一种浓盐水减量化系统
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域,特别涉及一种浓盐水减量化系统。
背景技术
煤化工、石油化工、钢铁、电力等重点行业的废水通常采用膜浓缩的方法进行回用,但由此产生大量的浓盐水。如果这些浓盐水直接进行蒸发结晶,则需要规模较大的蒸发结晶系统,且运行时需要耗费大量的电能,成本较高。因此需要对浓盐水进行减量化处理。
目前常用的浓盐水减量化系统中,浓盐水在进入反渗透装置前,需要先通过混凝装置,将浓盐水中的一部分钙、镁等成垢离子絮凝,然后通过沉淀装置将絮凝物沉淀,再通过多介质过滤装置进行初步过滤,然后通过超滤装置进行进一步过滤,再进入阳离子交换器进一步除去钙、镁等成垢离子。经过这些处理后,浓盐水的浊度、硬度等指标能够符合反渗透进水的要求,可以通过反渗透装置进行浓缩减量。如果需要对浓盐水进行进一步浓缩减量,浓盐水在经过反渗透处理后,还可以再通过阳离子交换器除去钙、镁等成垢离子,然后再通过至少一级高压反渗透装置实现进一步浓缩减量。但是,该浓盐水减量化系统中设备较多,占地面积较大。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种浓盐水减量化系统,用于解决现有的浓盐水减量化系统设备较多,占地面积较大的问题。技术方案如下:
一种浓盐水减量化系统,包括:混凝装置、钠型阳离子交换器、反渗透装置、弱酸型阳离子交换器、至少一级高压反渗透装置,还包括:微滤装置;
其中,所述混凝装置的出水口与所述微滤装置的进水口通过管路相连;
所述微滤装置的产水口与所述钠型阳离子交换器的进水口通过管路相连;
所述钠型阳离子交换器的出水口与所述反渗透装置的进水口通过管路相连;
所述反渗透装置的浓水出口与所述弱酸型阳离子交换器的进水口通过管路相连;
所述弱酸型阳离子交换器的出水口与所述高压反渗透装置的进水口通过管路相连。
在本实用新型的一种优选实施方式中,所述微滤装置包括:产水室、过滤室和污泥沉淀区;
所述产水室位于所述过滤室上方,且通过第一隔板分隔;所述产水室的侧壁上设置有产水口;
所述过滤室设置有微滤膜组件,所述微滤膜组件包括至少一个袋式微滤膜管;所述袋式微滤膜管的袋口固定于所述第一隔板,且袋口上方的隔板设置有开口;所述过滤室的侧壁上设置有进水口、清洗液排口和反洗排口;
所述污泥沉淀区位于所述过滤室下方;所述污泥沉淀区底部设置有排泥口和清洗液进口。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,所述袋式微滤膜管的外表面为膨体聚四氟乙烯材质,所述袋式微滤膜管的标称孔径为0.2微米~0.5微米。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,所述混凝装置包括:混合池、反应池和加药装置;
所述混合池顶部设置有加药口,所述加药口通过管路与所述加药装置连接;所述混合池安装有搅拌桨;所述混合池的一侧的池壁设置有进水口;
所述反应池位于所述混合池的另一侧,所述反应池由竖直设置的第二隔板及第三隔板依次分隔成第一反应区、第二反应区和第三反应区;所述第一反应区与所述混合池连通,且所述第一反应区与所述第二反应区连通,所述第一反应区内安装有搅拌桨,所述第二反应区和所述第三反应区连通,所述第二反应区内安装有搅拌桨;所述第三反应区的侧壁设置有出水口。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,所述钠型阳离子交换器内填充强酸型阳离子交换树脂;所述弱酸型阳离子交换器内填充弱酸型阳离子交换树脂。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,所述反渗透装置设置有至少一段第一反渗透膜组件,每段第一反渗透膜组件包括至少一个第一反渗透膜,所述第一反渗透膜选自苦咸水淡化反渗透膜和海水淡化反渗透膜中的一种,且一段第一反渗透膜组件中只有一种第一反渗透膜。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,所述高压反渗透装置设置有至少一段第二反渗透膜组件,每段第二反渗透膜组件包括至少一个第二反渗透膜,所述第二反渗透膜选自海水淡化反渗透膜、超高压反渗透膜、超级卷式反渗透膜和碟片式反渗透膜中的一种,且一个高压反渗透装置中只有一种第二反渗透膜。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,所述浓盐水减量化系统包括两级高压反渗透装置:第一级高压反渗透装置和第二级高压反渗透装置;
