CN113526750A - 一种高盐高cod废水的处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高盐高COD废水的处理系统，具体涉及一种植物油毛油精制过程中脱除脂肪酸的皂脚加工所产生的的废水。此废水包括但不限于皂脚通过加有机酸、无机酸、破乳剂、生物酶、高温高压水解等方法制取酸化油、油酸、生物柴油、二聚酸、抗磨剂等产品时所产生的废水。本系统包括了过滤单元、脱盐单元、COD浓缩单元、COD浓缩液再浓缩单元。植物油皂脚加硫酸酸化后产生的废水具有高含盐、高COD、高硬度高悬浮物的特点，不可以直接进入生化系统处理，而本发明提出了一种可以从此类废水中提取液体有机水溶肥、碳源、有机物、甲烷以及将此类废水进行生化处理的方法。

Description

一种高盐高COD废水的处理系统

技术领域

本发明属于工业节水技术领域，具体涉及一种高盐高COD废水的处理系统。

背景技术

在工业废水处理工程中，如果含盐量过高，对微生物具有抑制甚至毒害作用。一般生化系统的处理废水盐分以不超过5000mg/L为宜。有些特殊的耐盐型细菌可以在含盐6％-10％的废水中生存。但是就实际工程上看，这些耐盐型细菌长期在高含盐的废水中生存也存在着一些风险和不确定因素。研究如何能将高含盐废水采用生化法处理是水处理领域的一个重要课题。

植物油皂脚废水，是植物油皂脚经过硫酸酸化后产生的废水，又称酸化油废水，废水的特点是高硬度、高悬浮物、高含盐、高COD，废水中主要成分是硫酸钠、磷酸钠、脂肪酸钠、脂肪酸、硫酸、甘油及钙镁离子等。植物油皂脚的种类包括：大豆油皂脚、花生油皂脚、菜籽油皂脚、棕榈油皂脚、橄榄油皂脚等。此类废水由于以上特点处理十分困难，而本发明作为植物油皂脚废水处理与回用工艺的一个重要环节，配合一些特定的工艺则可以有效的将此类废水处理。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出了一种高含盐高COD废水的处理系统及工艺，具体涉及一种植物油毛油精制过程中所产生的皂脚提取脂肪酸时加工所产生的的废水。此废水包括但不限于皂脚加有机酸、无机酸、破乳剂、生物酶、高温高压水解等方法制取酸化油、油酸、生物柴油、二聚酸、抗磨剂等产品时所产生的废水。本发明所采用的方式是对废水进行脱盐和COD的浓缩，将水中的含盐量降低至生物可以适应的生存环境后排放，或者再深度处理后回用，同时将水中的COD提高得到高COD浓水。此方法处理后的高COD浓水可以作为液体有机水溶肥、碳源；同时也可以进入厌氧塔产出甲烷，或蒸馏提取有价值的有机物。由于废水中COD含量较高，厌氧产甲烷时甲烷的产量会较多，但是出水COD可能会较高，本发明采用的是出水回流的方式，将厌氧塔处理后的废水返回至系统最前端重新循环处理，使COD一直维持在一个稳定的状态持续将水中的COD转化为甲烷。

本发明具体采用了以下技术方案：

本发明提供一种高盐高COD废水的处理系统，所述系统包括了：过滤单元、脱盐单元、COD浓缩单元、COD浓缩液再浓缩单元；

所述过滤单元包括过滤装置；

所述脱盐单元包括电渗析进水箱、电渗析装置I、电渗析产水箱I、电渗析浓水箱I；

所述COD浓缩单元包括反渗透装置I、反渗透浓水箱I、电渗析装置II、电渗析浓水箱II、电渗析产水箱II，反渗透装置II、反渗透浓水箱II、反渗透产水箱；

所述COD浓缩液再浓缩单元包括浓缩装置、浓缩液水箱、浓缩产水箱；

待处理废水储存在原水池中，原水池内废水首先进入过滤单元的过滤装置，分离废水中的悬浮物及水中残留的脂肪酸；出水进入脱盐单元的电渗析装置I处理，电渗析装置I产出的浓盐水进入电渗析浓水箱I；产出的淡水进入电渗析产水箱I

