CN209668939U - 一种化工行业循环水场冷却水的回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，包括废水收集池，所述废水收集池通过管道连接有第一水泵，所述第一水泵通过管道连接有第一反应池，所述第一反应池的右端设置有第一澄清池，所述第一澄清池的右端设置有第一缓冲水池。该化工行业循环水场冷却水的回收装置具有以下技术效果：(1)因循环冷却排污水高硬度造成的容易板结和结垢问题，替代“制造复杂、占地较大的混凝沉淀过滤池(或机械搅拌澄清池等)、多介质过滤器、超滤单元”，简化工艺流程，解决常规工艺高投资、高运行成本的问题；(2)解决回收率较低的问题，将系统回收率提高至90％以上；(3)解决其他工艺COD难以生化，排放无法达标的问题。

Description

一种化工行业循环水场冷却水的回收装置

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，具体为一种化工行业循环水场冷却水的回收装置。

背景技术

化工行业是我国工业的重要支柱规模产业，在化工装置生产过程中普遍采用循环水冷却塔进行降温或调节温度，具备效果稳定、操作简单的特点，但也存在水耗量较大的缺点。由于循环冷却水与化工物料通过换热器进行换热，结果会发生化工物料微泄露进入循环冷却水场的情况，因此循环排污水COD指标不稳定，排污水经常会出现COD超标的情况。

综上，由于循环排污水占到系统总耗水量的20-30％，为降低循环冷却水的水耗量，实现排污水的高效回收是极其必要的。同时为控制水质达标排放，要对这部分难以生化的由化工物料引起的COD进行严格处理。

目前循环冷却水排污水回收采用方案有：

(1)采用生化法进行处理。该路线缺点是COD难以生化，氨氮指标较低，因此碳氮元素比例不符合生化要求，处理难度较大；

(2)采用“超滤+电渗析”技术路线出现。缺点是超滤一般要求进水浊度≯5NTU，而循环排污水的浊度在10NTU左右，超滤出现频繁堵塞的情况较多；再就是循环水排污量较高，直接采用电渗析法，投资承办高。由于钙离子较高，一般＞200mg/L，采用电渗析法出现结垢概率较高，系统产水率不足50％；

(3)采用“混凝沉淀法+超滤+RO反渗透”工艺路线。缺点是系统回收率不足60％，回收率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，包括废水收集池，所述废水收集池通过管道连接有第一水泵，所述第一水泵通过管道连接有第一反应池，所述第一反应池的右端设置有第一澄清池，所述第一澄清池的右端设置有第一缓冲水池，所述第一缓冲水池通过管道连接有第二水泵，所述第二水泵通过管道连接有第三水泵，所述第三水泵通过管道连接有第一无机陶瓷膜单元；

所述第一无机陶瓷膜单元通过管道连接有第一产水罐，所述第一产水罐通过管道连接有第四水泵，所述第四水泵通过管道连接有第一保安过滤器，所述第一保安过滤器通过管道连接有第五水泵，所述第五水泵通过管道连接有第一抗污染反渗透单元，所述第一抗污染反渗透单元通过管道连接有第二反应池，所述第二反应池的左端设置有第二澄清池，所述第二反应池的左端设置有第二澄缓冲水池；

所述第二缓冲水池通过管道连接有第六水泵，所述第六水泵通过管道连接有第七水泵，所述第七水泵通过管道连接有第二无机陶瓷膜单元，所述第二无机陶瓷膜单元通过管道连接有第二产水罐，所述第二产水罐通过管道连接有第八水泵，所述第八水泵通过管道连接有第二保安过滤器，所述第二保安过滤器通过管道连接有第九水泵，所述第九水泵通过管道连接有第二抗污染反渗透单元，所述第二抗污染反渗透单元设置有排水管，所述第二抗污染反渗透单元通过管道连接有臭氧氧化罐。

