CN111689622A - 一种循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，属于水污染控制技术领域，特别是循环水处理及资源化利用等相关领域。本发明包括深度过滤装置、砂滤装置、电吸附浓缩装置、电解制氯装置、污泥脱水装置和循环水系统；循环水排污水与深度过滤装置的进口相连，深度过滤装置的出口与砂滤装置的进口相连，砂滤装置的出口接至电吸附浓缩装置，深度过滤装置与砂滤装置的反洗污泥排至污泥脱水装置中进行脱水处理；砂滤装置的出口与电吸附浓缩装置的进口相连，电吸附浓缩装置产生的浓盐水接至电解制氯装置、产生的淡水回用至循环水系统中；电解制氯装置产生的次氯酸钠溶液部分回用于循环水系统、其余部分进行销售，实现资源化利用。

Description

一种循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺
技术领域
本发明涉及一种循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，属于水污染控制技术领域，特别是循环水处理及资源化利用等相关领域。
背景技术
工业生产中常常采用循环冷却水系统作为主要的热交换系统，其散热效果好、技术成熟，但是系统运行过程中可能会结垢腐蚀等情况。为了保障系统的正常运行，循环冷却水系统需要定期进行排污，循环水排污水通常直接排至自然水体，或是通过管路收集，进行深度处理。随着环保要求的不断提高，循环水排污水处理越来越受到重视，目前常见的处理方式包括化学药剂法、超滤反渗透等膜工艺法、电化学法等。
如利用NaOH/Na2CO3双碱法对循环水排污水进行加药软化，配合超滤系统除浊，最后利用反渗透膜进行浓缩减量，实现循环水排污水的处理。但是该处理技术需要使用化学试剂，药剂成本高，另外膜处理工艺较为复杂，最终产生的浓水仍旧难以处理，更无法实现资源化利用。
有鉴于此，在申请号为200910090964.9的专利文献中公开了一种工业循环水排污水的处理与回用技术。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，符合国家环保需求、运行成本低、处理产物可资源化利用的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特点在于：包括深度过滤装置、砂滤装置、电吸附浓缩装置、电解制氯装置、污泥脱水装置和循环水系统；循环水排污水与深度过滤装置的进口相连，深度过滤装置的出口与砂滤装置的进口相连，砂滤装置的出口接至电吸附浓缩装置，深度过滤装置与砂滤装置的反洗污泥排至污泥脱水装置中进行脱水处理；砂滤装置的出口与电吸附浓缩装置的进口相连，电吸附浓缩装置产生的浓盐水接至电解制氯装置、产生的淡水回用至循环水系统中；电解制氯装置产生的次氯酸钠溶液部分回用于循环水系统、其余部分进行销售，实现资源化利用。
进一步地，所述深度过滤装置的滤芯由多层金属滤网错列高温压制而成，金属滤网为耐磨耐腐蚀材料制成，深度过滤装置其它与废水接触的材料均进行防腐处理；这样能够有效分离水中粒径＞5μm的颗粒，保证出水的固含量＜20mg/L；深度过滤装置具有自动反冲洗功能，这样可以根据滤网两侧的压差信号进行自动反冲洗，使反冲洗出水的含固量达到40%以上。
进一步地，所述深度过滤装置的过滤孔径可以根据水质选配，孔径范围在2-20μm，深度过滤装置配套设置压力感应式反冲洗系统，可以设置反冲洗压力指标并根据运行压力定期反冲洗。
进一步地，所述砂滤装置内填充物石英砂和活性炭，体积比为1：3，石英砂的粒径<300μm，活性炭的粒径<100μm；这样可以保证砂滤装置的出水水质固体悬浮物含量<2mg/L，浊度<3NTU。
进一步地，所述污泥脱水装置为板框压滤机，污泥脱水产生的泥饼外运用于绿化，滤液水回至深度过滤装置处理。
进一步地，所述电吸附浓缩装置通过施加外加电压形成静电场，强制离子向带有相反电荷的电极处移动，对双电层进行充放电的控制，改变双电层处的离子浓度，从而实现对水溶液的除盐。
进一步地，所述电吸附浓缩装置的核心电极材料采用惰性碳材料制成，可以耐强酸强碱，抗强氧化剂、还原剂；电吸附浓缩装置采用通道式结构，其通道宽度为毫米级，保证电吸附浓缩装置不易堵塞。
进一步地，所述电吸附浓缩装置产生的淡水的含盐量<500 mg/L，可以直接回用作循环水系统的补水，电吸附浓缩装置产生的浓盐水的含盐量>40000mg/L，满足电解制氯装置的进水水质要求，电吸附浓缩装置的淡水回收率可以达到90%以上，具有显著的节水效益，产生的<10%的浓盐水进入电解制氯装置处理后回用。
