CN114890617A - 一种碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，工艺由以下步骤实现：预处理选择，基于碳十二醇酯废水的水量、原水水质、水质类型等，选择包括格栅、沉淀和除油等多种预处理工艺；三效蒸发，将处理后的碳十二醇酯废水进行三效加热蒸发，蒸汽出水回用，底部浓盐水收集；生物处理，基于生物的新陈代谢作用，处理蒸发后的废水中的污染物质；膜选择，基于所需产水量，选择包括水通量、膜面积以及膜元件数量。本发明以碳十二醇酯废水浓缩回用目的，也是对膜法一种改进突破，在对碳十二醇酯废水的水质特性进行系统分析的基础上，通过各单元的协调工作，使得出水稳定。并且终排池中水质满足排放标准，产品回用水箱中水质达到新鲜水、循环水补水标准。

Description

一种碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺
技术领域
本发明涉及废水排放技术领域，尤其涉及一种碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺。
背景技术
碳十二醇酯废水浓缩回用，在水资源日益匮乏和恶化的状况下的今天，是合理利用水资源和保护环境的手段之一，可以促进工业企业对水资源的合理利用，促进废水的资源化，消除向水体排污造成的水源物理、化学、生物性质的改变，保持可持续性发展，同时也可以促进节水和排水重复利用技术的科技进步。为进一步加强VOCs污染防控，本发明提高了外排水中COD指标而且增加了全盐量指标限值，终排池水质执行COD≤200mg/l，氨氮≤30mg/l，总磷＜60，SS＜200，PH在6-9之间，电导率＜10000mg/l的标准。
本发明以碳十二醇酯废水浓缩回用目的，也是对膜法一种改进突破，在对碳十二醇酯废水的水质特性进行系统分析的基础上，通过各单元的协调工作，使得出水稳定。并且终排池中水质满足排放标准，产品回用水箱中水质达到新鲜水、循环水补水标准。本发明采用的技术方法和路线是通过高密度澄清池以脱除含盐废水中的硬度、悬浮物和高分子微生物；再通过GTR装置浓缩功能将含盐水中TDS的浓度提高到5％，脱盐功能使产品水的TDS浓度降低，补充新鲜水及循环水。
中国专利CN108218049A公开了一种全膜法高盐水回用处理方法及其装置，回用处理方法，包括以下步骤：1)向高盐水中加碱产生化学反应，形成碳酸钙和氢氧化镁，除去部分沉淀物或悬浮物；2)然后经过第一级陶瓷膜装置过滤，陶瓷膜装置产水加酸调PH后，进入膜脱盐装置进行脱盐处理，脱盐后的产品水回用；3)向上一步膜脱盐装置的浓水中再次加碱后进入反应池，形成碳酸钙和氢氧化镁沉淀，除去部分沉淀物或悬浮物；4)然后经过第二级陶瓷膜装置过滤，陶瓷膜装置产水加酸调PH后进入膜浓缩装置，将水浓缩5-8倍，产水回用。该专利最大限度的提高整个系统的浓缩倍数，使剩余的废水量最小化。该专利缺陷在于，处理方法简单，仅通过加药和膜浓缩装置进行过滤，其无法达到回用标准，请浓缩后浓水同样无法达到排放标准。并且通过加药进行沉淀过滤的方式无法有效清除在高盐水内的易融的成分，导致陶瓷膜易被堵塞，影响过滤性能。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明的技术方案是提供一种碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，所述工艺由以下步骤实现：预处理选择，基于所述碳十二醇酯废水的水量、原水水质、水质类型等多种废水信息，选择包括格栅、沉淀和除油等多种预处理工艺，得处理后的碳十二醇酯废水；三效蒸发，将处理后的碳十二醇酯废水进行三效加热蒸发，蒸汽出水回用，底部浓盐水收集，得到蒸发后的废水；生物处理，基于生物的新陈代谢作用，处理蒸发后的废水中的污染物质；膜选择，基于所需产水量，选择包括水通量、膜面积以及膜元件数量。本发明以碳十二醇酯废水浓缩回用目的，也是对膜法一种改进突破，在对碳十二醇酯废水的水质特性进行系统分析的基础上，通过各单元的协调工作，使得出水稳定。并且终排池中水质满足排放标准，产品回用水箱中水质达到新鲜水、循环水补水标准。
根据一种优选的实施方式，所述废水信息还包括悬浮物有机物、COD、氨氮、T-N、T-P及pH、温度等。格栅用于滤去所述碳十二醇酯废水中的悬浮物有机物；沉淀用于除去所述碳十二醇酯废水中的有机物、胶体等；除油用于除去并收集所述碳十二醇酯废水中的重油和轻油。
