CN204981431U - 一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业废水回用处理领域，尤其是一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统，包括pH粗调反应槽、pH细调反应槽、浓缩槽、管式膜组件、过滤水槽、污泥贮槽和板框压滤机；所述pH粗调反应槽与污水进水口连通，pH细调反应槽的出水口与浓缩槽的进水口连通，pH粗调反应槽与pH细调反应槽之间连通；浓缩槽的出水口与管式膜组件的进水口端连通；所述管式膜组件上设置有滤水出口端及浓水回流端，滤水出口端与过滤水槽连通；浓水回流端与管式膜组件的进水口端连通，浓水回流端设置有污泥浓缩液排放管路，污泥浓缩液排放管路与污泥贮槽连通；所述污泥贮槽后方设置有板框压滤机，板框压滤机的脱离水出口与反应槽连通。

Description

一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统

技术领域

本实用新型涉及工业废水回用处理领域，尤其是一种采用管式微

滤膜的脱硫废水回用处理系统。

背景技术

热电厂的湿法烟气脱硫所产生的废水，一般呈弱酸性，水量不大，

但含有多种污染物，例如有机物、悬浮物、氟化物、微量重金属，同

时具有极高硬度和极低碱度的特点。针对热电厂废水处理的问题，目

前大多热电厂将废水进行预沉处理之后，采用物化法（化学混凝+沉

淀池）处理脱硫废水，即行业内称的三联箱工艺。脱硫废水经过常规

三联箱处理后，虽然去除了大部分悬浮物，降低了硬度及重金属含量，

但含盐量仍非常高，一般在2-3％，主要成分阳离子是钠、钙、镁，

阴离子是氯、硫酸根、碳酸根等，同时含有一定的悬浮物、COD、氨

氮等，因此给脱硫废水达标处理后的后续深度处理带来了非常大的困

难，尤其是其中极高浓度的钙镁成分将给特种RO分离或蒸发器处理

带来极大的麻烦。此外，大多数三联箱处理设备因各种原因，即便对

于悬浮固体、氟离子、各种重金属，其实也不能真正的达到良好除去

效果，只是这类废水的水量较小，并且多数电厂经三联箱简单处理后，

即作为冲灰等使用，使得传统废水处理设备及处理工艺的局限性并未

彰显。

目前针对脱硫废水的处理有了比较新的趋势，即回用处理，甚至

以零排放为目标。此时，为了保障后续回用核心设备（各种RO膜、

或蒸发器）的良好运行，就需要针对致垢成分（钙、镁、钡、锶、硅

等）进行处理，务求将其完全除去。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以彻底去除致垢

成分及重金属、氟离子等污染物的采用管式微滤膜的脱硫废水回用处

理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型是按如下方式实现的：本实用

新型所述一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统，包括pH粗

调反应槽、pH细调反应槽、浓缩槽、管式膜组件、过滤水槽、污泥

贮槽和板框压滤机；所述pH粗调反应槽与污水进水口连通，pH细调

反应槽的出水口与浓缩槽的进水口连通，pH粗调反应槽与pH细调反

应槽之间连通；浓缩槽的出水口与管式膜组件的进水口端连通；所述

管式膜组件上设置有滤水出口端及浓水回流端，滤水出口端与过滤水

槽连通；浓水回流端与管式膜组件的进水口端连通，浓水回流端设置

有污泥浓缩液排放管路，污泥浓缩液排放管路与污泥贮槽连通；所述

污泥贮槽后方设置有板框压滤机，板框压滤机的脱离水出口与反应槽

连通。

所述pH粗调反应槽及pH细调反应槽内均设置有机械搅拌装置及

pH值监测装置。

所述过滤水槽后方设置有用于降低TOC值的活性炭过滤器。

所述管式膜组件由错流过滤的管式微滤膜组成。

上述脱硫废水回用处理系统所采用的工艺方法包括如下步骤：

1)将脱硫废水导入pH粗调反应槽中，在pH粗调反应槽中添加

石灰、纯碱，进行pH值粗调，通过化学反应形成碳酸钙和氢

氧化镁的沉淀物，同时氢氧化镁携带二氧化硅形成共沉淀；

2)将经过pH值粗调后的废水导入pH细调反应槽中，在pH细调

反应槽中添加石灰、纯碱，对pH值进行精调，增强脱硫废水

在pH细调反应槽中的反应效果；