进一步地，所述电解制氯装置采用双极性电极结构，阳电极材料采用钛基多元涂层的DSA阳极，阴极采用钛板，可以对电吸附浓缩装置产生的<10%的浓盐水进行充分处理，电解处理后有效氯含量达到7-8g/L，完全满足杀菌消毒要求，电解制备次氯酸钠溶液部分回用于循环水系统，用作杀菌灭藻剂，其余部分可以作为消毒剂进行销售，实现资源化利用。
相比现有技术，本发明具有以下优点：
1、该循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺无需使用化学药剂，只需要消耗电能，实现循环水排污水的处理，更为绿色环保。
2、该循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺可提高水资源的利用率，减少循环水系统的用水量，节省用水。
3、该循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺可实现循环水排污水的资源化处理，将废水制备成次氯酸溶液，部分回用于循环水系统，部分作为消毒剂进行销售，更为经济可靠。
附图说明
图1是本发明实施例的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺的流程图。
图中：深度过滤装置1、砂滤装置2、电吸附浓缩装置3、电解制氯装置4、污泥脱水装置5、循环水系统6。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例。
参见图1所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本实施例中的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，包括深度过滤装置1、砂滤装置2、电吸附浓缩装置3、电解制氯装置4、污泥脱水装置5和循环水系统6；循环水排污水与深度过滤装置1的进口相连，深度过滤装置1的出口与砂滤装置2的进口相连，砂滤装置2的出口接至电吸附浓缩装置3，深度过滤装置1与砂滤装置2的反洗污泥排至污泥脱水装置5中进行脱水处理；砂滤装置2的出口与电吸附浓缩装置3的进口相连，电吸附浓缩装置3产生的浓盐水接至电解制氯装置4、产生的淡水回用至循环水系统6中；电解制氯装置4产生的次氯酸钠溶液部分回用于循环水系统6、其余部分进行销售，实现资源化利用。
本实施例中的深度过滤装置1的滤芯由多层金属滤网错列高温压制而成，金属滤网为耐磨耐腐蚀材料制成，深度过滤装置1其它与废水接触的材料均进行防腐处理；这样能够有效分离水中粒径＞5μm的颗粒，保证出水的固含量＜20mg/L；深度过滤装置1具有自动反冲洗功能，这样可以根据滤网两侧的压差信号进行自动反冲洗，使反冲洗出水的含固量达到40%以上；深度过滤装置1的过滤孔径可以根据水质选配，孔径范围在2-20μm，深度过滤装置1配套设置压力感应式反冲洗系统，可以设置反冲洗压力指标并根据运行压力定期反冲洗。
本实施例中的砂滤装置2内填充物石英砂和活性炭，体积比为1：3，石英砂的粒径<300μm，活性炭的粒径<100μm；这样可以保证砂滤装置2的出水水质固体悬浮物含量<2mg/L，浊度<3NTU。
本实施例中的污泥脱水装置5为板框压滤机，污泥脱水产生的泥饼外运用于绿化，滤液水回至深度过滤装置1处理。
本实施例中的电吸附浓缩装置3通过施加外加电压形成静电场，强制离子向带有相反电荷的电极处移动，对双电层进行充放电的控制，改变双电层处的离子浓度，从而实现对水溶液的除盐；电吸附浓缩装置3的核心电极材料采用惰性碳材料制成，可以耐强酸强碱，抗强氧化剂、还原剂；电吸附浓缩装置3采用通道式结构，其通道宽度为毫米级，保证电吸附浓缩装置3不易堵塞；电吸附浓缩装置3产生的淡水的含盐量<500 mg/L，可以直接回用作循环水系统6的补水，电吸附浓缩装置3产生的浓盐水的含盐量>40000mg/L，满足电解制氯装置4的进水水质要求，电吸附浓缩装置3的淡水回收率可以达到90%以上，具有显著的节水效益，产生的<10%的浓盐水进入电解制氯装置4处理后回用。
本实施例中的电解制氯装置4采用双极性电极结构，阳电极材料采用钛基多元涂层的DSA阳极，阴极采用钛板，可以对电吸附浓缩装置3产生的<10%的浓盐水进行充分处理，电解处理后有效氯含量达到7-8g/L，完全满足杀菌消毒要求，电解制备次氯酸钠溶液部分回用于循环水系统6，用作杀菌灭藻剂，其余部分可以作为消毒剂进行销售，实现资源化利用。
