CN114195313A - 一种循环水排污水近零排放处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种循环水排污水近零排放处理方法，首先采用预处理工艺对排水进行预处理，随后进入反渗透工艺进行浓缩处理，得到淡水和浓水；对得到浓水再进行深度处理，减少后续浓水的处理量，淡水达循环水补充水回用标准；对被减少后的浓水再进行蒸发结晶处理，得到蒸发冷凝水回用、固体结晶外运处置。本发明利用反渗透的方法更经济地将大量循环水排污水回用于整个系统，随后将浓水去出硬度之后，再进行高压反渗透膜浓缩，大大减少了后续处理的水量，大幅度提高了水的利用率，后续的浓水再进行蒸发处理，冷凝水回用于循环水系统，固体结晶外运，最大程度实现了循环水排污水的再利用，让系统的排污水全部回用。该工艺具有运行稳定性高的特点，节水效果显著。

Description

一种循环水排污水近零排放处理方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，涉及循环水排污水近零排放的处理方法。
背景技术
随着“节水减排”的深入开展，目前循环水系统大多采用酸化运行工艺减少了排放。随着浓缩倍数的不断提高，为循环水的处理带来了更大的困难。目前，循环水系统的排污水COD以及TDS超标已经成为循环水系统排污水难以外排河道的主要原因。循环水中的有机物主要来自投加的水质稳定剂。对于采用再生水为补水的系统，有机物也会由补水直接带入。循环水浓缩倍数的增加，排污量减少，水中各类物质的停留时间都随之延长。
中国专利CN102040298B公开了一种循环水排污水和反渗透浓水的处理方法。该专利将排污水经过多种工艺处理之后仍然排放入河道。该过程处理工艺复杂且物料、能耗大，且不能将处理后的水回用。该专利所公开的处理方法实际上既浪费成本，又浪费了水资源，未能实现真正意义上的节水减排。
中国专利CN103073143A公开了一种钢铁厂浓水零排放处理工艺。该专利利用三级反渗透技术处理浓水，随后再利用蒸发系统，对浓水蒸发结晶以实现零排放。其缺点在于三级反渗透技术容易污堵结垢且未做硬度离子处理，同时普通蒸发工艺导致该工艺能耗太高。
中国专利CN01870530B公开了一种循环水排污水的处理回用方法。该方法通过向排污水中添加聚丙烯酰胺絮凝的方法去除了一定量的固体悬浮物，再利用倒极电渗析的方法去除一定离子之后将水回用。该方法需要向水中添加有机物，且不能尽量多地去除无机离子，导致回用水进循环水系统之后会出现COD和TDS升高的现象，从而因排污周期缩短导致需要不断处理的排污水增加。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的在于提供一种循环水排污水近零排放处理方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种循环水排污水近零排放处理方法，采用“预处理+反渗透浓缩+浓水双碱法除硬+高压反渗透+蒸发结晶”的处理流程：针对循环水排污水的水质特点，首先采用预处理工艺对排水进行预处理，随后进入反渗透工艺进行浓缩处理，减少后续处理水量，获得的淡水直接回用至循环水系统，浓水再进行深度处理；首先对浓水进行除硬处理，随后对硬度处理产生的沉淀进行混凝过滤去除，将除硬后的浓水再进行高压反渗透浓缩，减少后续浓水的处理量，淡水达循环水补充水回用标准，浓水再进行蒸发结晶处理，蒸发的冷凝水继续回用、固体结晶外运处置。包括以下步骤：
(1)、将循环水排污水收集后送至集水池，加入絮凝剂、助凝剂进行预处理，随后用过滤器将集水池收集的循环水排污水进行过滤操作，生产的滤后水进入反渗透进水池；
(2)、将步骤(1)所制得的滤后水进行反渗透处理，生产出淡水和浓水，所述淡水直接回用于循环水系统，所述浓水进入浓水池；
(3)、将步骤(2)中得到的所述浓水进行双碱法除硬度，再进行固液分离操作，得到固体和浓水；
(4)、将步骤(3)制得的所述过滤后全部浓水送入高压反渗透系统进行浓缩分盐，淡水回用，浓水再进入下一步处理，可以减少后续处理的浓水量；
(5)、将步骤(4)制得的浓水送入蒸发结晶系统，通过蒸发系统得到蒸发冷凝水和结晶产物；其中所述蒸发冷凝水直接进入循环水系统，结晶盐泥外运处理。
可选地，所述高压反渗透操作压力为0.2～6MPa；浓缩倍数为1～10倍；最终产水TDS为1.5～20g/L。
可选地，所述浓水经除硬处理后的硬度控制在5～200mg/L。
可选地，步骤(1)中所述絮凝剂加入量为100-2000ppm；所述助凝剂加入量为0.1-6ppm。
可选地，步骤(1)所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铝或三氯化铁中的一种；助凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺或非离子型聚丙烯酰胺中的一种。
