CN116354454A - 一种纳滤系统、处理高浓盐水的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纳滤系统,包括废水存储池,还包括:一级纳滤单元,一级纳滤单元包括依次连接的一级纳滤第一段、一级纳滤第二段、一级纳滤第三段、一级纳滤第n段、一级纳滤第n+1段、一级纳滤第n+2段以及一级纳滤第n+3段,一级纳滤第二段的浓水出口与一级纳滤第三段之间的管道上还设置有段间增压泵,一级纳滤第n段的浓水出口依次通过一级纳滤增压泵前流量计、一级纳滤增压泵前压力变送器、一级纳滤增压泵后与所述一级纳滤第n+1段的进水口连接;二级纳滤单元的进水端还设置有二级纳滤增压泵,二级纳滤单元的浓水出口与一级纳滤增压泵前流量计连接,本发明在保证对多价盐的截留率和对废水的回收率的基础上,降低了投资成本。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域,具体涉及一种纳滤系统,本发明还涉及一种硫酸盐沉淀装置处理高浓盐水的系统。
背景技术
纳滤分盐技术是近年来在高盐废水领域应用较多的一种膜法分盐处理技术,应用较多的以一级三段排列组合方式较多,但单级纳滤对多价盐的截留效果随着使用时间的推移会不断下降,造成纳滤产水侧结晶盐纯度下降,进而造成项目整体的结晶盐资源化率降低,杂盐率增加,造成运行成本增加。通过增加二级纳滤将以及纳滤的产水继续进行处理,从而提高多价盐的截留率,但增加二级纳滤会使系统整体的废水回收率降低,造成纳滤浓水侧水量增加,更多的单价盐进入到浓水侧,从而使浓水侧蒸发结晶复合增加,在投资成本增加的同时,多价盐的分离难度增加,多价结晶盐纯度反而降低。
由于两级纳滤的弊端不断显现,为更好的实现结晶盐的分离,工程师又开发出了多级多段的纳滤排列组合方式,即:在原两级纳滤的基础上,浓水侧继续进入纳滤系统进行处理,在保证纳滤系统对多价盐高截留的同时,提高的纳滤系统的回收率,但通多不断累积纳滤系统的同时,纳滤系统低压管道、高压管道、进水泵、高压泵、断间增压泵、系统仪表等都会成倍数的增加,导致整体系统的投资成本也在不断上升,相较于单级纳滤,两级多段的纳滤排列组合是单级纳滤排列组合方式的2.5倍以上,造成的投资成本的大幅度增加。
在高盐水的处理过程中,纳滤浓水一般使用蒸发结晶进行浓缩,或冷冻结晶产出芒硝后,在使用蒸发结晶产出硫酸钠结晶盐,这种方法在使用的过程中可以将废水中的硫酸盐以结晶盐的形式进行资源化利用,但其弊端就是处理费用较高,处理1吨纳滤浓水的费用达到200元,另外,还会产出部分杂盐,杂盐按照危废进行处理,危废的处理成本在我国北方地区为3000元/吨以上,在南方地区要增加到6000元/吨以上,处理费用非常高。
发明内容
本发明提供一种纳滤系统,在保证对多价盐的截留率和对废水的回收率的基础上,降低了系统的整体投资成本。
本发明还公开了一种处理高浓盐水的系统,解决了现有方式处理高浓度盐水时费用高的问题。
本发明所采用的技术方案是,一种纳滤系统,包括废水存储池,其特征在于,还包括:
一级纳滤单元,一级纳滤单元包括依次连接的一级纳滤第一段、一级纳滤第二段、一级纳滤第三段、一级纳滤第n段、一级纳滤第n+1段、一级纳滤第n+2段以及一级纳滤第n+3段,一级纳滤第二段的浓水出口与一级纳滤第三段之间的管道上还设置有段间增压泵,一级纳滤第n段的浓水出口依次通过一级纳滤增压泵前流量计、一级纳滤增压泵前压力变送器、一级纳滤增压泵后与一级纳滤第n+1段的进水口连接,所述一级纳滤单元的多个产水出口统一连接至一级纳滤产水总管;
二级纳滤单元,与一级纳滤产水总管连接,二级纳滤单元包括依次连接的二级纳滤第一段、二级纳滤第二段和二级纳滤第三段,一级纳滤第n段和一级纳滤第n+3段的产水出口与二级纳滤第一段之间还依次连接有二级纳滤增压泵前压力变送器和二级纳滤增压泵,二级纳滤单元的浓水出口与一级纳滤增压泵前流量计的前段管道连接。
