结晶阶段。

参见图1，本发明废水预处理阶段装置包括调节池102，提升泵103，高密池104，第一增压泵105，管式微滤器106，滤芯过滤器107，第一中间水池108，污泥池133，污泥脱水装置134，加药装置136。调节池102与提升泵103相连，用于对高含盐废水101进行均质均量处理。提升泵103将进行均质均量处理后的高含盐废水送至高密池104。加药装置136与高密池104相连，用于向高密池104中的废水加入混凝剂与软化剂，同时将废水调整为碱性环境，碱性环境具有抑制膜表面发生硅结垢和有机污染的趋向。高密池104还与第一增压泵105和污泥池133相连。高密池104用于实现废水的混凝、软化过程以及完成废水的降浊沉淀过程。沉淀的化学污泥排入污泥池133，其余废水液经第一增压泵105送至管式微滤器106。污泥池133与污泥脱水装置134相连。污泥池133对排入其中的化学污泥进行污泥调整处理后送入污泥脱水装置134进行处理。污泥脱水装置134与调节池102相连。污泥脱水装置134对送入其中的污泥进行泥水分离处理。污泥脱水装置134分离产生的废水送入调节池102与原废水混合再处理。污泥脱水装置134分离产生的泥饼135最终进行干污泥处理。管式微滤器106与滤芯过滤器107和高密池104相连。管式微滤器106用于将废水中的混凝胶体物质滤除送至高密池104，过滤后废水送至滤芯过滤器107。滤芯过滤器107与第一中间水池108相连，滤芯过滤器107将送入其中的废水进行过滤后送至第一中间水池108。

再次参见图1，本发明废水初步减量化处理阶段装置包括第二增压泵109，第一保安过滤器110，中压分渗透装置111，中压水池112，第三增压泵113，第二保安过滤器114，高压分渗透装置115，第二中间水池116，二级反渗透装置128，淡水水箱129，回用水箱130。第二增压泵109与第一保安过滤器110相连。第二增压泵109用于将第一中间水池108的废水输送至第一保安过滤器110。第一保安过滤器110与中压反渗透装置111相连。第一保安过滤器110用于滤除废水中微小悬浮物，并将过滤后的废水送至中压反渗透装置111。中压反渗透装置111与中压水池112和二级反渗透装置128相连。中压反渗透装111采用流道宽度为1.524～1.778mm的中压膜元件。中压反渗透装置111用于对废水加压，并进行反渗透处理。处理后的中压反渗透产水进入二级反渗透装置128，处理后中压反渗透浓溶液送至中压水池112。中压水池112与第三增压泵113相连。第三增压泵113与第二保安过滤器114相连。第三增压泵113用于将中压水池112中的中压反渗透浓溶液送至第二保安过滤器114。第二保安过滤器114与高压反渗透装置115相连。第二保安过滤器114用于过滤掉废水中微小悬浮物，并将过滤后废水送至高压反渗透装置115。高压反渗透装置115与第二中间水池116和二级反渗透装置128相连。高压反渗透装置115采用流道宽度为1.905～2.159mm的高压膜元件。高压反渗透装置115对送入其中的废水进行加压，并完成废水高压反渗透处理，处理后高压反渗透产水送至二级反渗透装置128，处理后高压反渗透浓溶液送入第二中间水池116。二级反渗透装置128与淡水水箱129相连。二级反渗透装置128用于对进入其中的产水进行二次反渗透处理，处理后所得二级反渗透产水经淡水水箱129送至回用水箱130，实现水资源再利用，处理后二级反渗透浓盐液送至第一中间水池108与原废水混合。