电渗析产水箱I的淡水进入反渗透装置I，反渗透装置I将来自脱盐单元的淡化水分成高COD的浓水和去COD的淡水，反渗透装置I浓水侧的产水进入反渗透浓水箱I中，反渗透装置I淡水侧产出的淡水进入反渗透产水箱，反渗透产水可以再经过多级反渗透处理后回用，也可以直接排放；反渗透浓水箱I中的浓水进入电渗析装置II中再次脱盐，电渗析装置II的浓盐水进入电渗析浓水箱II中，电渗析浓水箱II连通至电渗析进水箱，电渗析装置II的浓盐水返回脱盐单元的电渗析进水箱重新循环处理；电渗析装置II的产水进入电渗析产水箱II中，电渗析产水箱II中的淡水进入反渗透装置II中继续浓缩COD，反渗透装置II的浓缩水进入反渗透浓水箱II中；反渗透装置II产水进入反渗透产水箱。

反渗透浓水箱II中水进入浓缩装置，浓缩装置产水进入浓缩产水箱，浓缩产水箱中水进入电渗析装置II循环处理，浓缩液进入浓缩液水箱。

基于以上技术方案，优选的，过滤单元的过滤装置选用的过滤方法不限于压滤、过滤器过滤、膜过滤、离心机过滤或其他物理过滤方法。

基于以上技术方案，优选的，膜过滤可以采用有机膜过滤或者无机膜过滤；有机膜选用的材料可以是以下几种：聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PSF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)、聚苯乙烯(PS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)等；无机膜材料可以是碳化硅或者陶瓷等；

膜过滤的装置可以采用平板式、卷式或者帘式等；

膜过滤的装置可以采用外压式或内压式。

基于以上技术方案，优选的，脱盐单元产出的淡化水电导率优选的是处理到1000μs/cm以下，然后进入COD浓缩单元进一步处理；脱盐单元所产生的浓水可以通过加入提取剂提取钙镁磷肥。

基于以上技术方案，优选的，COD浓缩液再浓缩单元中浓缩装置可以为高压反渗透装置、STRO、DTRO或蒸发装置。

基于以上技术方案，优选的，脱盐单元前可增加预浓缩装置，预浓缩装置将废水预先浓缩后再进入脱盐单元处理，预浓缩装置包括反渗透装置、蒸发装置。

基于以上技术方案，优选的，反渗透装置I和反渗透装置II为高压反渗透装置、DTRO或海水淡化反渗透装置。

基于以上技术方案，优选的，处理系统还包括高级厌氧塔，高级厌氧塔为IC厌氧塔，浓缩液水箱中浓缩液通过高级厌氧塔处理后产生甲烷，高级厌氧塔的产水返回过滤单元循环处理。

浓缩液水箱的浓水为高COD浓水，若将此浓水作为液体有机水溶肥则可以直接使用；若将此浓水作为产甲烷的原材料，则将反渗透装置II的浓水送入高级厌氧塔处理，产出的甲烷可作为能源使用，厌氧塔出水返回过滤单元前端与进水混合后循环处理。这部分高COD浓水也可以根据提供COD的有机物的物理化学性质的不同，通过蒸馏提取出有价值的产品。若处理的原水是植物油皂脚经硫酸酸化后产生的废水，此浓缩水可以制取工业粗甘油，此时可将反渗透装置II的浓水送入蒸发器继续浓缩，蒸汽可直接回用，或冷凝后作为回用水，浓缩液为工业粗甘油。

高浓度COD浓水处理有四种方法：第一种是作为液体有机水溶肥直接使用；第二种是作为碳源使用；第三种是进入高级厌氧塔产甲烷；第四种是根据提供COD的有机物的物理化学性质的不同，通过蒸馏提取出有价值的产品。当所处理废水为植物油皂脚经硫酸酸化后产生的废水时，浓缩液可以继续浓缩工业粗甘油。本发明所述一种高盐高COD废水的处理系统及工艺若不需要提取高浓度COD溶液做液体有机水溶肥、碳源、粗甘油、产甲烷，也可以不使用COD浓缩单元，在脱盐单元后产水直接采用常规生化系统处理后达标排放，脱盐单元浓水进入COD浓缩液再浓缩单元，所产浓缩液外委或另做处理。

本发明的电渗析装置、反渗透装置或其它本发明使用的装置均可以通过市购，其中COD浓缩单元用的反渗透装置可以是普通反渗透也可以是高压反渗透或DTRO，也可以是海水淡化反渗透。COD浓缩液再浓缩单元中浓缩装置可以是高压反渗透或蒸发装置。电渗析装置Ⅰ和电渗析装置Ⅱ优选为申请号为：201620007937.6，名为《一种电驱动的膜脱盐机组》技术制造的电渗析装置，电渗析装置采用淡水侧和浓水侧同时进水的方式，待处理水进入淡水测脱盐，盐类离子转移到浓水侧。

