CN206109092U - 一种高盐废水膜浓缩减量处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高盐废水膜浓缩减量处理装置，包括化学软化系统、管式膜固液分离系统及膜浓缩减量系统，适用于高盐废水，如反渗透、EDI浓水或化工工艺产生的低COD高盐生产废水等的处理，属于工业废水处理技术领域。本实用新型是针对高盐废水进入蒸发结晶处理系统前做减量处理，本实用新型涉及的装置实施后可节省整个项目投资，降低运行费用，减少项目的占地面积，可保证蒸发结晶处理系统不结垢，运行稳定。

Description

一种高盐废水膜浓缩减量处理装置

技术领域

本实用新型涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种膜浓缩减量处理装置。

背景技术

近年来，随着石油化工、天然气、电力、冶金及煤化工等行业的快速发展，工业生产过程中产生的高盐废水量在逐年剧增，由此而带来的水质污染已成为我国环境污染的一个主要问题。

高盐废水是指总含盐质量分数至少1％的废水，其主要来自生产废水浓缩液、循环水系统排污、脱盐水站反渗透或EDI或电渗析的浓排水等。这种废水具有无机盐分含盐量高、成分复杂、化学性质差异大、结垢倾向严重、处理难度大等特点，采用常规方法很难处理，因环保要求越来越严格导致这些废水无处可排。

废水蒸发结晶技术是一种解决高盐度废水处理难度大且限排的难题，为极度缺水地区，生态环境脆弱地区和环境排放受限制等地区的大型工矿企业提供了一种可选、有效、可靠的高盐废水零排放解决方案。

目前，应用较多的蒸发结晶技术有多效蒸发和机械蒸汽再压缩技术，二者均对进水水质要求严格，高盐废水若未经处理直接进入蒸发结晶系统会导致易结垢的Ca²⁺、Mg²⁺、硅等物质结垢沉积在加热管和蒸发室内壁上，造成加热管传热系数降低，装置化学清洗频繁，严重时还会造成加热管堵塞。同时，蒸发过程属于相变过程，蒸发量越大，整个系统的能耗、工程造价和运行成本也越高。因此，在进入蒸发结晶系统前，去除高盐废水中的相关杂质、对其进行预处理及浓缩减量是很有必要的。

常规去除高盐废水中相关杂质的方法通常采用混凝沉淀法。混凝沉淀法在一定程度上可以降低废水中有机物及易结垢物质的含量，但该法存在着药剂投加量大、处理效果不稳定、占地面积大等缺陷，且不能将废水减量化；常被用于高盐废水预浓缩的膜组合工艺，虽能回收一部分废水，但存在着整体工艺不够系统，回收率低，结垢严重、工程造价和运行成本高的不足。因此，亟需开发一种技术、经济可行的高盐废水膜浓缩减量处理装置。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有高盐废水预处理技术的不足，提供一种处理效果稳定、占地面积小、回收率高、工程造价和运行成本低的高盐废水膜浓缩减量处理装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的一种高盐废水膜浓缩减量处理装置，它包括如下处理子系统：

a)化学软化系统：所述的化学软化系统包括调节池、调节池提升泵、第一反应槽以及第二反应槽；其中，高盐废水通过调节池的进水口进入调节池，调节池的出口通过调节池提升泵与第一反应槽的进水口连接，第一反应槽的出口与第二反应槽的进水口相连；

其中，调节池用于高盐废水的均质处理，调节池提升泵用于将均质处理后的高盐废水提升至第一反应槽，第一反应槽用于去除高盐废水暂硬的软化处理，第二反应槽用于去除高盐废水永硬的软化处理；

b)固液分离系统：所述的固液分离系统包括浓缩槽、循环泵、管式微滤膜以及中间水池，其中，浓缩槽的进水口与化学软化系统的第二反应槽的出口相连，浓缩槽的出口通过循环泵与管式微滤膜的入口相连，管式微滤膜的产水口与中间水池的进水口连接，管式微滤膜的浓水口与浓缩槽的回流口连接，浓缩槽底部设有排污口，排污口与污泥处理单元的入口相连；