优选的，所述第一无机陶瓷膜单元通过管道与第二水泵和第三水泵之间的管道连接。

优选的，所述第一无机陶瓷膜单元通过管道与第一反应池连接。

优选的，所述第一抗污染反渗透单元设置有排水管。

优选的，所述第二无机陶瓷膜单元通过管道与第六水泵和第七水泵之间的管道连接。

优选的，所述第二无机陶瓷膜单元通过管道与第二反应池连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该化工行业循环水场冷却水的回收装置具有以下技术效果：(1)因循环冷却排污水高硬度造成的容易板结和结垢问题，替代“制造复杂、占地较大的混凝沉淀过滤池(或机械搅拌澄清池等)、多介质过滤器、超滤单元”，简化工艺流程，解决常规工艺高投资、高运行成本的问题；(2)解决回收率较低的问题，将系统回收率提高至90％以上；(3)解决其他工艺COD难以生化，排放无法达标的问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1废水收集池、2第一水泵、3第一反应池、4第一澄清池、5第一缓冲水池、6第二水泵、7第三水泵、8第一无机陶瓷膜单元、9第一产水罐、10第四水泵、11第一保安过滤器、12第五水泵、13第一抗污染反渗透单元、14第二反应池、15第二澄清池、16第二缓冲水池、17第六水泵、18第七水泵、19第二无机陶瓷膜单元、20第二产水罐、21第八水泵、22第二保安过滤器、23第九水泵、24第二抗污染反渗透单元、25臭氧氧化罐。

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做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，包括废水收集池1，废水收集池1用于收集废水，废水收集池1通过管道连接有第一水泵2，第一水泵2通过管道连接有第一反应池3，第一水泵2将废水输入第一反应池3，第一反应池3的右端设置有第一澄清池4，第一澄清池4的右端设置有第一缓冲水池5，第一反应池3的下部设置有出水口，使得第一反应池3与第一澄清池4连通，第一澄清池4的上部设置有溢流口，使得第一澄清池4与第一缓冲水池5连通，第一缓冲水池5通过管道连接有第二水泵6，第二水泵6通过管道连接有第三水泵7，第三水泵7通过管道连接有第一无机陶瓷膜单元8，具有良好的过滤作用，第一无机陶瓷膜单元8通过管道与第二水泵6和第三水泵7之间的管道连接，第一无机陶瓷膜单元8通过管道与第一反应池3连接，使得过滤后的废水可以回流；

第一无机陶瓷膜单元8通过管道连接有第一产水罐9，第一产水罐9通过管道连接有第四水泵10，第四水泵10通过管道连接有第一保安过滤器11，具有良好的过滤作用，第一保安过滤器11通过管道连接有第五水泵12，第五水泵12通过管道连接有第一抗污染反渗透单元13，第一抗污染反渗透单元13设置有排水管，可以排出水来回补循环水场，第一抗污染反渗透单元13通过管道连接有第二反应池14，第二反应池14的左端设置有第二澄清池15，第二反应池15的左端设置有第二缓冲水池16，第二反应池14的下部设置有出水口，使得第二反应池14与第二澄清池15连通，第二澄清池15的上部设置有溢流口，使得第二澄清池15与第二缓冲水池16连通；

第二缓冲水池16通过管道连接有第六水泵17，第六水泵17通过管道连接有第七水泵18，第七水泵18通过管道连接有第二无机陶瓷膜单元19，第二无机陶瓷膜单元19对废水进行再次过滤，第二无机陶瓷膜单元19通过管道与第六水泵17和第七水泵18之间的管道连接，第二无机陶瓷膜单元19通过管道与第二反应池14连接，使得过滤后的废水可以发生回流，实现循环过滤，第二无机陶瓷膜单元19通过管道连接有第二产水罐20，第二产水罐20通过管道连接有第八水泵21，第八水泵21通过管道连接有第二保安过滤器22，具有良好的过滤作用，第二保安过滤器22通过管道连接有第九水泵23，第九水泵23通过管道连接有第二抗污染反渗透单元24，第二抗污染反渗透单元24设置有排水管，可以排水来回补循环水场，第二抗污染反渗透单元24通过管道连接有臭氧氧化罐25，臭氧氧化罐25对废水进行消毒工作，完成废水的回收。

