CN212050901U - 一种高盐废水超级浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高盐废水超级浓缩装置，该设备包括依次连接的原水泵、缓冲水箱、气浮设备、多介质过滤器、水软化设备、超滤设备、反渗透设备、电渗析设备以及纳滤设备，本发明还对上述电渗析设备的隔板的对布水孔、布水道以及隔网做了优化设计。本发明集成化程度高，克服了传统高盐废水处理装置耗能高效率低的缺陷。

Description

一种高盐废水超级浓缩装置

技术领域

本发明涉及一种废水处理设备领域，特别涉及一种高盐废水超级浓缩装置。

背景技术

高盐废水是指总含盐质量分数至少为1%的废水，高盐废水由于渗透压高，会引起生物细胞的原生质发生分离，同时高浓度的无机盐对生物细胞也有很强的毒害。高盐废水如果不经过脱盐处理直接排入环境当中，会直严重危害生态环境。

目前，高盐废水处理中，应用最多的方法为蒸馏法和生化法，但是蒸馏法耗能高效率低，生化法也需要较长的微生物驯化时间而且容易受到无机盐浓度波动的影响。随着技术的进步电化学方法逐渐兴起。电化学处理法主要是通过电渗析设备对高盐废水进行浓缩，然后对浓水进行烘干，从而达到高盐废水拖延的目的。但是电渗析设备在处理硬度较高或者有机物含量较高的废水时非常容易堵塞离子交换膜，而且单纯利用电渗析设备处理会有浓水量大、后续处理成本高的问题；现有的电渗析设备存在着经过较长时间的运行后出现渗漏的问题，使电渗析效率降低成本增加。

发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种高盐废水超级浓缩装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种高盐废水超级浓缩装置，包括原水泵和自动化控制器，所述原水泵的出水口与缓冲罐的进水口通过管道连接，所述缓冲罐的出水口与第一提升泵的进水口管道连接，所述第一提升泵的出水口与气浮设备的进水口连接，所述气浮设备的出水口通过第二提升泵与多介质过滤器连接，所述多介质过滤器的出水口与水软化器的进水口管道连接，所述水软化器的出水口与超滤设备的进水口管道连接，所述超滤设备的浓水出口与反渗透设备的进水口管道连接，所述超滤设备的清水出口与淡水箱通过管道连接；所述反渗透设备的清水出口与淡水箱管道连接，所述反渗透设备的浓水出口与电渗析设备的进水口管道连接；所述电渗析设备的浓水出口与纳滤设备的进水口连接，所述电渗析设备的淡水出口通过电渗回流管与反渗透设备的进水口连接；所述纳滤设备浓水出口与浓水箱管道连接；所述自动化控制器分别于原水泵、第一提升泵、气浮设备、第二提升泵、多介质过滤器、水软化器、超滤设备、反渗透设备、电渗析设备以及纳滤设备电连接。

还包括TDS检测器和三通阀，所述TDS检测器安装在水软化器与超滤设备之间的管路上；所述三通阀安装在超滤设备清水出口与反渗透设备进水口之间的管路上；所述三通阀通过支路水管与电渗析设备的进水口连接；所述TDS检测器和三通阀分别与所述自动化控制器电连接。

还包括阻垢剂罐和阻垢剂泵，所述阻垢剂罐通过阻垢剂泵与所述反渗透设备的进水口管道连接。

还包括反洗设备；所述反洗设备包括与淡水箱管道连接的取水水泵，所述取水水泵的出水口与反洗罐的进水口管道连接，所述反洗罐的出水口与反洗泵的进水口连接，所述反洗泵的出水口通过主反洗水管与反渗透设备的反洗进水口连接，所述反渗透设备的反洗进水口处设有第一阀；所述反渗透设备的反洗出水口通过主回流水管与缓冲罐连接；所述主反洗水管通过第二阀与超滤设备的反洗进水口连接，所述超滤设备的反洗出水口与主回流水管连接；所述主反洗水管通过第三阀与电渗析设备反洗进水口连接，所述电渗析设备的反洗出水口与主回流水管连接；所述主反洗水管通过第四阀与纳滤设备反洗进水口连接，所述纳滤设备的反洗出水口与主回流水管连接；所述主回流水管与缓冲罐连接，所述主反洗水管通过第五阀与水软化器再生进水口连接，所述水软化器的再生水出口与污水管连接；所述主反洗水管通过第六阀与多介质过滤器反洗进水口连接，所述多介质过滤器的反洗出水口与污水管连接；所述第一阀、第二阀、第三阀、第四阀、第五阀、第六阀、取水水泵分别与自动化控制器电连接。

