CN111620503A - 一种含thpc废水的处理系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含THPC废水的处理系统及工艺，系统包括调节池，所述调节池通过管道与多介质过滤装置、超滤装置、软水装置、纳滤膜系统，和RO膜系统依次连通，RO膜系统浓水出料口通过管道与浓水收集池，所述浓水收集池通过管道与蒸发装置和板式换热器依次连通。含THPC废水预过滤系统去除悬浮物、软水工艺去除钙镁硬度、有机膜组合工艺去除总磷、氨氮、COD，蒸发有机膜浓水将污染物从系统中去除，该处理系统稳定性好，处理效率高，效果稳定，不额外产生含磷污泥，同时针对废水中的氨氮污染因子，通过投加硫酸后将游离氨转化成铵根离子，从而通过RO膜进行滤除，对各污染因子去除效率高，该工艺更符合当前环保政策节能减排要求。

Description

一种含THPC废水的处理系统及工艺

技术领域

本发明属于阻燃剂废水综合处理领域，具体涉及一种含THPC废水的处理系统及工艺。

背景技术

THPC即四羟甲基氯化磷，是一种常用的有机阻燃剂，主要用于织物阻燃处理，同时用作塑料、纸品等添加型阻燃剂，还可用于有机合成。由于该类有机磷阻燃剂的广泛应用，阻燃处理后的废水含总磷，COD，氨氮，SS等污染因子，这类污水处理越来越成为阻燃剂行业的共同难题。目前无机磷的处理方法较多，有铁盐、铝盐、钙盐等，去除效果都较好，但这类处理方法对去除有机磷效果不佳，且有机磷的处理工艺很有限，比较常见就是高级氧化工艺，但高级氧化工艺处理存在总磷去除不彻底、对难降解COD去除效果不佳、氨氮去除不理想等问题。

发明内容

本发明目的是提供一种含THPC废水的处理系统及工艺，有效解决了该类废水采用传统氧化工艺+生化处理的工艺路线中、对难降解COD及氨氮去除效果不佳，生化段缺少营养源等问题。其处理产水总磷含量＜0.6mg/L，COD＜100mg/L，氨氮＜ 15mg/L，SS＜1mg/L，采用预处理+膜过滤+蒸发的组合工艺对污染因子TP、COD进行拦截，浓水进行蒸发处理，可以将处理后的水回用于生产，同时减少了因药剂投加及生化段产生的污泥量。同时采用加酸+RO膜拦截铵根的工艺、相比去除氨氮的折点氯化及常规生化工艺，有流程短，处理效率高，操作简单的优点。

本发明所采用的技术方案是：

一种含THPC废水的处理系统，包括调节池，所述调节池通过管道与多介质过滤装置、超滤装置、软水装置、纳滤膜系统，和RO膜系统依次连通，RO膜系统浓水出料口通过管道与浓水收集池，所述浓水收集池通过管道与蒸发装置和板式换热器依次连通。

优选地，所述板式换热器的冷凝水出水口通过管道与纳滤膜系统的前进水缓冲罐连通。

优选地，所述纳滤膜系统的浓水出料口和软水装置的再生液出料口通过管道与浓水收集池连通。

优选地，所述纳滤膜系统的浓水出料口还通过管道与纳滤膜系统的进水口连通；

RO膜系统6的进料口还设有进酸管；

RO膜系统的浓水出料口还通过管道与RO膜系统的进水口连通。

优选地，多介质过滤装置和超滤装置设有反冲及气洗装置；多介质过滤装置内部填充有无烟煤颗粒、细砂、粗砂按质量比5-10：3-4：1-2的混合物，无烟煤颗粒的粒径为0.8-1.8mm，细砂的粒径为0.03-0.05mm，粗砂的粒径为0.2-0.4mm。这样形成了粗滤和精滤相结合的方式进行过滤，截污能力强。

优选地，软水装置内部填充的离子交换树脂采用阳离子交换树脂。利用树脂自带的钠型阳离子与钙离子发生交换，去除水中的钙离子。

任意一项所述系统进行含THPC废水的处理工艺，所述方法包括以下步骤：

A、废水预过滤系统：收集含THPC废水进入调节池，通过提升泵进入多介质过滤装置进行粗过滤，滤除大颗粒杂质，将悬浮物降低至30mg/L以下，再经过超滤装置将悬浮物进一步降低，将悬浮物降低至1mg/L以下，得到超滤产水；

