CN204325059U

CN204325059U - 一种高浓含盐废水的处理装置

Info

Publication number: CN204325059U
Application number: CN201420788770.2U
Authority: CN
Inventors: 朱欣峰; 张亮平
Original assignee: NINGBO MOER SENMO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Hangzhou Anow Microfiltration Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2024-12-15

Abstract

本实用新型涉及一种高浓含盐废水的处理装置，包括顺次设置并连通的预处理水箱、第一管道混合器、蝶管反渗透膜元件、电渗析元件、第二管道混合器、换热器、加热器、膜蒸馏元件、结晶器；本实用新型基于蝶管反渗透膜（DT）、电渗析（ED）及膜蒸馏（MD）等核心膜技术产品，打通了高浓废水处理工艺链，形成独有的DEM高浓含盐废水处理装置，本实用新型不仅在稳定性，节能性，投资成本等方面完胜其他处理装置，使高浓含盐废水处理设备模块化，简易化，大大降低了企业的使用成本，而且还能保证废水回用率在90%以上，为高浓含盐废水的处理开启也一扇新的窗户。

Description

一种高浓含盐废水的处理装置

技术领域

本实用新型属于废水处理技术领域，具体地说是涉及一种高浓含盐废水的处理装置。

背景技术

保护环境是中国长期稳定发展的根本利益和基本目标之一，实现可持续发展依然是中国面临的严峻挑战。在国家的大力监督下，尤其是排污费上调，环境保护税立法等措施的实施下，企业的环境保护意识相对提高，目前对普通废水的处理都有可行的合理方法，但是在某些特殊工艺链，产生的高浓含盐废水，因为其处理成本和外运成本相对偏高，很多企业仍然采用乱排或混排等方法，严重污染了生态水体。

高浓含盐废水是指具有浊度高、盐分高、有机物含量高、生物毒性大、可生化性差、环境危害大的废水。常规的生化技术及超滤反渗透膜技术等处理工艺无法适用，无法达到达标排放、减量化甚至零排放处理的目的。目前，对于高浓含盐废水常用的处理方法只有闪蒸、多效蒸发或者危废外运，但是前面两者能耗相对偏高，而后者因为外运水量大导致运输成本增大，一般企业都无法承受。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种稳定性好、节能性优、投资成本低的高浓含盐废水的处理装置。

一种高浓含盐废水的处理装置，所述装置包括顺次设置并连通的预处理水箱、第一管道混合器、蝶管反渗透膜元件、电渗析元件、第二管道混合器、换热器、加热器、膜蒸馏元件、结晶器，所述第一管道混合器通过高压泵与蝶管反渗透膜元件相连通，蝶管反渗透膜元件与电渗析元件相连通，所述蝶管反渗透膜元件还与第一水槽相连通，电渗析元件通过管道与高压泵前的管道相连通；所述电渗析元件与第二管道混合器之间设有第二水槽，所述第二水槽通过离心泵与第二管道混合器相连通；所述膜蒸馏元件一侧设有蒸汽出口，膜蒸馏元件底部设有出水口，所述蒸汽出口通过真空泵依次与换热器、第一水槽相连通，出水口通过循环泵分别与结晶器、第二管道混合器相连通；所述结晶器上部设有溢流口，结晶器顶部设有晶种投入口，结晶器底部设有含水晶体排出口。

作为优选，所述膜蒸馏元件一侧设有两个蒸汽出口，其中一个蒸汽出口设置在膜蒸馏元件的上部，另一个蒸汽出口设置在膜蒸馏元件的下部。

作为优选，所述换热器为逆流板式换热器。

作为优选，蝶管反渗透膜元件为蝶管式圆盘结构，圆盘数量为40片或其倍数。

作为优选，所述膜蒸馏元件中的膜选用聚醚醚酮或聚四氟乙烯中空纤维疏水膜，其膜丝采用列管分布。

本实用新型尤其适用于处理水质含盐量0.5～3%、COD含量1000～10000、BC比<0.15，或含有Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺、Cr⁶⁺等重金属离子的高浓含盐废水。本实用新型不仅能降低高浓含盐废水的处理成本，而且还能保证废水回用率在90%以上。

本实用新型以先进技术创造更经济的资源循环利用为指导思想，基于蝶管反渗透膜（DT）、电渗析（ED）及膜蒸馏（MD）等核心膜技术产品，打通了高浓废水处理工艺链，形成独有的DEM高浓含盐废水处理技术及装置，该处理装置在稳定性，节能性，投资成本等方面完胜其他处理装置，使高浓含盐废水处理设备模块化，简易化，大大降低了企业的使用成本，为高浓含盐废水的处理开启也一扇新的窗户。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。