脱盐单元的电渗析装置仅可以将水中离子形态的成分分离，COD在水中是以非离子的状态存在的，所以废水经过电渗析装置后水中的COD是基本没有变化的；脱盐单元的浓水可以采用蒸发或者冷冻结晶的方式处理。

COD浓缩单元采用反渗透装置将水中COD及剩余的盐全部隔离在反渗透装置的浓水侧，然后再进一步的采用电渗析装置脱盐使水中含盐量更低，再次使用反渗透装置浓缩后可使水中COD更多。经过COD浓缩单元浓缩后的高COD浓水，由于经过之前一系列工艺处理，水中主要以COD为主。再经过COD浓缩液再浓缩单元继续提高水中COD浓度。高浓度COD浓水有四种处理方法，分别是做液体有机水溶肥、碳源或厌氧产甲烷和通过蒸馏提取出有价值的产品。

浓缩液水箱中浓缩液可以作为液体水溶肥使用，当采用高COD浓水做液体有机水溶肥或碳源时，不采取其他措施时，所述液体水溶肥为有机生态肥，同时也可以添加其他元素做成其他水溶肥，包括但不限于：大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、农用氯化钾镁、农用硫酸钾镁、复混肥料、掺混肥料、液体尿素肥、液态氮磷钾肥等。或添加微生物做成微生物菌肥。

当采用高COD浓水做碳源时，将浓缩液再经过脱盐装置，将水中盐类离子分离出去后，得到的更为纯净的高COD浓缩液。此浓缩液可以作为碳源供给污水厂使用。

当采用高COD浓水厌氧产甲烷时，优选采用的是IC厌氧塔，也可以是其它形式的厌氧装置。IC厌氧反应器是一种高效的多级内循环反应器，通过产生的甲烷将反应器内部的泥水混合物充分混合提高COD降解的效率。产出的甲烷储存后作为能源使用，产水返回过滤单元前端循环处理。

当采用高COD浓水蒸馏提取有价值的产品时，可根据提供COD的有机物的物理化学性质的不同直接蒸馏提取。

本发明同样适用于其他含盐含COD废水的处理与回用，优选的，所述废水为植物油皂脚经硫酸酸化后产生的废水，为酸化油废水；所述酸化油废水中，COD在30000～40000mg/L，电导率在60000～80000μs/cm，盐分在50000～70000mg/L。当废水为酸化油废水时，COD浓缩单元产出的浓水，可进入COD浓缩液再浓缩单元继续浓缩制甘油，优选的是采用MVR蒸发器，也可以是其它形式的蒸发装置。该设备采用低温与低压汽蒸技术，将媒介中的水分离出来，是国际先进的蒸发技术，是替代传统蒸发器的升级换代产品。本系统同样适用于其它COD高于4000mg/L，盐分高于5000mg/L，不可以直接生化的高含盐废水。

本发明所提供的是一种高含盐高COD废水的处理回用系统及工艺，任何在本申请系统上，根据实际工程的实际水质稍加改动的发明都在本申请的保护范围内。

有益效果

(1)本发明的处理系统中废水为植物油皂脚经硫酸酸化后产生的废水，又称酸化油废水，是在植物油毛油精制过程中所产生的皂脚提取脂肪酸时加工所产生的的废水。此废水包括但不限于皂脚加有机酸、无机酸、破乳剂、生物酶、高温高压水解等方法制取酸化油、油酸、生物柴油、二聚酸、抗磨剂等产品时所产生的废水。所述酸化油废水中，COD在30000～40000mg/L，电导率在60000～80000μs/cm，盐分在50000～70000mg/L。经过本系统的处理可以将废水的电导率降到1000μs/cm以下，然后进入生化系统处理。

(2)对于酸化油废水来说，由于废水中COD的主要成分为甘油，本系统可以将废水中的甘油提取处理作为工业粗甘油使用，同时提取出来的浓缩液也可以作为液体水溶肥、碳源使用或者进入厌氧塔产甲烷或蒸馏提取工业粗甘油。

