铜冶炼中水处理回收装置
技术领域
本实用新型涉及的是铜冶炼中水处理回收装置,属于工业废水处理的技术领域。
背景技术
铜冶炼生产过程中会产生大量的中水,铜矿酸性废水处理系统也会产生部分高含盐的反渗透浓水,其水质具有较高的钙、镁、钠、氯、硝酸根、硫酸根、重碳酸根等离子,较高的溶解总固体,少量的重金属离子以及部分悬浮物和有机污染物,其水目前利用传统的净化浓缩工艺,虽然可以回收部分中水,可排出的浓水又会对环境造成污染。需要新的铜冶炼中水处理回用及零排放技术来达到既要消除水污染,保护生态环境,又使得铜冶炼中水得到回收利用的目的。
发明内容
本实用新型提出的是一种铜冶炼中水处理回用及零排放装置,其目的旨在利用预处理软化系统、一级除盐系统、二级除盐系统、浓盐水零排放处理系统对铜冶炼中水进行处理回用。处理前铜冶炼中水主要水质为:pH:6.5~9.5,TDS(溶解总固体):1000~6000mg/L,Ca2+(钙离子):100~1000 mg/L,Mg2+(镁离子):40~500mg/L,Na+(钠离子):40~500mg/L,Cl-(氯离子):40~500mg/L,SO4 2-(硫酸根):200~2500mg/L,HCO3 -(碳酸氢根):200~3000mg/L,NO3 2-(硝酸根):30~300mg/L。铜冶炼中水经铜冶炼中水处理回用及零排放装置处理后,二级除盐系统产水完全达到脱盐水的要求,脱盐水系统产水水质为:电导率≤0.2μs/cm(25℃)、SiO2含量≤20μg/L;而一级除盐水系统的出水可以作为循环水补水,其水质指标优于《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)6.1.3再生水水质标准(其中pH:7.0~8.5、Cl-﹤250mg/L、TDS﹤1000mg/L),将铜冶炼中水完全处理回用,达到消除水污染,又节水的目的。
本实用新型的技术解决方案:铜冶炼中水处理回收装置,其结构包括预处理软化系统(1)、一级除盐处理系统(2)、二级除盐处理系统(3)、浓盐水零排放处理系统(4);其中铜冶炼中水管A接到预处理软化系统(1)的进水口,预处理软化系统(1)的出水G接到一级除盐处理系统(2)的进水口,预处理软化系统(1)的出泥口排出预处理软化污泥B(去污水处理站),一级除盐处理系统(2)的一级除盐水H接到二级除盐处理系统(3)的进水口同时送出一级除盐水补充循环水E1,一级除盐处理系统(2)的浓水J接到浓盐水零排放处理系统(4)的进水口,二级除盐处理系统(3)的浓水回流I接到预处理软化系统(1)的回流进水口,二级除盐处理系统(3)的出水口送出除盐水D,浓盐水零排放处理系统(4)的出水口送出补充循环水E2,浓盐水零排放处理系统(4)的出盐口送出废盐F,浓盐水零排放处理系统(4)的出泥口送出浓盐水零排放处理系统污泥C(去污水处理站)。
本实用新型的优点:
①利用石灰、纯碱去除中水的硬度;
②利用一级反渗透初步除盐,出水补到循环水;
③利用二级反渗透与电去离子进一步除盐,达到除盐水的要求;
④利用特殊反渗透浓缩减量并蒸发;
⑤最终达到回收水资源,消除污染及零排放的目的。
附图说明
附图1是铜冶炼中水处理回用零排放装置的总体结构示意图。
附图2是铜冶炼中水处理回用零排放装置的预处理软化系统结构示意图。
附图3是铜冶炼中水处理回用零排放装置的一级除盐系统与二级除盐系统结构示意图。
附图4是铜冶炼中水处理回用零排放装置的浓盐水零排放处理系统结构示意图。
附图5是铜冶炼中水处理回用零排放装置实施例的工艺流程框图。
附图中的SPT表示预处理软化系统(1)、DS1表示一级除盐处理系统(2)、DS2表示二级除盐处理系统(3)、CWZLD表示浓盐水零排放处理系统(4);A表示铜冶炼中水、B表示预处理软化污泥(去污水处理站)、C表示浓盐水零排放处理系统污泥(去污水处理站)、D表示除盐水、E1表示一级除盐水补充循环水、E2表示浓盐水零排放处理系统的产水补充循环水、F表示废盐、G表示预处理软化系统的出水、H表示一级除盐系统的一级除盐水、I表示二级除盐系统的浓水回流、J表示一级除盐系统的浓水;T1表示原水箱(1-1)、T2表示清水箱(1-3)、T3表示超滤产水箱(1-7)、T4表示一级反渗透浓水箱(2-3)、T5表示一级除盐水箱(2-6)、T6表示二级反渗透产水箱(3-3)、T7表示除盐水箱(3-6)、T8表示浓盐水反渗透浓水箱(4-5)、T9表示浓盐水零排放处理系统产水箱(4-4);D1表示Ca(OH)2和Na2CO3和PAC和PAM和杀菌剂投加装置(1-8)、D2表示HCl投加装置(1-9)、D3表示超滤在线清洗加药装置(1-10)、D4表示还原剂和阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置(2-7)、D5表示阻垢剂投加装置(2-8)、D6表示NaOH投加装置(3-7)、D7表示Ca(OH)2和Na2CO3和聚铁和杀菌剂投加装置(4-9)、D8表示HCl和阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置(4-10)、D9表示阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