3)将经过pH粗调反应槽及pH细调反应槽后的含有反应生成的

悬浮固体的水通过溢流的方式通入浓缩槽中；

4)将浓缩槽内的水注入管式膜组件内进行固液分离；

5)管式膜组件的滤出水存放于过滤水槽中，将滤出水的pH值调

至中性，作为反渗透工艺的进水；

6)流经管式膜组件的水将再次被通入管式膜组件中进行循环过

滤，此过程中产生的含有污泥的浓缩液将被排泄至污泥贮槽

内；

7)通过板框压滤机对污泥贮槽内的浓缩液进行污泥脱水处理，

污泥脱水处理后的脱离水将再次被注入最前端的pH粗调反

应槽中进行第二次处理；对脱水后的泥饼进行集中处理。

在pH粗调反应槽、pH细调反应槽中可添加次氯酸钠用于抑制微

生物的滋生，在pH粗调反应槽、pH细调反应槽中构成沉淀物的最佳

反应时间为20分钟，根据pH值监控数据实时调节各反应槽中污水的

pH值。

本实用新型的积极效果：本实用新型所述一种采用管式微滤膜的

脱硫废水回用处理系统，选择了化学加药软化（同时除钡、锶、二氧

化硅）跟管式膜组件的处理模式，依靠管式膜组件取代沉淀池、砂滤

和超滤等多道前处理及过滤设备，可直接进行过滤实现固体颗粒和液

体的分离，水中污染物不需要沉淀就能有效去除，实现向后端回收反

渗透装置输送合格进水的功能；该系统可同步除去钙、镁、钡、锶等

所有二价阳离子和二氧化硅，基本完全消除针对RO或蒸发器系统的

无机致垢成分；整个反应过程中无需投加絮凝剂、PAM，无需考虑矾

花沉降效率，并可在高pH条件下持续运行（pH大于10），因此更能

保证快速有效去除钙镁硅沉淀，和锶、钡等有结垢倾向的离子成分。

在后续阶段可通过板框压滤机实现彻底的固液分离，固体微粒可

回收利用，回收率接近100%，可将固体废弃物资源化；该系统中所

涉及到的设备清洗方便，仅仅需要常规的无机酸、碱和氧化剂，没有

废水排放限制。

管式膜组件作为过滤的核心部件，采用管式大流量错流过滤，水

流切向高速流过膜表面，在过滤的同时还有冲刷清洁膜表面的作用，

污染物不易累积，膜面不易污染，适合过滤高浊度（最高5%的悬浮

固体浓度）和污染物粒径相近的料液；滤后的产水浊度<1NTU，可以

有效的保护反渗透。管式膜组件作为反渗透或蒸发器等脱盐工艺的管

式膜软化处理，大大缩短简化了工艺流程，减少了系统占地面积，提

高了后续设备的回收率，并有效延长其使用寿命。相较于其他膜组件，

管式膜组件有强度好、耐摩擦、耐高浓度药剂清洗、可在极高悬浮固

体浓度下稳定运行、可耐受进水水质波动等优良性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说

明。

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述一种采用管式微滤膜的脱硫废水回

用处理系统，包括pH粗调反应槽、pH细调反应槽、浓缩槽、管式膜

组件、过滤水槽、污泥贮槽和板框压滤机；所述pH粗调反应槽与污

水进水口连通，pH细调反应槽的出水口与浓缩槽的进水口连通，pH

粗调反应槽与pH细调反应槽之间连通；浓缩槽的出水口与管式膜组

件的进水口端连通；所述管式膜组件上设置有滤水出口端及浓水回流

端，滤水出口端与过滤水槽连通；浓水回流端与管式膜组件的进水口

端连通，浓水回流端设置有污泥浓缩液排放管路，污泥浓缩液排放管

路与污泥贮槽连通；所述污泥贮槽后方设置有板框压滤机，板框压滤

机的脱离水出口与反应槽连通。

所述pH粗调反应槽及pH细调反应槽内均设置有机械搅拌装置及

pH值监测装置。

所述过滤水槽后方设置有用于降低TOC值的活性炭过滤器。

所述管式膜组件由错流过滤的管式微滤膜组成。

上述脱硫废水回用处理系统所采用的工艺方法包括如下步骤：

1)将经过预沉/调节处理后的脱硫废水以20m3/h的速度导入pH

粗调反应槽中，在pH粗调反应槽中添加石灰、纯碱，进行

pH值粗调，通过化学反应形成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀物；

可在pH粗调反应槽中添加次氯酸钠用于抑制微生物的滋生；

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2-->2CaCO3(s)

MgCl2+Ca(OH)2+Na2CO3-->2CaCO3(s)+2NaCl+Mg(OH)2(s)

