CN118164634A - 一种酸性废水热法处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污水处理技术领域，公开了一种酸性废水热法处理工艺，包括以下步骤：S1、将待处理的酸性废水通入砂滤池；S2、经过砂滤处理后的酸性废水通入超滤装置；S3、将超滤液通入一级高倍浓缩反渗透系统，对酸性废水浓缩减量，统浓液送至MVR蒸发系统；S4、一级高倍浓缩反渗透系统淡液调节pH后通入二级高倍浓缩反渗透系统再次浓缩，浓液送至MVR蒸发系统；S5、通过MVR蒸发系统将一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统的浓液蒸发，完成酸性废水的处理。本发明采用高倍浓缩反渗透系统，直接对酸性废水浓缩减量，可以直接高倍浓缩减水量，整体工艺浓缩比例高，减小蒸发器的负荷，投资和运行成本减低。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种酸性废水热法处理工艺。
背景技术
随着工业的迅速发展，工业废水的种类和数量迅猛增加，水体的污染也日趋广泛和严重，逐渐威胁着人类的健康和安全。酸性废水是典型的难处理工业废水，例如冶金行业的工业废水，以高COD、高TDS、高总氮含量为特点的三高污水。该水质在外排过程中必须要经过严格的水质处理方可达标排放，目前行业中的处理方式以生化法和热法为主。
热法是使用蒸发技术将污水整体加热处理，实现污水浓缩，浓缩液经固化成为废固外送处理。现有技术使用热法处理酸性工业废水，由于废水量大，直接蒸发所需蒸发器大，投资成本和处理成本较高；而减量蒸发，需要先加碱中和，这时溶液盐度提高，渗透压增大，浓缩倍率受限制做不高，水量仍较大，对应后续蒸发器的成本问题依然明显。
发明内容
为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种酸性废水热法处理工艺，采用高倍浓缩反渗透系统，直接对酸性废水浓缩减量，可以直接高倍浓缩减水量，整体工艺浓缩比例高，减小蒸发器的负荷，投资和运行成本减低。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种酸性废水热法处理工艺，包括以下步骤：
S1、将待处理的酸性废水以进水流量3~20m3/h通入砂滤池，通过砂滤除去酸性废水中的大颗粒固体杂质；
S2、经过砂滤处理后的酸性废水通入超滤装置，通过超滤膜过滤除去除酸性废水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质；
S3、将超滤液通入一级高倍浓缩反渗透系统，对酸性废水浓缩减量，一级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统；
S4、向一级高倍浓缩反渗透系统淡液加入氢氧化钠调节pH至6~9，然后通入二级高倍浓缩反渗透系统再次浓缩，二级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统；
S5、通过MVR蒸发系统将一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统的浓液蒸发后分离出浓液中的盐，完成酸性废水的处理。
进一步优选地，所述酸性废水中的酸包括硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中的一种或多种。
进一步优选地，所述砂滤池填充不同粒径的石英砂，具体装填方式采用粒径8~12mm的石英砂300mm、粒径4~8mm的石英砂300mm、粒径2~4mm的石英砂400mm。
进一步优选地，所述砂滤池采用气水联合反洗的方式清除滤层中截留的污染物，每4h启动水反洗，每次反洗15min，每次反洗采用单独水反冲洗和气水联合反冲洗交替冲洗3min的方式。
进一步优选地，所述超滤装置中超滤膜为聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈和聚醚砜膜、聚苯胺中的一种。
进一步优选地，所述超滤膜的孔径在5~30nm，超滤装置的进水流量为3-20m3/h、运行压力为0.1~0.8 Mpa。
进一步优选地，所述一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统采用反渗透膜为芳香聚酰胺、聚苯磺酰胺膜中的一种。
进一步优选地，所述一级高倍浓缩反渗透系统的进水流量为3~20m3/h、运行压力为1.5~10MPa、淡液出水含盐量TDS＜5g/L，二级高倍浓缩反渗透系统进水流量为1.5~15m3/h、运行压力为1.1~1.5MPa、淡液出水含盐量TDS＜1g/L。
进一步优选地，所述MVR蒸发系统蒸发温度90~140℃，一级高倍浓缩反渗透系统浓液和二级高倍浓缩反渗透系统浓液进入蒸发系统之前先预热到90℃以上。
进一步优选地，所述步骤S4中二级高倍浓缩反渗透系统淡液和步骤S5中MVR蒸发系统的蒸汽冷凝水合并流入产品水主管道。
本发明的有益效果：