置(4-11);P1表示原水泵(1-11)、P2表示高效过滤器给水泵(1-12)、P3表示高效过滤器反洗水泵(1-13)、P4表示一级反渗透给水泵(1-16)、P5表示超滤反洗水泵(1-17)、P6表示一级反渗透高压泵(2-9)、P7表示浓水反渗透给水泵(2-10)、P8表示浓水反渗透高压泵(2-11)、P9表示二级反渗透给水泵(2-12)、P10表示一级除盐水循环水补水泵(2-13)、P11表示二级反渗透高压泵(3-8)、P12表示EDI给水泵(3-9)、P13表示除盐水泵(3-10)、P14表示浓盐水反渗透给水泵(4-12)、P15表示浓盐水反渗透高压泵(4-13)、P16表示STRO给水泵(4-15)、P17表示STRO高压泵(4-16)、P18表示浓盐水零排放处理产水循环水补水泵(4-14);B1表示高效过滤器反洗风机(1-14)、B2表示超滤反洗风机(1-15);SAF1表示一级反渗透保安过滤器(2-1)、SAF2表示浓水反渗透保安过滤器(2-4)、SAF3表示二级反渗透保安过滤器(3-1)、SAF4表示EDI保安过滤器(3-4)、SAF5表示浓盐水反渗透保安过滤器(4-2)、SAF6表示STRO保安过滤器(4-6);MCT表示机械搅拌澄清池(1-2)、HEF表示高效过滤器(1-4)、DCF表示100微米碟片式过滤器(1-5)、UF表示超滤装置(1-6)、RO1表示一级反渗透装置(2-2)、ROC表示浓水反渗透装置(2-5)、RO2表示二级反渗透装置(3-2)、EDI表示电去离子装置(3-5)、DFS表示DF膜软化装置(4-1)、CWRO表示浓盐水反渗透装置(4-3)、STRO表示管网式反渗透装置(4-7)、ZF表示蒸发装置(4-8)。
具体实施方式
对照附图1,铜冶炼中水处理回收装置,其结构包括预处理软化系统(1)、一级除盐处理系统(2)、二级除盐处理系统(3)、浓盐水零排放处理系统(4);其中铜冶炼中水管A接到预处理软化系统(1)的进水口,预处理软化系统(1)的出水G接到一级除盐处理系统(2)的进水口,预处理软化系统(1)的出泥口排出预处理软化污泥B(去污水处理站),一级除盐处理系统(2)的一级除盐水H接到二级除盐处理系统(3)的进水口同时接到一级除盐水补充循环水E1,一级除盐处理系统(2)的浓水J接到浓盐水零排放处理系统(4)的进水口,二级除盐处理系统(3)的浓水回流I接到预处理软化系统(1)的回流进水口,二级除盐处理系统(3)的出水口送出除盐水D,浓盐水零排放处理系统(4)的出水口送出补充循环水E2,浓盐水零排放处理系统(4)的出盐口送出废盐F,浓盐水零排放处理系统(4)的出泥口送出浓盐水零排放处理系统污泥C(去污水处理站)。
对照附图2,预处理软化系统(1),其结构包括原水箱(1-1)、机械搅拌澄清池(1-2)、清水箱(1-3)、高效过滤器(1-4)、100微米碟片式过滤器(1-5)、超滤装置(1-6)、超滤产水箱(1-7)、Ca(OH)2和Na2CO3和PAC和PAM和杀菌剂投加装置(1-8)、HCl投加装置(1-9)、超滤在线清洗加药装置(1-10)、原水泵(1-11)、高效过滤器给水泵(1-12)、高效过滤器反洗水泵(1-13)、高效过滤器反洗风机(1-14)、超滤反洗风机(1-15)、一级反渗透给水泵(1-16)、超滤反洗水泵(1-17);其中铜冶炼中水管A接到原水箱(1-1)的进水口,原水箱(1-1)的出水口通过原水泵(1-11)接到机械搅拌澄清池(1-2)的进水口,Ca(OH)2和Na2CO3和PAC和PAM和杀菌剂投加装置(1-8)的加药出口也接到机械搅拌澄清池(1-2)的进水口,机械搅拌澄清池(1-2)的排泥口排出预处理软化污泥B(去污水处理站),机械搅拌澄清池(1-2)的出水口接到清水箱(1-3)的进水口,清水箱(1-3)的出水口通过高效过滤器给水泵(1-12)接到高效过滤器(1-4)的进水口,清水箱(1-3)的出水口也通过高效过滤器反洗水泵(1-13)接到高效过滤器(1-4)的反洗进水口,HCl投加装置(1-9)的出药口也接到高效过滤器(1-4)的进水口,高效过滤器反洗风机(1-14)的出风口接到高效过滤器(1-4)的反洗进风口,高效过滤器(1-4)的出水口接到100微米碟片式过滤器(1-5)的进水口,100微米碟片式过滤器(1-5)的出水口接到超滤装置(1-6)的进水口,超滤装置(1-6)的出水口接到超滤产水箱(1-7)的进水口,二级除盐系统的浓水回流I接到超滤产水箱(1-7)的回流水进水口,超滤产水箱(1-7)的出水口通过一级反渗透给水泵(1-16)送出预处理软化系统的出水G,超滤产水箱(1-7)的出水口也通过超滤反洗水泵(1-17)接到超滤装置(1-6)的反洗进水口,超滤在线清洗加药装置(1-10)的出药口也接到超滤装置(1-6)的反洗进水口,超滤反洗风机(1-15)的出风口接到超滤装置(1-6)的反洗进风口,高效过滤器(1-4)的反洗排水口、100微米碟片式过滤器(1-5)的反洗排水口和超滤装置(1-6)的反洗排水口都接到原水箱(1-1)的回流进水口。
