CN113277668A - 一种集成电催化废水除硬零排放工艺 - Google Patents

一种集成电催化废水除硬零排放工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种集成电催化废水除硬零排放工艺，包括：进水引自均质罐，由原水泵送入预处理装置，预处理后的产水进入吸附装置，产水经回流接力泵回用于气化系统，循环使用；吸附装置的吸附器吸附饱和后，通过解析置换泵将解析液槽中复合解析剂送入吸附罐对其解析；所述解析废液槽出水经过废液泵送入高效电催化反应器中，通过电催化反应实现高浓离子析出产生沉淀物，电催化反应器中上清液经高压泵送入集成膜堆中，经过集成膜堆处理后，浓水回流至解析液槽中，作解析剂循环使用，纯水回收至清水槽。本工艺相对于传统技术具有不加药、不调PH值、不降温等特点，提出了减法设计理念，具有一定的创新性，可有效解决原废水中的硬度脱除问题。

Description

一种集成电催化废水除硬零排放工艺
技术领域
本发明涉及工业水处理技术领域，具体涉及一种集成电催化废水除硬零排放工艺。
背景技术
在环保政策要求日益严格的条件下，节水减排、节能降耗、减少碳排放是工业水处理的首要任务之一，相对于传统技术高硬度废水处理是困扰水处理行业的难题。
目前对于高浓废水处理方法较多，一般有膜分离、蒸发结晶、化学沉淀法、吸附法、离子交换法、氧化法和萃取法等，上述工艺均受制于除硬技术的困扰，传统除硬技术一般采用加药法和离子交换法进行处理，但是加药法存在加药量大、回调PH、运行成本高、操作不稳定、水质不达标、废渣量大等问题；离子交换法有大量的高盐高硬废液产生，最终需要采用化学方进行处理。
现有技术中，名称为一种航天炉气化灰水除硬装置，公开号为CN209383527U的发明专利与名称为一种煤气化炉废水处理与资源化利用装置，公开号为CN209307148U的发明专利能够解决水中的硬度问题，但在处理废水时有大量废液产生，需要采用化学加药法进行处理，存在运行成本高、药剂量大、回调PH值、氯离子富集、碱度高、解析系统容易结垢污堵等问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其提出了减法设计理念，可有效解决原废水中的硬度脱除问题。
为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种集成电催化废水除硬零排放工艺，包括：
进水引自均质罐，由原水泵送入预处理装置，预处理后的产水进入吸附装置，经吸附处理后，产水经回流接力泵回用于气化系统，循环使用；
吸附装置的吸附器吸附饱和后，自动切离系统，通过解析置换泵将解析液槽中复合解析剂送入吸附罐对其解析，解析废液直接排入解析废液槽中，对吸附罐解析完成后再通过解析置换泵将清水槽中纯水送入吸附罐对其置换，置换废液同时排入解析废液槽中；
所述解析废液槽出水经过废液泵送入高效电催化反应器中，通过电催化反应实现高浓离子析出产生沉淀物，电催化反应器中上清液经高压泵送入集成膜堆中，经过集成膜堆处理后，浓水回流至解析液槽中，作解析剂循环使用，纯水回收至清水槽，从而实现废液零排放。
进一步的，所述沉淀物累计后通过离心装置或压滤装置实现固液分离。
进一步的，所述集成膜堆包括超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。
进一步的，所述预处理装置的进水口通过原水泵与匀质罐相连，预处理装置的废水口通过废水收集池连回至匀质罐。
进一步的，所述预处理装置的出水管路通过反洗管路连回至预处理装置顶部。
更进一步的，所述预处理装置为多介质过滤器、砂滤器、离心机、纤维过滤器、陶瓷膜中的一种或几种并联而成。
更进一步的，所述吸附装置包括多个并联的吸附罐，所述吸附罐与清洗罐相连。
更进一步的，所述吸附装置的进液口通过解析置换泵与解析液槽相连，该解析置换泵与解析液槽之间的管路还与清水槽相连。
作为更进一步的，所述电催化反应器内部设置错流挡板，其导电部分采用碳复合材料。
作为更进一步的，在所述解析废液槽与电催化反应器之间的管路上设有废液泵，在所述电催化反应器与集成膜堆之间的管路上设有高压泵。
本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：本工艺相对于传统技术具有不加药、不调PH值、不降温等特点，提出了减法设计理念，具有一定的创新性，可有效解决原废水中的硬度脱除问题，尤其对煤化工高硬度废水具有很好的适应性，可广泛应用于废水脱硬、中水脱硬、含盐水脱硬等工艺。其产水水质优，水质稳定，可有效替代传统化学法、双碱法、电化学法、高密池、反应沉淀池等工艺，解决传统工艺中系统结垢污堵等问题，本工艺可适应高温、高硬度、高碱度、高氨氮、高COD、高悬浮物的废水处理，有效破解多年来一直困扰着行业难题。
附图说明
图1为一种集成电催化废水除硬零排放工艺流程图；
图2为一种集成电催化废水除硬零排放装置结构原理图；
图中序号说明：1、原水泵；2、预处理装置；3、吸附装置；3-1、吸附罐；3-2、清洗罐；4、回流接力泵；5、清水槽；6、解析液槽；7、解析置换泵；8、解析废液槽；9、废液泵；10、电催化反应器；11、高压泵；12、集成膜堆。
具体实施方式
本发明的实施例是在以本发明技术方案为前提下进行实施的，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不限于下述实施例。
实施例1