根据一种优选的实施方式，所述三效蒸发用于除去处理后的碳十二醇酯废水中的醛和有毒有害物质，并得到蒸汽出水、浓盐水和蒸发后废水进行回用和/或处理。其中，所述三效蒸发是指将进入的处理后的碳十二醇酯废水进行加热蒸发并进行气液分离，再利用泵循环流动与蒸发。
根据一种优选的实施方式，所述生物处理利用包括生化均调池、生化厌氧池、生化好氧池内生物的新陈代谢作用，对蒸发后的废水中的污染物质进行转化、稳定和使之无害化的处理，其中，所述生化均调池加入蒸发后的废水，并加入经过稀释后的COD小于5000的深井水和/或蒸汽出水和/或生活污水。
根据一种优选的实施方式，经过所述生物处理后的废水进入生化二沉池中，所述生化二沉池将经过生物处理后的废水中的污泥进行沉淀并送至污泥储罐，剩余液体送入排放池进行缓冲，所述排放池连接高密澄清池。其中，所述高密澄清池由混凝、絮凝和澄清三个单元构成，并分别投入混凝剂和絮凝剂用于将来水的杂质去除并用于来水硬度和碱度的降低，所述高密澄清池基于污泥回流和沉淀应用提供过滤核心，以提高混凝单元悬浮物浓度并回收混凝剂和/或絮凝剂。本发明采用PAC混凝、PAM助凝的高效澄清池，运行费用低，产生的泥量少，可以根据进水水质灵活控制加药量；除了去除部分有机物及微生物，进一步降低悬浮物外，最主要的作用是能够降低废水中的硬度和碱度，保证后续用水的安全性和经济性。高效澄清池后设置高强度膜，进一步去除水中的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质。高密澄清池有效的发挥了PAC、PAM、降低硬度，同时降低COD、胶体及浊度等功能，在确定合适的投加药量的情况下悬浮物除率为75.5％，COD去除率为11.3％。满足GTR3中压单元和GTR4高压单元进水要求和产品水低流量排放。
根据一种优选的实施方式，所述高密澄清池连接至高强度膜，基于经过所述高密澄清池处理后，流入所述高强度膜中的来水的废水信息和来水总量，确定所需的产水量，以确立高强度膜开启的膜元件数量达到过滤标准。当来水总量较小时，因为无需开启多个膜元件同时进行过滤，所以基于来水总量和膜元件的水通量，开启对应数量的膜元件，从而节省系统负荷；当来水总量较大时，因为各个膜元件有过滤上限，为保障膜元件始终处于最佳过滤状态，开启较多膜元件，从而在保持过滤效率的基础上，减小各个膜元件受到的来水的压力，延长膜元件的使用寿命，从而减小维修成本。膜元件的开启数量同时受到来水的废水信息控制。其中，控制膜元件的开启数量的废水信息包括COD、悬浮物、污泥浓度以及胶体。当该废水信息中，上述各成分浓度较低时，所需的过滤效果小，即使开启多个膜元件也无法达到更好的过滤效果，所以开启较少膜元件；当上述各成分浓度较高时，所需的过滤效果大，并且膜元件表面会堆积过多杂质，导致膜丝孔隙被堵，水流的阻力增大，过滤效果变差，所以开启较多膜元件，以分摊过滤压力，从而在使出水达到过滤标准的同时，保障过滤效果，延长使用寿命。
基于各个膜元件能够处理的来水的水通量，并基于所述来水总量，开启相关数量的膜元件，以减少系统负荷，其中，膜元件数量与所述来水总量存在：
n×a≥b；
其中，所述n指的是膜元件数量，所述a指的是每一个膜元件能够处理的来水的水通量，所述b指的是所述来水总量；
控制膜元件的开启数量的废水信息包括COD、悬浮物、污泥浓度以及胶体，其中，所述污泥浓度和胶体以浊度表示，膜元件数量通过采用下式确定：
Figure BDA0003614597400000041
其中，所述x指的是来水的COD，所述y指的是来水的浊度，所述z指的是来水的悬浮物，所述X、Y和Z指的是膜元件处理的COD、浊度和悬浮物的上限，所述N指的是膜元件的总量。
优选地，废水信息控制膜元件数量作为第一优先级，而来水总量作为第二优先级。当两者控制发生冲突时，优选保障第一优先级，即废水信息控制膜元件数量，以确保出水水质达到GTR单元进水指标。但是，第二优先级，即来水总量同时也需要进行限定，对此设立进水阀，在来水总量过多时，控制进入高强度膜的水量。多余水量累计于排放池和高密澄清池中。
