CN110683691A - 一种高含盐、高有机物废水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高含盐、高有机物废水处理系统及方法，系统中，调节池系统、预处理系统、多介质过滤系统、水软化系统、超滤系统、反渗透系统依次连通；反渗透系统的纯水出口连通于回用水池，其废水出口连通于氧化系统；氧化系统连通于膜组合系统；膜组合系统包括有超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，超滤膜、纳滤膜和反渗透膜沿着水流的方向依次设置，反渗透膜的纯水出口连通于回用水池，其废水出口则连通于蒸发结晶系统；蒸发结晶系统的冷凝水出口连通于回用水池。利用本发明系统和方法，可以对高含盐、高有机物的废水作更有效的处理，可以对其中的盐产品和废水都进行有效的利用。

Description

一种高含盐、高有机物废水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种高含盐、高有机物废水处理系统及方法。

背景技术

高含盐、高有机物废水，若未经废水处理直接排放，必将对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水产生极大的危害。而现有的高含盐、高有机物废水处理工艺通常为预处理、多介质过滤装置、软化装置、膜系统、蒸发结晶系统，除产水完全达到循环冷却水水质指标外，其生产的盐为氯化钠和硫酸钠的混合物，工业利用价值极低，一般都是当固废处理，二次处理费用较大，给工业生产企业带来极大的生产经营负担，为此,研发了一套高含盐、高有机物废水零排放处理工艺，实现高含盐、高有机物废水中水与无机盐的整体回收利用，具有很大的实用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种高含盐、高有机物废水处理系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高含盐、高有机物废水处理系统，包括调节池系统、预处理系统、多介质过滤系统、水软化系统、超滤系统、反渗透系统、氧化系统、膜组合系统、回用水池、蒸发结晶系统；所述调节池系统、预处理系统、多介质过滤系统、水软化系统、超滤系统、反渗透系统依次连通；所述反渗透系统的纯水出口连通于所述回用水池，其废水出口连通于所述氧化系统；所述氧化系统连通于所述膜组合系统；所述膜组合系统包括有超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，所述超滤膜、纳滤膜和反渗透膜沿着水流的方向依次设置，反渗透膜的纯水出口连通于所述回用水池，其废水出口则连通于所述蒸发结晶系统；所述蒸发结晶系统的冷凝水出口连通于所述回用水池。

进一步地，还包括有污泥系统，所述预处理系统和所述氧化系统的污泥排出口均连通于所述污泥系统。

进一步地，所述预处理系统包括预处理反应槽、高效澄清池、清水池和加药装置；所述预处理反应槽连通于所述调节池系统的废水出口，所述加药装置用于向预处理反应槽中添加药剂；所述预处理反应槽的出口连通于所述高效澄清池的入口；所述高效澄清池的顶部出口连通于所述清水池，其底部出口连通于污泥系统；所述清水池连通于所述多介质过滤系统。

进一步地，所述多介质过滤系统的顶部入口连通于所述预处理系统，底部出口连通于所述水软化系统。

进一步地，所述反渗透系统的废水出口连通于反渗透产水箱，所述反渗透产水箱连通于所述氧化系统。

进一步地，所述氧化系统包括臭氧发生器、臭氧反应器、电解槽及尾气吸收装置，所述臭氧发生器连通于所述臭氧反应器，所述电解槽的尾气出口连通于所述尾气吸收装置，所述臭氧反应器的废水出口和电解槽的废水入口相连通；所述臭氧反应器的废水入口连通于所述反渗透系统的废水出口。

进一步地，所述蒸发结晶系统包括有氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统，所述反渗透膜的含盐废水出口包括氯化钠含盐废水出口和硫酸钠含盐废水出口，氯化钠含盐废水出口连通于氯化钠蒸发结晶系统，硫酸钠含盐废水出口连通于所述硫酸钠蒸发结晶系统；氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统的冷凝水出口均连通于回用水池。

本发明还提供一种利用上述高含盐、高有机物废水处理系统的方法，包括如下步骤：

S1、需要处理的高含盐、高有机物废水进入所述调节池系统中，调节池系统对废水起到均质、缓冲的作用；

S2、废水从调节池系统进入到预处理系统；往预处理系统中加入药剂，废水和药剂在充分混合后进行澄清，然后进入到多介质过滤系统中进行过滤；

S3、废水经过多介质过滤系统过滤后，悬浮杂质被除去，水质进一步澄清；

S4、废水从多介质过滤器出来后进入水软化系统中，废水中的钙、镁离子和水软化系统中钠离子发生置换反应，实现降低废水硬度；

S5、经过水软化系统的废水进入到超滤系统中，利用超滤系统降低废水中SS含量，使得废水水质达到反渗透系统的进水要求；经过超滤系统的废水进入到反渗透系统中；反渗透系统得到的纯水进入回用水池，回用于生产系统，得到的高含盐废水进入氧化系统；