其中，浓缩槽用于容置第二化学反应槽溢流出的含沉淀物的废水以及管式微滤膜产生的错流废水浓缩液，循环泵用于将浓缩槽中的废水输送至管式微滤膜，并在管式微滤膜与浓缩槽中进行大流量错流过滤，管式微滤膜用于废水的固液分离，经管式微滤膜过滤后的错流废水浓缩液返回至浓缩槽，中间水池用于收集管式微滤膜的产水，污泥处理单元用于将浓缩槽排泥处理成污泥泥饼后外运填埋处理；

c)膜浓缩减量系统：所述的膜浓缩减量系统依次包括纳滤单元、反渗透单元及碟管式高压反渗透单元；

所述的纳滤单元包括纳滤供水泵、纳滤保安过滤器、纳滤高压泵、纳滤装置以及纳滤产水池；

其中，纳滤保安过滤器的入口通过纳滤供水泵与固液分离系统的中间水池的出口连接，纳滤保安过滤器出口通过纳滤高压泵与纳滤装置的入口连通，纳滤装置的产水口与纳滤产水池的入口相连，纳滤装置的浓水口与碟管式高压反渗透单元的浓水池的进水口相连；

所述的反渗透单元包括反渗透供水泵、反渗透保安过滤器、反渗透高压泵及反渗透装置；

其中，反渗透保安过滤器的入口通过反渗透供水泵与纳滤单元的纳滤产水池的出口连接，反渗透保安过滤器的出口通过反渗透高压泵与反渗透装置的入口相连，反渗透装置的浓水口与碟管式高压反渗透单元的浓水池的进水口相连，反渗透装置的产水口与碟管式高压反渗透单元的回用水池的入口相连；

所述碟管式高压反渗透单元包括浓水池、碟管式高压反渗透供水泵、碟管式高压反渗透保安过滤器、碟管式高压反渗透高压泵、碟管式高压反渗透装置及回用水池；

其中，浓水池的入口与纳滤装置的浓水口相连，浓水池的另一入口与反渗透装置的浓水口相连，浓水池的出口通过碟管式高压反渗透供水泵与碟管式高压反渗透保安过滤器的入口相连，碟管式高压反渗透保安过滤器的出口通过碟管式高压反渗透高压泵与碟管式高压反渗透装置的入口相连，碟管式高压反渗透装置的产水口与回用水池的入口相连，浓水口与蒸发结晶单元的入口相连。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，所述化学软化系统中第一反应槽和第二反应槽均设有机械搅拌机，用以防止生成的沉淀物沉积在槽底。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，所述的第一反应槽设有熟石灰(软化剂)和次氯酸钠(杀菌剂)投药点。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，所述的第二反应槽设有纯碱投药点。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，所述浓缩槽底部设置排泥装置，用于定期或连续排放浓缩污泥。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，所述中间水池设有投加盐酸投药点及pH检测装置。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，纳滤单元设有阻垢剂、还原剂、盐酸的投药点。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，碟管式高压反渗透单元设有阻垢剂投药点。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，膜浓缩减量系统中设有化学清洗装置，定期进行化学清洗，恢复膜通量。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，优选的，所述的各装置均设有自动阀门和在线仪表，以实现系统的无人值守、全自动控制。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，熟石灰一方面用于调节废水pH值至10.0～10.5，另一方面用于去除废水中的暂时硬度；次氯酸钠用于防止微生物的滋生；纯碱用于去除废水中的永久硬度；两级反应槽反应时间均为15～20min。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，固液分离采用管式膜代替传统的澄清过滤工艺，进入膜浓缩减量系统之前，需要投入盐酸调节pH，保证进膜的水pH在7.5～8.3。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，采用的纳滤膜抗污染性能好，对多价离子和分子量在200以上的有机物截流率较高，运行压力低；将纳滤产水再进入反渗透装置进行浓缩，可以提高产品水水质；采用的碟管式高压反渗透不易污堵和结垢、回收率高，易于维护。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，处理纳滤产水的反渗透(RO)膜可根据高盐废水含盐量来确定选择何种反渗透膜，如高盐废水含盐量低于20000mg/L，可选择苦咸水膜；如高盐废水含盐量高于20000mg/L，则需要选择海水淡化膜。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，所选择的碟管式高压反渗透膜(DTRO)与其它膜组件相比，具有抗污堵、膜耐压等级最高可达160bar，回收率高，易于维护等特点。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，膜浓缩采用纳滤(NF)、反渗透(RO)及碟管式高压反渗透(DTRO)的组合工艺，该组合工艺可以很好的发挥各类膜的优势，从而能最大程度的提高系统的整体回收率，降低系统的工程造价和运行成本。