其中,第一级高压反渗透装置中的第二反渗透膜为海水淡化反渗透膜,第二级高压反渗透装置中的第二反渗透膜选自超高压反渗透膜、超级卷式反渗透膜和碟片式反渗透膜中的一种;
所述弱酸型阳离子交换器的出水口与所述第一级高压反渗透装置的进水口通过管路相连;
所述第一级高压反渗透装置的浓水出口与所述第二级高压反渗透装置的进水口通过管路相连。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,还包括:污泥处理装置;
所述污泥处理装置的污泥入口与所述微滤装置的排泥口通过管路相连。
在本实用新型的一种更为优选实施方式中,还包括:除碳器;
所述除碳器位于所述弱酸型阳离子交换器的出水口与所述高压反渗透装置的进水口之间的管路上,且所述弱酸型阳离子交换器的出水口与所述除碳器的进水口通过管路相连,所述除碳器的出水口与所述高压反渗透装置的进水口通过管路相连。
本实用新型实施例中,微滤装置可以截留絮凝物、胶体等,微滤装置过滤后的滤液可以直接进入阳离子交换器,也就是说,本实用新型实施例中用微滤装置取代了目前常规浓盐水减量化系统中的沉淀装置、多介质过滤装置和超滤装置,减少了设备和占地面积。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,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为本实用新型实施例提供的一种浓盐水减量化系统的示意图;
图2为本实用新型实施例提供的一种混凝装置的结构示意图;
图3为本实用新型实施例提供的一种微滤装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型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实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供了一种浓盐水减量化系统,如图1所示,包括:混凝装置1、钠型阳离子交换器3、反渗透装置4、弱酸型阳离子交换器5、至少一级高压反渗透装置6,还包括:微滤装置2;
其中,所述混凝装置1的出水口与所述微滤装置2的进水口通过管路相连;
所述微滤装置2的产水口与所述钠型阳离子交换器3的进水口通过管路相连;
所述钠型阳离子交换器3的出水口与所述反渗透装置4的进水口通过管路相连;
所述反渗透装置4的浓水出口与所述弱酸型阳离子交换器5的进水口通过管路相连;
所述弱酸型阳离子交换器5的出水口与所述高压反渗透装置6的进水口通过管路相连。
浓盐水通过混凝装置1的进水口进入到混凝装置1中,浓盐水中的一部分钙、镁等成垢离子在混凝装置1中发生絮凝反应,反应后的浓盐水从混凝装置1的出水口排出,并通过微滤装置2的进水口进入到微滤装置2中,在微滤装置2中,絮凝物和胶体等被截留,过滤后的浓盐水由微滤装置2的产水口排出,并通过钠型阳离子交换器3的进水口进入到钠型阳离子交换器3中,在钠型阳离子交换器3中浓盐水中的钙、镁等成垢离子被进一步吸附去除,然后处理后的浓盐水通过钠型阳离子交换器3的出水口排出,并通过反渗透装置4的进水口进入到反渗透装置4中,浓盐水在反渗透装置4中进行浓缩减量,减量后的浓盐水通过反渗透装置4的浓水出口排出,并通过弱酸型阳离子交换器5的进水口进入弱酸型阳离子交换器5,在弱酸型阳离子交换器5中浓盐水中的钙、镁等成垢离子被更进一步吸附去除,然后处理后的浓盐水通过弱酸型阳离子交换器5的出水口排出,并通过高压反渗透装置6的进水口进入高压反渗透装置6,浓盐水在高压反渗透装置6中进行二次浓缩减量,减量后的浓盐水通过高压反渗透装置6的浓水出口排出,然后可以进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