所述反洗罐通过药剂泵与药剂罐连接；所述药剂泵与自动化控制器电连接。

所述电渗析设备包括隔板；所述隔板包括第一板体，所述第一板体的中间为第一隔网腔室，所述第一板体的上下两端均设有多个第一布水孔，在所述第一布水孔和第一隔网腔室之间设有若干条第一布水道；所述第一板体上下两端的布水道交错设置；所述第一布水孔呈长圆形，所述第一布水孔的平直边与第一板体的上侧边平行；所述第一布水道截面呈圆弧形。

所述第一布水道包括垂直部、第一弯曲部和第二弯曲部；所述垂直部与第一布水孔的平直边垂直；所述第一弯曲部的曲率半径小于第二弯曲部的曲率半径，所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的弯曲方向相反。

所述第一隔网腔室内设有隔网，所述隔网与第一隔网腔室的内壁通过焊接或者热压连接；所述隔网的网眼为正六边形。

所述隔板还包括第二板体，所述第二板体中间为与第一隔网腔室相匹配的第二隔网腔室，两端为与第一布水孔匹配的第二布水孔；所述第一板体和第二板体通过热压或者焊连接，所述第二隔网腔室和第一隔网腔室形成隔网腔室；所述隔网与隔网腔室的侧壁焊接或者热压连接。

本发明具有以下技术效果：

1. 集成程度高、占地面积小，而且能实现自动化运行。

2. 气浮设备、多介质过滤器、水软化器和超滤设备的使用使得高盐废水在浓缩前实现COD较低、钙镁离子清除，有机物物被有效清除，有效避免了后续反渗透设备和电渗析设备结垢堵塞。

3. 反渗透设备和电渗析设备连用可以不但提高了电渗析效率，而且使得电渗析设备产生的浓水量小，降低后续处理成本。

4. 设置TDS检测器、三通阀和之路水管可以提高本发明的适用范围和灵活度，根据废水中TDS值的不同选用最有路径。

5. 优化设计的隔板，减小了电渗析过程中的集成电流，避免了离子交换膜塌陷导致内漏的问题，提高了电渗析效率，降低了使用成本。

6. 固定孔和螺杆配合克服了电渗析设备在使用过程中会出现膜堆下沉的问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明隔板的第一种结构示意图。

附图3为本发明隔板的第二种结构示意图。

附图4为本发明隔板的第一板体结构示意图。

附图5为本发明隔板的第二板体的第一种结构示意图。

附图6为本发明隔板的第二板体的第二种结构示意图。

附图7为本发明隔板的布水道结构示意图。

图中1-原水泵，2-缓冲罐，3-第一提升泵，4-气浮设备，5-第二提升泵，6-多介质顾虑器，11-水软化器，12-超滤设备，13-防垢剂罐，14-反渗透设备，15-电渗析设备，16-纳滤设备，17-浓水箱，18-淡水箱，19-药剂罐，20-药剂泵，21-反洗罐，22-反洗泵，23-TDS检测器，24-防垢剂泵，25-三通阀，26-支路水管，27-主反洗水管，28-主回流水管，29-第一阀，30-第二阀，31-第三阀，32-第四阀，33-第五阀，34-第六阀，35-电渗回流管，36-回流水管，100-隔板，101-第一板体，102-第一布水孔，103-布水道，103-1-垂直部，103-2-第一弯曲部，103-3第二弯曲部，104-隔网，105-第一固定孔，110-第二板体，111-第二布水孔，112-第二固定孔，114-第二布水道，115-凸起。