在以上所述的膜浓缩减量处理装置中，管式膜采用错流过滤，浓缩槽用于容置待过滤的浓水和错流循环的浓水，管式膜产水需投加盐酸调pH值至7.5～8.3。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1)本实用新型中固液分离采用管式膜代替传统的澄清过滤工艺。与传统絮凝沉淀过滤工艺相比，管式膜具有占地面积小、处理效果稳定、药剂投加量小、投资省等优点。

2)本实用新型采用化学软化方法将易结垢的Ca²⁺、Mg²⁺、硅等离子在进入膜浓缩单元前除去，同时在生成的沉淀物的网捕、吸附架桥作用下，部分COD、悬浮物、有机胶体等污染物也能得到去除，这样能有效降低了膜浓缩单元的污堵和结垢倾向。

3)本实用新型采用纳滤做为反渗透单元的预浓缩，纳滤能将化学软化单元残余的COD和Ca²⁺、Mg²⁺等易结垢离子进一步去除，这使得反渗透单元的污堵和结垢倾向降低，同时还能提高后续反渗透装置的回收率和系统运行稳定性。

4)由于碟管式高压反渗透膜造价高，本实用新型采用将高盐废水经纳滤和反渗透浓缩后再进入碟管式高压反渗透装置，这样能降低进入碟管式高压反渗透装置的水量，进而降低系统的工程造价和运行成本。

5)本实用新型采用的碟管式高压反渗透具有通道宽、流程短、流速快的特点，这使得其与其它膜组件相比，具有更好的耐污染和结垢性能，更易维护，同时膜耐压等级高，可实现高的回收率。

6)本实用新型采用纳滤、反渗透及碟管式高压反渗透组合工艺对高盐废水进行减量化处理，可大大提高系统整体回收率，最大程度地减少进入蒸发结晶装置的高盐废水水量，从而降低整个系统的工程造价和运行成本。

7)本实用新型可采用模块化设计，自动化程度高，能实现无人值守。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的工艺流程示意图。

附图标记说明：

1-调节池；2-调节池提升泵；3-第一反应槽；4-第二反应槽；5-浓缩槽；6-循环泵；7-管式微滤膜；8-中间水池；9-纳滤供水泵；10-纳滤保安过滤器；11-纳滤高压泵；12-纳滤装置；13-纳滤产水池；14-反渗透供水泵；15-反渗透保安过滤器；16-反渗透高压泵；17-反渗透装置；18-浓水池；19-碟管式高压反渗透供水泵；20-碟管式高压反渗透保安过滤器；21-碟管式高压反渗透高压泵；22-碟管式高压反渗透装置；23-回用水池。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。

如图1所示，一种高盐废水膜浓缩减量处理系统，包括化学软化系统、固液分离系统和膜浓缩减量系统。

所述化学软化系统包括调节池1，调节池提升泵2、第一反应槽3以及第二反应槽4；其中，高盐废水通过调节池1的进水口进入调节池1，调节池1的出口通过调节池提升泵2与第一反应槽3的进水口连接，第一反应槽3的出口与第二反应槽4的进水口相连。

高盐废水在调节池1中进行均质处理后，经调节池提升泵2提升至第一反应槽3，第一反应槽3出水溢流至第二反应槽4。所述的第一反应槽3设有熟石灰(软化剂)和次氯酸钠(杀菌剂)投药点，所述的第二反应槽4设有纯碱投药点，向所述第一反应槽3中投加熟石灰和次氯酸钠，进行去除高盐废水暂硬的软化处理，向第二反应槽4投加纯碱进行去除高盐废水永硬的软化处理。第一反应槽3和第二反应槽4中均设置有机械搅拌机，用以防止生成的沉淀物沉积在槽底。

所述固液分离系统包括浓缩槽5，循环泵6、管式微滤膜7以及中间水池8，其中，浓缩槽5的进水口与化学软化系统的第二反应槽4的出口相连，浓缩槽5的出口通过循环泵6与管式微滤膜7的入口相连，管式微滤膜7的产水口与中间水池8的进水口连接，管式微滤膜7的浓水口与浓缩槽5的回流口连接，浓缩槽5底部设有排污口，排污口与污泥处理单元的入口相连。

经两级化学反应后生成的含沉淀物的废水从第二反应槽4溢流至浓缩槽5，浓缩槽5中的废水经循环泵6输送至管式微滤膜7，并在管式微滤膜7与浓缩槽5中进行大流量错流过滤，废水在管式微滤膜7内进行固液分离，经过滤后的错流废水浓缩液返回至浓缩槽5，管式微滤膜产水则进入中间水池8，向中间水池8中投加盐酸调节pH值至7.5～8.3左右。浓缩槽5底部设有排污口，排污口与污泥处理单元的入口相连，通过污泥处理单元的板框压滤机处理成含水率低于80％的污泥饼后外运填埋处理。