一级纳滤第一段的浓水出口与一级纳滤第二段进水口连接,一级纳滤第二段的浓水出口通过段间增压泵后与一级纳滤第三段的进水口连接,一级纳滤第三段的浓水出口与一级纳滤第n段进水口连接,一级纳滤第一段、一级纳滤第二段、一级纳滤第三段、一级纳滤第n段的产水出口与一级纳滤产水第一总管连接,一级纳滤第n+1段的浓水出口与一级纳滤第n+2段进水口连接;一级纳滤第n+2段的浓水出口与一级纳滤第n+3段进水口连接,一级纳滤第n+1段、一级纳滤第n+2段、一级纳滤第n+3段的产水出口与一级纳滤产水第二总管连接,一级纳滤产水第一总管上连接有一级纳滤产水第一流量计,一级纳滤产水第二总管上连接有一级纳滤产水第二流量计,一级纳滤产水第一总管和一级纳滤产水第二总管与所述一级纳滤产水总管连接。
二级纳滤单元包括与所述一级纳滤产水总管的出水口连接的二级纳滤增压泵前压力变送器,二级纳滤增压泵前压力变送器的出水口连接有二级纳滤进水流量计,二级纳滤进水流量计的出水口与二级纳滤增压泵的进水口连接,二级纳滤增压泵出水口与二级纳滤第一段进水口连接,二级纳滤第一段的浓水出口与二级纳滤第二段进水口连接,二级纳滤第二段的浓水出口与二级纳滤第三段进水口连接,二级纳滤第三段的浓水出口与一级纳滤增压泵前流量计的前段管道连接,二级纳滤第一段、二级纳滤第二段、二级纳滤第三段的产水口与二级纳滤产水总管连接,二级纳滤产水总管为系统最终纳滤产水。
一级纳滤单元还包括与废水存储池连接的一级纳滤进水泵,一级纳滤进水泵的出水口依次连接有一级纳滤进水流量计、保安过滤器、第一高压泵和一级纳滤进水压力变送器,一级纳滤进水流量计和保安过滤器之间的管道上还连接有阻垢剂加药装置和还原剂加药装置,一级纳滤进水压力变送器的出水口与一级纳滤第一段的进水口连接。
废水存储池内还设置有第一液位计,第一液位计、一级纳滤增压泵前流量计、一级纳滤增压泵前压力变送器、一级纳滤增压泵、二级纳滤增压泵前压力变送器以及二级纳滤增压泵均与自动控制系统连接。
一种处理高浓盐水的系统,基于如上权利要求所述的一种纳滤系统,包括与一级纳滤第n+3段的浓水出口连接的硫酸盐反应釜,硫酸盐反应釜上还连接有石灰加药装置,硫酸盐反应釜的出水口连接有与污泥浓缩罐,污泥浓缩罐出水口与污泥脱水机的进水口连接,污泥脱水机出泥口产出二水石膏,污泥脱水机的滤液出水口依次连接有滤液罐、除硬高密池、砂滤装置、超滤装置、滤液纳滤进水箱、滤液纳滤进水泵、滤液纳滤进水流量计、滤液纳滤高压泵前压力变送器、滤液纳滤高压泵,滤液纳滤高压泵的出水口与滤液纳滤第一段进水口连接,滤液纳滤高压泵与滤液纳滤第一段之间的管道上连接有滤液纳滤高压泵后压力变送器,滤液纳滤第一段的浓水出口连接有滤液纳滤第二段,滤液纳滤第二段的浓水出口连接有滤液纳滤第三段,滤液纳滤第三段的浓水出口与硫酸盐反应釜进水口进水总管连接,滤液纳滤第一段、滤液纳滤第二段、滤液纳滤第三段的产水口与滤液纳滤产水总管连接,滤液纳滤产水总管与二级纳滤进水总管连接。
超滤装置和滤液纳滤进水箱之间还设置有超滤产水流量计,滤液纳滤进水泵和超滤产水流量计均与自动控制系统连接,硫酸盐反应釜和石灰加药装置也与自动控制系统连接。
滤液罐和除硬高密池之间还设置有除硬高密池进水泵,滤液罐内设置有第二液位计,除硬高密池进水泵与第二液位计均与自动控制系统连接。
石灰加药装置用于添加生石灰或熟石灰。
一种处理高浓盐水的方法,基于权利要求6所述的一种处理高浓度盐水的系统,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1、将纳滤浓水排入硫酸盐反应釜,同时向硫酸盐反应釜中加入生石灰或熟石灰,硫酸盐与石灰反应后,生成微溶于水的二水石膏,反应浆液通过反应釜底部的出水阀依次自流进入污泥浓缩罐,之后通过污泥浓缩罐底部的污泥脱水机进料泵,之后污泥内泵入污泥脱水机,浓缩污泥进入污泥脱水机后将二水石膏与滤液分离,滤液通过滤液罐后进入除硬高密池,二水石膏进行资源化利用或无害化处理;
步骤2、向所述除硬高密池中投加除硬药剂将滤液中的总硬度降至100mg/L以下,滤液中的总硬度在除硬高密池中反应后,形成碳酸钙与氢氧化镁为主的污泥,碳酸钙与氢氧化镁以污泥形式排出,除硬高密池产水通过砂滤装置和超滤装置过滤后,进入滤液纳滤系统;
步骤3、滤液纳滤系统产水进入二级纳滤系统进行进一步处理,浓水返回硫酸盐反应釜与石灰反应后,产出二水石膏。