再次参见图1，本发明废水深度浓缩处理阶段装置包括第一增压水泵117，活性炭过滤器118，树脂罐119，中间水箱120，第二增压水泵121，第三保安过滤器122，一级电驱动离子膜单元123，第一浓盐水箱124，第三增压水泵125，二级电驱动离子膜单元126，第二浓盐水箱127，二级反渗透装置128，淡水水箱129，回用水箱130。第一增压水泵117与活性炭过滤器118相连。第一增压水泵117用于将第二中间水池116的高压反渗透浓溶液送至活性炭过滤器118。活性炭过滤器118与树脂罐119相连。活性炭过滤器118用于吸附初步减量化过程中的余氯，防止离子交换树脂游离态余氧中毒污染，同时还吸附小分子有机物、胶体和重金属离子，并将经吸附之后的浓溶液送至树脂罐119。树脂罐119与中间水箱120相连。树脂罐119用于吸附经活性炭过滤器118处理后的溶液中的重金属离子，并将处理后的溶液送入中间水箱120。中间水箱120与第二增压水泵121相连。第二增压水泵121与第三保安过滤器122相连。第二增压水泵121用于将中间水箱120的溶液送至第三保安过滤器122。第三保安过滤器122与一级电驱动离子膜单元123相连。第三保安过滤器122用于过滤掉溶液中微小悬浮物，并将过滤后废水送至一级电驱动离子膜单元123。一级电驱动离子膜单元123与第一浓盐水箱124和二级反渗透装置128相连。一级电驱动离子膜单元123用于对废水进入循环脱盐浓缩处理，处理后得到一级电驱动产水送入二级反渗透装置128，处理后得到一级电驱动浓盐液进入第一浓盐水箱124。二级反渗透装置128与淡水水箱129相连。二级反渗透装置128用于对进入其中的产水进行二次反渗透处理，处理后所得二级反渗透产水经淡水水箱129送至回用水箱130实现水资源再利用，处理后二级反渗透浓盐液送至第一中间水池108与原废水混合。第一浓盐水箱124与第三增压水泵125相连。第三增压水泵125与二级电驱动离子膜单元126相连。第三增压水泵125用于将第一浓盐水箱124中的一级电驱动浓盐液送至二级电驱动离子膜单元126。二级电驱动离子膜单元126与第二浓盐水箱127和中压水池112相连。二级电驱动离子膜单元126用于对废水进行循环脱盐浓缩废水处理，处理后得到二级电驱动产水送入中压水池112与池中中压反渗透浓溶液混合，处理后得到二级电驱动浓盐液进入第二浓盐水箱127。第二浓盐水箱127与盐蒸发结晶装置131相连。第二浓盐水箱127用于将二级电驱动浓盐液送入蒸发结晶装置131。

参见图2，为本发明废水深度浓缩处理阶段的一个优选实施方式，该阶段装置包括第一增压水泵117，活性炭过滤器118，树脂罐119，中间水箱120，第二增压水泵111，第三保安过滤器122，进水调整监测装置200，一级电驱动离子膜单元123，第一浓盐水箱124，第三增压水泵125，二级电驱动离子膜单元126，第二浓盐水箱127，二级反渗透装置128，淡水水箱129，回用水箱130。结合图3所示，进水调整监测装置200包括：温度探测器201，氯离子探测器202，重金属离子探测器203，微小粒子探测器204，水温调节器205，第一排水阀206，第二排水阀207，第三排水阀208，第四排水阀209，分布式A/D采集模块210，分布式数字输入输出模块211，单片机212，PC终端213。

