CN207227084U - 一种基于电渗析‑正渗透技术高盐高cod废水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于电渗析‑正渗透技术高盐高COD废水处理装置，原料液进料调节阀、原料液进料泵和保安过滤器依次连接；脱盐室进料储罐与脱盐室水相连，浓缩室进料储罐与浓缩室水箱连接，脱盐室水箱连接正渗透原料液储罐进水口，正渗透原料液储罐、正渗透原料泵、正渗透原料液流量调节阀、正渗透膜组件原料侧和正渗透原料液储罐构成循环管路，浓缩室水箱连接汲取液储罐进水口，汲取液储罐出水口与汲取液循环储罐连通，汲取液循环储罐、汲取液循环泵和正渗透膜组件汲取液侧和汲取液循环储罐依次连接构成循环管路，汲取液出料泵和汲取液出料调节阀依次与汲取液循环储罐相连接。其缩短了工艺流程，工作效率快，回收率高。

Description

一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置

技术领域

本发明属于膜法水处理技术领域，具体涉及一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置，通过将电渗析和正渗透技术耦合，在降低高盐高COD废水浓度的同时将正渗透汲取液浓缩再生，实现高盐高COD废水的高效处理。

背景技术

水是生命之源，是人类赖以生存和发展的必需物品。但随着经济的发展，工业化的进行，工业废水的处理问题越来越凸显，如高盐高COD废水处理。高盐高COD废水是指水体中含盐量超过 1000mg /L时的废水，主要来源于石油化工、煤化工等化工产业排水。未经处理的高盐高COD废水排入自然水体，不仅会污染水体，造成环境污染，而且对水体生物和人类的健康也会造成一定的威胁。目前对于高盐高COD废水脱盐的方法主要包括热力除盐法、化学脱盐法、电吸附脱盐法和膜法等，与膜法相比较，其他工艺存在能耗高、处理工艺冗长复杂、处理成本大，脱盐率低等缺点。因此，膜法处理高盐高COD废水成为其重要的研究方向，例如，中国专利申请号201610948290.1公开了一种可连续操作的循环式正渗透高盐有机废水处理系统，采用正渗透技术来深度处理有机废水，反渗透技术来回收汲取液，实现废水的连续处理与汲取液的回收。上述专利在处理高盐高COD废水时，由于正渗透是采用浓度驱动型的分离技术，基于正渗透膜两侧的溶液的浓度差为推动力，实现原料液到汲取液的传质过程，所以在处理高盐高COD废水时，其要求的汲取液浓度势必远远大于1000mg/L，这样不仅易造成管道腐蚀，而且也增加了原料成本，另一方面，现有技术中汲取液浓缩再生一般采用反渗透技术，较高的汲取液浓度大大增大反渗透装置的工作的压力，加剧反渗透膜污染，特别是处理高盐高COD废水出现的有机污染，大大缩短膜的使用寿命，使运行成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置，解决现有膜法技术高盐高COD废水处理时，存在的汲取液浓度高，汲取液浓缩再生过程，运行成本高，膜污染严重等问题。

为了实现上述目的，本发明一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置，包括预处理单元、电渗析单元、正渗透单元和汲取液再生单元，具体地，预处理单元包括依次连接的原料液进料调节阀、原料液进料泵和保安过滤器；电渗析单元包括脱盐室进料储罐、脱盐室进料泵、脱盐室进料流量调节阀、浓缩室进料流量调节阀、浓缩室进料泵、浓缩室进料储罐、脱盐室出料流量调节阀、电渗析出料泵、浓缩室出料流量调节阀、浓缩室出料泵以及由电渗析膜堆、脱盐室水箱、极室水箱、浓缩室水箱、脱盐室循环泵、极室循环泵和浓缩室循环泵构成的电渗析装置，脱盐室进料储罐依次通过脱盐室进料泵和脱盐室进料流量调节阀与脱盐室水相连，浓缩室进料储罐依次通过浓缩室进料泵和浓缩室进料流量调节阀与浓缩室水箱连接，脱盐室水箱、极室水箱和浓缩室水箱分别通过脱盐室循环泵、极室循环泵和浓缩室循环泵与电渗析膜堆中的脱盐室、极室和浓缩室构成循环管路；正渗透单元包括正渗透原料液储罐、正渗透原料液进料泵、正渗透原料液流量调节阀、正渗透膜组件、汲取液循环泵、汲取液循环储罐、汲取液流量调节阀、汲取液进料流量调节阀、汲取液进料泵、汲取液出料泵、汲取液出料调节阀和汲取液储罐，脱盐室水箱依次通过脱盐室出料流量调节阀和电渗析出料泵连接正渗透原料液储罐进水口，正渗透原料液储罐、正渗透原料泵、正渗透原料液流量调节阀、正渗透膜组件原料侧和正渗透原料液储罐构成循环管路，浓缩室水箱依次通过浓缩室出料流量调节阀和浓缩室出料泵连接汲取液储罐进水口，汲取液储罐出水口依次通过汲取液进料泵和汲取液进料流量调节阀与汲取液循环储罐连通，汲取液循环储罐、汲取液循环泵和正渗透膜组件汲取液侧和汲取液循环储罐依次连接构成循环管路，在汲取液循环储罐出水口前端的管路上设置汲取液流量调节阀，汲取液出料泵和汲取液出料调节阀依次与汲取液循环储罐相连接，汲取液再生单元进水口与汲取液出料泵出水口连接，所述汲取液再生单为反渗透装置、电渗析装置、膜蒸馏装置中的一种。