B、软水工艺：上述超滤产水进入软水装置进行处理；利用钠型阳离子软化树脂，与水中钙镁发生离子交换，从而达到去除钙镁的作用。

C、有机膜组合工艺：上述软水装置产水进入纳滤膜系统、RO膜系统进行处理，产水回用；

D、蒸发装置处理：步骤C中纳滤膜系统和RO膜系统产生的浓水以及软水装置的再生液进入蒸发装置行蒸发处理，将污染物以结晶盐的形式从系统中脱除。

优选地，所述步骤A中含THPC废水的污染物指标为：pH为9-10、SS＜200mg/L、总磷＜100mg/L、COD＜800mg/L、氨氮＜200mg/L。

优选地，所述步骤C中纳滤膜运行方式为部分浓水回流的运行方式，间接增大膜循环量，回流比为30％-60％，并保证进水pH保证在9-10，膜操作压力控制在 1.6-2.0Mpa。通过这些操作，可以提高产水率的同时，也可以增加循环量防止膜的污堵风险。

优选地，所述的步骤C中RO膜的运行方式为部分浓水回流的运行方式，RO进水 pH加酸控制为7-7.5，操作压力控制在2.0-2.5Mpa，回流比为40％-50％通过这些操作，可以提高产水率的同时，也可以增加循环量防止膜的污堵风险。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明采用多介质+超滤+软水装置+纳滤+RO+蒸发装置处理含THPC废水的处理工艺。本发明对于该类废水中氨氮，TP，COD去除效率高，不新增污泥；首先处理后污水完全回用属于零排放处理工艺，且采用加酸+RO去除氨氮效果明显；其次为兼顾纳滤及RO膜的使用寿命及产水率采用浓水回流的过滤方式进行处理；再次纳滤及 RO浓水采用蒸发装置处理后蒸发冷凝液冷却后回流至纳滤前，可以稀释纳滤进水中污染因子，能够保证膜的长期稳定运行；最后采用纳滤+RO的组合处理工艺处理含有机磷的废水处理效果稳定，去除率高。本工艺中除投加硫酸外，不投加其他药剂，不产生污泥，最终污染物以结晶盐的形式脱出系统，进行无害化处理后可以得到有效利用。处理过程均为物理过程，不存在投加药剂过量时造成膜损耗的隐患，且前端预处理充分，对膜的保护性较强，能保证系统的长期稳定运行。

2、收集含THPC废水进入调节池，通过提升泵进入多介质过滤器进行粗过滤，滤除大颗粒杂质，将悬浮物降低至30mg/L以下，再经过超滤装置将悬浮物进一步降低，将悬浮物降低，具备进有机膜条件；多介质及超滤装置反洗水均采用产水，不额外增加水量。

3、纳滤膜系统产水中的TP和COD大幅降低、同时去除部分氨氮，纳滤产水加酸调节pH至中性再经过RO膜系统处理，最终RO产水中TP、氨氮、COD含量都降低至指标以下，或回用于生产；该工艺中纳滤+RO的膜组合工艺中，运行费用低、处理效果稳定，无需投加药剂，不新增污泥。

4、纳滤膜系统及RO膜系统产生的浓水以及软水装置再生的水由于污染因子TP、COD、氨氮含量较高，且不具备回用要求，因此要将该股少量的浓缩废水进一步进行处理，本发明采用蒸发装置进行蒸发处理，将污染物以结晶盐的形式从系统中脱除。 MVR蒸发器中二次蒸汽不断被压缩循环作为加热热源，使单位吨耗降低，节能效果明显，整体占地面积少，自动化程度高，操作成本低，工艺简单，容易检修。

5、本发明中的氨氮含量较高，若采用折点氯化的处理工艺现场气味较大，常规生化处理工艺，工艺流程长，投资偏高，占地面积大，操作要求高，且生化系统必须要保证进水连续性。而采用加酸+RO膜处理工艺，现场气味小，去除率可以达到85％，占地面积小，操作简单，对系统是否连续性运行无要求。

6、本发明并非简单的除磷，是一种多污染因子的复合性有机磷废水的处理，其中进RO前辅助以加酸，调节pH至中性的同时，将游离氨转化为铵根离子，通过RO 过滤后，产水达标。该处理系统稳定性好，处理效率高，效果稳定，不额外产生含磷污泥，同时针对废水中的氨氮污染因子，通过投加硫酸后将游离氨转化成铵根离子，从而通过RO膜进行滤除，对各污染因子去除效率高，该工艺更符合当前环保政策节能减排要求。

附图说明

图1本发明产水路线图；

图2是本发明浓水处理路线图

图3是本发明处理路线总图；

其中：调节池1，多介质过滤装置2，超滤装置3，软水装置4，纳滤膜系统5，RO 膜系统6，浓水收集池7，蒸发装置8，板式换热器9。

具体实施方式

实施例1

如图3所示，一种含THPC废水的处理系统，包括调节池1，所述调节池1通过管道与多介质过滤装置2、超滤装置3、软水装置4、纳滤膜系统5，和RO膜系统6 依次连通，RO膜系统6浓水出料口通过管道与浓水收集池7，所述浓水收集池7通过管道与蒸发装置8和板式换热器9依次连通。