第一增压水泵117与活性炭过滤器118相连。第一增压水泵117用于将第二中间水池116的高压反渗透浓溶液送至活性炭过滤器118。活性炭过滤器118与树脂罐119相连。活性炭过滤器118用于吸附初步减量化过程中的余氯，防止离子交换树脂游离态余氧中毒污染，同时还吸附小分子有机物、胶体和重金属离子，并将经吸附之后的浓溶液送至树脂罐119。树脂罐119与中间水箱120相连。树脂罐119用于吸附经活性炭过滤器118处理后的溶液中的重金属离子，并将处理后的溶液送入中间水箱120。中间水箱120与第二增压水泵121相连。第二增压水泵121与第三保安过滤器122相连。第二增压水泵121用于将中间水箱120的溶液送至第三保安过滤器122。第三保安过滤器122与进水调整监测装置200相连。第三保安过滤器122用于过滤掉溶液中微小悬浮物，并将过滤后废水送至进水调整监测装置200。进水调整监测装置200通过第一排水阀206与一级电驱动离子膜单元123相连。进水调整监测装置200通过第二排水阀207与活性炭过滤器118相连。进水调整监测装置200通过第三排水阀208与树脂罐119相连。进水调整监测装置200通过第四排水阀209与第三保安过滤器122相连。进水调整监测装置200通过分布式A/D采集模块210将所述温度探测器201采集到的废水溶液温度信息传输至单片机。进水调整监测装置200通过分布式A/D采集模块210将氯离子探测器202采集到的废水溶液氯离子浓度信息传输至单片机212。进水调整监测装置200通过分布式A/D采集模块210将重金属离子探测器203采集到的废水溶液重金属离子浓度信息传输至单片机212。进水调整监测装置200通过分布式A/D采集模块210将微小粒子探测器204采集到的废水溶液重金属离子浓度信息传输至单片机212。由PC终端213向单片机212输入一级电驱动离子膜单元123的进水指标。单片机212基于PC终端213输入的一级电驱动离子膜单元123的进水要求对所述监测到的废水溶液温度、氯离子含量、重金属离子含量和微小粒子含量信息进行数据处理。单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至所述水温调节器205，并通过水温调节器205控制废水溶液温度。单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第二排水阀207，并通过控制第二排水阀207从而控制是否将废水溶液排至活性炭过滤器118进行再次除氯处理。单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第三排水阀208，并通过控制第三排水阀208从而控制是否将废水溶液排入树脂罐119进行再次除金属离子处理。单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第四排水阀209，并通过控制第四排水阀209从而控制是否将废水溶液流入第三保安过滤器122进行再次除杂处理。直至进水调整监测装置200监测到的废水达到一级电驱动离子膜单元123的进水指标，单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第一排水阀206，并通过第一排水阀206控制废水溶液流入一级电驱动离子膜单元123。一级电驱动离子膜单元123与第一浓盐水箱124和二级反渗透装置128相连。一级电驱动离子膜单元123用于对废水进入循环脱盐浓缩处理，处理后得到一级电驱动产水送入二级反渗透装置128，处理后得到一级电驱动浓盐液进入第一浓盐水箱124。二级反渗透装置128与淡水水箱129相连。二级反渗透装置128用于对进入其中的产水进行二次反渗透处理，处理后所得二级反渗透产水经淡水水箱129送至回用水箱130实现水资源再利用，处理后二级反渗透浓盐液送至第一中间水池108与原废水混合。第一浓盐水箱124与第三增压水泵125相连。第三增压水泵125与二级电驱动离子膜单元126相连。第三增压水泵125用于将第一浓盐水箱124中的一级电驱动浓盐液送至二级电驱动离子膜单元126。二级电驱动离子膜单元126与第二浓盐水箱127和中压水池112相连。二级电驱动离子膜单元126用于对废水进行循环脱盐浓缩废水处理，处理后得到二级电驱动产水送入中压水池112与池中中压反渗透浓溶液混合，处理后得到二级电驱动浓盐液进入第二浓盐水箱127。第二浓盐水箱127与盐蒸发结晶装置131相连。第二浓盐水箱127用于将二级电驱动浓盐液送入蒸发结晶装置131。

参见图2，本发明的废水处理还包括废水蒸发结晶阶段，废水蒸发结晶装置包括盐蒸发结晶装置131，淡水水箱129，回用水箱130。盐蒸发结晶装置131与淡水水箱129相连。用于对送入其中的二级电驱动浓盐液进行蒸发结晶处理，处理产生的产水经淡水水箱129送入回用水箱130用于实现水资源回用，处理产生的结晶盐132再进行盐类综合处理。