进一步地，脱盐室进料储罐、脱盐室水箱、浓缩室水箱、正渗透原料液储罐、浓缩室进料储罐、汲取液储罐和汲取液循环储罐内均设有液位传感器；脱盐室水箱、浓缩室水箱和汲取液循环储罐内设置电导率传感器。

进一步地，所述汲取液为NaCl、Mg₂Cl、MgSO₄和Na₂SO₄等无机盐溶液。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：①本发明创新性地采用电渗析技术对高盐高COD废水进行预脱盐的同时回收再生汲取液，通过电渗析降低了高盐高COD废水的浓度，使进入正渗透系统处理的高盐高COD废水浓度降低，降低了工艺成本，同时电渗析将汲取液浓缩再生，缩短了工艺流程，具有工作效率快，回收率高；②由于正渗透是自发的过程，和反渗透等工艺相比具有环保、低污染、无压或低压操作和对污染物截留率高的优势；③由于正渗透和电渗析技术为无相变的过程，相比与蒸馏、结晶等传统的相变分离过程具有能耗低、分离效率高、节约企业成本。

附图说明

图1为发明一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置结构示意图。

图中：1原料液进料调节阀、2保安过滤器、3原料液进料泵、4脱盐室进料储罐、5脱盐室进料泵、6脱盐室进料流量调节阀、7脱盐室水箱、8脱盐室出料流量调节阀、9脱盐室循环泵、10极室循环泵、11极室水箱、12浓缩室循环泵、13浓缩室出料流量调节阀、14浓缩室水箱、15电渗析膜堆、16浓缩室进料流量调节阀、17浓缩室进料泵、18电渗析出料泵、19正渗透原料液储罐、20正渗透原料液进料泵、21正渗透原料液流量调节阀、22汲取液储罐、23正渗透膜组件、24汲取液循环泵、25汲取液循环储罐、26汲取液流量调节阀、27汲取液进料流量调节阀、28汲取液进料泵、29汲取液出料泵、30汲取液出料调节阀、31浓缩室进料储罐、32浓缩室出料泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：

实施例1：

本发明一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理方法，具体包括以下步骤：

（1）通过预处理单元去除高盐高COD废水中固体颗粒；

（2）将预处理单元出水输送到电渗析装置脱盐室，将稀释后的汲取液一部分输送到电渗析装置浓缩室，随着电渗析装置循环工作的进行，电渗析装置浓缩室中稀释后的汲取液浓度升高，脱盐室中高盐高COD废水浓度降低，直到稀释后的汲取液浓度达到浓缩再生的要求，电渗析装置停止工作；

（3）将汲取液循环通入正渗透膜组件汲取液侧，同时脱盐室出水输送到正渗透膜组件原料液侧，正渗透膜组件原料液侧水分不断进入正渗透膜组件汲取液侧，高盐高COD废水量逐渐减少，汲取液逐渐稀释，即为稀释后的汲取液，直到正渗透膜组件原料液侧溶液浓度与正渗透膜组件汲取液侧溶液浓度相近时，正渗透装置停止工作，所述汲取液中一部分来自步骤（2）中电渗析装置浓缩室出水；