可选地，步骤(1)中所述过滤器为砂滤器、活性炭过滤器或纤维过滤器。
可选地，步骤(3)所述除硬度时采用双碱，第一种类别为碳酸钠、碳酸钾，第二种类别为氢氧化钠、氢氧化钾、石灰，在所述每一种类别的碱中任选其中之一加以组合。
可选地，所述第一种类别碱的质量浓度为3～30％；所述第二种类别碱的质量浓度为5～30％；所述第一种类别碱加入搅拌反应10～30分钟后以混凝液状态与所述第二种类别碱进行反应。
可选地，步骤(3)中的所述的固液分离操作采用板框过滤机、离心分离机、管式膜过滤器中的一种。
可选地，步骤(5)中的所述蒸发采用多级闪蒸、机械蒸气压缩机蒸发或多效蒸发器中的一种；操作温度40～200℃，操作压力为0.1～220KPa。
可选地，步骤(4)所述高压反渗透处理是在碟管式反渗透装置中进行的。
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：利用反渗透的方法更经济地将大量循环水排污水回用于整个系统，随后将浓水去除硬度之后，再进行高压反渗透膜浓缩，大大减少了后续处理的水量，大幅度提高了水的利用率，后续的浓水再进行蒸发处理，冷凝水回用于循环水系统，固体结晶外运，最大程度实现了循环水排污水的再利用，让系统的排污水全部回用。该工艺具有运行稳定性高的特点，循环水排污水全部回用，节水效果显著。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图。
具体实施方式
图1所示的流程为本发明循环水排污水零排放的实施方案，该工艺包括预处理、反渗透、双碱法除硬、固液分离、高压反渗透、浓水蒸发等步骤。
本发明一种循环水排污水近零排放处理方法，采用“预处理+反渗透浓缩+浓水双碱法除硬+高压反渗透+蒸发结晶”的处理工艺流程，包括以下步骤：
a、首先将循环水排污水收集后送至集水池，加入絮凝剂、助凝剂进行预处理，随后用过滤器将集水池收集的排污水进行过滤操作，滤后水进入反渗透进水池，其中循环水排污水的总溶解性固体含量TDS为1500～5000mg/L；
b、将a步骤所制得的水送至反渗透装置进行浓缩处理，生产出淡水和浓水。淡水直接回用于循环水系统，浓水进入浓水池；
c、将步骤b中得到的浓水进行双碱法除硬度，再进行固液分离操作，得到滤渣和过滤水；
d、将c步骤制得的过滤水，送入高压反渗透系统，通过浓缩处理可减少最后的浓水处理量；
e、将d步骤制得的浓水，送入蒸发系统，通过蒸发系统得到蒸发冷凝液和蒸发结晶。其中冷凝水直接进入循环水系统，结晶得到盐泥固体。
所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铝或三氯化铁；助凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺或非离子型聚丙烯酰胺。
所述过滤器为砂滤器、活性炭过滤器、纤维过滤器等形式。
所述反渗透操作压力为0.2～6MPa；浓缩倍数为1～10倍；最终产水TDS为1.5～20g/L。
双碱法除硬度所利用的双碱，第一种类别为碳酸钠、碳酸钾，第二种类别为氢氧化钠、氢氧化钾、石灰，选用时选择两种类别中其中任意两个的组合，经软化处理后的硬度控制在5～200mg/L。
所述固液分离装置为板框过滤机、离心分离机、管式膜过滤器中的一种。
所述碟管式反渗透技术等技术的高压反渗透，反渗透操作压力为0.5～8MPa；浓缩倍数为1～10倍；最终产水TDS为5～200g/L。
所述蒸发过程为多级闪蒸、机械蒸气压缩机蒸发或多效蒸发器中的一种；操作温度40～200℃，操作压力为0.1～220KPa。
以下实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种化工企业循环冷却水排污水，TDS为5000mg/L，采用本发明技术工艺进行处理。先将该废水加入絮凝剂聚合氯化铝100ppm、助凝剂阳离子聚丙烯酰胺0.1ppm，通过重力沉降，再经砂滤器进行过滤，去除固体颗粒物，再进入反渗透膜装置将废水中TDS进行浓缩，反渗透包括二段，一段反渗透选用低压反渗透膜卷式组件，操作压力0.8MPa，二段反渗透优选中压反渗透膜卷式组件，操作压力3.0MPa，一段反渗透浓缩液TDS为10000mg/L，二段反渗透浓缩液TDS为40000mg/L，反渗透系统总浓缩倍数为8倍，最终产水TDS为150mg/L。反渗透产水进入循环水补充水回用。反渗透浓水随后进入软化除硬单元，先加入质量浓度为3％的K2CO3进行反应软化，搅拌反应10分钟后以混凝液状态与质量浓度为5％的KOH进行反应，控制硬度200mg/L。软化混合液进入管式膜中进行固液分离，分离出的液相泵入高压反渗透系统进行处理，操作压力6.0MPa，浓缩液TDS为200g/L，产水TDS为350mg/L，产水进入分质供水系统，浓水进入蒸发结晶单元。蒸发过程采用机械蒸汽压缩机(MVR)蒸发器，操作温度200℃，操作压力为220kPa。蒸发结晶单元产生的水蒸气冷凝水进入分质供水系统，结晶母液返回系统继续处理，结晶得到少量盐泥固体，可以外运处置。