优选地，所述板式换热器9的冷凝水出水口通过管道与纳滤膜系统5的前进水缓冲罐连通。

优选地，所述纳滤膜系统5的浓水出料口和软水装置4的再生液出料口通过管道与浓水收集池7连通。

优选地，所述纳滤膜系统5的浓水出料口还通过管道与纳滤膜系统5的进水口连通；

RO膜系统6的进料口还设有进酸管；

RO膜系统6的浓水出料口还通过管道与RO膜系统6的进水口连通。

优选地，多介质过滤装置2和超滤装置3设有反冲及气洗装置；多介质过滤装置 2内部填充有无烟煤颗粒、细砂、粗砂按质量比5-10：3-4：1-2的混合物，无烟煤颗粒的粒径为0.8-1.8mm，细砂的粒径为0.03-0.05mm，粗砂的粒径为0.2-0.4mm。

实施例2

采用实施例1系统进行含THPC废水的处理工艺及处理方法，具体如下：含THPC 废水收集后进入调节池1，其pH 9.8，总磷63.85mg/L，COD 755mg/L，氨氮152mg/L， SS 186mg/L用提升泵将其输送至多介质过滤装置2过滤，滤除大部分悬浮物，SS含量为28mg/L，之后再进入到超滤装置3过滤，超滤产水SS含量为0.8mg/L，超滤产水进入缓冲罐后用泵送至软水装置4去除钙镁离子，之后泵送至纳滤装置5过滤，操作压力1.8Mpa，纳滤产水总磷12.7mg/L，COD183.5mg/L，氨氮129.6mg/L，浓水部分回流至纳滤前的进水，其余自流至收集池7，纳滤产水进入缓冲罐后泵送至RO过滤装置6，进入RO过滤装置6前在管道混合器中加入30％硫酸调节pH至7.2，之后进入到RO装置6进行处理，操作压力2.1Mpa，产水总磷0.4mg/L，COD66.5mg/L，氨氮10.4mg/L，RO产水收集后回用，浓水回流至RO进水，其余进入收集池7；纳滤过滤装置5和RO过滤装置6各自产生的浓水、以及软水装置4再生产生的再生水收集后进入到收集池7中，混合均匀后进入到蒸发装置8中，水质为pH7.1， TP353mg/L、SS 5.26mg/L，氨氮817mg/L，COD3360mg/L，水量95％以冷凝液的形式排出蒸发系统，蒸发冷凝液用板式换热器9冷凝后回流至纳滤过滤装置5前进水缓冲罐，冷却后冷凝液水温29℃，产生的结晶盐以结晶盐的形式处理。

实施例3

采用实施例1系统进行含THPC废水的处理工艺及处理方法，含THPC废水收集后进入调节池1，其pH 9.2，总磷85.5mg/L，COD 683mg/L，氨氮185mg/L，SS 144mg/L 用提升泵将其输送至多介质过滤装置2过滤，滤除大部分悬浮物，SS含量为15mg/L，之后再进入到超滤装置3过滤，超滤产水SS含量为0.4mg/L，超滤产水进入缓冲罐后用泵送至软水装置4去除钙镁离子，之后泵送至纳滤装置5过滤，操作压力1.6Mpa，纳滤回收率为90％，纳滤产水总磷15.2mg/L，COD137.6mg/L，氨氮141.5mg/L，浓水部分回流至纳滤前的进水，其余自流至收集池7，纳滤产水进入缓冲罐后泵送至 RO过滤装置6，进入RO过滤装置6前在管道混合器中加入30％硫酸调节pH至7.5，之后进入到RO装置6进行处理，操作压力2.0Mpa，RO产水总磷0.6mg/L， COD48.6mg/L，氨氮11.8mg/L，RO产水收集后回用，浓水部分回流至RO进水，其余进入收集池7；纳滤过滤装置5和RO过滤装置6各自产生的浓水、以及软水装置 4再生产生的再生水收集后进入到收集池7中，混合均匀后进入到蒸发装置8中，水质为pH7.1，TP465.1mg/L、SS 6.5mg/L，氨氮928.5mg/L，COD2637mg/L，水量95％以冷凝液的形式排出蒸发系统，蒸发冷凝液用板式换热器9冷凝后回流至纳滤过滤装置5前进水缓冲罐，冷却后冷凝液水温33℃，产生的结晶盐以结晶盐的形式处理。