根据一种优选的实施方式，基于所述高强度膜开启的膜元件数量的不同，每一膜元件设有对应的曝气模块，以用于将空气通过管道引导至所述高强度膜竖向下底端释放，并于所述高强度膜竖向下底端形成涡流，上升反洗所述高强度膜的过滤侧。曝气模块将空气通过管道引至膜元件底部释放，释放的气泡通讨与液体部分混合在膜表面形成涡流，上升的空气擦洗并清洁中空纤维膜的外表面，延缓膜的污染，从而延长膜元件的使用寿命，提高过减效率。高强度膜具有去除含盐污水中有机物、胶体、悬浮物的作用。高密澄清池和高强度膜的结合为GTR3中压单元和GTR4高压单元的稳定运行提供保障。
根据一种优选的实施方式，所述高强度膜连接GTR3中压单元，所述GTR3中压单元用于去除所述高强度膜的来水中的高COD，并将所述高强度膜的来水分为一级RO浓水和一级RO产水。其中，所述一级RO产水送至产品回用水箱，所述一级RO浓水送至GTR4高压单元。
根据一种优选的实施方式，所述GTR4高压单元将所述一级RO浓水分为二级RO浓水和二级RO产水，所述二级RO产水送至产品回用水箱，所述二级RO浓水送至终排池。其中，基于对所述GTR3中压单元和GTR4高压单元在压力、回收率以及操作条件方面的设立，使得所述终排池中水质指标TDS在5％以上。作为GTR3中压单元和GTR4高压单元，主要针对高强度膜出水脱盐、浓缩，上述单元有效的发挥了减量化装置的脱盐、浓缩功能，在浓水侧浓缩含盐率的同时，产水侧很好的完成脱盐的功能。浓水COD达到200mg/L以下，满足COD≤500mg/L达标排放的要求；产水COD平均值小于40mg/L，满足新鲜水或循环水补水的要求。
根据一种优选的实施方式，基于高强度膜出水水质情况，GTR3中压单元和GTR4高压单元可在并行运行和串行运行之间选择。当高强度膜出水水质的COD较低时，采用并行运行的方式进行浓缩，并行运行增加了系统对高强度膜来水的吞吐的总水通量，从而提高了浓缩效率，并且由于COD较低，单个的GTR已经能够使得最终排水达到排放标准；当高强度膜出水水质的COD较高时，采用串行运行的方式进行浓缩，串行运行是为保障达到更好的浓缩效果，并且COD较高时会出现结垢，在GTR3中压单元和GTR4高压单元中需加入阻垢剂，GTR3中压单元中加入的阻垢剂能够在进入GTR4高压单元中再次利用，从而节省成本，提高利用率。
根据一种优选的实施方式，所述产品回用水箱中的产水作为新鲜水和/或循环水用于所述三效蒸发中的蒸发冷凝和/或所述生化均调池中的稀释和/或所述高强度膜的反洗。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明以碳十二醇酯废水浓缩回用目的，也是对膜法一种改进突破，在对碳十二醇酯废水的水质特性进行系统分析的基础上，通过各单元的协调工作，使得出水稳定。并且终排池中水质满足排放标准，产品回用水箱中水质达到新鲜水、循环水补水标准；
(2)本发明基于碳十二醇酯废水的水量、原水水质、水质类型等多种废水信息，选择对应的预处理工艺，从而除去碳十二醇酯废水中的悬浮物有机物、有机物、胶体、重油和轻油，防止杂质进入后续处理单元，堵塞其管道、泵以及膜元件；
(3)本发明采用PAC混凝、PAM助凝的高效澄清池和高强度膜，高效澄清池去除部分有机物及微生物，进一步降低悬浮物，降低废水中的硬度和碱度，保证后续用水的安全性和经济性。而其后设置高强度膜，进一步去除水中的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质；
(4)通过流入高强度膜中的来水的废水信息和来水总量，确定所需的产水量，以确立高强度膜开启的膜元件数量达到过滤标准当来水总量较小时，因为无需开启多个膜元件同时进行过滤，所以基于来水总量和膜元件的水通量，开启对应数量的膜元件，从而节省系统负荷；当来水总量较大时，因为各个膜元件有过滤上限，为保障膜元件始终处于最佳过滤状态，开启较多膜元件，从而在保持过滤效率的基础上，减小各个膜元件受到的来水的压力，延长膜元件的使用寿命，从而减小维修成本。当废水信息中各成分浓度较低时，所需的过滤效果小，即使开启多个膜元件也无法达到更好的过滤效果，所以开启较少膜元件；当上述各成分浓度较高时，所需的过滤效果大，并且膜元件表面会堆积过多杂质，导致膜丝孔隙被堵，水流的阻力增大，过滤效果变差，所以开启较多膜元件，以分摊过滤压力，从而在使出水达到过滤标准的同时，保障过滤效果，延长使用寿命；
(5)设置曝气模块将空气通过管道引至膜元件底部释放，释放的气泡通讨与液体部分混合在膜表面形成涡流，上升的空气擦洗并清洁中空纤维膜的外表面，延缓膜的污染，从而延长膜元件的使用寿命，提高过减效率；