具体实施时,如图2所示,混凝装置1可以包括:混合池110、反应池120和加药装置130;
所述混合池110顶部设置有加药口111,所述加药口111通过管路与所述加药装置130连接;所述混合池110安装有搅拌桨112;所述混合池110的一侧的池壁设置有进水口113;
所述反应池120位于所述混合池110的另一侧,所述反应池120由竖直设置的第二隔板114及第三隔板115依次分隔成第一反应区116、第二反应区117和第三反应区118;所述第一反应区116与所述混合池110连通,且所述第一反应区116与所述第二反应区117连通,所述第一反应区116内安装有搅拌桨119,所述第二反应区117和所述第三反应区118连通,所述第二反应区117内安装有搅拌桨121;所述第三反应区118的侧壁设置有出水口122。需要说明的是,虽然图2中具体示出了第一反应区116上部与混合池110上部连通,第一反应区116下部与第二反应区117下部连通,第二反应区117上部和第三反应区118上部连通,但这仅仅只是表示第一反应区116与混合池110连通,第一反应区116与第二反应区117连通,第二反应区117和第三反应区118连通。实际应用中,第一反应区116与混合池110、第一反应区116与第二反应区117以及第二反应区117和第三反应区118连通的位置及方式,本领域技术人员可以根据具体情况进行确定,本实用新型在此不进行限定。
浓盐水通过混凝装置1的进水口113进入到混合池110中,混凝剂通过加药装置130加入到混合池110中,浓盐水和混凝剂在搅拌桨112的作用下混合,然后进入第一反应区116在搅拌桨119的作用下,浓盐水中的钙、镁等成垢离子与混凝剂发生絮凝反应,形成絮凝物或胶体等,然后再进入第二反应区117在搅拌桨121的作用下进一步反应,最后进入到第三反应区118,最后通过出水口122排出。需要说明的是,混凝剂可以是无机混凝剂,也可以是有机混凝剂;混凝剂的具体形式可以由本领域技术人员来确定,本实用新型在此不进行限定。
从混凝装置1的出水口122排出的浓盐水通过微滤装置2的进水口进入到微滤装置2中。具体实施时,如图3所示,微滤装置2可以包括:产水室210、过滤室220和污泥沉淀区230;
所述产水室210位于所述过滤室220上方,且通过第一隔板211分隔;所述产水室210的侧壁上设置有产水口212;
所述过滤室220设置有微滤膜组件,所述微滤膜组件包括至少一个袋式微滤膜管213;所述袋式微滤膜管213的袋口固定于所述第一隔板211,且袋口上方的隔板设置有开口214;所述过滤室220的侧壁上设置有进水口215、清洗液排口216和反洗排口217;
所述污泥沉淀区230位于所述过滤室220下方;所述污泥沉淀区230底部设置有排泥口218和清洗液进口219。
其中,所述袋式微滤膜管213的外表面优选为膨体聚四氟乙烯材质,所述袋式微滤膜管213的标称孔径优选为0.2微米~0.5微米。所述袋式微滤膜管213的数量,本领域技术人员可以根据处理需要进行确定,本实用新型在此不进行限定。
从混凝装置1的出水口122排出的浓盐水通过微滤装置2的进水口215进入到过滤室220中,浓盐水中的小分子物质能进入到微滤膜组件中的袋式微滤膜管213中,然后再通过袋口上方的开口214进入到产水室210中,最后通过产水口212排出;而浓盐水中的絮凝物和胶体等被袋式微滤膜管213截留,然后沉淀到污泥沉淀区230,通过排泥口218排出。