（4）将稀释后的汲取液的另一部分输送到汲取液再生装置进行浓缩再生，汲取液再生装置出水和电渗析装置浓缩室出水即为汲取液。

如图1所示，本发明一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置，包括预处理单元、电渗析单元、正渗透单元和汲取液再生单元（图中未画出），具体地，预处理单元包括依次连接的原料液进料调节阀1、原料液进料泵2和保安过滤器3；电渗析单元包括脱盐室进料储罐4、脱盐室进料泵5、脱盐室进料流量调节阀6、浓缩室进料流量调节阀16、浓缩室进料泵17、浓缩室进料储罐31、脱盐室出料流量调节阀8、电渗析出料泵18、浓缩室出料流量调节阀13、浓缩室出料泵32以及由电渗析膜堆15、脱盐室水箱7、极室水箱11、浓缩室水箱14、脱盐室循环泵9、极室循环泵10和浓缩室循环泵12构成的电渗析装置，脱盐室进料储罐4依次通过脱盐室进料泵5和脱盐室进料流量调节阀6与脱盐室水箱7相连，浓缩室进料储罐31依次通过浓缩室进料泵17和浓缩室进料流量调节阀16与浓缩室水箱14连接，脱盐室水箱7、极室水箱11和浓缩室水箱14分别通过脱盐室循环泵9、极室循环泵10和浓缩室循环泵12与电渗析膜堆15中的脱盐室、极室和浓缩室构成循环管路；正渗透单元包括正渗透原料液储罐19、正渗透原料液进料泵20、正渗透原料液流量调节阀21、正渗透膜组件23、汲取液循环泵24、汲取液循环储罐25、汲取液流量调节阀26、汲取液进料流量调节阀27、汲取液进料泵28、汲取液出料泵29、汲取液出料调节阀30和汲取液储罐22，脱盐室水箱7依次通过脱盐室出料流量调节阀8和电渗析出料泵18连接正渗透原料液储罐19进水口，正渗透原料液储罐19、正渗透原料泵20、正渗透原料液流量调节阀21、正渗透膜组件原料侧和正渗透原料液储罐19构成循环管路，浓缩室水箱14依次通过浓缩室出料流量调节阀13和浓缩室出料泵32连接汲取液储罐22进水口，汲取液储罐22出水口依次通过汲取液进料泵28和汲取液进料流量调节阀27与汲取液循环储罐25连通，汲取液循环储罐25、汲取液循环泵24和正渗透膜组件23汲取液侧和汲取液循环储罐25依次连接构成循环管路，在汲取液循环储罐25出水口前端的管路上设置汲取液流量调节阀26，汲取液出料泵29和汲取液出料调节阀30依次与汲取液循环储罐25相连接，汲取液再生单元进水口与汲取液出料泵29出水口连接，所述汲取液再生单为反渗透装置、电渗析装置、膜蒸馏装置中的一种。

进一步地，脱盐室进料储罐4、脱盐室水箱7、浓缩室水箱14、正渗透原料液储罐19、浓缩室进料储罐31、汲取液储罐22和汲取液循环储罐25内均设有液位传感器；脱盐室水箱7、浓缩室水箱14和汲取液循环储罐25内设置电导率传感器。

进一步地，所述汲取液为NaCl、Mg₂Cl、MgSO₄和Na₂SO₄等无机盐溶液。

本发明一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置，具体工作过程如下：

1、通过调整原料液进料调节阀1的开度调整溶液流量，然后通过原料液进料泵2使高盐高COD废水经过保安过滤器3过滤除去大于5um的颗粒后，注入到脱盐室进料储罐4中备用；

2、当脱盐室进料储罐4中的液位达到一定的值时，启动脱盐室进料泵5和浓缩室进料泵17，打开脱盐室进料流量调节阀6和浓缩室进料流量调节阀16调整流量，分别将脱盐室进料储罐4中的高盐高COD废水注入到脱盐室水箱7，浓缩室进料储罐34中的稀释后的汲取液注入到浓缩室水箱14中，同时向极室水箱11中注入极水，待脱盐室水箱7和浓缩室水箱14的液位达到一定值时，关闭脱盐室进料流量调节阀6和脱盐室进料泵5、浓缩室进料流量调节阀16和浓缩室进料泵17；

3、开启脱盐室循环泵9、极室循环泵10和浓缩室循环泵12，通过设置在极室、浓缩室和脱盐室循环管线上的流量计来调节各自流量，待流量稳定后，将电渗析膜堆通入直流电源，电渗析装置开始工作，在电场力的作用下，脱盐室中的阴离子和阳离子进入浓缩室，随着循环不断进行，高盐高COD废水中的盐浓度逐渐降低，稀释后的汲取液浓度逐渐升高，当浓缩室水箱14中的电导率达到一定数值（5ms/cm-15ms/cm）时，稀释后的汲取液浓缩再生完成，关闭脱盐室循环泵9、极室循环泵10和浓缩室循环泵12，打开脱盐室出料流量调节阀8和浓缩室出料流量调节阀13调节流量，开启电渗析出料泵18和浓缩室出料泵32，分别将脱盐室水箱7中的废水注入到正渗透原料液储罐19中，将浓缩室14内的汲取液注入到汲取液储罐22中；