(6)作为GTR3中压单元和GTR4高压单元，主要针对高强度膜出水脱盐、浓缩，上述单元有效的发挥了减量化装置的脱盐、浓缩功能，在浓水侧浓缩含盐率的同时，产水侧很好的完成脱盐的功能；
(7)GTR3中压单元和GTR4高压单元可在并行运行和串行运行之间选择。当高强度膜出水水质的COD较低时，采用并行运行的方式进行浓缩，并行运行增加了系统对高强度膜来水的吞吐的总水通量，从而提高了浓缩效率，并且由于COD较低，单个的GTR已经能够使得最终排水达到排放标准；当高强度膜出水水质的COD较高时，采用串行运行的方式进行浓缩，串行运行是为保障达到更好的浓缩效果，并且COD较高时会出现结垢，在GTR3中压单元和GTR4高压单元中需加入阻垢剂，GTR3中压单元中加入的阻垢剂能够在进入GTR4高压单元中再次利用，从而节省成本，提高利用率；
(8)本发明采用的技术方法和路线是通过高密度澄清池以脱除含盐废水中的硬度、悬浮物和高分子微生物；再通过GTR装置浓缩功能将含盐水中TDS的浓度提高到5％，脱盐功能使产品水的TDS浓度降低，补充新鲜水及循环水。
附图说明
图1是本发明的一种碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺的优选实施例的流程示意图；
图2是本发明的工艺步骤选择的优选实施例的流程图。
附图标记列表
1：预处理选择；2：三效蒸发；3：生化均调池；4：生化厌氧池；5：生化好氧池；6：生化二沉池；7：排放池；8：高密澄清池；9：高强度膜；10：GTR3中压单元；11：GTR4高压单元；12：产品回用水箱；13：终排池；A1：浓盐水；A2：深井水；A3：污泥；A4：pac/pam。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
首先对本发明中出现的工艺步骤进行说明。
碳十二醇酯废水：生产装置生产过程中反冲洗反应釜中的排放水称为碳十二醇酯废水。
三效蒸发：将需要蒸发的碳十二醇酯废水经进料泵进入一效加热器进行加热，然后进入蒸发室，进行蒸发，在分离器中进行气液分离，溶液从分离器底部流入循环泵吸入口，利用循环泵送入加热器、分离器进行循环流动与蒸发，蒸发出来的蒸汽进入冷凝器被全部冷凝。三效蒸发2出水大部分回主装置回用，底部浓盐水收集，小部分进生化均调池3。
生物处理：碳十二醇酯废水的生物处理方法是利用生物的新陈代谢作用，对废水中的污染物质进行转化和稳定、使之无害化的处理。生物处理分为四个池依次进行，废水流过的顺序为：生化均调池3、生化厌氧池4、生化好氧池5和生化二沉池6。
高密澄清池：高密澄清池通过物理化学反应降低硬度、COD、胶体等。
高强度膜：高强度膜具有去除含盐污水中有机物、胶体、悬浮物的作用。
GTR单元：GTR单元能截留来水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而取得净制的水用来做循环水补充水或者到回用水箱等待回用。
实施例
本申请涉及碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，所述工艺由以下步骤实现：预处理选择1，基于所述碳十二醇酯废水的水量、原水水质、水质类型等多种废水信息，选择包括格栅、沉淀和除油等多种预处理工艺，得处理后的碳十二醇酯废水；三效蒸发2，将处理后的碳十二醇酯废水进行三效加热蒸发，蒸汽出水回用，底部浓盐水收集，得到蒸发后的废水；生物处理，基于生物的新陈代谢作用，处理蒸发后的废水中的污染物质；膜选择，基于所需产水量，选择包括水通量、膜面积以及膜元件数量。本发明以碳十二醇酯废水浓缩回用目的，也是对膜法一种改进突破，在对碳十二醇酯废水的水质特性进行系统分析的基础上，通过各单元的协调工作，使得出水稳定。并且终排池13中水质满足排放标准，产品回用水箱12中水质达到新鲜水、循环水补水标准。
根据一种优选的实施方式，所述废水信息还包括悬浮物有机物、COD、氨氮、T-N、T-P及pH、温度等。格栅用于滤去所述碳十二醇酯废水中的悬浮物有机物；沉淀用于除去所述碳十二醇酯废水中的有机物、胶体等；除油用于除去并收集所述碳十二醇酯废水中的重油和轻油。优选地，格栅是将碳十二醇酯废水中的各悬浮物有机物进行截留，防止其进入三效蒸发2后，堵塞其管道以及泵，保障后续各单元的有效运行。沉淀是将碳十二醇酯废水排入缓冲池中，进行静置，将上清液送入三效蒸发2中，其余液体进行过滤并且再次进行预处理。除油是将碳十二醇酯废水中的重油和轻油除去，并且收集后回收利用和/或集中处理。上述缓冲池同时起到调节碳十二醇酯废水水量的作用，在生产过程中产生的碳十二醇酯废水总水量对整个回用及达标排放系统会造成无法负荷的冲击时，多余水量置于缓冲池中，保证废水不外排。