参照图1，一种高浓含盐废水的处理装置，所述装置包括顺次设置并连通的预处理水箱1、第一管道混合器2、蝶管反渗透膜元件4、电渗析元件5、第二管道混合器8、换热器9、加热器10、膜蒸馏元件11、结晶器15，所述第一管道混合器2通过高压泵3与蝶管反渗透膜元件4相连通，蝶管反渗透膜元件4与电渗析元件5相连通，所述蝶管反渗透膜元件4还与第一水槽13相连通，电渗析元件5通过管道与高压泵3前的管道相连通；所述电渗析元件5与第二管道混合器8之间设有第二水槽6，所述第二水槽6通过离心泵7与第二管道混合器8相连通；所述膜蒸馏元件11一侧设有蒸汽出口17，膜蒸馏元件11底部设有出水口18，所述蒸汽出口17通过真空泵12依次与换热器9、第一水槽13相连通，出水口18通过循环泵14分别与结晶器15、第二管道混合器8相连通；所述结晶器15上部设有溢流口19，结晶器顶部设有晶种投入口16，结晶器底部设有含水晶体排出口20。

所述膜蒸馏元件11一侧设有两个蒸汽出口17，其中一个蒸汽出口设置在膜蒸馏元件的上部，另一个蒸汽出口设置在膜蒸馏元件的下部。

具体处理过程包括下述步骤：

（1）高浓废水原水经过砂滤、精密过滤、管式超滤、软化等预处理工艺后，使水质中SS含量<10mg/L，Ca²⁺、Mg²⁺总含量<3mg/L，合格预处理废水存放于预处理水箱1中；

（2）预处理后的废水经过第一管道混合器2，调节pH为7～9，进水温度控制为＜35℃；

（3）调节pH后的废水经高压泵3增压后通过蝶管反渗透膜元件（DT）4进行第一步处理，高压泵控制进水压力为2.5～8MPa；

（4）蝶管反渗透膜元件4进行处理后，所得淡水进入第一水槽13收集回用，浓水通过水泵16后进入电渗析元件（ED）5中进行进一步处理；控制蝶管反渗透膜（DT）4的淡水回用率在60～80%；

（5）DT浓水在电渗析（ED）5中发生离子迁移，因电渗析（ED）只能去除盐分，而不能去除COD，因此ED淡水需回到高压泵3前循环，去除ED淡水中的COD；电渗析元件处理后的淡水回到高压泵3前循环，ED浓水用第二水槽6中转；控制电渗析（ED）4的淡水回用率在40～60%；

（6）第二水槽6中的浓水用离心泵7段间增压，控制进水压力在0.1～0.2MPa，ED浓水先经过第二管道8混合器，并加入特定阻垢剂，然后用换热器9补热，最后用加热器10加热，保证进水温度在60～80℃；其中，所述阻垢剂由下述质量分数的组分组成：六偏磷酸钠1～10%、羟基乙叉二膦酸钠10～15%、巯基苯并噻唑0～2%、聚丙烯酸钠2～10%、余量为氢氧化钠水溶液；补热热源为膜蒸馏（MD）淡水蒸汽，加热热源可选用饱和蒸汽或导热油等，所述换热器为逆流板式换热器；

（7）在保证进水温度条件下，ED浓水进入膜蒸馏（MD）元件11进行处理，膜蒸馏的淡水蒸汽通过真空泵12抽送，蒸汽先通过换热器9，作为ED浓水的热源，然后进入第一水槽13冷凝收集回用；

（8）MD浓水使用循环泵14强制循环，直至膜蒸馏（MD）溶液过饱和而不结晶；其中75～90%水量回第二管道混合器8之后，10～25%水量进入结晶器15，具体循环比根据实际废水浓度及成分而定；MD浓水在结晶器15内降温结晶，结晶器中定时加入纯晶型雪花状硫酸钠晶种，保证晶体均匀，结晶器器排料顺畅，不易堵；

（9）结晶母液定时从结晶器上部的溢流口19溢流，含水结晶盐从结晶器底部的含水晶体排出口20定时排出，含水结晶盐含水率在20～30%之间；

（10）溢流结晶母液与含水结晶盐收集后外运进行危废处理。

其中，所述蝶管反渗透膜（DT）元件为蝶管式圆盘结构，圆盘数量为40片或其倍数。单根膜元件根据原水浓度情况处理水量为1.5～3吨/天，膜元件根据处理水量模块化组合，最大操作压力为8 MPa，水回收率为60～80%。

所述电渗析（ED）元件采用均相膜，宽流道设计，倒极运行，运行流速0.2m/s，运行压力0.1～0.2MPa，运行电流根据含盐量调整，低于极限电流，水回收率为40～60%。

所述膜蒸馏（MD）元件中的膜丝采用列管分布，选用有耐温聚醚醚酮（PEEK）或聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维疏水膜，运行压力0.1～0.2MPa，单根14英寸膜元件根据原水温度和杂质种类处理水量2～3吨/天。