当微滤装置2使用一段时间,过滤效果有所下降时,可以通过反洗来去除袋式微滤膜管213上的污染物,从而恢复过滤效果,具体可以利用产水室210中的浓盐水来进行反洗,反洗结束后浓盐水通过反洗排口217排出。如果袋式微滤膜管213污染较严重,或者袋式微滤膜管213上的污染物通过反洗无法去除,则可以通过清洗液对过袋式微滤膜管213进行清洗,从而去除污染物。清洗液通过清洗液进口219进入到过滤室220中对袋式微滤膜管213进行清洗,然后通过清洗液排口216排出。需要说明的是,排泥口218和清洗液进口219在实际应用中可以为同一个口。进一步需要说明的是,清洗液一般为酸溶液,例如:硫酸溶液、盐酸溶液,具体为何种溶液,本实用新型在此不进行限定。
从微滤装置2的产水口212排出的浓盐水通过钠型阳离子交换器3的进水口进入到钠型阳离子交换器3中。所述钠型阳离子交换器3内填充强酸型阳离子交换树脂,运行前可以通过氯化钠溶液进行转型。浓盐水进入到钠型阳离子交换器3中,浓盐水中的钙、镁等成垢离子与阳离子交换树脂上的阳离子发生交换反应,从而被吸附到阳离子交换树脂上。经离子交换后的浓盐水通过钠型阳离子交换器3的出水口排出。需要说明的是,钠型阳离子交换器3在工程上也被称为钠床,在实际应用中,钠型阳离子交换器3可以采用本领域常用的钠型阳离子交换器,本实用新型在此不进行具体描述。
从钠型阳离子交换器3的出水口排出的浓盐水,通过反渗透装置4的进水口进入到反渗透装置4中。所述反渗透装置4设置有至少一段第一反渗透膜组件,每段第一反渗透膜组件包括至少一个第一反渗透膜,第一反渗透膜选自苦咸水淡化反渗透膜和海水淡化反渗透膜中的一种,且一段第一反渗透膜组件中只有一种第一反渗透膜。实际应用中,为了增大浓缩倍率,反渗透装置4可以设置有多段第一反渗透膜组件,每段第一反渗透膜组件可以包括多个第一反渗透膜,同一段第一反渗透膜组件中的第一反渗透膜的种类相同,但是不同段第一反渗透膜组件中的第一反渗透膜的种类可以不同。例如:反渗透装置4设置有两段第一反渗透膜组件,分别为第一段第一反渗透膜组件和第二段第一反渗透膜组件,第一段第一反渗透膜组件包括四个第一反渗透膜,这四个第一反渗透膜均为苦咸水淡化反渗透膜,第二段第一反渗透膜组件包括五个第一反渗透膜,这五个第一反渗透膜可以均为苦咸水淡化反渗透膜,也可以均为海水淡化反渗透膜。需要说明的是,苦咸水淡化反渗透膜和海水淡化反渗透膜均可通过商业途径购买获得;第一反渗透膜组件和第一反渗透膜的数量,本领域技术人员可以根据处理需要进行确定,本实用新型在此不进行限定。浓盐水通过第一反渗透膜实现浓缩减量,第一反渗透膜一侧的浓水通过反渗透装置4的浓水出口排出,另一侧所产的水可通过管路输送到回用水箱,实现水的回用。在实际应用中,在进行反渗透时,可以将浓盐水调节为碱性,使浓盐水中的硅胶体等离子化,减少其对第一反渗透膜的影响。需要说明的是,反渗透装置4可以采用本领域常用的反渗透装置,本实用新型在此不进行具体描述。
经反渗透装置4浓缩减量的浓盐水通过弱酸型阳离子交换器5的进水口进入弱酸型阳离子交换器5中。所述弱酸型阳离子交换器5内填充弱酸型阳离子交换树脂,运行前可以通过酸、碱两步进行转型。浓盐水进入到弱酸型阳离子交换器5中,浓盐水中的钙、镁等成垢离子与弱酸型阳离子交换树脂上的阳离子发生交换反应,从而被吸附到弱酸型阳离子交换树脂上。经离子交换后的浓盐水通过弱酸型阳离子交换器5的出水口排出。需要说明的是,弱酸型阳离子交换器5在工程上也被称为弱酸阳床,在实际应用中,弱酸型阳离子交换器5可以采用本领域常用的弱酸型阳离子交换器,本实用新型在此不进行具体描述。
从弱酸型阳离子交换器5的出水口排出的浓盐水,通过高压反渗透装置6的进水口进入到高压反渗透装置6中。所述高压反渗透装置6设置有至少一段第二反渗透膜组件,每段第二反渗透膜组件包括至少一个第二反渗透膜,所述第二反渗透膜选自海水淡化反渗透膜、超高压反渗透膜、超级卷式反渗透膜(STRO膜)和碟片式反渗透膜(DTRO膜)中的一种,且一个高压反渗透装置中只有一种第二反渗透膜。例如:高压反渗透装置6设置有两段第二反渗透膜组件,分别为第一段第二反渗透膜组件和第二段第二反渗透膜组件,第一段第二反渗透膜组件包括四个第二反渗透膜,这四个第二反渗透膜均为海水淡化反渗透膜,第二段第二反渗透膜组件包括五个第二反渗透膜,这五个第二反渗透膜也均为海水淡化反渗透膜。本领域技术人员可以理解的是,上述第二反渗透膜通常也被称为高压反渗透膜。需要说明的是,海水淡化反渗透膜、超高压反渗透膜、超级卷式反渗透膜和碟片式反渗透膜均可通过商业途径购买获得;第二反渗透膜组件和第二反渗透膜的数量,本领域技术人员可以根据处理需要进行确定,本实用新型在此不进行限定。