S6、氧化系统将高含盐废水中的COD降解为无机小分子后，高含盐废水进入到膜组合系统中；高含盐废水首先通过膜组合系统中的超滤膜，进一步降低废水中SS含量，之后废水进入纳滤膜将不同价位的无机盐有效分离，得到氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水；分离后的氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水进入反渗透膜；反渗透膜产出的纯水进入回用水池，重新用于生产系统，合格的氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水分别进入氯化钠产水箱和硫酸钠产水箱储存；

S7、氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水分别通过提升泵进入氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统；氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统中蒸发结晶产生的冷凝水进入回用水池回用于生产系统利用，得到的固液混合物进行固液分离后液体继续进行蒸发结晶，固体送入干燥床烘干而得到合格的氯化钠和硫酸钠产品。

进一步地，步骤S2的具体过程为：

通过加药装置往预处理反应槽中加入药剂，废水和药剂在预处理反应槽中混合均匀后从预处理反应槽底部进入高效澄清池中；

废水中的杂质在高效澄清池和废水有效分离，分离出来的杂质从高效澄清池底部排出，废水从高效澄清池顶部溢流至清水池，并通过清水池进入多介质过滤系统。

进一步地，步骤S6中，氧化系统将高含盐废水中的COD降解为无机小分子的具体过程为：

反渗透系统得到的高含盐废水通过提升泵进入臭氧反应器，臭氧发生器产生的臭氧进入臭氧反应器中；在臭氧反应器中，COD和臭氧发生反应，COD的含量降低；此时废水溢流至电解槽中，废水中的COD在直流电场的作用下，进一步降解；废水中大部分COD降解为无机小分子。

本发明的有益效果在于：利用本发明系统和方法，可以对高含盐、高有机物的废水作更有效的处理，可以对其中的盐产品和废水都进行有效的利用。

附图说明

图1为本发明实施例1的系统结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

本实施例提供一种高含盐、高有机物废水处理系统，如图1所示，包括调节池系统1、预处理系统2、多介质过滤系统3、水软化系统4、超滤系统5、反渗透系统6、氧化系统7、膜组合系统9、回用水池10、蒸发结晶系统11；所述调节池系统1、预处理系统2、多介质过滤系统3、水软化系统4、超滤系统5、反渗透系统6依次连通；所述反渗透系统6的纯水出口连通于所述回用水池10，其废水出口连通于所述氧化系统7；所述氧化系统7连通于所述膜组合系统9；所述膜组合系统9包括有超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，所述超滤膜、纳滤膜和反渗透膜沿着水流的方向依次设置，反渗透膜的纯水出口连通于所述回用水池10，其废水出口则连通于所述蒸发结晶系统11；所述蒸发结晶系统11的冷凝水出口连通于所述回用水池。

进一步地，在本实施例中，所述高含盐、高有机物废水处理系统还包括有污泥系统8，所述预处理系统2和所述氧化系统7的污泥排出口均连通于所述污泥系统8。

进一步地，在本实施例中，所述预处理系统2包括预处理反应槽、高效澄清池、清水池和加药装置；所述预处理反应槽连通于所述调节池系统的废水出口，所述加药装置用于向预处理反应槽中添加药剂；所述预处理反应槽的出口连通于所述高效澄清池的入口；所述高效澄清池的顶部出口连通于所述清水池，其底部出口连通于所述污泥系统，所述清水池连通于所述多介质过滤系统3。

在本实施例中，所述多介质过滤系统3中具有石英砂、无烟煤等一种或多种滤料。

进一步地，在本实施例中，所述多介质过滤系统3的顶部入口连通于所述预处理系统，底部出口连通于所述水软化系统。

进一步地，在本实施例中，所述反渗透系统的废水出口连通于反渗透产水箱，所述反渗透产水箱连通于所述氧化系统。

进一步地，在本实施例中，所述氧化系统包括臭氧发生器、臭氧反应器、电解槽及尾气吸收装置，所述臭氧发生器连通于所述臭氧反应器，所述电解槽的尾气出口连通于所述尾气吸收装置，所述臭氧反应器的废水出口和电解槽的废水入口相连通；所述臭氧反应器的废水入口连通于所述反渗透系统的废水出口。

进一步地，在本实施例中，所述蒸发结晶系统包括有氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统，所述反渗透膜的含盐废水出口包括氯化钠含盐废水出口和硫酸钠含盐废水出口，氯化钠含盐废水出口连通于氯化钠蒸发结晶系统，硫酸钠含盐废水出口连通于所述硫酸钠蒸发结晶系统；氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统的冷凝水出口均连通于回用水池。