对照附图3,一级除盐处理系统(2),其结构包括一级反渗透保安过滤器(2-1)、一级反渗透装置(2-2)、一级反渗透浓水箱(2-3)、浓水反渗透保安过滤器(2-4)、浓水反渗透装置(2-5)、一级除盐水箱(2-6)、还原剂/阻垢剂/非氧化杀菌剂投加装置(2-7)、阻垢剂投加装置(2-8)、一级反渗透高压泵(2-9)、浓水反渗透给水泵(2-10)、浓水反渗透高压泵(2-11)、二级反渗透给水泵(2-12)、一级除盐水循环水补水泵(2-13);
二级除盐处理系统(3),其结构包括二级反渗透保安过滤器(3-1)、二级反渗透装置(3-2)、二级反渗透产水箱(3-3)、EDI保安过滤器(3-4)、电去离子装置(3-5)、除盐水箱(3-6)、NaOH投加装置(3-7)、二级反渗透高压泵(3-8)、EDI给水泵(3-9)、除盐水泵(3-10);其中预处理系统的出水管G接到一级反渗透保安过滤器(2-1)的进水口,还原剂/阻垢剂/非氧化杀菌剂投加装置(2-7)的出药口也接到一级反渗透保安过滤器(2-1)的进水口,一级反渗透保安过滤器(2-1)的出水口通过一级反渗透高压泵(2-9)接到一级反渗透装置(2-2)的进水口,一级反渗透装置(2-2)的产水出口接到一级除盐水箱(2-6)的2#进水口,一级反渗透装置(2-2)的浓水出口接到一级反渗透浓水箱(2-3)的进水口,一级反渗透浓水箱(2-3)的出水口通过浓水反渗透给水泵(2-10)接到浓水反渗透保安过滤器(2-4)的进水口,阻垢剂投加装置(2-8)的出药口也接到浓水反渗透保安过滤器(2-4)的进水口,浓水反渗透保安过滤器(2-4)的出水口通过浓水反渗透高压泵(2-11)接到浓水反渗透装置(2-5)的进水口,浓水反渗透装置(2-5)的产水出口接到一级除盐水箱(2-6)的1#进水口,浓水反渗透装置(2-5)的浓水出口送出一级除盐系统的浓水J,一级除盐水箱(2-6)的出水口通过一级除盐水循环水补水泵(2-13)送出一级除盐水补充循环水E1;一级除盐水箱(2-6)的出水口也通过二级反渗透给水泵(2-12)接到二级反渗透保安过滤器(3-1)的进水口,NaOH投加装置(3-7)的出药口也接到二级反渗透保安过滤器(3-1)的进水口,二级反渗透保安过滤器(3-1)的出水口通过二级反渗透高压泵(3-8)接到二级反渗透装置(3-2)的进水口,二级反渗透装置(3-2)的产水出口接到二级反渗透产水箱(3-3)的进水口,二级反渗透产水箱(3-3)的出水口通过EDI给水泵(3-9)接到EDI保安过滤器(3-4)的进水口,EDI保安过滤器(3-4)的出水口接到电去离子装置(3-5)的进水口,二级反渗透装置(3-2)的浓水出口与电去离子装置(3-5)的浓水出口送出二级除盐系统的浓水回流I,电去离子装置(3-5)的产水出口接到除盐水箱(3-6)的进水口,除盐水箱(3-6)的出水口通过除盐水泵(3-10)送出除盐水D。
对照附图4,浓盐水零排放处理系统(4),其结构包括DF膜软化装置(4-1)、浓盐水反渗透保安过滤器(4-2)、浓盐水反渗透装置(4-3)、浓盐水零排放处理系统产水箱(4-4)、浓盐水反渗透浓水箱(4-5)、STRO保安过滤器(4-6)、管网式反渗透装置(4-7)、蒸发装置(4-8)、Ca(OH)2和Na2CO3和聚铁和杀菌剂投加装置(4-9)、HCl和阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置(4-10)、阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置(4-11)、浓盐水反渗透给水泵(4-12)、浓盐水反渗透高压泵(4-13)、浓盐水零排放处理产水循环水补水泵(4-14)、STRO给水泵(4-15)、STRO高压泵(4-16);其中一级除盐系统的浓水管J接到DF膜软化装置(4-1)的进水口,Ca(OH)2和Na2CO3和聚铁和杀菌剂投加装置(4-9)的出药口也接到DF膜软化装置(4-1)的进水口,DF膜软化装置(4-1)的排泥口送出浓盐水零排放处理系统污泥C(去污水处理站),DF膜软化装置(4-1)的出水口通过浓盐水反渗透给水泵(4-12)接到浓盐水反渗透保安过滤器(4-2)的进水口,HCl和阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置(4-10)的出药口也接到浓盐水反渗透保安过滤器(4-2)的进水口,浓盐水反渗透保安过滤器(4-2)的出水口通过浓盐水反渗透高压泵(4-13)接到浓盐水反渗透装置(4-3)的进水口,浓盐水反渗透装置(4-3)的产水出口接到浓盐水零排放处理系统产水箱(4-4)的进水口,浓盐水零排放处理系统产水箱(4-4)的出水口通过浓盐水零排放处理产水循环水补水泵(4-14)送出浓盐水零排放处理系统的产水补充循环水E2,浓盐水反渗透装置(4-3)的浓水出口接到浓盐水反渗透浓水箱(4-5)的进水口,浓盐水反渗透浓水箱(4-5)的出水口通过STRO给水泵(4-15)接到STRO保安过滤器(4-6)的进水口,阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置(4-11)的出药口也接到STRO保安过滤器(4-6)的进水口,STRO保安过滤器(4-6)的出水口通过STRO高压泵(4-16)接到管网式反渗透装置(4-7)的进水口,管网式反渗透装置(4-7)的浓水出口接到蒸发装置(4-8)的进水口,管网式反渗透装置(4-7)的产水出口与蒸发装置(4-8)的冷凝液出口也接到浓盐水零排放处理系统产水箱(4-4)的进水口,蒸发装置(4-8)的出盐口送出废盐F。