本发明的有益效果是:
本发明一种纳滤系统,通过增加纳滤系统级内段数,来保证纳滤系统的整体回收率,通过段内增加段间增压泵保证末段纳滤膜的供水压力,本发明二级纳滤接一级纳滤产水,产水管道直接接二级纳滤增压泵,省略进水泵及中间水池,通过自控控制系统设置高压泵启动时间,保证体统的稳定运行,二级纳滤浓水返回纳滤系统管道,通过本发明涉及的纳滤系统,系统对多价盐的截留率、对废水的回收率均得到保证,同时对比上述同样效果的两级多段的纳滤排列方式,本发明对仪表的使用量、机泵的使用数量以及系统运行连贯性等方面,均得到了明显的提升,同时,降低了系统的整体投资成本;
本发明一种处理高浓盐水的系统,将纳滤浓水与生石灰或熟石灰进行混合反应,将纳滤浓水中的硫酸盐以二水石膏形式产出,在水质好的情况下,产出的二水石膏可以作为高强度石膏的原料进行销售,如水质较差COD浓度或氯化物浓度较高,则可以作为固废进行处理,固废处理费用一般为300-500/吨,处理成本较低,因此,本发明可以大幅度的降低废水的处理成本,处理1吨纳滤浓水的费用不超过60元;
本发明一种处理高浓盐水的系统,纳滤浓水与石灰反应后,废水中的硫酸盐与COD浓度降低,之后过滤水可以通过纳滤系统继续处理,充分回收废水中的氯化物,次纳滤系统的产水进入到上述纳滤系统的二级纳滤,浓水返回硫酸盐反应釜继续进行沉淀,最终废水中的氯化物随纳滤产水通过现有成熟技术,如:膜浓缩、蒸发结晶等方式产出氯化钠。
附图说明
图1是本发明一种纳滤系统和处理高浓盐水的系统的结构示意图。
图中,1-1.一级纳滤进水泵,1-2.废水存储池,1-3.一级纳滤进水流量计,1-4.保安过滤器,1-5.阻垢剂加药装置,1-6.还原剂加药装置,1-7.第一高压泵,1-8.一级纳滤进水压力变送器,1-9.一级纳滤第一段,1-10.一级纳滤第二段,1-11.一级纳滤第三段,1-12.一级纳滤第n段,1-13.一级纳滤增压泵前流量计,1-14.一级纳滤增压泵,1-15.一级纳滤增压泵前压力变送器,1-16.一级纳滤第n+1段,1-17.一级纳滤第n+2段,1-18.一级纳滤第n+3段,1-19.一级纳滤产水第一流量计,1-20.一级纳滤产水第二流量计,1-21.段间增压泵,2-1.二级纳滤进水流量计,2-2.二级纳滤增压泵前压力变送器,2-3.二级纳滤增压泵,2-4.二级纳滤第一段,2-5.二级纳滤第二段,2-6.二级纳滤第三段,3-1.硫酸盐反应釜,3-2.污泥浓缩罐,3-3.污泥脱水机,3-4.除硬高密池,3-5.砂滤装置,3-6.超滤装置,3-7.滤液纳滤进水箱,3-8.滤液纳滤进水泵,3-9.滤液纳滤进水流量计,3-10.滤液纳滤高压泵,3-11.滤液纳滤高压泵后压力变送器,3-12.滤液纳滤第一段,3-13.滤液纳滤第二段,3-14.滤液纳滤第三段,3-15.滤液罐,3-16.超滤产水流量计,3-17.石灰加药装置,3-18.滤液纳滤高压泵前压力变送器,3-19.除硬加料装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。下列实施例仅用于更加清楚的说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护方案。
实施例1
本发明一种纳滤系统,如图1所示,把包括一级纳滤单元和二级纳滤单元;其中一级纳滤单元包括依次连接的一级纳滤第一段1-9、一级纳滤第二段1-10、一级纳滤第三段1-11、一级纳滤第n段1-12、一级纳滤第n+1段1-16、一级纳滤第n+2段1-17以及一级纳滤第n+3段1-18,一级纳滤第二段1-10的浓水出口与一级纳滤第三段1-11之间的管道上还设置有段间增压泵1-21,一级纳滤第n段1-12的浓水出口依次通过一级纳滤增压泵前流量计1-13、一级纳滤增压泵前压力变送器1-15、一级纳滤增压泵1-14后与一级纳滤第n+1段1-16的进水口连接;一级纳滤单元还包括与废水存储池1-2连接的一级纳滤进水泵1-1,一级纳滤进水泵1-1的出水口依次连接有一级纳滤进水流量计1-3、保安过滤器1-4、第一高压泵1-7