根据一种优选的实施方式，所述三效蒸发2用于除去处理后的碳十二醇酯废水中的醛和有毒有害物质，并得到蒸汽出水、浓盐水和蒸发后废水进行回用和/或处理。其中，所述三效蒸发2是指将进入的处理后的碳十二醇酯废水进行加热蒸发并进行气液分离，再利用泵循环流动与蒸发。
根据一种优选的实施方式，所述生物处理利用包括生化均调池3、生化厌氧池4、生化好氧池5内生物的新陈代谢作用，对蒸发后的废水中的污染物质进行转化、稳定和使之无害化的处理，其中，所述生化均调池3加入蒸发后的废水，并加入经过稀释后的COD小于5000的深井水和/或蒸汽出水和/或生活污水。
根据一种优选的实施方式，经过所述生物处理后的废水进入生化二沉池6中，所述生化二沉池6将经过生物处理后的废水中的污泥进行沉淀并送至污泥储罐，剩余液体送入排放池7进行缓冲，所述排放池7连接高密澄清池8。其中，所述高密澄清池8由混凝、絮凝和澄清三个单元构成，并分别投入混凝剂和絮凝剂用于将来水的杂质去除并用于来水硬度和碱度的降低，所述高密澄清池8基于污泥回流和沉淀应用提供过滤核心，以提高混凝单元悬浮物浓度并回收混凝剂和/或絮凝剂。由于经生物处理后来水受酸碱中和水排水的影响较大，波动较大，含盐量、硫酸根、硬度等较高，为保证后续高强度膜9、GTR3中压单元10和GTR4高压单元11的稳定运行，本发明采用PAC混凝、PAM助凝的高效澄清池，其运行费用低，产生的泥量少，可以根据进水水质灵活控制加药量；除了去除部分有机物及微生物，进一步降低悬浮物外，最主要的作用是能够降低废水中的硬度和碱度，保证后续用水的安全性和经济性。高效澄清池具有去除污水中有机物、胶体、悬浮物的作用高效澄清池入口是混凝剂投加单元，通过搅拌机充分搅拌使混凝剂与废水充分接触进行混凝反应，形成大量的絮凝团。废水由混凝段底部出水进入沉淀池的絮凝单元，在絮凝单元通过投加絮凝剂以及慢速搅拌使得上述大量絮凝团形成大而密实的矾花。经过絮凝段的污水进入高效澄清池的沉淀澄清单元，下部沉淀下来的矾花，沉淀在沉淀澄清单元底部，泥斗中的污泥一部分由污泥回流泵打入前端混凝段回流，以便充分发挥药剂的作用，剩余污泥由污泥提升泵打入泥浆池，进入污泥处理流程处理。混凝澄清处理后设置高强度膜9，进一步去除水中的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质。高密澄清池8有效的发挥了PAC、PAM、降低硬度，同时降低COD、胶体及浊度等功能，在确定合适的投加药量的情况下悬浮物除率为75.5％，COD去除率为11.3％。满足GTR3中压单元10和GTR4高压单元11进水要求和产品水低流量排放。
根据一种优选的实施方式，所述高密澄清池8连接至高强度膜9，基于经过所述高密澄清池8处理后，流入所述高强度膜9中的来水的废水信息和来水总量，确定所需的产水量，以确立高强度膜9开启的膜元件数量达到过滤标准。高强度膜9能够有效地除去水中悬浮物、胶体等杂质，当高强度膜9表面的杂质过多时，膜丝孔隙被堵，水流的阻力增大，过滤效果变差，为恢复原过滤效果，可采用高强度膜9出水和压缩空气进行定期反洗，将膜丝孔隙中积存的杂质冲洗掉，恢复过滤能力，高强度膜9截留悬浮物的精度0.05μm以上，出水浊度在0.4NTU以下。高强度膜9的核心是内衬增强型聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜，处理后的水质高且稳定，不仅可以避免传统工艺中沉降分离工艺出现的悬浮物泄露问题，还可以去除大肠杆菌、隐孢子虫等微生物膜系统产水可直接或者添加少量消毒剂后作为杂用水或者类似用途的中水回用。膜系统通过抽吸泵在中空纤维膜内形成负压，待处理水因负压作用通过超滤膜的微孔进入到中空纤维内部通道中然后汇集到产水管中通过抽吸泵进入到清水池，达到对混合液进行固液分离得到净化水的处理目的。优选地，高强度膜9开启的膜元件数量是根据来水的废水信息和来水总量确立的，其中，当来水总量较小时，因为无需开启多个膜元件同时进行过滤，所以基于来水总量和膜元件的水通量，开启对应数量的膜元件，从而节省系统负荷；当来水总量较大时，因为各个膜元件有过滤上限，为保障膜元件始终处于最佳过滤状态，开启较多膜元件，从而在保持过滤效率的基础上，减小各个膜元件受到的来水的压力，延长膜元件的使用寿命，从而减小维修成本。