DEM高浓废水处理装置用于处理某化工废水，其处理结果如表1所示：

表1

根据表1结果可以看出，某化工废水，通过DEM高浓废水处理装置及技术，DT淡水回用率可达56%，MD淡水回用率可达46%，总淡水回用能达到90.5%，外排量为不处理时的9.5%。总回用淡水含盐量<1500mg/L，COD≤22，完全符合二类水回用标准。

DEM高浓废水处理装置用于处理某制药母液，其处理结果如表2所示：

表2

根据表2结果可以看出，某制药母液，通过DEM高浓废水处理技术及装置，DT淡水回用率可达80%，MD淡水回用率可达50%，总淡水回用能达到97%，外排量为不处理时的3%。总回用淡水含盐量<300mg/L，COD≤25，完全符合一类水回用标准。

DEM高浓废水处理装置用于处理某垃圾渗滤液，其处理结果如表3所示：

表3

根据表3结果可以看出，某垃圾渗滤液，通过DEM高浓废水处理技术及装置，DT淡水回用率可达70%，MD淡水回用率可达50%，总淡水回用能达到95%，外排量为不处理时的5%。总回用淡水含盐量<300mg/L，COD≤25，完全符合一类水回用标准。

DEM高浓废水处理装置处理能耗如表4所示：

表4

	实施例3	实施例4	实施例5
				DT能耗 kwh/吨	7.5	7	7
ED能耗 kwh/吨	10	9	8
				MD能耗 kwh/吨	25	21	20
总能耗 kwh/吨	18.28	11.88	13.87
				设备折旧元/吨	13.4	15.3	13.4
总费用元/吨	28.02	24.81	24.49

以蒸发量为1吨水为例，单效或多效蒸发工艺处理费用如表5所示：

表5

效数	单效	双效	三效	四效	五效
						蒸汽消耗 t	1.1	0.57	0.4	0.3	0.27
能量消耗 kwh	686	355	244	187	168
						设备折旧元/吨	0.3	0.6	0.9	1.2	1.5
总费用元/吨	549.1	213	196.1	150.8	135.9

对比表4与表5，其中能力消耗最终折算成电费，以一般工业用电0.8元/kwh计算，以蒸发量为1吨水为例，单效或多效蒸发工艺蒸干1吨水所需的费用也远远大于DEM高浓废水处理装置的处理结果，因此DEM高浓废水处理技术具有非常优异的降能优势。

传统危废外运成本如表6所示：

表6

	某化工废水	某制药母液	某垃圾渗滤液
				COD	200	1500	3000
含盐量mg/L	25000-27000	6000-8000	6000
				外运成本元/吨	1500	3000	1300

对比表4与表6，以杭州为例，其中某化工废水中含有较高盐分外运处理成本大约在1500元/吨，某制药废水中，因含有未知不可降解物，外运成本大约在3000元/吨，某垃圾渗滤液，相对外运成本较低在1300元/吨左右，但是未处理废水的直接外用成本仍远远高于处理成本，同时，处理后大部分水仍能回用，无须再次占用用水指标，不仅达到节能减排的效果，还为企业节省了成本。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种高浓含盐废水的处理装置，其特征在于：所述装置包括顺次设置并连通的预处理水箱、第一管道混合器、蝶管反渗透膜元件、电渗析元件、第二管道混合器、换热器、加热器、膜蒸馏元件、结晶器，所述第一管道混合器通过高压泵与蝶管反渗透膜元件相连通，蝶管反渗透膜元件与电渗析元件相连通，所述蝶管反渗透膜元件还与第一水槽相连通，电渗析元件通过管道与高压泵前的管道相连通；所述电渗析元件与第二管道混合器之间设有第二水槽，所述第二水槽通过离心泵与第二管道混合器相连通；所述膜蒸馏元件一侧设有蒸汽出口，膜蒸馏元件底部设有出水口，所述蒸汽出口通过真空泵依次与换热器、第一水槽相连通，出水口通过循环泵分别与结晶器、第二管道混合器相连通；所述结晶器上部设有溢流口，结晶器顶部设有晶种投入口，结晶器底部设有含水晶体排出口。

2.根据权利要求1所述的高浓含盐废水的处理装置，其特征在于：所述膜蒸馏元件一侧设有两个蒸汽出口，其中一个蒸汽出口设置在膜蒸馏元件的上部，另一个蒸汽出口设置在膜蒸馏元件的下部。

3.根据权利要求1所述的高浓含盐废水的处理装置，其特征在于：所述蝶管反渗透膜元件为蝶管式圆盘结构，圆盘数量为40片或其倍数。

4.根据权利要求1所述的高浓含盐废水的处理装置，其特征在于：所述换热器为逆流板式换热器。

5.根据权利要求1所述的高浓含盐废水的处理装置，其特征在于：所述膜蒸馏元件中的膜选用聚醚醚酮或聚四氟乙烯中空纤维疏水膜，其膜丝采用列管分布。