本发明采用高倍浓缩反渗透系统，直接对酸性废水浓缩减量，盐度低对应渗透压低，可以直接高倍浓缩减水量，同时透过反渗透膜的酸液可以再加碱做中和，再次经过高倍浓缩反渗透系统浓缩，整体工艺浓缩比例高，减小蒸发器的负荷，投资和运行成本减低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明酸性废水热法处理工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中，所处理的酸性废水水质情况表如下表1所示：
表1 酸性废水水质情况表
采用本发明酸性废水热法处理系统进行处理，系统包括砂滤池、超滤装置、一级高倍浓缩反渗透系统、二级高倍浓缩反渗透系统和MVR蒸发系统。其中砂滤池填充不同粒径的石英砂，具体装填方式采用粒径8~12mm的石英砂300mm、粒径4~8mm的石英砂300mm、粒径2~4mm的石英砂400mm。超滤装置中超滤膜为聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈和聚醚砜膜、聚苯胺或其他耐酸性的超滤膜，超滤膜的孔径在5~30nm。一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统采用反渗透膜为芳香聚酰胺、聚苯磺酰胺膜或其他耐酸性的反渗透膜。
实施例1
如图1所示，一种酸性废水热法处理工艺，包括以下步骤：
S1、将待处理的酸性废水以进水流量20m3/h通入砂滤池，通过砂滤除去酸性废水中的大颗粒固体杂质，经检测处理后酸性废水的TSS为8.6 mg/L；
S2、经过砂滤处理后的酸性废水通入超滤装置，超滤装置进水流量为20m3/h、运行压力为0.2 Mpa，通过超滤膜过滤除去除酸性废水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质，经检测处理后酸性废水TSS为1.5mg/L，水回收率92.8%；
S3、将超滤液通入一级高倍浓缩反渗透系统，一级高倍浓缩反渗透系统的进水流量为20m3/h、运行压力为9MPa，对酸性废水浓缩减量，一级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统，经检测一级高倍浓缩反渗透系统淡液出水含盐量TDS为3.2g/L，水回收率58%；
S4、向一级高倍浓缩反渗透系统淡液加入氢氧化钠调节pH至6，然后通入二级高倍浓缩反渗透系统再次浓缩，二级高倍浓缩反渗透系统进水流量为2 m3/h、运行压力为1.1MPa；二级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统，经检测二级高倍浓缩反渗透系统淡液出水含盐量TDS 0.05g/L，水回收率67%，符合成品水标准流入成品水管道；
S5、一级高倍浓缩反渗透系统浓液和二级高倍浓缩反渗透系统浓液进入蒸发系统之前先预热到90℃，通过MVR蒸发系统将一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统的浓液蒸发后分离出浓液中的盐，MVR蒸发系统蒸发温度100℃，MVR蒸发系统的蒸汽冷凝后的冷凝水检测符合成品水标准后流入成品水管道。
实施例2
一种酸性废水热法处理工艺，包括以下步骤：
S1、将待处理的酸性废水以进水流量3m3/h通入砂滤池，通过砂滤除去酸性废水中的大颗粒固体杂质，经检测处理后酸性废水的TSS为4.3 mg/L；
S2、经过砂滤处理后的酸性废水通入超滤装置，超滤装置进水流量为3m3/h、运行压力为0.1 Mpa，通过超滤膜过滤除去除酸性废水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质，经检测处理后酸性废水TSS为0.2 mg/L，水回收率95%；
S3、将超滤液通入一级高倍浓缩反渗透系统，一级高倍浓缩反渗透系统的进水流量为3m3/h、运行压力为1.5MPa，对酸性废水浓缩减量，一级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统，经检测一级高倍浓缩反渗透系统淡液出水含盐量TDS为3.1 g/L，水回收率65%；
S4、向一级高倍浓缩反渗透系统淡液加入氢氧化钠调节pH至9，然后通入二级高倍浓缩反渗透系统再次浓缩，二级高倍浓缩反渗透系统进水流量为15m3/h、运行压力为1.5MPa；二级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统，经检测二级高倍浓缩反渗透系统淡液出水含盐量TDS为0.8 g/L，水回收率54%，符合成品水标准流入成品水管道；
S5、一级高倍浓缩反渗透系统浓液和二级高倍浓缩反渗透系统浓液进入蒸发系统之前先预热到90℃，通过MVR蒸发系统将一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统的浓液蒸发后分离出浓液中的盐，MVR蒸发系统蒸发温度140℃，MVR蒸发系统的蒸汽冷凝后的冷凝水检测符合成品水标准后流入成品水管道。
实施例3
一种酸性废水热法处理工艺，包括以下步骤：
S1、将酸性废水通入超滤装置，超滤装置进水流量为15m3/h、运行压力为0.3 Mpa，通过超滤膜过滤除去除酸性废水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质，经检测处理后酸性废水TSS为 0.5mg/L，水回收率90%；