具体的说，循环水排污水从深度过滤装置1的进口流入，经过深度过滤后的水流入砂滤装置2内进一步过滤，砂滤装置2过滤后的水进入电吸附浓缩装置3，深度过滤装置1和砂滤装置2的反洗污泥排至污泥脱水装置5中进行脱水处理，经污泥脱水装置5处理后的污泥外运用于绿化，滤液水重新回至深度过滤装置1的进口。
电吸附浓缩装置3对来水进行电化学处理，产生的浓盐水排至后序的电解制氯装置4，淡水回用到循环水系统6作为循环水补充水；电解制氯装置4通过电解浓盐水，产生次氯酸钠溶液，一部分回用于循环水系统6，用于杀菌灭藻，多余部分可以作为消毒剂对外销售，实现资源化利用。
以下案例是通过以上循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺实现的，某循环水排污水的水质如下：含盐量在2000～5000mg/L，氯离子含量在300～1000mg/L，固体悬浮物含量在80～300mg/L。采用此工艺处理，通过深度过滤装置1、砂滤装置2、电吸附浓缩装置3、电解制氯装置4、污泥脱水装置5和循环水系统6多系统耦合协同作用，实现了整个循环水排污水的低成本浓缩减量及资源化处理；整个系统运行只有电耗，没有药剂添加，吨水处理电耗<5kW·h，吨水综合处理成本<1.5元，显著低于常规的处理工艺。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。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 (7)

1.一种循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特征在于：包括深度过滤装置（1）、砂滤装置（2）、电吸附浓缩装置（3）、电解制氯装置（4）、污泥脱水装置（5）和循环水系统（6）；循环水排污水与深度过滤装置（1）的进口相连，深度过滤装置（1）的出口与砂滤装置（2）的进口相连，砂滤装置（2）的出口接至电吸附浓缩装置（3），深度过滤装置（1）与砂滤装置（2）的反洗污泥排至污泥脱水装置（5）中进行脱水处理；砂滤装置（2）的出口与电吸附浓缩装置（3）的进口相连，电吸附浓缩装置（3）产生的浓盐水接至电解制氯装置（4）、产生的淡水回用至循环水系统（6）中；电解制氯装置（4）产生的次氯酸钠溶液部分回用于循环水系统（6）、其余部分进行销售，实现资源化利用。
2.根据权利要求1所述的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特征在于：所述深度过滤装置（1）的滤芯由多层金属滤网错列高温压制而成，金属滤网为耐磨耐腐蚀材料制成，深度过滤装置（1）与废水接触的材料均进行防腐处理。
3.根据权利要求1所述的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特征在于：所述深度过滤装置（1）的过滤孔孔径范围在2-20μm，深度过滤装置（1）配套设置压力感应式反冲洗系统，设置反冲洗压力指标并根据运行压力定期反冲洗。
4.根据权利要求1所述的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特征在于：所述砂滤装置（2）内填充物石英砂和活性炭，体积比为1：3，石英砂的粒径<300μm，活性炭的粒径<100μm。
5.根据权利要求1所述的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特征在于：所述污泥脱水装置（5）为板框压滤机，污泥脱水产生的泥饼外运用于绿化，滤液水回至深度过滤装置（1）处理。
6.根据权利要求1所述的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特征在于：所述电吸附浓缩装置（3）的电极材料采用惰性碳材料制成，电吸附浓缩装置（3）采用通道式结构，其通道宽度为毫米级。
7.根据权利要求1所述的循环水排污水低成本浓缩减量及资源化处理工艺，其特征在于：所述电解制氯装置（4）采用双极性电极结构，阳电极材料采用钛基多元涂层的DSA阳极，阴极采用钛板，电解制备次氯酸钠溶液部分回用于循环水系统（6），其余部分进行销售，实现资源化利用。
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