本实用新型在具体实施时：石油化工行业循环冷却水场排污水首先进入废水收集池1，进行废水的缓存，完成均质调节的功能。然后通过第一水泵2送入第一反应池3，同时氢氧化钠溶液(浓度32％)通过计量泵持续进入第一反应池3，通过氢氧化钠溶液(浓度32％)加注使得第一反应池3的PH达到11-12，第一反应池3设计停留时间为1小时。第一反应池3通过下部出水口进入第一澄清池4，第一澄清池4设计停留时间为5小时，底部设计锥形结构，第一澄清池4出水钙离子控制在40mg/L左右。第一澄清池4水通过上部口溢流进行第一缓冲水池5，第一缓冲水池5设计停留时间为2小时以上。第一缓冲水池5通过第二水泵6进入第三水泵7，第二水泵6控制运行压力为0.10MPa,第三水泵7控制压力为0.4MPa，此时第二水泵6流量为Q1，第三水泵7流量为Q2，流量比控制为Q2：Q1＝3：1。第三水泵7将废水送入第一无机陶瓷膜单元8，第一无机陶瓷膜单元8过滤精度为0.1nm，选用19孔管式无机陶瓷膜，无机陶瓷膜控制内部水流流速为2.5-3.0m/s，利用高流速形成湍流作用，防止系统堵塞与结垢。第一无机陶瓷膜单元8产生的浓水量为Q3，Q1：Q3＝10：1，浓水Q3全部通过管道进入第一反应池3。盐酸与第一无机陶瓷膜单元8产水通过管道混合器进行混合后进入第一产水罐9，混合器出口安装在线PH计，控制混合后废水的PH为7-8。第一产水罐9通过第四水泵10接入第一保安过滤器11，第一保安过滤器11过滤精度为5um，然后通过第五水泵12进入第一抗污染反渗透单元13，其中第四水泵10运行压力为0.3-0.4MPa，第五水泵12运行压力为1.0-1.2MPa，第五水泵12通过变频进行调节控制，属于现有技术。

第一抗污染反渗透单元13进水压力控制在1.0-1.2MPa，产水率控制在75％，运行温度25-30℃，产水电导≯200us/cm，产水直接进入循环水场作为补水使用，以替代部分原水量，降低系统水耗。

第一抗污染反渗透单元13产生的浓水流入(自身有0.8MPa压力)第二反应池14，同时碳酸氢钠溶液(浓度10％)、氢氧化钠溶液(浓度32％)通过计量泵分别持续进入第二反应池14，碳酸氢钠加注量按照碳酸氢根：钙离子摩尔比＝1：2-3进行定量投加，通过氢氧化钠溶液(浓度32％)加注使得第二反应池14的PH达到11-12，第二反应池14设计停留时间为1小时。第二反应池14通过下部出水口进入第二澄清池15，第二澄清池15设计停留时间为5小时，底部设计锥形结构，第二澄清池15出水钙离子控制在60mg/L左右。第二澄清池15水通过上部口溢流进行第二缓冲水池16，第二缓冲水池16设计停留时间为2小时以上。第一缓冲水池5通过第六水泵17进入第七水泵18，第六水泵17控制运行压力为0.10MPa，第七水泵18控制压力为0.4MPa，此时第六水泵17流量为Q4，第七水泵18流量为Q5，流量比控制为Q5：Q4＝4：1。第七水泵18将废水送入第二无机陶瓷膜单元19，第二无机陶瓷膜单元19过滤精度为0.1nm，选用19孔管式无机陶瓷膜，无机陶瓷膜控制内部水流流速为3.5m/s，利用高流速形成湍流作用，防止系统堵塞与结垢。第二无机陶瓷膜单元19产生的浓水量为Q6，Q4：Q6＝5：1，浓水Q6全部通过管道进入第二反应池14。盐酸与第二无机陶瓷膜单元19产水通过管道混合器进行混合后进入第二产水罐20，混合器出口安装在线PH计，控制混合后废水的PH为7-8。第二产水罐20通过第八水泵21接入第二保安过滤器22，第二保安过滤器22过滤精度为5um，然后通过第九水泵23进入第二抗污染反渗透单元24，其中第八水泵21运行压力为0.3-0.4MPa，第九水泵23运行压力为1.0-1.2MPa，第九水泵23通过变频进行调节控制。

第二抗污染反渗透单元24进水压力控制在1.0-1.2MPa，产水率控制在70％，运行温度25-30℃，产水电导≯500us/cm，产水直接进入循环水场作为补水使用，以替代部分原水量，降低系统水耗。

第二抗污染反渗透单元24产生的浓水直接自流进入臭氧氧化罐25，臭氧投加量控制按照：臭氧与COD摩尔比3：1进行控制，臭氧投加浓度为100mg/L以上，臭氧氧化罐25设计停留时间为2h,然后COD处理达标后废水排放。

通过以上工艺流程的处理，具有以下特点：(1)系统产水量大幅上升。第一抗污染反渗透单元13产水率为75％，第二抗污染反渗透单元24产水率为65％，综上两个单元的数据，系统总产水率为75％+25％*65％＝91.25％，远远高于同类工艺。