实施例1

结合图1说明本发明的废水预处理过程。通过调节池102将高含盐废水101进行均质均量调节处理。高含盐废水101来自工业污水处理中循环水系统排污水及生产工艺排水。通过提升泵103将调节处理后废水送入高密池104。通过加药装置136依次向高密池104加入石灰或氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺，并将废水调整为碱性环境。加入的氢氧化钠和碳酸钠用于对废水进行软化处理，氢氧化钠配制成20％浓度的溶液，加药量为1.5g/L，碳酸钠配制成15％浓度的溶液，加药量为3g/L，加入的聚合氯化铝和聚丙烯酰胺用于对废水进行混凝处理，聚合氯化铝配成20％浓度的溶液，按照30mg/L的量进行加药，聚丙烯酰胺配成0.3％浓度的溶液，按照3mg/L的量进行加药，并且氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺的加药量不宜过大，需根据废水实际进水各离子浓度变化情况进行调整，否则易造成反渗透膜和电驱动离子膜污染，影响膜的使用寿命。向所述高密池104的废水原液加入混凝剂和软化剂后，进行沉淀，沉淀物排入污泥池133。将沉淀后废水原液送入管式微滤器106进行过滤。废水在管式微滤器106中停留时间为2.5小时，在自然沉降作用下，上清液通过管式微滤器106进入滤芯过滤器107，化学沉淀物送入高密池进行沉降排入污泥池133。所述滤芯过滤器107中废水原液经过过滤将产水送入第一中间水池108，至此完成废水预处理过程。

实施例2

结合图2和图3说明本发明的废水减量化处理过程。为实现废水回收再利用，废水减量化过程包括废水初步减量化处理和废水深度浓缩处理过程。

第二增压泵109将第一中间水池108中完成预处理的废水输送至第一保安过滤器110。第一保安过滤器110用于滤除废水中微小悬浮物，将过滤后废水送入中压反渗透装置111。

根据一个优选的实施方式，中压反渗透装置111采用膜材质为芳香族聚酰胺复合材料流道宽度为1.651mm的中压膜元件，在操作压力为2.0～3.5MPa条件下对废水进行反渗透处理，特殊的流道和结构设计，使得中压反渗透装置111不易发生离子结垢和有机物的污堵。中压反渗透处理过程其废水回收率大于70％，能截留97.5％的盐类物质，可将平均TDS为6500mg/L的原水浓缩到TDS大于21600mg/L。回收的中压反渗透产水送入二级反渗透装置128，中压反渗透浓溶液送至中压水池112，中压反渗透产水经二级反渗透处理，二级反渗透产水进入淡水水箱129，二级反渗透浓溶液重新送至第一中间水池8。

中压反渗透浓溶液经第二保安过滤器114过滤，送至高压反渗透装置115。根据一个优选的实施方式，高压反渗透装置115采用膜材质为芳香族聚酰胺复合材料流道宽度为2.032mm的高压膜元件，在操作压力为3.5～4.5MPa的条件下对经过滤的中压反渗透浓溶液进行高压反渗透处理，特殊的流道和结构设计，使得高压反渗透装置111不易发生离子结垢和有机物的污堵。高压反渗透处理过程其废水回收率大于65％，能截留97.2％以上的盐类物质，可将平均TDS为21600mg/L的原水浓缩到TDS大于50000mg/L。回收的高压反渗透产水送入二级反渗透装置28进行二级反渗透处理，二级反渗透产水进入淡水水箱129，二级反渗透浓溶液重新送至第一中间水池108，高压反渗透浓溶液送至第二中间水池116等待进行深度浓缩处理。

根据一种优选的实施方式，高压反渗透浓溶液经活性炭过滤器118和树脂罐119处理，经安保过滤器122过滤后送至进水调整监测装置200。

根据优质优选的实施方式，一级电驱动离子膜单元123进水指标为：进水温度5～40℃；余氯含量不大于0.05mg/L；重金属离子含量不大于0.1mg/L；污水水质指标SDI不大于3.0。

进水调整监测装置200通过分布式A/D采集模块210将温度探测器201、氯离子探测器202、重金属离子探测器203以及微小粒子探测器204探测到的信息传输至所述单片机212，由所述单片机212基于PC终端213输入的一级电驱动离子膜单元123的进水要求对所述监测信息进行数据处理。

单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至所述水温调节器205，并通过水温调节器205控制废水溶液温度。单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第二排水阀207，并通过控制第二排水阀207从而控制是否将废水溶液排至活性炭过滤器118进行再次除氯处理。单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第三排水阀208，并通过控制第三排水阀208从而控制是否将废水溶液排入树脂罐119进行再次除金属离子处理。单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第四排水阀209，并通过控制第四排水阀209从而控制是否将废水溶液流入第三保安过滤器122进行再次除杂处理。直至进水调整监测装置200监测到的废水达到一级电驱动离子膜单元123的进水指标，单片机212将数据处理结果经分布式数字输入输出模块211反馈至第一排水阀206，并通过控制第一排水阀206控制废水溶液流入一级电驱动离子膜单元123进行深度浓缩处理。