铜冶炼中水处理回收零排放方法,包括如下步骤:
(1)预处理软化:在铜冶炼中水中投加质量浓度5~10%的石灰乳(200~1000mg/L)、质量浓度5~10%的纯碱(200~800mg/L)、絮凝剂(20~80mg/L)及杀菌剂(20~70mg/L)进行软化处理,通过沉淀、多级过滤排出预处理软化污泥,软化出水的残留硬度≤1.0mmol/L,以利于后续的脱盐、浓缩、蒸发处理;
(2)一级除盐处理:预处理软化系统的出水通过一级反渗透装置,回收率:60~75%进行初步脱盐,并利用浓水反渗透装置,回收率:55~70%,对一级反渗透装置的浓水进行初步脱盐,以提高整个一级脱盐水的回收率82~92.5%,一级除盐水水质优于《工业循环冷却水处理设计规范》、GB50050-2007)6.1.3再生水水质标准(其中pH:7.0~8.5、Cl-﹤250mg/L、TDS﹤1000mg/L),作为循环水补水和二级除盐处理系统的原水,一级除盐系统的浓水送到浓盐水零排放处理系统进行处理;
(3)二级除盐处理:一级除盐水通过二级反渗透装置回收率:85~95%,进一步脱盐,然后再通过电去离子装置进行深度脱盐,二级反渗透装置与电去离子装置的浓水返回预处理软化系统重新处理;电去离子装置的产水完全达到了脱盐水的要求,脱盐水系统产水水质为:电导率≤0.2μs/cm(25℃)、SiO2含量≤20μg/L;
(4)浓盐水零排放处理:一级除盐系统的浓水进入DF膜软化装置,通过投加质量浓度5~10%的石灰乳(400~1200mg/L)、质量浓度5~10%的纯碱(100~500mg/L)、絮凝剂(20~80mg/L)、杀菌剂(20~70mg/L),进行软化处理,其浓缩污泥送去污水处理站处理,其软化出水经过浓盐水反渗透装置,回收率:50~70%的浓缩,再经过压力为50~70 kg/cm2的管网式反渗透装置,回收率:60~80%,进一步深度浓缩,管网式反渗透装置的浓液经蒸发装置ZF进行蒸发,产出废盐F;浓盐水反渗透装置的产水、管网式反渗透装置的产水与蒸发装置ZF的冷凝水的水质优于《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050 -2007)6.1.3再生水水质标准(其中pH:7.0~8.5、Cl-﹤250mg/L、TDS﹤1000mg/L),回用于循环水。
所述的步骤(1)铜冶炼中水通过预处理软化系统SPT,具体是铜冶炼中水A依次通过原水箱T1、原水泵P1、机械搅拌澄清池MCT、清水箱T2、高效过滤器给水泵P2、高效过滤器HEF、100微米碟片式过滤器DCF、超滤装置UF、超滤产水箱T3、一级反渗透给水泵P4直到送出预处理软化系统的出水G;其中铜冶炼中水A与高效过滤器HEF、100微米碟片式过滤器DCF、超滤装置UF的反洗水在原水箱T1中混合进行水质水量的调节,并由原水泵P1送入机械搅拌澄清池MCT进行软化处理;在机械搅拌澄清池MCT利用Ca(OH)2和Na2CO3和PAC和PAM和杀菌剂投加装置D1投加石灰乳(浓度5~10%)、纯碱(浓度5~10%)、PAC、PAM及杀菌剂,利用石灰、纯碱软化沉淀处理后,机械搅拌澄清池MCT的出水残留硬度≤1.0mmol/L,并排出预处理软化污泥B(去污水处理站);机械搅拌澄清池MCT的出水进入清水箱T2,经高效过滤器给水泵P2加压先后经过高效过滤器HEF、100微米碟片式过滤器DCF、超滤装置UF进行多极过滤,滤除机械搅拌澄清池MCT出水中的颗粒物后进入超滤产水箱T3,二级除盐系统的浓水回流I也进入超滤产水箱T3,并经一级反渗透给水泵P4送出预处理软化系统的出水G;由于机械搅拌澄清池MCT出水的pH为10~11,要在高效过滤器HEF前利用HCl投加装置D2投加盐酸将pH回调到7.5~8.5,高效过滤器HEF利用高效过滤器反洗水泵P3与高效过滤器反洗风机B1定期进行气水反洗;超滤装置UF利用超滤反洗风机B2、超滤反洗水泵P5与超滤在线清洗加药装置D3定期进行在线加药化学气水反洗;高效过滤器HEF、100微米碟片式过滤器DCF、超滤装置UF的反洗排水返回原水箱T1重新处理。
所述的步骤(2)预处理软化系统的出水通过一级除盐处理系统DS1,具体是预处理软化系统的出水G依次通过一级反渗透保安过滤器SAF1、一级反渗透高压泵P6、一级反渗透装置RO1、一级反渗透浓水箱T4、浓水反渗透给水泵P7、浓水反渗透保安过滤器SAF2、浓水反渗透高压泵P8、浓水反渗透装置ROC、一级除盐水箱T5,直到一级除盐水循环水补水泵P10送出一级除盐水补充循环水E1;其中预处理软化系统的出水G经过一级反渗透保安过滤器SAF1过滤对一级反渗透装置RO1加以保护,同时通过还原剂和阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置D4投加还原剂、阻垢剂、非氧化杀菌剂进一步保护一级反渗透装置RO1,再经一级反渗透高压泵P6加高压(压力:10~15 