4、当正渗透原料液储罐19内液位达到一定的数值时，关闭脱盐室出料流量调节阀8和电渗析出料泵18，打开汲取液流量调节阀26调节流量，通过汲取液循环泵24将汲取液储罐25中的汲取液循环进入到正渗透膜组件汲取液侧，同时开启正渗透原料液流量调节阀21调节流量，启动正渗透原料液进料泵20，将正渗透原料液储罐中浓度降低的高盐高COD废水循环打入到正渗透膜组件原料液侧，在渗透压的作用下高盐高COD废水中的水经过正渗透膜进入汲取液中，从而高盐高COD废水得到浓缩，汲取液稀释；

5、随着循环的不断进行，当正渗透原料液储罐19中电导率传感器和汲取液储罐电导率传感器仪的示数相近时（如差别为5ms/cm）时，关闭正渗透原料液流量调节阀21、正渗透原料液进料泵20和汲取液循环泵24，打开汲取液出料泵29和汲取液出料调节阀30将汲取液循环储罐25中的稀释后的汲取液一部分输送到浓缩室进料储罐31中，以供电渗析浓缩再生汲取液，另一部分输送到汲取液再生单元，当汲取液循环储罐25中的液位为0时，关闭汲取液出料泵29和汲取液出料调节阀30，打开汲取液进料泵28和汲取液进料流量调节阀27，将汲取液储罐22中浓缩再生的汲取液输送到汲取液循环储罐25中，当汲取液循环储罐25中的液位达到一定数值（如80%时），关闭汲取液进料流量调节阀27和汲取液进料泵28，汲取液更换完毕。

Claims (2)

1.一种基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置，其特征在于，包括预处理单元、电渗析单元、正渗透单元和汲取液再生单元，具体地，预处理单元包括依次连接的原料液进料调节阀、原料液进料泵和保安过滤器；电渗析单元包括脱盐室进料储罐、脱盐室进料泵、脱盐室进料流量调节阀、浓缩室进料流量调节阀、浓缩室进料泵、浓缩室进料储罐、脱盐室出料流量调节阀、电渗析出料泵、浓缩室出料流量调节阀、浓缩室出料泵以及由电渗析膜堆、脱盐室水箱、极室水箱、浓缩室水箱、脱盐室循环泵、极室循环泵和浓缩室循环泵构成的电渗析装置，脱盐室进料储罐依次通过脱盐室进料泵和脱盐室进料流量调节阀与脱盐室水相连，浓缩室进料储罐依次通过浓缩室进料泵和浓缩室进料流量调节阀与浓缩室水箱连接，脱盐室水箱、极室水箱和浓缩室水箱分别通过脱盐室循环泵、极室循环泵和浓缩室循环泵与电渗析膜堆中的脱盐室、极室和浓缩室构成循环管路；正渗透单元包括正渗透原料液储罐、正渗透原料液进料泵、正渗透原料液流量调节阀、正渗透膜组件、汲取液循环泵、汲取液循环储罐、汲取液流量调节阀、汲取液进料流量调节阀、汲取液进料泵、汲取液出料泵、汲取液出料调节阀和汲取液储罐，脱盐室水箱依次通过脱盐室出料流量调节阀和电渗析出料泵连接正渗透原料液储罐进水口，正渗透原料液储罐、正渗透原料泵、正渗透原料液流量调节阀、正渗透膜组件原料侧和正渗透原料液储罐构成循环管路，浓缩室水箱依次通过浓缩室出料流量调节阀和浓缩室出料泵连接汲取液储罐进水口，汲取液储罐出水口依次通过汲取液进料泵和汲取液进料流量调节阀与汲取液循环储罐连通，汲取液循环储罐、汲取液循环泵和正渗透膜组件汲取液侧和汲取液循环储罐依次连接构成循环管路，在汲取液循环储罐出水口前端的管路上设置汲取液流量调节阀，汲取液出料泵和汲取液出料调节阀依次与汲取液循环储罐相连接，汲取液再生单元进水口与汲取液出料泵出水口连接，所述汲取液再生单为反渗透装置、电渗析装置、膜蒸馏装置中的一种。

2.根据权利要求1所述基于电渗析-正渗透技术高盐高COD废水处理装置，其特征在于，脱盐室进料储罐、脱盐室水箱、浓缩室水箱、正渗透原料液储罐、浓缩室进料储罐、汲取液储罐和汲取液循环储罐内均设有液位传感器；脱盐室水箱、浓缩室水箱和汲取液循环储罐内设置电导率传感器。