所述膜浓缩减量系统包括纳滤单元、反渗透单元及碟管式高压反渗透单元。膜浓缩减量系统中还设有化学清洗装置，以定期进行化学清洗，恢复膜通量。

所述纳滤单元包含纳滤供水泵9，纳滤保安过滤器10、纳滤高压泵11、纳滤装置12以及纳滤产水池13；其中，纳滤保安过滤器10的入口通过纳滤供水泵9与固液分离系统的中间水池8的出口连接，纳滤保安过滤器10出口通过纳滤高压泵11与纳滤装置12的入口连通，纳滤装置12的产水口与纳滤产水池13的入口相连，纳滤装置12的浓水口与碟管式高压反渗透单元的浓水池18的进水口相连。

中间水池8中的废水经纳滤供水泵9提升至纳滤保安过滤器10，纳滤保安过滤器10的出水由纳滤高压泵11输送至纳滤装置12进行脱盐浓缩处理，纳滤装置12的产水进入纳滤产水池13，纳滤装置12的浓水则进入浓水池18。其中所述的纳滤保安过滤器10的过滤精度5um，对纳滤膜起保安作用；所述的纳滤高压泵11为纳滤装置12提供脱盐的动力；同时，纳滤单元设有盐酸、阻垢剂、还原剂投药点。

所述反渗透单元包含反渗透供水泵14，反渗透保安过滤器15、反渗透高压泵16及反渗透装置17；其中，纳滤产水池13通过反渗透供水泵14与反渗透保安过滤器15的入口相连，反渗透保安过滤器15的出口通过反渗透高压泵16与反渗透装置17的入口相连，反渗透装置17的浓水口与碟管式高压反渗透单元的浓水池18的进水口相连，反渗透装置17的产水口与碟管式高压反渗透单元的回用水池23的入口相连。

纳滤产水池13中的废水经反渗透供水泵14提升至反渗透保安过滤器15，反渗透保安过滤器15出水经反渗透高压泵16输送至反渗透装置17进行脱盐浓缩处理，反渗透装置17的产水进入回用水池23待回用，反渗透装置17与纳滤装置12的浓水一起汇集至浓水池18。其中所述的反渗透保安过滤器15的过滤精度5um，对反渗透膜起保安作用；所述的反渗透高压泵16为反渗透装置17提供脱盐的动力。

所述碟管式高压反渗透单元包含浓水池18、碟管式高压反渗透供水泵19，碟管式高压反渗透保安过滤器20、碟管式高压反渗透高压泵21、碟管式高压反渗透装置22及回用水池23；其中，浓水池18的入口与纳滤装置12的浓水口相连，浓水池18的另一入口与反渗透装置17的浓水口相连，浓水池18的出口通过碟管式高压反渗透供水泵19与碟管式高压反渗透保安过滤器20的入口相连，碟管式高压反渗透保安过滤器20的出口通过碟管式高压反渗透高压泵21与碟管式高压反渗透装置22的入口相连，碟管式高压反渗透装置22的产水口与回用水池23的入口相连，碟管式高压反渗透装置22的浓水口与蒸发结晶单元的入口相连。

浓水池18中的废水经碟管式高压反渗透供水泵19提升至碟管式高压反渗透保安过滤器20，碟管式高压反渗透保安过滤器20出水经碟管式高压反渗透高压泵21输送至碟管式高压反渗透装置22进行进一步的脱盐浓缩处理，碟管式高压反渗透装置22的产水与反渗透装置17的产水一起汇集进入回用水池23，碟管式高压反渗透装置22的浓水则输送至蒸发结晶单元进行处理。其中所述的碟管式高压反渗透保安过滤器20的过滤精度5um，对碟管式高压反渗透膜起保安作用；所述的碟管式高压反渗透高压泵21为碟管式高压反渗透装置22提供脱盐的动力。同时，所述碟管式高压反渗透单元阻垢剂投药点。

上述各装置内均设有自动阀门和在线仪表，整个系统可实现无人值守，全自动控制。

本实用新型中采用纳滤、反渗透及碟管式高压反渗透组合工艺对高盐废水进行减量化处理，能极大程度的提高系统整体回收率，降低进入蒸发结晶装置的水量，从而降低整个系统的工程造价和运行成本。