kg/cm2),利用一级反渗透装置RO1(回收率:60~75%)进行初步脱盐处理,一级反渗透装置RO1的产水进入一级除盐水箱T5;一级反渗透装置RO1的浓水进入一级反渗透浓水箱T4,并由浓水反渗透给水泵P7加压,经过浓水反渗透保安过滤器SAF2过滤对浓水反渗透装置ROC加以保护,同时通过阻垢剂投加装置D5投加阻垢剂对浓水反渗透装置ROC加以保护,再经过浓水反渗透高压泵P8加高压(压力:11~20 kg/cm2),利用浓水反渗透装置ROC(回收率:55~70%)进行初步脱盐处理,以提高整个一级脱盐水的回收率(可以达到82~92.5%),浓水反渗透装置ROC的浓水即为一级除盐系统的浓水J,送到浓盐水零排放处理系统CWZLD进行处理;浓水反渗透装置ROC的产水也进入一级除盐水箱T5,即为一级除盐水,其水质优于《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)6.1.3再生水水质标准(其中pH:7.0~8.5、Cl-﹤250mg/L、TDS﹤1000mg/L),部分一级除盐水利用二级反渗透给水泵P9送到二级除盐处理系统DS2生产除盐水;其余部分一级除盐水利用一级除盐水循环水补水泵P10送出一级除盐水补充循环水E1。
所述的步骤(3)一级除盐水通过二级除盐处理系统DS2,具体是一级除盐水依次通过二级反渗透保安过滤器SAF3、二级反渗透高压泵P11、二级反渗透装置RO2、二级反渗透产水箱T6、EDI给水泵P12、EDI保安过滤器SAF4、电去离子装置EDI、除盐水箱T7、直到除盐水泵P13送出除盐水D;其中一级除盐水通过二级反渗透保安过滤器SAF3过滤以保护二级反渗透装置RO2,同时利用NaOH投加装置D6投加NaOH提高pH,通过二级反渗透高压泵P11加高压(压力:10~15 kg/cm2),利用二级反渗透装置RO2(回收率:85~95%)进一步脱盐,二级反渗透装置RO2的产水进入二级反渗透产水箱T6,经过EDI给水泵P12加压,通过EDI保安过滤器SAF4过滤以保护电去离子装置EDI,通过电去离子装置EDI进行深度脱盐;二级反渗透装置RO2的浓水与电去离子装置EDI的浓水即为二级除盐系统的浓水回流I返回预处理软化系统SPT重新处理;电去离子装置EDI的产水完全达到了脱盐水的要求,脱盐水系统产水水质为:电导率≤0.2μs/cm(25℃)、SiO2含量≤20μg/L,电去离子装置EDI的产水进入除盐水箱T7,利用除盐水泵P13送出除盐水D。
所述的步骤(4)一级除盐系统的浓水J通过浓盐水零排放处理系统CWZLD,具体是一级除盐系统的浓水J依次通过DF膜软化装置DFS、浓盐水反渗透给水泵P14、浓盐水反渗透保安过滤器SAF5、浓盐水反渗透高压泵P15、浓盐水反渗透装置CWRO、浓盐水反渗透浓水箱T8、STRO给水泵P16、STRO保安过滤器SAF6、STRO高压泵P17、管网式反渗透装置STRO、蒸发装置ZF、直到送出废盐F;其中一级除盐系统的浓水J进入DF膜软化装置DFS,通过Ca(OH)2和Na2CO3和聚铁和杀菌剂投加装置D7投加石灰乳(浓度5~10%)、纯碱(浓度5~10%)、絮凝剂、杀菌剂,进行软化处理,送出浓盐水零排放处理系统污泥C(去污水处理站),软化出水经过浓盐水反渗透给水泵P14加压,经浓盐水反渗透保安过滤器SAF5过滤以保护浓盐水反渗透装置CWRO,再通过浓盐水反渗透高压泵P15加高压(压力:15~25 kg/cm2),利用浓盐水反渗透装置CWRO(回收率:50~70%)进行浓缩,浓盐水反渗透装置CWRO的产水进入浓盐水零排放处理系统产水箱T9,浓盐水反渗透装置CWRO的浓水进入浓盐水反渗透浓水箱T8,然后经过STRO给水泵P16加压,经STRO保安过滤器SAF6过滤以保护管网式反渗透装置STRO,同时通过阻垢剂和非氧化杀菌剂投加装置D9投加阻垢剂与非氧化杀菌剂以保护管网式反渗透装置STRO,再通过STRO高压泵P17加高压(压力:50~70 kg/cm2),利用管网式反渗透装置STRO(回收率:60~80%)进一步深度浓缩,管网式反渗透装置STRO的浓液经蒸发装置ZF进行蒸发,产出废盐F;管网式反渗透装置STRO的产水与蒸发装置ZF的冷凝水进入浓盐水零排放处理系统产水箱T9,浓盐水零排放处理系统产水箱T9中的三部分混合水(浓盐水反渗透装置CWRO的产水、管网式反渗透装置STRO的产水与蒸发装置ZF的冷凝水)的水质优于《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)6.1.3再生水水质标准(其中pH:7.0~8.5、Cl-﹤250mg/L、TDS﹤1000mg/L),由浓盐水零排放处理产水循环水补水泵P18送出浓盐水零排放处理系统的产水补充循环水E2。从而达到回用水及零排放的目的。
实施例
某铜业有限公司产业升级改造配套的水处理系统。
1.系统简介
该配套的水处理系统包括回用水系统、脱盐水系统及浓盐水零排放系统。
回用水系统设计进水为循环水系统排水,进水量4416m3/d,即184m3/h。采用机械搅拌澄清池(含石灰、纯碱软化)+多介质过滤器+自清洗过滤器+超滤+一级反渗透+浓水反渗透的工艺,浓水反渗透装置浓水收集后进入浓盐水零排放系统处理。