以实施例2为基础，污水经预处理+NF(纳滤)后，下表中原水水质即是实施例 2中经过多介质过滤、超滤、软水装置、纳滤后的产水水质，不调节pH直接进RO (反渗透膜)，数据如下表1：

表1

以实施例2为基础，污水经预处理+NF(纳滤)后，下表中原水水质即是实施例 2中经过多介质过滤、超滤、软水装置、纳滤后的产水，调节pH后的水质，通过RO 膜过滤后的数据如下表2：

表2

表1-2可知，通过进RO膜是否加酸的两组数据对比表明，TP及COD去除效果相差不大，但投加硫酸后的氨氮去除效果，明显比不调节pH的效果好。

以实施例2为基础，将纳滤及RO浓水进行蒸发处理后，蒸发冷凝液回流至纳滤装置前，各股水质如下表3：

表3

从以上数据可以看出，通过蒸发处理后的蒸发冷凝液明显比原水水质好，冷却回流至纳滤前可以降低进水污染因子的浓度，提高处理效果。

同样以实施例2为基础，采用纳滤+反渗透去除有机磷效果明显，相比于常规单纯采用纳滤去除有机磷效果更显著，下表4为纳滤+纳滤的产水数据：

表4

下表5为纳滤+RO的产水数据：

表5

从以上数据可以看出，采用纳滤+RO比常规纳滤+纳滤，对于有机磷的去除效果更佳。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，进水水质、操作压力等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明工艺所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种含THPC废水的处理系统，包括调节池（1），其特征在于：所述调节池（1）通过管道与多介质过滤装置（2）、超滤装置（3）、软水装置（4）、纳滤膜系统（5），和RO膜系统（6）依次连通，RO膜系统（6）浓水出料口通过管道与浓水收集池（7），所述浓水收集池（7）通过管道与蒸发装置（8）和板式换热器（9）依次连通。

2.根据权利要求1所述的含THPC废水的处理系统，其特征在于：所述板式换热器（9）的冷凝水出水口通过管道与纳滤膜系统（5）的前进水缓冲罐连通。

3.根据权利要求1所述的含THPC废水的处理系统，其特征在于：所述纳滤膜系统（5）的浓水出料口和软水装置（4）的再生液出料口通过管道与浓水收集池（7）连通。

4.根据权利要求1所述的含THPC废水的处理系统，其特征在于：所述纳滤膜系统（5）的浓水出料口还通过管道与纳滤膜系统（5）的进水口连通；

RO膜系统（6）的进料口还设有进酸管；

RO膜系统（6）的浓水出料口还通过管道与RO膜系统（6）的进水口连通。

5.根据权利要求1所述的含THPC废水的处理系统，其特征在于：所述多介质过滤装置（2）和超滤装置（3）设有反冲及气洗装置；多介质过滤装置（2）内部填充有无烟煤颗粒、细砂、粗砂按质量比5-10：3-4：1-2的混合物，无烟煤颗粒的粒径为0.8-1.8mm，细砂的粒径为0.03-0.05mm，粗砂的粒径为0.2-0.4mm。

6.根据权利要求1所述的含THPC废水的处理系统，其特征在于：软水装置（4）内部填充的离子交换树脂采用阳离子交换树脂。

7.权利要求1-6任一项所述系统进行含THPC废水的处理工艺，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

A、废水预过滤系统：收集含THPC废水进入调节池（1），通过提升泵进入多介质过滤装置（2）进行粗过滤，将悬浮物降低至30mg/L以下，再经过超滤装置（3）将悬浮物进一步降低，将悬浮物降低至1mg/L以下，得到超滤产水；

B、软水工艺：上述超滤产水进入软水装置（4）进行处理；

C、有机膜组合工艺：上述软水装置（4）产水进入纳滤膜系统（5）、RO膜系统（6）进行处理，产水回用；

D、蒸发装置处理：步骤C中纳滤膜系统（5）和RO膜系统（6）产生的浓水以及软水装置（4）的再生液进入蒸发装置（8）行蒸发处理，将污染物以结晶盐的形式从系统中脱除。

8.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤A中含THPC废水的污染物指标为：pH为9-10、SS＜200mg/L、总磷＜100mg/L、COD＜800mg/L、氨氮＜200mg/L。

9.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于：所述步骤C中纳滤膜运行方式为部分浓水回流的运行方式，间接增大膜循环量，回流比为30%-60%，并保证进水pH保证在9-10，膜操作压力控制在1.6-2.0Mpa。

10.根据权利要求7所述的处理工艺，其特征在于：所述的步骤C中RO膜的运行方式为部分浓水回流的运行方式，RO进水pH加酸控制为7-7.5，操作压力控制在2.0-2.5Mpa，回流比为40-50%。

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