Claims (10)

1.一种高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，所述的膜浓缩减量处理装置包括以下处理子系统：

a)化学软化系统：所述的化学软化系统包括调节池、调节池提升泵、第一反应槽以及第二反应槽；其中，高盐废水通过调节池的进水口进入调节池，调节池的出口通过调节池提升泵与第一反应槽的进水口连接，第一反应槽的出口与第二反应槽的进水口相连；

其中，调节池用于高盐废水的均质处理，调节池提升泵用于将均质处理后的高盐废水提升至第一反应槽，第一反应槽用于去除高盐废水暂硬的软化处理，第二反应槽用于去除高盐废水永硬的软化处理；

b)固液分离系统：所述的固液分离系统包括浓缩槽、循环泵、管式微滤膜以及中间水池，其中，浓缩槽的进水口与化学软化系统的第二反应槽的出口相连，浓缩槽的出口通过循环泵与管式微滤膜的入口相连，管式微滤膜的产水口与中间水池的进水口连接，管式微滤膜的浓水口与浓缩槽的回流口连接，浓缩槽底部设有排污口，排污口与污泥处理单元的入口相连；

其中，浓缩槽用于容置第二化学反应槽溢流出的含沉淀物的废水以及管式微滤膜产生的错流废水浓缩液，循环泵用于将浓缩槽中的废水输送至管式微滤膜，并在管式微滤膜与浓缩槽中进行大流量错流过滤，管式微滤膜用于废水的固液分离，经管式微滤膜过滤后的错流废水浓缩液返回至浓缩槽，中间水池用于收集管式微滤膜的产水，污泥处理单元用于将浓缩槽排泥处理成污泥泥饼后外运填埋处理；

c)膜浓缩减量系统：所述的膜浓缩减量系统依次包括纳滤单元、反渗透单元及碟管式高压反渗透单元；

所述的纳滤单元包括纳滤供水泵、纳滤保安过滤器、纳滤高压泵、纳滤装置以及纳滤产水池；

其中，纳滤保安过滤器的入口通过纳滤供水泵与固液分离系统的中间水池的出口连接，纳滤保安过滤器出口通过纳滤高压泵与纳滤装置的入口连通，纳滤装置的产水口与纳滤产水池的入口相连，纳滤装置的浓水口与碟管式高压反渗透单元的浓水池的进水口相连；

所述的反渗透单元包括反渗透供水泵、反渗透保安过滤器、反渗透高压泵及反渗透装置；

其中，反渗透保安过滤器的入口通过反渗透供水泵与纳滤单元的纳滤产水池的出口连接，反渗透保安过滤器的出口通过反渗透高压泵与反渗透装置的入口相连，反渗透装置的浓水口与碟管式高压反渗透单元的浓水池的进水口相连，反渗透装置的产水口与碟管式高压反渗透单元的回用水池的入口相连；

所述碟管式高压反渗透单元包括浓水池、碟管式高压反渗透供水泵、碟管式高压反渗透保安过滤器、碟管式高压反渗透高压泵、碟管式高压反渗透装置及回用水池；

其中，浓水池的入口与纳滤装置的浓水口相连，浓水池的另一入口与反渗透装置的浓水口相连，浓水池的出口通过碟管式高压反渗透供水泵与碟管式高压反渗透保安过滤器的入口相连，碟管式高压反渗透保安过滤器的出口通过碟管式高压反渗透高压泵与碟管式高压反渗透装置的入口相连，碟管式高压反渗透装置的产水口与回用水池的入口相连，浓水口与蒸发结晶单元的入口相连。

2.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，所述化学软化系统中第一反应槽和第二反应槽均设有机械搅拌机，用以防止生成的沉淀物沉积在槽底。

3.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，所述的第一反应槽设有熟石灰和次氯酸钠投药点。

4.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，所述的第二反应槽设有纯碱投药点。

5.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，所述浓缩槽底部设置排泥装置，用于定期或连续排放浓缩污泥。

6.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，所述中间水池设有投加盐酸投药点及pH检测装置。

7.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，纳滤单元设有阻垢剂、还原剂、盐酸的投药点。

8.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，碟管式高压反渗透单元设有阻垢剂投药点。

9.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，膜浓缩减量系统中设有化学清洗装置，以定期进行化学清洗，恢复膜通量。

10.如权利要求1所述的高盐废水膜浓缩减量处理装置，其特征在于，各装置均设有自动阀门和在线仪表，以实现系统的无人值守、全自动控制。