生成物括号内的(s)表示发生反应生成了不溶物，即悬浮固体；以

上反应式中的石灰起到提供氢氧根的作用，但是会带入钙离子，这些

带入的钙离子和水中已有的钙离子都需要碳酸氢根与之反应形成沉

淀，而水中现有的碳酸氢根多数情况下其当量浓度高于脱硫废水中原

有的钙离子浓度，但在投加石灰的情况下，就不足以沉淀所有的钙离

子了，此刻需要同时投加纯碱已提供更多的碳酸根。

同时上述反应生成的氢氧化镁可携带水中的二氧化硅形成共沉

淀，通过管式膜的高效固液分离，二氧化硅同时被除去。

SiO2+Mg(OH)2(s)-->Mg(HSiO3)2(s)

部分资料显示，根据初始和最终硅的含量，为了有效的携带二

氧化硅共沉淀，所需要的Mg离子浓度（mg/l）大约需要是二氧化硅

浓度（mg/l）的2.5倍。不同的技术文献有不同的比例数值，相信和

很多其他影响因素有关，因此实际情况应根据烧杯实验确定才最可

靠。在水中现有的镁离子不足以携带二氧化硅沉淀的情况下，就需要

人工投加镁盐来促进除硅效果，补充镁盐的同时，需要添加等当量的

碱（石灰或液碱）与这些镁盐反应。可供选择的镁盐有氧化镁和氯化

镁，前者一般廉价易得，但是不易操作，且反应较慢，需要一定温度；

后者则相对价格较高，但是因其易溶于水制成溶液，因此操作方便，

反应迅速。

2)将经过pH值粗调后的废水导入pH细调反应槽中，在pH细调

反应槽中添加石灰、纯碱，对pH值进行精调，增强脱硫废水

在反应槽中的反应效果；

以上两个步骤均通过充分的机械搅拌使得药剂和进水完全混

合发生反应，同时反应槽配套有机械搅拌装置可有效的避免沉淀

物沉入池底；在步骤1和步骤2的反应过程中，污水中的氟、钡、

锶这三者会形成不溶于水的物质氟化钙、硫酸钡及硫酸锶，这三

种物质在经过管式膜组件后会被截留去除，从而实现了去除氟、

钡、锶离子的作用；

3)将经过pH粗调反应槽及pH细调反应槽后含有反应生成的悬

浮固体的水通过溢流的方式通入浓缩槽中；

4)将浓缩槽内的水注入管式膜组件内进行固液分离；

5)管式膜组件的滤出水存放于过滤水槽中，将滤出水的pH值调

至中性，以20m3/h的速度排出，作为反渗透工艺的进水；可

在过滤水槽的滤出水进入与反渗透工艺之前增加可以降低

TOC值的活性炭过滤工艺，活性炭过滤工艺通过设置降低TOC

值的活性炭过滤器实现；

6)流经管式膜组件的水将再次被通入管式膜组件中进行循环过

滤，此过程中产生的含有污泥的浓缩液将以12.4m3/h的速度

被排泄至污泥贮槽内；

7)通过板框压滤机对污泥贮槽内的浓缩液进行污泥脱水处理，

污泥脱水处理后的脱离水将再次以11.7m3/h的速度被注入最

前端的pH粗调反应槽中进行第二次处理；对脱水后的泥饼进

行集中处理，一般此时的泥饼的固体含量保持在60%左右。

Claims (4)

1.一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统，其特征在于：包括pH粗调反应槽、pH细调反应槽、浓缩槽、管式膜组件、过滤水槽、污泥贮槽和板框压滤机；所述pH粗调反应槽与污水进水口连通，pH细调反应槽的出水口与浓缩槽的进水口连通，pH粗调反应槽与pH细调反应槽之间连通；浓缩槽的出水口与管式膜组件的进水口端连通；所述管式膜组件上设置有滤水出口端及浓水回流端，滤水出口端与过滤水槽连通；浓水回流端与管式膜组件的进水口端连通，浓水回流端设置有污泥浓缩液排放管路，污泥浓缩液排放管路与污泥贮槽连通；所述污泥贮槽后方设置有板框压滤机，板框压滤机的脱离水出口与反应槽连通。

2.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统，其特征在于：所述pH粗调反应槽及pH细调反应槽内均设置有机械搅拌装置及pH值监测装置。

3.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统，其特征在于：所述过滤水槽后方设置有活性炭过滤器。

4.根据权利要求1所述的一种采用管式微滤膜的脱硫废水回用处理系统，其特征在于：所述管式膜组件由错流过滤的管式微滤膜组成。