和一级纳滤进水压力变送器1-8,一级纳滤进水流量计1-3和保安过滤器1-4之间的管道上还连接有阻垢剂加药装置1-5和还原剂加药装置1-6,一级纳滤进水压力变送器1-8的出水口与一级纳滤第一段1-9的进水口连接,一级纳滤第一段1-9的浓水出口与一级纳滤第二段1-10的进水口连接,一级纳滤第二段1-10的浓水出口通过所述段间增压泵1-21后与一级纳滤第三段1-11进水口连接,一级纳滤第三段1-11的浓水出口与一级纳滤第n段1-12的进水口连接,一级纳滤第一段1-9、一级纳滤第二段1-10、一级纳滤第三段1-11、一级纳滤第n段1-12的产水出口与一级纳滤产水第一总管连接,一级纳滤第n+1段1-16的浓水出口与一级纳滤第n+2段1-17进水口连接;一级纳滤第n+2段1-17的浓水出口与一级纳滤第n+3段1-18进水口连接,一级纳滤第n+1段1-16、一级纳滤第n+2段1-17、一级纳滤第n+3段1-18的产水出口与一级纳滤产水第二总管连接,所述一级纳滤产水第一总管上连接有一级纳滤产水第一流量计1-19,一级纳滤产水第二总管上连接有一级纳滤产水第二流量计1-20,一级纳滤产水第一总管和一级纳滤产水第二总管与所述一级纳滤产水总管连接。
二级纳滤单元的进水端与一级纳滤产水总管的出水口连接,二级纳滤单元的进水端还设置有二级纳滤增压泵2-3,二级纳滤单元的浓水出口与一级纳滤增压泵前流量计1-13的前端管道连接,二级纳滤单元还包括与一级纳滤产水总管的出水口连接的二级纳滤增压泵前压力变送器2-2,二级纳滤增压泵前压力变送器2-2的出水口连接有二级纳滤进水流量计2-1,二级纳滤进水流量计2-1的出水口与二级纳滤增压泵2-3的进水口连接,二级纳滤增压泵2-3出水口与二级纳滤第一段2-4进水口连接,二级纳滤第一段2-4的浓水出口与二级纳滤第二段2-5进水口连接,二级纳滤第二段2-5的浓水出口与二级纳滤第三段2-6进水口连接,二级纳滤第三段2-6的浓水出口与一级纳滤增压泵前流量计1-13前段的管道连接,二级纳滤第一段2-4、二级纳滤第二段2-5、二级纳滤第三段2-6的产水口与二级纳滤产水总管连接,二级纳滤产水总管为系统最终纳滤产水。
进一步地,废水存储池1-2内还设置有第一液位计,第一液位计、一级纳滤增压泵前流量计1-13、一级纳滤增压泵前压力变送器1-15、一级纳滤增压泵1-14、二级纳滤增压泵前压力变送器2-2以及二级纳滤增压泵2-3均与自动控制系统连接。其余所有机泵,自动阀门,仪表都与自动控制系统连接。
本发明一种纳滤系统的工作过程如下:首先启动一级纳滤进水泵1-1,一级纳滤进水泵1-1与第一液位计通过自动控制系统联锁,废水储存池液位在总液位1/3以上时,一级纳滤进水泵1-1启动,同时阻垢剂加药装置1-5、还原剂加药装置1-6通过自动控制系统启动,一级纳滤进水泵1-1启动30s后,通过控制系统自动控制,启动一级纳滤高压泵1-7,此时废水先后进入一级纳滤第一段1-9、一级纳滤第二段1-10,当一级纳滤增压泵前压力变送器1-15检测到压力高于0.5Mpa时,控制系统启动段间增压泵1-21,此时废水压力达到一级纳滤工作压力,废水先后进入一级纳滤第三段1-11、一级纳滤第n段1-12,设计时,n的取值取决于一级纳滤第n段浓水中硫酸根的数值,段数越高,系统回收率越高,一级浓水中硫酸跟的浓度越高,一般设计一级纳滤第n段浓水中硫酸根低于55000mg/L,一级纳滤可以设计为1~n段中的某一数值,绝大多数为三段。
一级纳滤第n段浓水与二级纳滤浓水混合后进入一级纳滤第n+1段,通过自控系统控制,当一级纳滤增压泵前流量1-13显示有流量且一级纳滤增压泵前压力变送器压力大于0.5Mpa时,一级纳滤增压泵1-14启动,此时废水先后进入一级纳滤第n+1段、一级纳滤第n+2段、一级纳滤第n+3段,段数越多,系统回收率越高,与前n段一级纳滤系统设计相同,当一级纳滤浓水中硫酸根接近55000mg/L时,此时的段数即为最终的设计段数,此时的浓水为纳滤系统的最终浓水。