如图1-2所示，本实施例提供一种集成电催化废水除硬零排放工艺，主要适应于高硬度、高COD、高盐分废水处理，包括煤气化炉高硬度废水及中水回用的预处理废水；可替代传统的离子交换工艺、电化学工艺、高密池工艺等技术。上述工艺是在一种集成电催化废水除硬零排放装置中实施的，所述装置包括预处理装置、吸附装置、电催化反应器和集成膜堆，含硬度原水从均质罐中由原水泵送入预处理装置，所述预处理装置的出水口与吸附装置的进水口相连，所述吸附装置的进液口与解析液槽相连，吸附装置的出液口与解析废液槽相连，该解析废液槽的出液口连接至电催化反应器的进液口，所述电催化反应器的出液口连接至集成膜堆，所述集成膜堆的浓水口连回至解析液槽，集成膜堆的纯水口连接至清水槽。采用电催化处理硬度离子，不加药、不调PH值、可降解COD、降解氨氮、不存在氯离子富集等问题，吸附与电催化技术的有效耦合，具有工艺简单、运行成本低、设备造价低、占地面积小、集成度高、系统不结垢等优点。
本技术相对于现有的电化学工艺、吸附工艺、化学法工艺具有不加药、不调PH值、水质适应宽等特点，本装置易于实现标准化与模块化，可有效解决多年困扰煤气化行业的废水处理难题，保证了煤气化炉的长周期稳定运行。可以减少企业废水排放量、节约水资源、降低生产成本的同时，可实现变废为宝，废水资源化，减少固废占地面积和管理费用，提高化工生产装置可靠性和稳定性，有一定的工程示范意义及显著的直接经济效益、社会效益和环保效益。
所述预处理装置去除固体、悬浮物、胶体等，主要由多个多功能高效过滤器及配套管线仪表阀门等组成撬装产品，其运行中不投加药剂、不增加离子成分，预处理出水水质稳定，实现装置标准化。且无需设置反洗专用设施，其工作性能恢复可通过反洗管路进行水擦洗、气水擦洗。预处理冲洗废水不外排，通过废水收集池回流至匀质罐，其冲洗水量一般为50-150m3/h。
所述吸附装置采用吸附填料对原水进行处理，该填料可在15℃-120℃条件下运行，并可耐受高COD、高浊度、高NH3-N等恶劣条件，该装置主要由多个吸附罐及配套管线仪表阀门等组成撬装产品，具有独立工艺功能，吸附器出水指标一般在0-100mg/L。解析液可对吸附填料进行解析，使其解析能力恢复，保证吸附装置稳定运行，解析液浓度一般4-6％，解析废液综合出水硬度在1-1.5g/L，最高硬度在3g/L左右。吸附罐可通过清洗罐进行体外擦洗、气水擦洗，实现吸附性能恢复，保证填料纯净度，且冲洗废水回收利用。所使用的解析剂为复合型解析剂，相对于传统解析剂更加高效、环保，同时可循环使用降低装置维护费用。所述复合型解析剂，不限于一价或二价盐类、酸类等，或几种按一定配比组合实现。
所述电催化反应器内部导电部分采用碳复合材料，现对于传统电极更加经济，同时反应器内部设置错流挡板，可有效保证液相停留时间，提高反应效果。
所述集成膜堆不限于超滤膜、纳滤膜、反渗透膜的组合形式，通过逆流恒压技术，解决传统单一膜技术存在的易污堵、能耗高、占地大、投资高等问题，装置集成度高，可有效实现水的纯化与浓缩，浓缩液可作为解析液循环使用。同时对膜的形式也不限于卷式、板式等。
本发明依据实际生产运行中存在的问题，提出了减法设计，并实现标准化，高效的反应器采用创新的微反应工艺，解决了传统电解技术的高能耗问题。装置集成度高，出水水质稳定，操作灵活，不加药，运行成本低，可大大降低生产运行费用，实现废水回收利用，节约水资源，具有环保意义。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，包括：
进水引自均质罐，由原水泵送入预处理装置，预处理后的产水进入吸附装置，经吸附处理后，产水经回流接力泵回用于气化系统，循环使用；
吸附装置的吸附器吸附饱和后，自动切离系统，通过解析置换泵将解析液槽中复合解析剂送入吸附罐对其解析，解析废液直接排入解析废液槽中，对吸附罐解析完成后再通过解析置换泵将清水槽中纯水送入吸附罐对其置换，置换废液同时排入解析废液槽中；
所述解析废液槽出水经过废液泵送入高效电催化反应器中，通过电催化反应实现高浓离子析出产生沉淀物，电催化反应器中上清液经高压泵送入集成膜堆中，经过集成膜堆处理后，浓水回流至解析液槽中，作解析剂循环使用，纯水回收至清水槽，从而实现废液零排放。
2.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述沉淀物累计后通过离心装置或压滤装置实现固液分离。
3.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述集成膜堆包括超滤膜、纳滤膜、反渗透膜。
4.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述预处理装置的进水口通过原水泵与匀质罐相连，预处理装置的废水口通过废水收集池连回至匀质罐。
5.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述预处理装置的出水管路通过反洗管路连回至预处理装置顶部。
6.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述预处理装置为多介质过滤器、砂滤器、离心机、纤维过滤器、陶瓷膜中的一种或几种并联而成。
7.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述吸附装置包括多个并联的吸附罐，所述吸附罐与清洗罐相连。
8.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述吸附装置的进液口通过解析置换泵与解析液槽相连，该解析置换泵与解析液槽之间的管路还与清水槽相连。
9.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，所述电催化反应器内部设置错流挡板，其导电部分采用碳复合材料。
10.根据权利要求1所述一种集成电催化废水除硬零排放工艺，其特征在于，在所述解析废液槽与电催化反应器之间的管路上设有废液泵，在所述电催化反应器与集成膜堆之间的管路上设有高压泵。
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