一级电驱动离子膜单元123利用电驱动离子膜对高压反渗透浓溶液进一步浓缩，可将TDS为50000mg/L的高含盐水浓缩到120000mg/L，其产水进入二级反渗透装置128，其浓溶液进入第一浓盐水箱124。一级电驱动产水经二级反渗透处理后，二级反渗透产水进入淡水水箱129，二级反渗透浓溶液重新送至第一中间水池108。第一浓盐水箱124中浓盐溶液经第三增压水泵125送入二级电驱动离子膜单元126，利用电驱动离子膜对高压反渗透浓溶液进一步浓缩，可将TDS为120000mg/L的高含盐水浓缩到200000mg/L，其二级电驱动离子膜产水送入中压水池112与中压反渗透浓溶液混合，所述二级电驱动离子膜单元剩余浓溶液送入第二浓盐水箱127。

高含盐废水101经过初步减量化处理和深度浓缩处理后，能回收废水溶液的95％以上至淡水水箱129，实现废水再利用。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种废水深度浓缩处理方法，其特征在于，所述方法包括经一级电驱动离子膜单元（123）处理后得到一级电驱动浓盐液和一级电驱动产水，所述一级电驱动浓盐液送入二级电驱动离子膜单元（126）处理后得到二级电驱动浓盐液和二级电驱动产水，其中，废水经所述一级电驱动离子膜单元（123）处理前进行初步处理，所述初步处理至少包括步骤：

基于采用加药方式进行的预处理过程将废水调整为碱性环境，其中，加药量根据高含盐废水实际进水各离子浓度变化情况进行调整；以及，经过预处理的高含盐废水依次经过采用流道宽度为1.524~1.778mm的中压膜元件的中压反渗透装置（111）和采用流道宽度为1.905~2.159mm的高压膜元件的高压反渗透装置（115）进行减量化处理；

基于进水控制系统监测废水的废水信息并控制水温调节器（205）、活性炭过滤器（118）、树脂罐（119）和第三保安过滤器（122）中的至少一个处理装置对废水进行至少一次循环处理，直至废水达到进水指标，其中，

基于深度浓缩处理过程中一级电驱动离子膜单元（123）进水指标和进水调整监测装置（200）监测的过滤后的废水信息，在进水调整监测装置（200）的控制下，使用水温调节器（205）、活性炭过滤器（118）、树脂罐（119）和第三保安过滤器（122）中的至少一个处理装置对过滤后的废水进行至少一次循环处理，直至所述过滤后的废水达到所述一级电驱动离子膜单元（123）进水指标后进入深度浓缩处理过程，其中，

所述一级电驱动产水进入二级反渗透装置（128），所述一级电驱动浓盐液经第三增压水泵（125）送入二级电驱动离子膜单元（126）；

所述二级电驱动产水送入中压水池（112），所述二级电驱动浓盐液送入第二浓盐水箱（127），其中，

所述进水调整监测装置（200）通过第一排水阀（206）与一级电驱动离子膜单元（123）相连，所述进水调整监测装置（200）通过第二排水阀（207）与活性炭过滤器（118）相连，所述进水调整监测装置（200）通过第三排水阀（208）与树脂罐（119）相连，所述进水调整监测装置（200）通过第四排水阀（209）与第三保安过滤器（122）相连。

2.如权利要求1所述的废水深度浓缩处理方法，其特征在于，所述方法是对高含盐废水（101）进行预处理和初步减量化处理后再进行深度浓缩处理，其中，

废水经所述中压反渗透装置（111）处理后得到中压反渗透产水和中压反渗透浓溶液，其中，所述中压反渗透产水送入二级反渗透装置（128），所述中压反渗透浓溶液经第二保安过滤器（114）过滤后送至所述高压反渗透装置（115）；