(2)臭氧氧化COD效果显著。臭氧氧化采用“刚玉曝气盘”，具有曝气均匀、压力损失小的特点，氧化效率提高；

(3)过滤单元的综合产水率进一步提高。本方案中采用的无机陶瓷膜撬装单元为防止系统堵塞与结垢，通过试验与工程化应用得出试验结论，采用控制流速2.0-4.0m/s，同时反洗频次较低，按照进出水压差确定是否进行反洗，确定当进出水压差达到0.1MPa时，说明内部无机陶瓷膜管道存在堵塞的情况，需要进行高强度的酸洗或碱液洗涤。反洗频次根据脱硫水的水质，一般在每两周进行一次，耗用水量不足总产水量的0.5％。而现有技术的过滤单元—“多介质过滤器单元、超滤单元、与多介质和超滤配套的反洗再生单元”，超滤单元的反洗水量为系统进水量的10％，多介质单元反洗水量为系统进水量的5％。两个方案对比，相差15％，所以本方案的过滤单元综合产水量进一步大幅度提高。

(4)充分克服了溶解性硬度指标的二次反弹(数据回升)。过滤单元过滤精度为0.1nm，达到了超滤水平的过滤精度，可以有效阻截＞0.1nm粒径的悬浮碳酸钙颗粒，使这部分被阻截的碳酸钙颗粒通过回流管线进入反应池，在澄清池内进行再次的沉降。

(5)过滤单元充分克服了污堵造成的板结与结垢问题。过滤单元中的无机陶瓷膜控制流速为2.0-4.0m/s，在高流速、含高悬浮颗粒的情况，形成湍流，克服了悬浮碳酸钙颗粒堵塞管道影响产水流量的情况，从而提高了系统的连续运行稳定性。

(6)工程投资成本进一步降低。系统产水率达到90％以上，系统得浓水产量只有原水(总进水)产量得10％。这部分浓水量的高低直接决定着MVR机械蒸发单元规模的大小。电渗析浓水产量越低，MVR机械蒸发单元采用的规模越小，投资相对现有技术也就越低。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，包括废水收集池(1)，其特征在于：所述废水收集池(1)通过管道连接有第一水泵(2)，所述第一水泵(2)通过管道连接有第一反应池(3)，所述第一反应池(3)的右端设置有第一澄清池(4)，所述第一澄清池(4)的右端设置有第一缓冲水池(5)，所述第一缓冲水池(5)通过管道连接有第二水泵(6)，所述第二水泵(6)通过管道连接有第三水泵(7)，所述第三水泵(7)通过管道连接有第一无机陶瓷膜单元(8)；

所述第一无机陶瓷膜单元(8)通过管道连接有第一产水罐(9)，所述第一产水罐(9)通过管道连接有第四水泵(10)，所述第四水泵(10)通过管道连接有第一保安过滤器(11)，所述第一保安过滤器(11)通过管道连接有第五水泵(12)，所述第五水泵(12)通过管道连接有第一抗污染反渗透单元(13)，所述第一抗污染反渗透单元(13)通过管道连接有第二反应池(14)，所述第二反应池(14)的左端设置有第二澄清池(15)，所述第二澄清池(15)的左端设置有第二缓冲水池(16)；

所述第二缓冲水池(16)通过管道连接有第六水泵(17)，所述第六水泵(17)通过管道连接有第七水泵(18)，所述第七水泵(18)通过管道连接有第二无机陶瓷膜单元(19)，所述第二无机陶瓷膜单元(19)通过管道连接有第二产水罐(20)，所述第二产水罐(20)通过管道连接有第八水泵(21)，所述第八水泵(21)通过管道连接有第二保安过滤器(22)，所述第二保安过滤器(22)通过管道连接有第九水泵(23)，所述第九水泵(23)通过管道连接有第二抗污染反渗透单元(24)，所述第二抗污染反渗透单元(24)设置有排水管，所述第二抗污染反渗透单元(24)通过管道连接有臭氧氧化罐(25)。

2.根据权利要求1所述的一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，其特征在于：所述第一无机陶瓷膜单元(8)通过管道与第二水泵(6)和第三水泵(7)之间的管道连接。

3.根据权利要求1所述的一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，其特征在于：所述第一无机陶瓷膜单元(8)通过管道与第一反应池(3)连接。

4.根据权利要求1所述的一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，其特征在于：所述第一抗污染反渗透单元(13)设置有排水管。

5.根据权利要求1所述的一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，其特征在于：所述第二无机陶瓷膜单元(19)通过管道与第六水泵(17)和第七水泵(18)之间的管道连接。

6.根据权利要求1所述的一种化工行业循环水场冷却水的回收装置，其特征在于：所述第二无机陶瓷膜单元(19)通过管道与第二反应池(14)连接。