S2、将超滤液通入一级高倍浓缩反渗透系统，一级高倍浓缩反渗透系统的进水流量为3~20m3/h、运行压力为1.5~10MPa，对酸性废水浓缩减量，一级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统，经检测一级高倍浓缩反渗透系统淡液出水含盐量TDS为2.2 g/L，水回收率50%；
S3、向一级高倍浓缩反渗透系统淡液加入氢氧化钠调节pH至8~9，然后通入二级高倍浓缩反渗透系统再次浓缩，二级高倍浓缩反渗透系统进水流量为12m3/h、运行压力为1.3MPa；二级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统，经检测二级高倍浓缩反渗透系统淡液出水含盐量TDS为0.7g/L，水回收率70%，符合成品水标准流入成品水管道；
S4、一级高倍浓缩反渗透系统浓液和二级高倍浓缩反渗透系统浓液进入蒸发系统之前先预热到90℃，通过MVR蒸发系统将一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统的浓液蒸发后分离出浓液中的盐，MVR蒸发系统蒸发温度115℃，MVR蒸发系统的蒸汽冷凝后的冷凝水检测符合成品水标准后流入成品水管道。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种酸性废水热法处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待处理的酸性废水以进水流量3~20m3/h通入砂滤池，通过砂滤除去酸性废水中的大颗粒固体杂质；
S2、经过砂滤处理后的酸性废水通入超滤装置，通过超滤膜过滤除去除酸性废水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质；
S3、将超滤液通入一级高倍浓缩反渗透系统，对酸性废水浓缩减量，一级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统；
S4、向一级高倍浓缩反渗透系统淡液加入氢氧化钠调节pH至6~9，然后通入二级高倍浓缩反渗透系统再次浓缩，二级高倍浓缩反渗透系统浓液送至MVR蒸发系统；
S5、通过MVR蒸发系统将一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统的浓液蒸发后分离出浓液中的盐，完成酸性废水的处理。
2.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述酸性废水中的酸包括硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述砂滤池填充不同粒径的石英砂，具体装填方式采用粒径8~12mm的石英砂300mm、粒径4~8mm的石英砂300mm、粒径2~4mm的石英砂400mm。
4.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述砂滤池采用气水联合反洗的方式清除滤层中截留的污染物，每4h启动水反洗，每次反洗15min，每次反洗采用单独水反冲洗和气水联合反冲洗交替冲洗3min的方式。
5.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述超滤装置中超滤膜为聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯腈和聚醚砜膜、聚苯胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述超滤膜的孔径在5~30nm，超滤装置的进水流量为3~20m3/h、运行压力为0.1~0.8 Mpa。
7.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述一级高倍浓缩反渗透系统和二级高倍浓缩反渗透系统采用反渗透膜为芳香聚酰胺、聚苯磺酰胺膜中的一种。
8.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述一级高倍浓缩反渗透系统的进水流量为3~20m3/h、运行压力为1.5~10MPa、淡液出水含盐量TDS＜5g/L，二级高倍浓缩反渗透系统进水流量为1.5~15m3/h、运行压力为1.1~1.5MPa、淡液出水含盐量TDS＜1g/L。
9.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述MVR蒸发系统蒸发温度90~140℃，一级高倍浓缩反渗透系统浓液和二级高倍浓缩反渗透系统浓液进入蒸发系统之前先预热到90℃以上。
10.根据权利要求1所述的酸性废水热法处理工艺，其特征在于，所述步骤S4中二级高倍浓缩反渗透系统淡液和步骤S5中MVR蒸发系统的蒸汽冷凝水合并流入产品水主管道。
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