所述经过滤的中压反渗透浓溶液经所述高压反渗透装置（115）处理后得到高压反渗透产水和高压反渗透浓溶液，其中，所述高压反渗透产水送入二级反渗透装置（128）；

深度浓缩处理的进水控制系统是将经过初步减量化处理生成的高压反渗透浓溶液中的余氯、重金属离子和胶体经活性炭过滤器（118）和树脂罐（119）吸附后，经第三保安过滤器（122）将微小悬浮物和胶体过滤掉，并将过滤后的废水送至进水调整监测装置（200）。

3.如权利要求2所述的废水深度浓缩处理方法，其特征在于，所述进水调整监测装置（200）包括：用于监测废水温度的温度探测器（201）、用于监测废水氯离子浓度的氯离子探测器（202）、用于监测重金属离子浓度的重金属离子探测器（203）、用于监测胶体和微小悬浮物含量的微小粒子探测器（204）；

用于调节废水温度的水温调节器（205）、用于控制废水流入一级电驱动离子膜单元（123）的第一排水阀（206）、用于控制废水流入活性炭过滤器（118）的第二排水阀（207）、用于控制废水流入树脂罐（119）的第三排水阀（208）、用于控制废水流入第三保安过滤器（122）的第四排水阀（209）；

用于接收监测数据的分布式A/D采集模块（210）、用于数据处理的单片机（212）、用于控制所述单片机（212）的PC终端（213）以及反馈控制信息的分布式数字输入输出模块（211）。

4.如权利要求3所述的废水深度浓缩处理方法，其特征在于，所述进水调整监测装置（200）通过分布式A/D采集模块（210）将所述温度探测器（201）、氯离子探测器（202）、重金属离子探测器（203）以及微小粒子探测器（204）探测到的信息传输至所述单片机（212），由所述单片机（212）基于PC终端（213）输入的一级电驱动离子膜单元（123）的进水要求对监测信息进行数据处理，并将处理结果经分布式数字输入输出模块（211）反馈至所述水温调节器（205）、第一排水阀（206）、第二排水阀（207）、第三排水阀（208）、第四排水阀（209）。

5.如权利要求4所述的废水深度浓缩处理方法，其特征在于，所述一级电驱动离子膜单元（123）进水指标为：进水温度5~40℃；余氯含量不大于0.05mg/L；重金属离子含量不大于0.1mg/L；污水水质指标SDI不大于3.0。

6.如权利要求5所述的废水深度浓缩处理方法，其特征在于，所述初步减量化处理包括如下步骤：

经过预处理的废水通过第一保安过滤器（110）过滤后送入所述中压反渗透装置（111）；

废水经所述中压反渗透装置（111）处理后得到中压反渗透产水和中压反渗透浓溶液，其中，所述中压反渗透产水送入二级反渗透装置（128），所述中压反渗透浓溶液经第二保安过滤器（114）过滤后送至所述高压反渗透装置（115）；

所述经过滤的中压反渗透浓溶液经所述高压反渗透装置（115）处理后得到高压反渗透产水和高压反渗透浓溶液，其中，所述高压反渗透产水送入二级反渗透装置（128），所述高压反渗透浓溶液进行深度浓缩处理。

7.如权利要求6所述的废水深度浓缩处理方法，其特征在于，所述预处理包括如下步骤：

将高含盐废水（101）进行均质均量处理后加入石灰、氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺中的一种以上的混凝剂和软化剂进行沉淀，并调整废水为碱性环境，其中，加药量根据所述高含盐废水实际进水各离子浓度变化情况进行调整，沉淀物排入污泥池（133），将沉淀后废水送入管式微滤器（106）进行过滤；

所述污泥池（133）中的沉淀物经污泥脱水装置（134）进行泥水分离后得到泥饼（135）和含盐废水，所述泥饼（135）进行干污泥处理，所述含盐废水送入调节池（102）中与废水原液混合；