脱盐水系统以回用水系统产水为水源,供业主余热发电锅炉(蒸汽压力5.6MPa)使用,设计产水量100m3/h,系统可在50%~100%弹性范围内使用;该系统采用反渗透+EDI的处理工艺,出水水质满足余热发电锅炉用水标准。
浓盐水零排放设计水量39.4m3/h(含酸性废水膜处理装置浓水11m3/h),采用DF膜软化装置(含石灰、纯碱软化)+浓盐水反渗透+STRO反渗透+蒸发结晶装置。系统产水收集后作为循环水系统补给水。
2.设计系统水量
(1)回用水系统:184 m3/h;
(2)脱盐水系统:100 m3/h;
(3)浓盐水零排放系统:39.4 m3/h。
3.设计进水水质
序号 | 项目 | 单位 | 数值 |
1 | pH | | 6.8~9.5 |
2 | 溶解性总固体 | mg/L | 1584 |
3 | 钙离子 | mg/L | 240 |
4 | 镁离子 | mg/L | 86.4 |
5 | 钠离子 | mg/L | 80 |
6 | 氯离子 | mg/L | 53 |
7 | 硫酸根离子 | mg/L | 492 |
8 | 碳酸氢根离子 | mg/L | 560 |
9 | 硝酸根 | mg/L | 72 |
4.设计出水水质
(1)回用水系统出水作为循环水补水,其水质指标符合《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)6.1.3再生水水质要求:
再生水水质指标:
序号 | 项目 | 单位 | 水质控制指标 |
1 | pH(25℃) | | 7.0~8.5 |
2 | 悬浮物 | mg/L | ≤10 |
3 | 浊度 | mg/L | ≤5 |
4 | BOD5 | mg/L | ≤5 |
5 | COD | mg/L | ≤30 |
6 | 铁 | mg/L | ≤0.5 |
7 | 锰 | mg/L | ≤0.2 |
8 | Cl- | mg/L | ≤250 |
9 | 钙硬度(以CaCO3计) | mg/L | ≤250 |
10 | 甲基橙碱度(以CaCO3计) | mg/L | ≤200 |
11 | NH3-N | mg/L | ≤5 |
12 | 总磷 | mg/L | ≤1 |
13 | 溶解性固体 | mg/L | ≤1000 |
14 | 游离氯 | mg/L | 末端0.1~0.2 |
15 | 石油类 | mg/L | ≤5 |
16 | 细菌总数 | 个/ml | <1000 |
(2)脱盐水系统产水水质:电导率≤0.2μs/cm(25℃)、SiO2含量≤20μg/L。
5.工艺流程
铜矿中水处理回用零排放装置实施例的工艺流程框图参见附图5。
6.系统主要设计参数
(1)回用水系统
序号 | 名称 | 规格型号 | 材质 | 单位 | 数量 |
一 | 预处理系统 | | | | |
1 | 原水箱 | V=500m3,配潜水搅拌机P=1.5KW,2台 | 砼结构防腐 | 座 | 1 |
2 | 原水泵(1用1备) | Q=220m3/h,H=20m,P=22kW | 过流部件铸铁 | 台 | 2 |
3 | 机械搅拌澄清池(1用1备) | 产水量≥200m3/h/座,池体尺寸Φ7500mm,配搅拌机、刮泥机、斜管 | 砼结构防腐 | 座 | 2 |
4 | 机械搅拌澄清池排泥泵(1用1备) | 螺杆泵,含固率8%,Q=5m3/h,H=30m,P=1.1kW | 铸铁 | 台 | 2 |
5 | 污泥调节池 | 100m3,配刮泥机 | 砼结构防腐 | 座 | 1 |
6 | 清水箱 | V=300m3 | 砼结构防腐 | 台 | 1 |
7 | 多介质给水泵(1用1备) | Q=201m3/h,H=40m,P=37kW,配变频器 | 过流部件铸铁 | 台 | 2 |
8 | 多介质过滤器(3用1备) | Φ3600,Q=66.9m3/h.台,运行流速6.6m/h。 | | 台 | 4 |
9 | 多介质反洗水泵(1用1备) | Q=440m³/h,H=20m,P=55kW;卧式离心泵。 | 铸铁 | 台 | 2 |
10 | 反洗风机(1用1备) | Q=25Nm³/min,压升68.6KPa,P=45kw | 铸铁 | 台 | 2 |
11 | 反洗废水箱 | V=200m3 | 砼结构防腐 | 座 | 1 |
二 | 超滤系统 | | | | |
1 | 自清洗过滤器 | Q=201m3/h/台,过滤精度100μm | 滤网SS304 | 套 | 1 |
2 | 超滤装置 | 净产水量:Q=89.8m³/h·套,Re≥90%,超滤膜:SN-UF-0860,50m2/支,40支/套 | | 套 | 2 |
3 | 超滤反洗水泵(1用1备) | Q=200m3/h,H=20m,P=22kW,配变频器 | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
4 | 超滤反洗保安过滤器 | DN150,过滤进度100μm,外壳碳钢防腐,管道式 | 滤网SS316 | 台 | 1 |
5 | 超滤水箱 | V=200m³ | 砼结构防腐 | 台 | 1 |
6 | 超滤清洗装置 | 清洗箱:V=3m³(PE),配电加热器 | | 套 | 1 |