实施例2

本实施例提供一种利用实施例1所述系统的方法，包括如下步骤：

S1、需要处理的高含盐、高有机物废水进入所述调节池系统中，调节池系统对废水起到均质、缓冲的作用；

S2、废水从调节池系统进入到预处理系统；往预处理系统中加入药剂，废水和药剂在充分混合后进行澄清，然后进入到多介质过滤系统中进行过滤；

S3、废水经过多介质过滤系统过滤后，悬浮杂质被除去，水质进一步澄清，出水浊度可以达到3度以下；

S4、废水从多介质过滤器出来后进入水软化系统中，废水中的钙、镁离子和水软化系统中钠离子发生置换反应，实现降低废水硬度，出水硬度控制在5mg/l以下；

S5、经过水软化系统的废水进入到超滤系统中，利用超滤系统降低废水中SS含量，使得废水水质达到反渗透系统的进水要求；经过超滤系统处理的废水进入到反渗透系统中；反渗透系统得到的纯水达到《循环水水质标准》进入回用水池，回用于生产系统，得到的高含盐废水进入氧化系统；

需要说明的是，在高于废水渗透压的操作压力下，水分子可反渗透通过RO半透膜，产出纯水，而废水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物、热原等被RO膜截留，通过反渗透系统后，废水中的盐含量、有机物等大幅提高，水量大幅减少；

S6、氧化系统将高含盐废水中的COD降解为无机小分子后，高含盐废水进入到膜组合系统中；高含盐废水首先通过膜组合系统中的超滤膜，进一步降低废水中SS含量，之后废水进入纳滤膜将不同价位的无机盐有效分离，得到氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水，保证蒸发结晶系统产盐达到相应的控制指标要求；由于分离后的氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水的含盐量较低，因此需要继续进入反渗透膜浓缩提高废水中的含盐量，以便减少蒸发结晶系统的设备投资；反渗透膜产出的纯水达到《循环水水质标准》进入回用水池，重新用于生产系统，合格的氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水分别进入氯化钠产水箱和硫酸钠产水箱储存，供后续蒸发结晶系统生产合格工业盐用；

S7、氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水分别通过提升泵进入氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统；氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统中蒸发结晶产生的冷凝水进入回用水池被生产系统利用，得到的固液混合物进行固液分离后液体继续进行蒸发结晶，固体送入干燥床烘干而得到合格的氯化钠和硫酸钠产品。

通过上述方法，实现了盐和废水的完全回收利用(NaCl品质要求达到工业盐(GB/T5462-2015)精制工业盐工业干盐二级。Na₂SO₄结晶盐，要求达到工业无水硫酸钠(GB/T6009-2014)Ⅱ类一等品的标准，产水全部达到循环冷却水水质指标)。

进一步地，步骤S2的具体过程为：

通过加药装置往预处理反应槽中加入药剂，废水和药剂(具体根据水量、水质情况确定药剂的种类和添加量，例如PAC、PAM、氧化镁除硅等)在预处理反应槽中混合均匀后从预处理反应槽底部进入高效澄清池中；

废水中的SS、硬度、有机物等杂质在高效澄清池和废水有效分离，分离出来的杂质从高效澄清池底部排出至污泥系统，废水从高效澄清池顶部溢流至清水池，并通过清水池进入多介质过滤系统，从而使废水中的SS、硬度、有机物等杂质得到大幅降低，确保出水满足后续生产系统需要。

进一步地，步骤S3中，废水从多介质过滤器顶部进入，通过多介质过滤器中的滤料后从多介质过滤器的底部排出。

进一步地，步骤S6中，反渗透系统得到的高含盐废水通过提升泵进入臭氧反应器，在臭氧反应器中COD和臭氧发生反应，废水中的COD下降到300-400mg/l左右，此时废水通过溢流口溢流至电解槽中，废水中的COD在直流电场的作用下，进一步降解，最终废水中的COD降低到200mg/l以下，将废水中大部分COD降解为无机小分子而去除。通过该过程，废水中的有机物可以由原来的500-700mg/l降低到200mg/l以下，是一种绿色环保、零污染的降解COD处理工艺。

进一步地，预处理系统和氧化系统中产生的污泥排至污泥系统中。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高含盐、高有机物废水处理系统，其特征在于，包括调节池系统、预处理系统、多介质过滤系统、水软化系统、超滤系统、反渗透系统、氧化系统、膜组合系统、回用水池、蒸发结晶系统；所述调节池系统、预处理系统、多介质过滤系统、水软化系统、超滤系统、反渗透系统依次连通；所述反渗透系统的纯水出口连通于所述回用水池，其废水出口连通于所述氧化系统；所述氧化系统连通于所述膜组合系统；所述膜组合系统包括有超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，所述超滤膜、纳滤膜和反渗透膜沿着水流的方向依次设置，反渗透膜的纯水出口连通于所述回用水池，其废水出口则连通于所述蒸发结晶系统；所述蒸发结晶系统的冷凝水出口连通于所述回用水池。