膜元件的开启数量同时受到来水的废水信息控制。其中，控制膜元件的开启数量的废水信息包括COD、悬浮物、污泥浓度以及胶体。当该废水信息中，上述各成分浓度较低时，所需的过滤效果小，即使开启多个膜元件也无法达到更好的过滤效果，所以开启较少膜元件；当上述各成分浓度较高时，所需的过滤效果大，并且膜元件表面会堆积过多杂质，导致膜丝孔隙被堵，水流的阻力增大，过滤效果变差，所以开启较多膜元件，以分摊过滤压力，从而在使出水达到过滤标准的同时，保障过滤效果，延长使用寿命。
具体地，基于各个膜元件能够处理的来水的水通量，并基于所述来水总量，开启相关数量的膜元件，以减少系统负荷，其中，膜元件数量与所述来水总量存在：
n×a≥b；
其中，所述n指的是膜元件数量，所述a指的是每一个膜元件能够处理的来水的水通量，所述b指的是所述来水总量；
控制膜元件的开启数量的废水信息包括COD、悬浮物、污泥浓度以及胶体，其中，所述污泥浓度和胶体以浊度表示，膜元件数量通过采用下式确定：
Figure BDA0003614597400000111
其中，所述x指的是来水的COD，所述y指的是来水的浊度，所述z指的是来水的悬浮物，所述X、Y和Z指的是膜元件处理的COD、浊度和悬浮物的上限，所述N指的是膜元件的总量。
x、y和z可通过设置于高强度膜之前的传感器测得，在本发明中，膜元件处理的COD、浊度和悬浮物的上限(即X、Y和Z)分别为150mg/L、10NTU和20mg/L，膜元件的总量为40，膜元件数量(即n)为整数。
优选地，废水信息控制膜元件数量作为第一优先级，而来水总量作为第二优先级。当两者控制发生冲突时，优选保障第一优先级，即废水信息控制膜元件数量，以确保出水水质达到GTR单元进水指标。但是，第二优先级即来水总量同时也需要进行限定，对此设立进水阀，在来水总量过多时，控制进入高强度膜9的水量。多余水量累计于排放池7和高密澄清池8中。
需要说明的是，本发明选用的寿命长的聚偏氟乙烯(PVDF)高强度膜9片，其膜元件的水通量为25LMH，pH运行范围为2-11，运行压力小于-0.07MPa。根据监测的来水的废水信息和来水总量选择相应数量的膜元件。
根据一种优选的实施方式，基于所述高强度膜9开启的膜元件数量的不同，每一膜元件设有对应的曝气模块，以用于将空气通过管道引导至所述高强度膜9竖向下底端释放，并于所述高强度膜9竖向下底端形成涡流，上升反洗所述高强度膜9的过滤侧。曝气模块将空气通过管道引至膜元件底部释放，释放的气泡通讨与液体部分混合在膜表面形成涡流，上升的空气擦洗并清洁中空纤维膜的外表面，延缓膜的污染，从而延长膜元件的使用寿命，提高过减效率。高强度膜9具有去除含盐污水中有机物、胶体、悬浮物的作用。高密澄清池8和高强度膜9的结合为GTR3中压单元10和GTR4高压单元11的稳定运行提供保障。
根据一种优选的实施方式，所述高强度膜9连接GTR3中压单元10，所述GTR3中压单元10用于去除所述高强度膜9的来水中的高COD，并将所述高强度膜9的来水分为一级RO浓水和一级RO产水。其中，所述一级RO产水送至产品回用水箱12，所述一级RO浓水送GTR4高压单元11。
根据一种优选的实施方式，所述GTR4高压单元11将所述一级RO浓水分为二级RO浓水和二级RO产水，所述二级RO产水送至产品回用水箱12，所述二级RO浓水送至终排池13。其中，基于对所述GTR3中压单元10和GTR4高压单元11在压力、回收率以及操作条件方面的设立，使得所述终排池13中水质指标TDS在5％以上。作为GTR3中压单元10和GTR4高压单元11，主要针对高强度膜9出水脱盐、浓缩，上述单元有效的发挥了减量化装置的脱盐、浓缩功能，在浓水侧浓缩含盐率的同时，产水侧很好的完成脱盐的功能。浓水COD达到200mg/L以下，满足COD≤500mg/L达标排放的要求；产水COD平均值小于40mg/L，满足新鲜水或循环水补水的要求。