(3)本系统同样适用于其他电导率高于10000μs/cm，盐分高于5000mg/L，不可以直接生化的高含盐废水。可以通过本系统将废水中的盐分脱除后再进入生化系统处理。

附图说明

图1为本发明的处理系统的流程图；

图2为本发明的工艺流程图；

图3为本发明的处理系统的流程图；

图4为本发明的工艺流程图；

图中：A-过滤单元，B-脱盐单元，C-COD浓缩单元，D-COD浓缩液再浓缩单元，E-生化系统，1-原水池，2-过滤装置，3-电渗析进水箱，4-电渗析装置I，5-电渗析浓水箱I，6-电渗析产水箱I，7-反渗透装置I，8-反渗透产水箱，9-反渗透浓水箱I，10-电渗析装置II，11-电渗析浓水箱II，12-电渗析产水箱II，13-反渗透装置II，14-反渗透浓水箱II，15-浓缩装置，16-浓缩液水箱，17-浓缩产水箱。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，为发明的处理系统的流程图。废水为植物油皂脚经硫酸酸化后产生的废水，又称酸化油废水；酸化油废水中，COD在30000mg/L，电导率在80000μs/cm，盐分在60000mg/L。废水储存于原水池1中，原水池1中废水首先进入过滤单元去除水中悬浮物及残留的脂肪酸；过滤单元A出水进入脱盐单元B中将废水中盐类离子转移至脱盐单元B的浓水侧，脱盐后的淡水电导率降到1000μs/cm，进入COD浓缩单元C中继续处理；脱盐单元B的浓水可以采用蒸发或者冷冻结晶的方式处理。COD浓缩单元C接收来自脱盐单元B的淡水，将水中COD浓缩至COD浓缩单元C的浓水侧，COD100000mg/L；COD浓缩单元C的产水进入反渗透产水箱8中；COD浓缩液再浓缩单元D接收来自COD浓缩单元C的浓水，经过浓缩液再浓缩单元D处理后可作为碳源供污水厂使用，或者作为液体水溶肥使用，或者产出沼气供锅炉使用。这部分高COD浓水也可以根据提供COD的有机物的物理化学性质的不同，通过蒸馏提取出有价值的产品。当原水池1中储存的原水为植物油皂脚经硫酸酸化后产生的废水时，COD浓缩单元C的浓水可以制取工业粗甘油出售。浓缩液再浓缩单元D出水返回电渗析装置II进水口循环处理。

实施例2

如图2所示，为本发明的工艺流程图。原水池1连通至过滤装置2的入水口，过滤装置2的出水口连通至电渗析进水箱3的入水口，电渗析进水箱3的出水口连通至电渗析装置I4的入水口，电渗析装置I4产出的淡水连通至电渗析产水箱I6的入水口，电渗析装置I4的浓水连通至电渗析浓水箱I5的入水口。电渗析浓水箱I5中的浓水可以采用蒸发或者冷冻结晶的方式处理。电渗析产水箱I6的出水口连通至反渗透装置I7的入水口，反渗透装置I7的产水口连通至反渗透产水箱8的入水口，反渗透装置I7的浓水口连通至反渗透浓水箱I9的入水口。反渗透浓水箱I9的出水口连通至电渗析装置II10的入水口，电渗析装置II10产出的淡水连通至电渗析产水箱II12的入水口，电渗析装置II10的浓水连通至电渗析浓水箱II11的入水口。电渗析浓水箱II11的出水口连通至电渗析进水箱3的入水口。电渗析产水箱II12的出水口连通至反渗透装置II13的入水口，反渗透装置II13的产水连通至反渗透产水箱8的入水口。反渗透装置II13的浓水进入反渗透浓水箱II14中。反渗透浓水箱II14中浓水进入浓缩装置15继续浓缩水中COD，产水进入浓缩产水箱17，浓缩液进入浓缩液水箱16，浓缩液产水箱17中水返回电渗析II10进水口循环处理。

浓缩液水箱16中高COD浓水可以作为液体水溶肥供给肥料厂或脱盐后作为碳源供给污水处理厂，也可以根据提供COD的有机物的物理化学性质的不同，通过蒸馏提取出有价值的产品，或进入高级厌氧塔产甲烷。