经所述管式微滤器（106）过滤后的上清液送入滤芯过滤器（107），经所述管式微滤器（106）过滤后的化学沉淀物排入高密池（104）；

经所述滤芯过滤器（107）过滤后的产水送入第一中间水池（108）。

8.如权利要求7所述的废水深度浓缩处理方法，其特征在于，送入所述二级反渗透装置（128）的产水经处理后得到二级反渗透产水和二级反渗透浓盐液，其中，所述二级反渗透产水送入淡水水箱（129），所述二级反渗透浓盐液送至第一中间水池（108）。

9.一种高含盐废水的减量化处理方法，其特征在于，所述方法包括废水预处理、初步减量化处理、进水调整处理和深度浓缩处理，其中，

废水预处理将高含盐废水（101）进行均质均量处理后加入石灰、氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺中的一种以上的混凝剂和软化剂进行沉淀，并调整废水为碱性环境，沉淀物排入污泥池（133），将沉淀后废水送入管式微滤器（106）进行过滤；

所述污泥池（133）中的沉淀物经污泥脱水装置（134）进行泥水分离后得到泥饼（135）和含盐废水，所述泥饼（135）进行干污泥处理，所述含盐废水送入调节池（102）中与废水原液混合；

经所述管式微滤器（106）过滤后的上清液送入滤芯过滤器（107），经所述管式微滤器（106）过滤后的化学沉淀物排入高密池（104）；

经所述滤芯过滤器（107）过滤后的产水送入第一中间水池（108）初步减量化处理将所述第一中间水池（108）中经过预处理的废水通过第一保安过滤器（110）滤除废水悬浮物和胶体后送入中压反渗透装置（111）；

废水经所述中压反渗透装置（111）处理后得到中压反渗透产水和中压反渗透浓溶液，其中，所述中压反渗透产水送入二级反渗透装置（128），所述中压反渗透浓溶液经第二保安过滤器（114）过滤后送至高压反渗透装置（115）；

所述经过滤的中压反渗透浓溶液经所述高压反渗透装置（115）处理后得到高压反渗透产水和高压反渗透浓溶液，其中，所述高压反渗透产水送入二级反渗透装置（128），所述高压反渗透浓溶液送至深度浓缩进水控制系统；

进水调整处理基于所述深度浓缩进水控制系统将经过初步减量化处理生成的高压反渗透浓溶液中的余氯、重金属离子和胶体经活性炭过滤器（118）和树脂罐（119）吸附后，经第三保安过滤器（122）将微小悬浮物和胶体过滤掉，并将过滤后的废水送至进水调整监测装置（200）；

基于深度浓缩处理过程中一级电驱动离子膜单元（123）进水指标和所述进水调整监测装置（200）监测到过滤后的废水信息，在进水调整监测装置（200）的控制下，使用水温调节器（205）、活性炭过滤器（118）、树脂罐（119）和第三保安过滤器（122）中的至少一个处理装置实现至少一次处理所述经过过滤后的废水，直至所述过滤后的废水达到所述一级电驱动离子膜单元（123）进水指标；

将所述高压反渗透浓溶液经进水控制系统处理后送至一级电驱动离子膜单元（123）进行深度浓缩处理；

经所述一级电驱动离子膜单元（123）处理后得到一级电驱动浓盐液和一级电驱动产水，其中，所述一级电驱动产水进入二级反渗透装置（128），所述一级电驱动浓盐液经第三增压水泵（125）送入二级电驱动离子膜单元（126）；

经所述二级电驱动离子膜单元（126）处理后得到二级电驱动浓盐液和二级电驱动产水，所述二级电驱动产水送入中压水池（112），所述二级电驱动浓盐液送入第二浓盐水箱（127）；

送入所述二级反渗透装置（128）的产水经处理后得到二级反渗透产水和二级反渗透浓盐液，其中，所述二级反渗透产水送入淡水水箱（129），所述二级反渗透浓盐液送至第一中间水池（108），其中，

所述进水调整监测装置（200）通过第一排水阀（206）与一级电驱动离子膜单元（123）相连，所述进水调整监测装置（200）通过第二排水阀（207）与活性炭过滤器（118）相连，所述进水调整监测装置（200）通过第三排水阀（208）与树脂罐（119）相连，所述进水调整监测装置（200）通过第四排水阀（209）与第三保安过滤器（122）相连。

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