根据一种优选的实施方式，上述对GTR3中压单元10和GTR4高压单元11在压力、回收率以及操作条件方面的设立具体包括：GTR3中压单元10的设计规模为5m3/h，GTR4高压单元11设计规模为2m3/h。其中，GTR3中压单元10的设备参数包括：8m3/h、15mH2O和0.75kW的GTR3设备增压泵、12.5m3/h、310mH2O和5.5kW的GTR3高压泵(变频)以及Q＝10m3/h、P＝6bar的GTR3RO保安滤器。GTR4高压单元11的设备参数包括：2m3/h、15mH2O和0.37kW的GTR4设备增压泵、5m3/h、600mH2O的7.5kW的GTR4一级高压泵(变频)、5m3/h、30mH2O的5.5kW的GTR4二级高压泵(变频)、Q＝6L/h，H＝10m并且配套有背压阀、缓冲器、过滤器、安全阀的GTR4阻垢剂加药泵以及Q＝5m3/h、P＝6bar的GTR4RO保安滤器。
上述GTR3中压单元10和GTR4高压单元11采用特种抗污染反渗透膜，通过特种抗污染反渗透膜的选择性，以该反渗透膜两边的压强差作为传输动力，克服来水中的渗透压，从而进行选择性通过并截留来水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质。而本发明中的中压和高压均施加于特种抗污染反渗透膜上，并且均大于渗透压的外部压力，以使得反渗透膜正常工作。特种抗污染反渗透膜的孔径小于1nm，以使得对大部分无机离子、胶体物质和大分子溶质都有较高的截留效果；特种抗污染反渗透膜可耐更高浊度、胶体、电导率和COD，大大改善对进水指标的苛刻要求；特种抗污染反渗透膜具有更宽的膜流道，形成无障碍湍流，大大减缓结垢；特种抗污染反渗透膜属于特殊材质，可采用酸碱清洗。
根据一种优选的实施方式，基于高强度膜9出水水质情况，GTR3中压单元10和GTR4高压单元11可在并行运行和串行运行之间选择。当高强度膜9出水水质的COD较低时，采用并行运行的方式进行浓缩，并行运行增加了系统对高强度膜9来水的吞吐的总水通量，从而提高了浓缩效率，并且由于COD较低，单个的GTR已经能够使得最终排水达到排放标准；当高强度膜9出水水质的COD较高时，采用串行运行的方式进行浓缩，串行运行是为保障达到更好的浓缩效果，并且COD较高时会出现结垢，在GTR3中压单元10和GTR4高压单元11中需加入阻垢剂，GTR3中压单元10中加入的阻垢剂能够在进入GTR4高压单元11中再次利用，从而节省成本，提高利用率。
根据一种优选的实施方式，所述产品回用水箱12中的产水作为新鲜水和/或循环水用于所述三效蒸发2中的蒸发冷凝和/或所述生化均调池3中的稀释和/或所述高强度膜9的反洗。
本发明的工艺流程为预处理、三效蒸发2、生物处理、高密高强以及GTR3和GTR4工艺。本发明的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺节省了处理废水的大量成本，尤其是对对GTR3中压单元10和GTR4高压单元11在压力、回收率以及操作条件方面的设立，使得本发明总耗电合计为22.52KW/h，电费以0.5元/KW/h计，折合吨水运行成本2.168元；药剂费用包括混凝剂、絮凝剂、还原剂、阻垢剂、酸和碱等，折合吨水运行成本为1.788元；维修费包括设备备件更换费、膜更换费等更换费用，折合吨水运行成本为1.7047元；污泥危费：主要为高密池排泥，折合吨水运行成本为0.88元。其余费用和运行成本折合吨水处理成本总计为6.3407元/吨。本发明节省了大量工业成本，并且工艺步骤中各单元稳定，能发挥各单元的有效功能，出水稳定，具备工业设计条件，最终浓水满足排放要求，GTR单元产水保证了出水达到新鲜水、循环水补水水质要求。
在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述工艺至少由以下步骤实现：
膜选择，基于所需产水量，选择包括水通量、膜面积以及膜元件数量，以对经生物处理后的废水进行过滤，其中，
高密澄清池(8)连接至高强度膜(9)，基于经过所述高密澄清池(8)处理后，流入所述高强度膜(9)中的来水的废水信息和来水总量，确定所需的产水量，以确立高强度膜(9)开启的膜元件数量达到过滤标准。
2.如权利要求1所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，基于各个膜元件能够处理的来水的水通量，并基于所述来水总量，开启相关数量的膜元件，以减少系统负荷，其中，膜元件数量与所述来水总量存在：
n×a≥b；
其中，所述n指的是膜元件数量，所述a指的是每一个膜元件能够处理的来水的水通量，所述b指的是所述来水总量；