7 | 超滤清洗泵 | Q=90m³/h,H=25m,P=11kW | 过流部件SS316 | 台 | 1 |
8 | 超滤清洗过滤器 | 直径Φ400,过滤精度为5μm,Q=90m³/h,配5μm折叠式大流量滤芯3支 | 外壳SS316 | 台 | 1 |
三 | 一级反渗透系统 | | | | |
1 | 一级RO给水泵(1用1备) | Q=210.3m³/h,H=30m,P=30kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
2 | 一级RO保安过滤器 | 直径Φ400,过滤精度为5μm,Q=106m³/h台,配5μm折叠式大流量滤芯3支/台。 | 外壳SS304 | 台 | 2 |
3 | 一级RO高压泵 | Q=106m³/h,H=110m,N=45kW,配变频器 | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
4 | 一级RO装置 | Q=68.35m³/h·套,Re=65%,RO膜:96支/套,型号:BW30FR-400/34 | | 套 | 2 |
5 | 冲洗水泵 | Q=88m³/h,H=30m,P=15kW | 过流部件SS304 | 台 | 1 |
6 | 一级除盐水箱 | V=200m³ | 砼结构防腐 | 座 | 1 |
7 | 循环水补给水泵(1用1备) | Q=50.2m3/h,H=50m,P=11kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
8 | 反渗透系统清洗装置 | 清洗箱:V=5m³(PE),配电加热器 | | 套 | 1 |
9 | 清洗泵 | Q=88m³/h,H=40m,P=18.5kW | 过流部件SS304 | 台 | 1 |
10 | 清洗保安过滤器 | 直径Φ350,过滤精度为5μm,Q=88m³/h,配5μm折叠式大流量滤芯2支 | 外壳SS304 | 台 | 1 |
四 | 浓水反渗透系统 | | | | |
1 | 一级RO浓水箱 | V=100m³ | 砼结构防腐 | 台 | 1 |
2 | 浓水RO给水泵(1用1备) | Q=74m³/h,H=30m,P=11kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
3 | 浓水RO保安过滤器 | 直径Φ350,过滤精度为5μm,Q=74m³/h/台,配5μm折叠式大流量滤芯2支 | 外壳SS316 | 台 | 1 |
4 | 浓水反渗透高压泵 | Q=74m³/h,H=120m,P=37kW,配变频器 | 过流部件SS316 | 台 | 1 |
5 | 浓水RO装置 | Q=44.2m³/h·套,Re=60%,RO膜:66支/套,型号:BW30FR-400/34 | | 套 | 1 |
6 | 浓水RO冲洗水泵 | Q=56m³/h,H=30m,P=11kW | 过流部件SS304 | 台 | 1 |
五 | 加药系统 | 配套石灰、纯碱、混凝剂、助凝剂、盐酸、次氯酸钠、还原剂、阻垢剂、非氧化性杀菌剂加药系统 | | 套 | 1 |
六 | 电气、仪控 | 包含系统配电、就地控制,系统仪表、PLC及上位机 | | 套 | 1 |
七 | 消防、暖通、通信、防雷接地 | 回用水系统、脱盐水系统和零排放系统共用 | | 批 | 1 |
(2)脱盐水系统
序号 | 名称 | 规格型号 | 材质 | 单位 | 数量 |
一 | 二级RO系统 | | | | |
1 | 二级RO给水泵(1用1备) | Q=131m³/h,H=30m,P=18.5kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
2 | 二级RO保安过滤器 | 直径Φ350,过滤精度为5μm,Q=66m³/h台,配5μm折叠式大流量滤芯2支/台 | 外壳SS304 | 台 | 2 |
3 | 二级RO高压泵(变频控制) | Q=66m³/h,H=130m,N=37kW,配变频器 | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
4 | 二级RO装置 | Q=55.55m³/h·套,Re=85%,RO膜48支/套,型号:BW30-400IG | | 套 | 2 |
5 | 二级RO产水箱 | V=100m³ | 砼结构防腐 | 座 | 1 |
6 | 二级反渗透系统清洗装置 | 与回用水系统反渗透清洗装置共用 | | | |
二 | EDI系统 | | | | |
2 | EDI给水泵(1用1备) | Q=111.1m³/h,H=55m,P=30kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
3 | EDI保安过滤器 | 直径Φ350,过滤精度为1μm,Q=56m³/h台,配5μm折叠式大流量滤芯2支/台 | 外壳SS304 | 台 | 2 |
4 | EDI装置 | Q=50m³/h·套,Re=90%,EDI膜块10个/台,型号:E-Cell-3X | | 套 | 2 |