实施例3

如图3所示，为发明的另一种处理系统的流程图。废水为植物油皂脚经硫酸酸化后产生的废水，又称酸化油废水；酸化油废水中，COD在30000mg/L，电导率在80000μs/cm，盐分在60000mg/L。废水储存于原水池1中，原水池1中废水首先进入过滤单元去除水中悬浮物及残留的脂肪酸；过滤单元A出水进入脱盐单元B中将废水中盐类离子转移至脱盐单元B的浓水侧，脱盐后的淡水电导率降到5000μs/cm进入生化系统E处理，处理后达标排放。

实施例4

如图4所示，为本发明的另一种工艺流程图。原水池1连通至过滤装置2的入水口，过滤装置2的出水口连通至电渗析进水箱3的入水口，电渗析进水箱3的出水口连通至电渗析装置I4的入水口，电渗析装置I4产出的淡水连通至电渗析产水箱I6的入水口，电渗析装置I4的浓水连通至电渗析浓水箱I5的入水口。电渗析浓水箱I5中的浓水可以采用蒸发或者冷冻结晶的方式处理。电渗析产水箱I6的出水口连通至生化系统E的入水口，经生化系统E处理后的废水达标排放。

Claims (10)

1.一种高盐高COD废水的处理系统，其特征在于，包括过滤单元、脱盐单元、COD浓缩单元、COD浓缩液再浓缩单元；

所述过滤单元包括过滤装置；

所述脱盐单元包括电渗析进水箱、电渗析装置I、电渗析浓水箱I、电渗析产水箱I；

所述COD浓缩单元包括反渗透装置I、反渗透浓水箱I、电渗析装置II、电渗析浓水箱II、电渗析产水箱II、反渗透装置II、反渗透浓水箱II、反渗透产水箱；

所述COD浓缩液再浓缩单元包括浓缩装置、浓缩液水箱、浓缩产水箱；

废水进入过滤装置，过滤装置产水经过电渗析进水箱进入电渗析装置I脱盐处理，电渗析装置I产生的浓盐水进入电渗析浓水箱I，产出的淡水进入电渗析产水箱I；

电渗析产水箱I的淡水进入反渗透装置I，反渗透装置I浓水侧的产水进入反渗透浓水箱I中，反渗透装置I淡水侧产出的淡水进入反渗透产水箱；反渗透浓水箱I中的浓水进入电渗析装置II脱盐，电渗析装置II的浓缩水进入电渗析浓水箱II中，电渗析浓水箱II连通至电渗析进水箱，电渗析装置II的产水进入电渗析产水箱II中，电渗析产水箱II中的淡水进入反渗透装置II中，反渗透装置II的浓缩水进入反渗透浓水箱II中，反渗透装置II产水进入反渗透产水箱；

反渗透浓水箱II中水进入浓缩装置，浓缩装置产水进入浓缩产水箱，浓缩产水箱中水进入电渗析装置II循环处理，浓缩液进入浓缩液水箱。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述过滤装置选用的过滤方法为压滤、过滤器过滤、膜过滤或离心机过滤。

3.根据权利要求2所述的处理系统，其特征在于，所述膜过滤采用有机膜过滤装置或者无机膜过滤装置；有机膜材料为聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PSF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚砜(PES)、聚苯乙烯(PS)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚氯乙烯(PVC)；无机膜材料为碳化硅或者陶瓷；

所述膜过滤采用的装置为平板式、卷式或者帘式；

所述膜过滤采用的装置为外压式或内压式。

4.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述脱盐单元产出的淡水电导率为1000μs/cm以下。

5.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述COD浓缩液再浓缩单元中浓缩装置为高压反渗透装置、STRO、DTRO或蒸发装置。

6.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述脱盐单元前设有预浓缩装置，所述预浓缩装置为反渗透装置或蒸发装置。

7.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述反渗透装置I和反渗透装置II为高压反渗透装置、DTRO或海水淡化反渗透装置。

8.根据权利要求1所述的处理系统，所述处理系统还包括高级厌氧塔，所述高级厌氧塔为IC厌氧塔，所述浓缩液水箱中浓缩液通过高级厌氧塔处理后产生甲烷，所述高级厌氧塔的产水返回过滤单元循环处理。

9.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述浓缩液水箱中浓缩液可作为液体水溶肥、碳源、生产甲烷使用，也可通过蒸馏提取水中有机物。

10.根据权利要求9所述的处理系统，其特征在于，所述液体水溶肥为有机生态肥，可添加不同元素与微生物；所述浓缩液水箱中浓缩液再经过脱盐装置，分离水中盐类离子后，得到含少量盐的高COD浓缩液可作为碳源供给污水厂使用。

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