控制膜元件的开启数量的废水信息包括COD、悬浮物、污泥浓度以及胶体，其中，所述污泥浓度和胶体以浊度表示，膜元件数量通过采用下式确定：
Figure FDA0003614597390000011
其中，所述x指的是来水的COD，所述y指的是来水的浊度，所述z指的是来水的悬浮物，所述X、Y和Z指的是膜元件处理的COD、浊度和悬浮物的上限，所述N指的是膜元件的总量。
3.如权利要求2所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述废水信息控制膜元件数量作为第一优先级，所述来水总量作为第二优先级，以所述第一优先级确保出水水质达到GTR单元进水指标，同时以设立进水阀限定所述第二优先级，控制进入所述高强度膜(9)的水量，多余水量累计于排放池(7)和所述高密澄清池(8)中。
4.如权利要求3所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，基于所述高强度膜(9)开启的膜元件数量的不同，每一膜元件设有对应的曝气模块，以用于将空气通过管道引导至所述高强度膜(9)竖向下底端释放，并于所述高强度膜(9)竖向下底端形成涡流，上升反洗所述高强度膜(9)的过滤侧。
5.如权利要求4所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述高强度膜(9)连接GTR3中压单元(10)，所述GTR3中压单元(10)用于去除所述高强度膜(9)的来水中的高COD，并将所述高强度膜(9)的来水分为一级RO浓水和一级RO产水，其中，
所述一级RO产水送至产品回用水箱(12)，所述一级RO浓水送至GTR4高压单元(11)。
6.如权利要求5所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述GTR4高压单元(11)将所述一级RO浓水分为二级RO浓水和二级RO产水，所述二级RO产水送至产品回用水箱(12)，所述二级RO浓水送至终排池(13)，其中，
基于对所述GTR3中压单元(10)和GTR4高压单元(11)在压力、回收率以及操作条件方面的设立，使得所述终排池中水质指标TDS在5％以上。
7.如权利要求6所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述产品回用水箱(12)中的产水作为新鲜水和/或循环水用于所述三效蒸发(2)中的蒸发冷凝和/或所述生化均调池(3)中的稀释和/或所述高强度膜(9)的反洗。
8.如权利要求7所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述工艺还包括：
预处理选择(1)，基于所述碳十二醇酯废水的水量、原水水质和水质类型中的一种或多种废水信息，选择包括格栅、沉淀和除油的多种预处理工艺，得处理后的碳十二醇酯废水；
三效蒸发(2)，将处理后的碳十二醇酯废水进行三效加热蒸发，蒸汽出水回用，底部浓盐水收集，得到蒸发后的废水；
生物处理，基于生物的新陈代谢作用，处理蒸发后的废水中的污染物质。
9.如权利要求8所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述废水信息还包括悬浮物有机物、COD、氨氮、T-N、T-P及pH、温度，
所述生物处理利用包括生化均调池(3)、生化厌氧池(4)、生化好氧池(5)内生物的新陈代谢作用，对蒸发后的废水中的污染物质进行转化、稳定和使之无害化的处理，其中，所述生化均调池(3)加入蒸发后的废水，并加入经过稀释后的COD小于5000的深井水和/或蒸汽出水和/或生活污水
经过所述生物处理后的废水进入生化二沉池(6)中，所述生化二沉池(6)将经过生物处理后的废水中的污泥进行沉淀并送至污泥储罐，剩余液体送入排放池(7)进行缓冲，所述排放池(7)连接高密澄清池(8)。
10.如权利要求9所述的碳十二醇酯废水回用及达标排放工艺，其特征在于，所述高密澄清池(8)由混凝、絮凝和澄清三个单元构成，并分别投入混凝剂和絮凝剂用于将来水的杂质去除并用于来水硬度和碱度的降低，所述高密澄清池(8)基于污泥回流和沉淀应用提供过滤核心，以提高混凝单元悬浮物浓度并回收混凝剂和/或絮凝剂。
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