经过上述过程处理，循环水排污水回用率为98.6％。
实施例2
一种染料企业循环冷却水排污水，TDS为2800mg/L，采用本发明技术工艺进行处理。先将该废水加入絮凝剂聚合硫酸铝2000ppm、助凝剂阴离子聚丙烯酰胺6ppm，通过重力沉降，再经活性炭过滤器进行过滤，去除固体颗粒物，再进入反渗透膜装置将废水中TDS进行浓缩，反渗透包括二段，一段反渗透选用低压反渗透膜卷式组件，操作压力0.5MPa，二段反渗透优选中压反渗透膜卷式组件，操作压力2.0MPa，一段反渗透浓缩液TDS为7500mg/L，二段反渗透浓缩液TDS为28000mg/L，反渗透系统总浓缩倍数为10倍，最终产水TDS为120mg/L。反渗透产水进入循环水补充水回用。反渗透浓水随后进入软化除硬单元，先加入质量浓度为30％的Na2CO3进行反应软化，搅拌反应20分钟后以混凝液状态与质量浓度为30％的NaOH进行反应，控制硬度5mg/L。软化混合液进入离心机中进行固液分离，分离出的液相泵入高压反渗透系统进行处理，操作压力4.5MPa，浓缩液TDS为150g/L，产水TDS为320mg/L，产水进入分质供水系统，浓水进入蒸发结晶单元。蒸发过程采用机械蒸汽压缩机(MVR)蒸发器，操作温度130℃，操作压力为150kPa。蒸发结晶单元产生的水蒸气冷凝水进入分质供水系统，结晶母液返回系统继续处理，结晶得到少量盐泥固体。
经过上述过程处理，循环水排污水回用率为98.2％。
实施例3
一种造纸企业循环冷却水排污水，TDS为1500mg/L，采用本发明技术工艺进行处理。先将该废水加入絮凝剂聚合氯化铝700ppm、助凝剂阳离子聚丙烯酰胺2.5ppm，通过重力沉降，再经纤维过滤器进行过滤，去除固体颗粒物，再进入反渗透膜装置将废水中TDS进行浓缩，反渗透包括二段，一段反渗透选用低压反渗透膜卷式组件，操作压力0.3MPa，二段反渗透优选中压反渗透膜卷式组件，操作压力1.0MPa，一段反渗透浓缩液TDS为6000mg/L，二段反渗透浓缩液TDS为12000mg/L，反渗透系统总浓缩倍数为8倍，最终产水TDS为100mg/L。反渗透产水进入循环水补充水回用。反渗透浓水随后进入软化除硬单元，先加入质量浓度为15％的Na2CO3进行反应软化，搅拌反应30分钟后以混凝液状态与质量浓度为20％的石灰进行反应，控制硬度180mg/L。软化混合液进入板框压滤机中进行固液分离，分离出的液相泵入高压反渗透系统进行处理，操作压力3.5MPa，浓缩液TDS为120g/L，产水TDS为280mg/L，产水进入分质供水系统，浓水进入蒸发结晶单元。蒸发过程采用三效蒸发器，操作温度40℃，操作压力为0.1kPa。蒸发结晶单元产生的水蒸气冷凝水进入分质供水系统，结晶母液返回系统继续处理，结晶得到少量盐泥固体。
经过上述过程处理，循环水排污水回用率为97.5％。
实施例4
一种制药企业中水回用反渗透浓水，TDS为1500mg/L，采用本发明技术工艺进行处理。先将该废水加入絮凝剂聚合氯化铁1300ppm、助凝剂非离子型聚丙烯酰胺4.2ppm，通过重力沉降，再经纤维过滤器进行过滤，去除固体颗粒物，再进入反渗透膜装置将废水中TDS进行浓缩，反渗透包括二段，一段反渗透选用低压反渗透膜卷式组件，操作压力0.2MPa，二段反渗透优选中压反渗透膜卷式组件，操作压力1.0MPa，一段反渗透浓缩液TDS为6000mg/L，二段反渗透浓缩液TDS为12000mg/L，反渗透系统总浓缩倍数为8倍，最终产水TDS为100mg/L。反渗透产水进入循环水补充水回用。反渗透浓水随后进入软化除硬单元，先加入质量浓度为10％的Na2CO3进行反应软化，搅拌反应10分钟后以混凝液状态与质量浓度为20％的石灰进行反应，控制硬度180mg/L。软化混合液进入管式膜中进行固液分离，分离出的液相泵入高压反渗透系统进行处理，操作压力3.5MPa，浓缩液TDS为120g/L，产水TDS为280mg/L，产水进入分质供水系统，浓水进入蒸发结晶单元。蒸发过程采用五级闪蒸，各级的操作温度分别为110℃、97℃、85℃、60℃、50℃，操作压力分别为85kPa、58kPa、25kPa、13kPa、5kPa。蒸发结晶单元产生的水蒸气冷凝水进入分质供水系统，结晶母液返回系统继续处理，结晶得到少量盐泥固体。
经过上述过程处理，循环水排污水回用率为98.5％。
上述相关说明以及对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些内容做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述相关说明以及对实施例的描述，本领域的技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：首先采用预处理工艺对排水进行预处理，随后进入反渗透工艺进行浓缩处理，得到淡水和浓水；对得到浓水再进行深度处理，减少后续浓水的处理量，淡水达循环水补充水回用标准；对被减少后的浓水再进行蒸发结晶处理，得到蒸发冷凝水回用、固体结晶外运处置。