5 | EDI清洗装置 | 与回用水反渗透清洗系统共用 | | | |
6 | 除盐水箱 | V=200m³ | 砼结构防腐 | 座 | 1 |
7 | 除盐水泵(1用1备) | Q=100m³/h,H=50m,P=22kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
三 | 加药系统 | 配套碱、氨加药系统 | | 套 | 1 |
四 | 电气、仪控 | 包含系统配电、就地控制,系统仪表、PLC及上位机 | | 套 | 1 |
(3)浓盐水零排放系统
序号 | 名称 | 规格型号 | 材质 | 单位 | 数量 |
一 | DF膜软化系统 | | | | |
1 | 浓盐水收集箱 | V=100m³ | 砼结构防腐 | 台 | 1 |
2 | DF膜系统给水泵(1用1备) | Q=40m³/h,H=15m,P=5.5kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
3 | 1#混凝反应池 | V=20m3,配搅拌机 | 碳钢防腐 | 台 | 1 |
4 | 2#混凝反应池 | V=20m3,配搅拌机 | 碳钢防腐 | 台 | 1 |
5 | 浓缩池 | V=20m3 | 碳钢防腐 | 台 | 1 |
6 | 循环泵 | Q=80m3/h,H=38m,P=15KW | 过流部件SS304 | 台 | 3 |
7 | 排泥泵 | 螺杆泵,Q=5m3/h,H=30m,P=1.1KW | | 台 | 1 |
8 | DF膜装置 | Q=40m3/h,DF膜36支/套,型号:DF810W | | 套 | 1 |
9 | 产水收集箱 | V=100m3 | 砼结构防腐 | 台 | 1 |
10 | DF膜清洗装置 | DF膜清洗箱:V=3m3(PE)3台 | | 套 | 1 |
11 | DF膜清洗泵(1用1备) | Q=45m3/h,H=30m,P=7.5kW | 过流部件SS316L | 台 | 2 |
二 | 浓盐水RO系统 | | | | |
1 | 浓盐水RO给水泵(1用1备) | Q=38.8m³/h,H=30m,P=5.5kW | 过流部件SS304 | 台 | 2 |
2 | 浓盐水RO保安过滤器 | 直径Φ220,过滤精度为5μm,Q=38.8m³/h/台,配5μm折叠式大流量滤芯1支/台 | 外壳材质SS316 | 台 | 1 |
3 | 浓盐水RO高压泵 | Q=38.8m³/h,H=160m,P=30kW,配变频器 | 过流部件SS304 | 台 | 1 |
4 | 浓盐水RO装置 | Q=23.28m³/h·套,Re=60%,RO膜36支/套,型号:BW30FR-400/34 | | 套 | 1 |
5 | 浓盐水RO浓水箱 | V=15m³ | FRP | 台 | 1 |
三 | STRO系统 | | | | |
1 | STRO给泵(1用1备) | Q=15.5m³/h,H=45m,P=11kW | 过流部件SS316 | 台 | 2 |
2 | STRO保安过滤器 | 过滤精度为5μm,Q=15.5m³/h/台,配5μm PP喷熔滤芯,8支/台 | 碳钢衬胶 | 台 | 1 |
3 | 高压泵 | Q=15.5m³/h,H=600m,N=45kW,配变频器 | 双相钢2205 | 台 | 1 |
4 | 循环泵 | Q=28.5m³/h,H=35m,N=5.5kW,进口压力6.0MPa | 双相钢2205 | 台 | 2 |
5 | STRO反渗透 | 回收率70%,10.9m³/h,STRO膜30支/套,单支膜面积25m2 | 组合 | 台 | 1 |
6 | 清洗水箱 | 2m3 | PE | 台 | 1 |
7 | 清洗水泵 | Q=22m³/h,H=28m,N=3kW | 过流部件SS316 | 台 | 3 |
8 | 1#清洗剂桶泵 | PFP-40, Q=500L/h P=1.0bar N=0.64W | PVC | 台 | 1 |
9 | 1#清洗剂储罐 | V=1000L | PE | 台 | 1 |
10 | 2#清洗剂桶泵 | PFP-40, Q=500L/h P=1.0bar N=0.64W | PVC | 台 | 1 |
11 | 2#清洗剂储罐 | V=1000L | PE | 台 | 1 |
13 | 超浓盐水箱 | V=5m3 | FRP | 台 | 1 |
14 | 超浓盐水输送泵(1用1备) | Q=5m3/h,H=40m,P=1.1kW | 过流部件SS2205 | 台 | 2 |
四 | 蒸发结晶系统 | Q=4.7m3/h,四效+强制循环 | | 套 | 1 |
五 | 加药系统 | 配套石灰乳、纯碱、混凝剂、杀菌剂、产水pH值调节HCl、阻垢剂、非氧化杀菌剂加药系统 | | 套 | 1 |
六 | 电气、仪控 | 包含系统配电、就地控制,系统仪表、PLC及上位机 | | 套 | 1 |
另外回用水系统、脱盐水系统和浓盐水零排放系统合建膜车间(123mX21m,净空6m)、过滤器车间(30mX15m,净空7.5m)、石灰与纯碱加药间(42mX15m,净空7.5m)。