浓盐水通过第二反渗透膜实现二次浓缩减量,第二反渗透膜一侧的的浓水通过高压反渗透装置6的浓水出口排出,进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶;另一侧所产的水可通过管路输送到回用水箱,进一步实现水的回用。在实际应用中,在进行高压反渗透时,同样可以将浓盐水调节为碱性,减少浓盐水中的污染物对第二反渗透膜的影响。
具体实施时,为了达到更好的减量效果,浓盐水减量化系统可以包括多级高压反渗透装置。此时,各级高压反渗透装置可以相同,也可以不同;各级高压反渗透装置可以在同一压力下运行,也可以在不同压力下运行。高压反渗透装置的数量以及具体的运行压力,本领域技术人员可以根据处理需要进行确定,本实用新型在此不进行限定。
优选的,浓盐水减量化系统包括两级高压反渗透装置:第一级高压反渗透装置和第二级高压反渗透装置;其中,第一级高压反渗透装置中的第二反渗透膜为海水淡化反渗透膜,第二级高压反渗透装置中的第二反渗透膜选自超高压反渗透膜、超级卷式反渗透膜和碟片式反渗透膜中的一种。需要说明的是,这种情况下,通常把第一级高压反渗透装置称为第一级浓缩高压反渗透装置,把第二级高压反渗透装置称为第二级浓缩高压反渗透装置。弱酸型阳离子交换器5的出水口与第一级高压反渗透装置的进水口通过管路相连;第一级高压反渗透装置的浓水出口与第二级高压反渗透装置的进水口通过管路相连。从弱酸型阳离子交换器5的出水口排出的浓盐水,通过第一级高压反渗透装置的进水口进入到第一级高压反渗透装置中,先在第一级高压反渗透装置中进行第一级浓缩减量,然后减量后的浓盐水从第一级高压反渗透装置的浓水出口排出,并通过第二级高压反渗透装置的进水口进入到第二级高压反渗透装置中,在第二级高压反渗透装置中进行进一步浓缩减量,最后减量后的浓盐水通过第二级高压反渗透装置的浓水出口排出,进入蒸发结晶系统进行蒸发结晶。
需要说明的是,高压反渗透装置6可以采用本领域常用的高压反渗透装置,本实用新型在此不进行具体描述。
在实际应用中,上述浓盐水减量化系统还可以包括:污泥处理装置;所述污泥处理装置的污泥入口与所述微滤装置2的排泥口218通过管路相连。微滤装置2中沉淀到污泥沉淀区230的污泥通过微滤装置2的排泥口218排出,并通过污泥处理装置的污泥入口进入到污泥处理装置,在污泥处理装置中被压滤脱水。需要说明的是,污泥处理装置可以采用本领域常用的污泥处理装置,本实用新型在此不进行具体描述。
为了降低浓盐水中的碳酸根离子的浓度,减少其对后续第二反渗透膜的影响,在实际应用中,上述浓盐水减量化系统,还可以包括:除碳器;所述除碳器位于所述弱酸型阳离子交换器5的出水口与所述高压反渗透装置6的进水口之间的管路上,且所述弱酸型阳离子交换器5的出水口与所述除碳器的进水口通过管路相连,所述除碳器的出水口与所述高压反渗透装置6的进水口通过管路相连。从弱酸型阳离子交换器5的出水口排出的浓盐水,通过除碳器的进水口进入到除碳器中,在除碳器中碳酸根离子被分解成二氧化碳气体排出,处理后的浓盐水经除碳器的出水口排出,并通过高压反渗透装置6的进水口进入到高压反渗透装置6中。需要说明的是,除碳器可以采用本领域常用的除碳器,本实用新型在此不进行具体描述。
可以理解的是,在上述浓盐水减量化系统的各装置之间,本领域技术人员可以使用本领域常用的泵来输送浓盐水,泵的具体类型本领域技术人员可以根据实际情况进行选择,本实用新型在此不进行限定。
从上述实施例中可以看出,微滤装置可以截留絮凝物、胶体等,微滤装置过滤后的滤液可以直接进入阳离子交换器,也就是说,本实用新型实施例中用微滤装置取代了目前常规浓盐水减量化系统中的沉淀装置、多介质过滤装置和超滤装置,减少了设备和占地面积。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。