2.根据权利要求1所述的高含盐、高有机物废水处理系统，其特征在于，还包括有污泥系统，所述预处理系统和所述氧化系统的污泥排出口均连通于所述污泥系统。

3.根据权利要求1或2所述的高含盐、高有机物废水处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括预处理反应槽、高效澄清池、清水池和加药装置；所述预处理反应槽连通于所述调节池系统的废水出口，所述加药装置用于向预处理反应槽中添加药剂；所述预处理反应槽的出口连通于所述高效澄清池的入口；所述高效澄清池的顶部出口连通于所述清水池，其底部出口连通于污泥系统；所述清水池连通于所述多介质过滤系统。

4.根据权利要求1所述的高含盐、高有机物废水处理系统，其特征在于，所述多介质过滤系统的顶部入口连通于所述预处理系统，底部出口连通于所述水软化系统。

5.根据权利要求1所述的高含盐、高有机物废水处理系统，其特征在于，所述反渗透系统的废水出口连通于反渗透产水箱，所述反渗透产水箱连通于所述氧化系统。

6.根据权利要求1所述的高含盐、高有机物废水处理系统，其特征在于，所述氧化系统包括臭氧发生器、臭氧反应器、电解槽及尾气吸收装置，所述臭氧发生器连通于所述臭氧反应器，所述电解槽的尾气出口连通于所述尾气吸收装置，所述臭氧反应器的废水出口和电解槽的废水入口相连通；所述臭氧反应器的废水入口连通于所述反渗透系统的废水出口。

7.根据权利要求1所述的高含盐、高有机物废水处理系统，其特征在于，所述蒸发结晶系统包括有氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统，所述反渗透膜的含盐废水出口包括氯化钠含盐废水出口和硫酸钠含盐废水出口，氯化钠含盐废水出口连通于氯化钠蒸发结晶系统，硫酸钠含盐废水出口连通于所述硫酸钠蒸发结晶系统；氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统的冷凝水出口均连通于回用水池。

8.一种利用上述权利要求1-7任一所述高含盐、高有机物废水处理系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、需要处理的高含盐、高有机物废水进入所述调节池系统中，调节池系统对废水起到均质、缓冲的作用；

S2、废水从调节池系统进入到预处理系统；往预处理系统中加入药剂，废水和药剂在充分混合后进行澄清，然后进入到多介质过滤系统中进行过滤；

S3、废水经过多介质过滤系统过滤后，悬浮杂质被除去，水质进一步澄清；

S4、废水从多介质过滤器出来后进入水软化系统中，废水中的钙、镁离子和水软化系统中钠离子发生置换反应，实现降低废水硬度；

S5、经过水软化系统的废水进入到超滤系统中，利用超滤系统降低废水中SS含量，使得废水水质达到反渗透系统的进水要求；经过超滤系统的废水进入到反渗透系统中；反渗透系统得到的纯水进入回用水池，回用于生产系统，得到的高含盐废水进入氧化系统；

S6、氧化系统将高含盐废水中的COD降解为无机小分子后，高含盐废水进入到膜组合系统中；高含盐废水首先通过膜组合系统中的超滤膜，进一步降低废水中SS含量，之后废水进入纳滤膜将不同价位的无机盐有效分离，得到氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水；分离后的氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水进入反渗透膜；反渗透膜产出的纯水进入回用水池，重新用于生产系统，合格的氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水分别进入氯化钠产水箱和硫酸钠产水箱储存；

S7、氯化钠含盐废水和硫酸钠含盐废水分别通过提升泵进入氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统；氯化钠蒸发结晶系统和硫酸钠蒸发结晶系统中蒸发结晶产生的冷凝水进入回用水池回用于生产系统利用，得到的固液混合物进行固液分离后液体继续进行蒸发结晶，固体送入干燥床烘干而得到合格的氯化钠和硫酸钠产品。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S2的具体过程为：

通过加药装置往预处理反应槽中加入药剂，废水和药剂在预处理反应槽中混合均匀后从预处理反应槽底部进入高效澄清池中；

废水中的杂质在高效澄清池和废水有效分离，分离出来的杂质从高效澄清池底部排出，废水从高效澄清池顶部溢流至清水池，并通过清水池进入多介质过滤系统。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S6中，氧化系统将高含盐废水中的COD降解为无机小分子的具体过程为：

反渗透系统得到的高含盐废水通过提升泵进入臭氧反应器，臭氧发生器产生的臭氧进入臭氧反应器中；在臭氧反应器中，COD和臭氧发生反应，COD的含量降低；此时废水溢流至电解槽中，废水中的COD在直流电场的作用下，进一步降解；废水中大部分COD降解为无机小分子。

Images