一级纳滤前n段的产水与一级纳滤n段以后的一级纳滤系统产水混合后,进入二级纳滤系统,当二级纳滤增压泵前压力变送器2-2压力>0.3Mpa时,启动二级纳滤增压泵2-3,此时废水依次进入二级纳滤第一段2-4、二级纳滤第二段2-5、二级纳滤第三段2-6,二级纳滤一般设计三段,二级纳滤系统的产水经过两级纳滤的过滤后,产水中硫酸盐小于纳滤系统进水中硫酸盐的1%,且99%以上为一价盐,一般为氯化钠,此产水作为纳滤系统最终产水;二级纳滤系统浓水与一级纳滤系统前n段浓水混合后,进入一级纳滤n段后的一级纳滤系统。
实施例2
进一步地,在实施例3的基础上,本发明还公开了一种处理高浓盐水的系统,这种处理高浓盐水的系统基于如上权利要求3所述的一种纳滤系统,这种处理高浓盐水的系统包括与一级纳滤第n+3段1-18的浓水出口连接的硫酸盐反应釜3-1,硫酸盐反应釜3-1上还连接有石灰加药装置3-17,石灰加药装置用于添加生石灰或熟石灰,硫酸盐反应釜3-1的出水口连接有与污泥浓缩罐3-2,污泥浓缩罐3-2的出水口与污泥脱水机3-3的进水口连接,污泥脱水机3-3出泥口产出二水石膏,污泥脱水机3-3的滤液出水口依次连接有滤液罐3-15、除硬高密池3-4、砂滤装置3-5、超滤装置3-6、滤液纳滤进水箱3-7、滤液纳滤进水泵3-8、滤液纳滤进水流量计3-9、滤液纳滤高压泵3-10,滤液纳滤高压泵3-10的出水口与滤液纳滤第一段3-12的进水口连接,滤液纳滤高压泵3-10与滤液纳滤第一段3-12之间的管道上连接有滤液纳滤高压泵后压力变送器3-11,滤液纳滤第一段3-12的浓水出口与连接有滤液纳滤第二段3-13,滤液纳滤第二段3-13的浓水出口连接有滤液纳滤第三段3-14,滤液纳滤第三段3-14的浓水出口与硫酸盐反应釜3-1进水口进水总管连接,滤液纳滤第一段3-12、滤液纳滤第二段3-13、滤液纳滤第三段3-14的产水口与滤液纳滤产水总管连接,滤液纳滤产水总管与二级纳滤进水总管连接。
进一步的,超滤装置3-6和滤液纳滤进水箱3-7之间还设置有超滤产水流量计3-16,滤液纳滤进水泵3-8和超滤产水流量计3-16均与自动控制系统连接。滤液罐3-15和除硬高密池3-4之间还设置有除硬高密池进水泵,滤液罐3-15内设置有第二液位计,除硬高密池进水泵与第二液位计均与自动控制系统连接,硫酸盐反应釜3-1和石灰加药装置3-17也与自动控制系统连接。
本发明一种处理高浓盐水的系统的工作过程如下:纳滤系统浓水进入硫酸盐反应釜3-1,石灰加药装置3-17启动,硫酸盐与石灰反应后,生成微溶于水的二水石膏,反应浆液通过酸盐反应釜3-1底部出水阀自流进入污泥浓缩罐3-2,污泥浓缩罐3-2中二水石膏沉降至底部,污泥浓缩罐3-2底部的浓缩污泥通过污泥脱水进料泵泵入污泥脱水机3-3,污泥进料泵出口压力约0.8Mpa,污泥中的水分由于高压会通过污泥脱水系统滤布,从而实现泥水分离,泥饼在污泥脱水机中脱落后,以二水石膏形式回收利用,滤液与污泥浓缩罐3-3顶部的溢流口上清液混合后进入滤液罐3-15,然后通过除硬高密池进料泵泵入除硬高密池3-4,浓缩污泥进入污泥脱水系统中,将二水石膏与滤液分离,滤液进入滤液罐3-15,二水石膏进行资源化利用或无害化处理。污泥脱水滤液泵入除硬高密池3-4后,通过投加除硬药剂将滤液中的总硬度将至100mg/L以下,其中,滤液罐3-15和除硬高密池3-4之间还设置有除硬高密池进水泵,除硬高密池进水泵与第二液位计与自动控制系统连接,之后滤液中的总硬度以污泥形式排除(总硬度是废水中钙离子和镁离子的总称),除硬高密池产水通过砂滤装置和超滤装置过滤后,进入滤液纳滤系统。
滤液纳滤系统进水泵3-8与超滤装置3-6产水液位计与自动控制系统连接,当液位达到1/3以上时,启动滤液纳滤进水泵3-8,当滤液纳滤高压泵前压力变送器检测到压力高于0.3Mpa时,启动滤液纳滤系统高压泵,此时,滤液依次进入滤液纳滤第一段、滤液纳滤第二段、滤液纳滤第三段,与两级多段纳滤系统设计相同,当一级纳滤浓水中硫酸根接近55000mg/L时,此时的段数即为最终的设计段数,滤液纳滤系统产水进入二级纳滤系统进行进一步处理,浓水返回硫酸盐反应釜与石灰反应后,产出二水石膏。
实施例3
进一步地,在实施例2的基础上,本发明还公开了一种处理高浓盐水的方法,该方法基于权利要求6所述的一种处理高浓度盐水的系统,具体包括以下步骤:
步骤1、将纳滤浓水排入硫酸盐反应釜3-1,同时向硫酸盐反应釜3-1中加入生石灰或熟石灰,硫酸盐与石灰反应后,生成微溶于水的二水石膏,反应浆液通过反应釜3-1底部的出水阀依次自流进入污泥浓缩罐3-2,之后通过污泥浓缩罐3-2底部的污泥脱水机进料泵,之后污泥被泵入污泥脱水机3-3,浓缩污泥进入污泥脱水机3-3后将二水石膏与滤液分离,滤液通过滤液罐3-15后进入除硬高密池3-4,二水石膏进行资源化利用或无害化处理;
步骤2、向除硬高密池3-4中投加除硬药剂将滤液中的总硬度降至100mg/L以下,滤液中的总硬度在除硬高密池3-4中反应后,形成碳酸钙与氢氧化镁为主的污泥,碳酸钙与氢氧化镁以污泥形式排出,除硬高密池产水通过砂滤装置3-5和超滤装置3-6过滤后,进入滤液纳滤系统;
步骤3、滤液纳滤系统产水进入二级纳滤系统进行进一步处理,浓水返回硫酸盐反应釜与石灰反应后,产出二水石膏。
本发明与两级多段纳滤的不同点在于,两级多段纳滤为实现设备运行的稳定性,中间设置多个水池,一级纳滤系统产水要经过水池缓冲后,控制系统根据中间水池的液位信号来确定而及纳滤系统是否可以启动,液位信号满足要求后,由提升泵泵入二级纳滤系统;本发明中间不设置水池,本发明根据仪表反馈给中控系统的压力信号来判断水是否稳定,根据自动控制系统的压力反馈信号启停二级纳滤的增压泵是否运转,不需要中间水池和提升泵。
本发明与两级多段纳滤的另一处不同点是,本发明的一级纳滤设置N段,后段膜系统如压力不足,由断间增压泵来进行增压,主要通过压力信号来实现后段系统启停。
通过本发明涉及的纳滤系统,系统对多价盐的截留率、对废水的回收率均得到保证,但对比上述同样效果的两级多段的纳滤排列方式,本发明对仪表的使用量、机泵的使用数量以及系统运行连贯性等方面,均得到了明显的提升,同时,降低了系统的整体投资成本;如下表1是本发明的纳滤系统与同样效果的两级多段的纳滤系统的成本对比情况:
表1
本发明提供一种新型的纳滤排列组合方式,按照高盐水进水量100m3/h为例,纳滤系统进水水质按照TDS:30000mg/L,Cl-:10000mg/L,SO42-:8800mg/L,Na+:10000mg/L,其余包含微量的K+、Ca2+、Mg2+、NO3-、COD、SS等。
(1)纳滤系统进水需满足膜系统进水要求,进入本发明所提出的纳滤系统与其他排列组合的纳滤系统进水要求一致,即:纳滤系统前需设置混凝沉淀、石英砂过滤器、超滤等预处理装置。
(2)依据本发明,系统设计总体回收率为83.9%,经计算,第一段设计回收率30%,第二段设计回收率30%,第三段设计回收率30%,第四段设计回收率30%,第五段设计回收率25%,第六段设计回收率20%;二级纳滤设计回收率88%,最终,纳滤产水中氯化钠占比98.9%,水量为:83.9m3/h;纳滤浓水中硫酸钠占比86.1%,水量为16.1m3/h;
(3)所述纳滤系统产水经进一步浓缩后进入氯化钠蒸发结晶系统产出氯化钠和少量母液;
(4)所述纳滤浓水进入硫酸盐反应釜,透过投加石灰,经搅拌机的持续搅拌,石灰与废水中的硫酸盐反应生成微溶于水的二水石膏,由于石灰对废水中的COD具有一定的吸附作用,反应液中的COD浓度也会降低,经硫酸盐反应釜后,COD能够降低约70%左右,反应液的硫酸盐降低至15000mg/L左右,反应液中残留的钙离子约为600mg/L左右;
(5)反应液通过螺杆泵泵入压滤机后,实现固液分离,固体为二水石膏,液体为硫酸盐含量降低的废水,使用盐酸将废液的pH调至中性后,再次通过超滤过滤,进入滤液纳滤系统,本发明中的固液分离系统由压滤机、除硬高密池、砂滤与超滤装置组成;
(6)固液分离系统产出的废水硫酸盐浓度降低,通过滤液纳滤系统,进一步将废水中的氯化物和硫酸盐进行分离,滤液纳滤浓水硫酸盐再次被浓缩,返回滤液分离系统后,将再次生成二水石膏,滤液纳滤产水为传统一级纳滤系统,系统对废水中的硫酸盐截留效率有限,滤液纳滤产水返回至二级纳滤系统再次进行分盐处理,从而实现高盐废水的低成本处理。