2.根据权利要求1所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
所述“深度处理”包括：对所述浓水进行除硬处理；随后对除硬处理产生的沉淀进行过滤去除，将除硬处理后的浓水再进行高压反渗透浓缩。
3.根据权利要求1所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
获得的淡水、蒸发的冷凝水回用至循环水系统。
4.根据权利要求1所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、将循环水排污水收集后送至集水池，加入絮凝剂、助凝剂进行预处理，随后用过滤器将集水池收集的循环水排污水进行过滤操作，生产的滤后水进入反渗透进水池；
(2)、将步骤(1)所制得的滤后水进行反渗透处理，生产出淡水和浓水，所述淡水回用于循环水系统，所述浓水进入浓水池；
(3)、将步骤(2)中得到的所述浓水除硬度，再进行固液分离操作，得到固体和浓水；
(4)、将步骤(3)制得的过滤水，送入高压反渗透系统，通过浓缩处理可减少最后的浓水处理量；
(5)、将步骤(4)制得的浓水，送入蒸发系统，通过蒸发系统得到蒸发冷凝水和蒸发结晶；
(6)、将步骤(5)制得蒸发冷凝水直接进入循环水系统，蒸发结晶得到的盐泥固体外运处置。
5.根据权利要求2所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
所述高压反渗透操作压力为0.2～6MPa；浓缩倍数为1～10倍；最终产水TDS为1.5～20g/L。
6.根据权利要求2所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
所述浓水经除硬处理后的硬度控制在5～200mg/L。
7.根据权利要求4所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
步骤(1)中所述絮凝剂加入量为100-2000ppm；所述助凝剂加入量为0.1-6ppm。
8.根据权利要求4所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
步骤(1)所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铝或三氯化铁中的一种；助凝剂为阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺或非离子型聚丙烯酰胺中的一种。
9.根据权利要求4所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
步骤(1)中所述过滤器为砂滤器、活性炭过滤器或纤维过滤器。
10.根据权利要求4所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
步骤(3)所述除硬度时采用双碱，第一种类别为碳酸钠、碳酸钾，第二种类别为氢氧化钠、氢氧化钾、石灰，在所述每一种类别的碱中任选其中之一加以组合。
11.根据权利要求10所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
所述第一种类别碱的质量浓度为3～30％；所述第二种类别碱的质量浓度为5～30％；所述第一种类别碱加入搅拌反应10～30分钟后以混凝液状态与所述第二种类别碱进行反应。
12.根据权利要求4所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
步骤(3)中的所述的固液分离操作采用板框过滤机、离心分离机、管式膜过滤器中的一种。
13.根据权利要求4所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
步骤(5)中的所述蒸发采用多级闪蒸、机械蒸气压缩机蒸发或多效蒸发器中的一种；操作温度40～200℃，操作压力为0.1～220KPa。
14.根据权利要求4所述的循环水排污水近零排放处理方法，其特征在于：
步骤(4)所述高压反渗透处理是在碟管式反渗透装置中进行的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112047553A (zh) * 2020-09-18 2020-12-08 新疆中泰创新技术研究院有限责任公司 Pta高盐废水处理回用及零排放系统及方法

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