以上所述的实施例仅为本发明较佳的具体实施方式,本发明的保护范围不限于此,任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可显而易见的得到的技术方案的简单变化或者等效替换,均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种纳滤系统,包括废水存储池(1-2),其特征在于,还包括:
一级纳滤单元,所述一级纳滤单元包括依次连接的一级纳滤第一段(1-9)、一级纳滤第二段(1-10)、一级纳滤第三段(1-11)、一级纳滤第n段(1-12)、一级纳滤第n+1段(1-16)、一级纳滤第n+2段(1-17)以及一级纳滤第n+3段(1-18),所述一级纳滤第二段(1-10)的浓水出口与一级纳滤第三段(1-11)之间的管道上还设置有段间增压泵(1-21),所述一级纳滤第n段(1-12)的浓水出口依次通过一级纳滤增压泵前流量计(1-13)、一级纳滤增压泵前压力变送器(1-15)、一级纳滤增压泵(1-14)后与所述一级纳滤第n+1段(1-16)的进水口连接,所述一级纳滤单元的多个产水出口统一连接至一级纳滤产水总管;
二级纳滤单元,与一级纳滤产水总管连接,所述二级纳滤单元包括依次连接的二级纳滤第一段(2-4)、二级纳滤第二段(2-5)和二级纳滤第三段(2-6),所述一级纳滤单元的产水总管与二级纳滤第一段(2-4)之间还依次连接有二级纳滤增压泵前压力变送器(2-2)和二级纳滤增压泵(2-3),所述二级纳滤单元的浓水出口与所述一级纳滤增压泵前流量计(1-13)的前段管道连接。
2.根据权利要求1所述的一种纳滤系统,其特征在于,所述一级纳滤第一段(1-9)的浓水出口与所述一级纳滤第二段(1-10)进水口连接,所述一级纳滤第二段(1-10)的浓水出口通过所述段间增压泵(1-21)后与所述一级纳滤第三段(1-11)进水口连接,所述一级纳滤第三段(1-11)的浓水出口依次通过多段后与所述一级纳滤第n段(1-12)进水口连接,所述一级纳滤第一段(1-9)、一级纳滤第二段(1-10)、一级纳滤第三段(1-11)、一级纳滤第n段(1-12)的产水出口与一级纳滤产水第一总管连接,所述一级纳滤第n+1段(1-16)的浓水出口与所述一级纳滤第n+2段(1-17)进水口连接,所述一级纳滤第n+2段(1-17)的浓水出口与所述一级纳滤第n+3段(1-18)进水口连接,所述一级纳滤第n+1段(1-16)、一级纳滤第n+2段(1-17)、一级纳滤第n+3段(1-18)的产水出口与一级纳滤产水第二总管连接,所述一级纳滤产水第一总管上连接有一级纳滤产水第一流量计(1-19),所述一级纳滤产水第二总管上连接有一级纳滤产水第二流量计(1-20),所述一级纳滤产水第一总管和一级纳滤产水第二总管与所述一级纳滤产水总管连接。
3.根据权利要求2所述的一种纳滤系统,其特征在于,所述二级纳滤单元包括与所述一级纳滤产水总管的出水口连接的二级纳滤增压泵前压力变送器(2-2),所述二级纳滤增压泵前压力变送器(2-2)的出水口连接有二级纳滤进水流量计(2-1),所述二级纳滤进水流量计(2-1)的出水口与所述二级纳滤增压泵(2-3)的进水口连接,所述二级纳滤增压泵(2-3)出水口与所述二级纳滤第一段(2-4)进水口连接,所述二级纳滤第一段(2-4)的浓水出口与所述二级纳滤第二段(2-5)进水口连接,所述二级纳滤第二段(2-5)的浓水出口与所述二级纳滤第三段(2-6)进水口连接,所述二级纳滤第三段(2-6)的浓水出口与所述一级纳滤增压泵前流量计(1-13)的前段管道连接,所述二级纳滤第一段(2-4)、二级纳滤第二段(2-5)、二级纳滤第三段(2-6)的产水口与二级纳滤产水总管连接,二级纳滤产水总管为系统最终纳滤产水。
4.根据权利要求2所述的一种纳滤系统,其特征在于,所述一级纳滤单元还包括与所述废水存储池(1-2)连接的一级纳滤进水泵(1-1),所述一级纳滤进水泵(1-1)的出水口依次连接有一级纳滤进水流量计(1-3)、保安过滤器(1-4)、第一高压泵(1-7)和一级纳滤进水压力变送器(1-8),所述一级纳滤进水流量计(1-3)和保安过滤器(1-4)之间的管道上还连接有阻垢剂加药装置(1-5)和还原剂加药装置(1-6),所述一级纳滤进水压力变送器(1-8)的出水口与所述一级纳滤第一段(1-9)的进水口连接。
5.根据权利要求4所述的一种纳滤系统,其特征在于,所述废水存储池(1-2)内还设置有第一液位计,所述第一液位计、一级纳滤增压泵前流量计(1-13)、一级纳滤增压泵前压力变送器(1-15)、一级纳滤增压泵(1-14)、二级纳滤增压泵前压力变送器(2-2)以及二级纳滤增压泵(2-3)均与自动控制系统连接。
6.一种处理高浓盐水的系统,基于如上权利要求3所述的一种纳滤系统,其特征在于,包括与所述一级纳滤第n+3段(1-18)的浓水出口连接的硫酸盐反应釜(3-1),所述硫酸盐反应釜(3-1)上还连接有石灰加药装置(3-17),所述硫酸盐反应釜(3-1)的出水口连接有污泥浓缩罐(3-2),所述污泥浓缩罐(3-2)出水口与污泥脱水机(3-3)的进水口连接,所述污泥脱水机(3-3)出泥口产出二水石膏,所述污泥脱水机(3-3)的滤液出水口依次连接有滤液罐(3-15)、除硬高密池(3-4)、砂滤装置(3-5)、超滤装置(3-6)、滤液纳滤进水箱(3-7)、滤液纳滤进水泵(3-8)、滤液纳滤进水流量计(3-9)、滤液纳滤高压泵前压力变送器(3-18)、滤液纳滤高压泵(3-10),所述滤液纳滤高压泵(3-10)的出水口与所述滤液纳滤第一段(3-12)进水口连接,所述滤液纳滤高压泵(3-10)与滤液纳滤第一段(3-12)之间的管道上连接有滤液纳滤高压泵后压力变送器(3-11),所述滤液纳滤第一段(3-12)的浓水出口与连接有滤液纳滤第二段(3-13),所述滤液纳滤第二段(3-13)的浓水出口连接有滤液纳滤第三段(3-14),所述滤液纳滤第三段(3-14)的浓水出口与所述硫酸盐反应釜(3-1)进水口进水总管连接,所述滤液纳滤第一段(3-12)、滤液纳滤第二段(3-13)、滤液纳滤第三段(3-14)的产水口与滤液纳滤产水总管连接,所述滤液纳滤产水总管与所述二级纳滤进水总管连接。
7.根据权利要求6所述的一种处理高浓盐水的系统,其特征在于,所述超滤装置(3-6)和滤液纳滤进水箱(3-7)之间还设置有超滤产水流量计(3-16),所述滤液纳滤进水泵(3-8)和超滤产水流量计(3-16)均与自动控制系统连接,所述硫酸盐反应釜(3-1)和石灰加药装置(3-17)也与自动控制系统连接。
8.根据权利要求6所述的一种处理高浓盐水的系统,其特征在于,所述滤液罐(3-15)和除硬高密池(3-4)之间还设置有除硬高密池进水泵,所述滤液罐(3-15)内设置有第二液位计,所述除硬高密池进水泵与第二液位计均与自动控制系统连接。
9.根据权利要求6所述的一种处理高浓盐水的系统,其特征在于,所述石灰加药装置用于添加生石灰或熟石灰。
10.一种处理高浓盐水的方法,基于权利要求6所述的一种处理高浓度盐水的系统,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1、将纳滤浓水排入硫酸盐反应釜(3-1),同时向硫酸盐反应釜(3-1)中加入生石灰或熟石灰,硫酸盐与石灰反应后,生成微溶于水的二水石膏,反应浆液通过反应釜(3-1)底部的出水阀依次自流进入污泥浓缩罐(3-2),之后通过污泥浓缩罐(3-2)底部的污泥脱水机进料泵,之后污泥被泵入污泥脱水机(3-3),浓缩污泥进入污泥脱水机(3-3)后将二水石膏与滤液分离,滤液通过滤液罐(3-15)后进入除硬高密池(3-4),二水石膏进行资源化利用或无害化处理;
步骤2、向所述除硬高密池(3-4)中投加除硬药剂将滤液中的总硬度降至100mg/L以下,滤液中的总硬度在除硬高密池(3-4)中反应后,形成碳酸钙与氢氧化镁为主的污泥,碳酸钙与氢氧化镁以污泥形式排出,除硬高密池产水通过砂滤装置(3-5)和超滤装置(3-6)过滤后,进入滤液纳滤系统;
步骤3、滤液纳滤系统产水进入二级纳滤系统进行进一步处理,浓水返回硫酸盐反应釜与石灰反应后,产出二水石膏。
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