具体实施方式

以下仅为本发明具体实施方式，但是本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本实施例中所述“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。所述固定连接方式包括但不限于焊接、螺接、管卡或者水管接头等现有技术已知的连接方式。

附图1为本发明的具体实施例。该实施例提供了一种高盐废水超级浓缩装置。该装置包括原水泵1，和自动化控制器。原水泵1的进水口与高盐废水储罐连接，原水泵1的出水口与缓冲罐2的进水口通过管道连接，缓冲罐2的出水口与第一提升泵3的进水口管道连接，第一提升泵3的出水口与气浮设备4的进水口连接，气浮设备4的出水口通过第二提升泵5与多介质过滤器6连接，多介质过滤器6的出水口与水软化器11的进水口管道连接。水软化器11的出水口与超滤设备12的进水口管道连接，超滤设备12的浓水出口与反渗透设备14的进水口管道连接，超滤设备12的清水出口与淡水箱18通过管道连接。反渗透设备14的清水出口与淡水箱18管道连接，反渗透设备14的浓水出口与电渗析设备15的进水口管道连接，电渗析设备15的浓水出口与纳滤设备15的进水口连接，电渗析设备15的淡水出口通过电渗回流管35返回反渗透设备14的进水口。纳滤设备16的出水口与浓水箱17管道连接，该纳滤设备16可以将电渗析浓水中的氯化钠和硫酸钠盐进行分离。纳滤设备16的氯化钠浓水出口与浓水箱17氯化钠浓水隔室管道连接；纳滤设备16的硫酸钠浓水出口与浓水箱17的硫酸钠浓水隔室管道连接。

自动化控制器分别与原水泵1、第一提升泵3、气浮设备4、第二提升泵5、多介质顾虑器6、水软化器11、超滤设备12、反渗透设备14、电渗析设备15以及纳滤设备16电连接。

为了防止水软化器11无法将高盐废水中的钙镁离子全部去除，导致反渗透设备14以及电渗析设备15结垢，本发明还包括阻垢剂罐13，该阻垢剂罐13通过阻垢剂泵24与反渗透设备14的进水口管道连接。

在水软化器11与超滤设备12之间的管路上设有TDS检测器23，在超滤设备12浓水出口与反渗透设备14的进水口之间的管路上设有三通阀25，该三通阀25通过支路水管26与电渗析设备15的进水口连接。TDS检测器23和三通阀25分别于自动化控制器电连接。

本发明还包括反洗设备。反洗设备包括与淡水箱18管道连接的取水水泵，该取水水泵的出水口与反洗罐21的进水口管道连接，反洗水罐21还通过药剂泵20与药剂罐19连接。反洗水罐21的出水口与反洗泵22的进水口连接，反洗泵22的出水口通过主反洗水管27与反渗透设备14的反洗进水口连接，反渗透设备14的反洗出水口通过主回流水管28与缓冲罐2连接，在反渗透设备14的反洗进水口处设有第一阀29。

主反洗水管27通过第二阀30与超滤设备12的反洗进水口连接，超滤设备12的反洗出水口与主回流水管28连接。

主反洗水管27通过第三阀31与电渗析设备15的反洗进水口连接，电渗析设备15的反洗出水口与主回流水管28连接。

主反洗水管27通过第四阀32与纳滤设备16反洗进水口连接，纳滤设备16的反洗出水口与主回流水管28连接。

主反洗水管27通过第五阀33与水软化器11再生进水口连接，水软化器11的再生水出口与污水管连接。

主反洗水管27通过第六阀34与多介质过滤器6反洗进水口连接，质过滤器6的反洗出水口与污水管连接。

第一阀29、第二阀30、第三阀31、第四阀32、第五阀33、第六阀34、药剂泵20分别与自动化控制器电连接。

当进行废水处理时，启动原水泵1将经过预处理的高盐废水送入缓冲罐2，第一提升泵3将缓冲罐2中的废水送入气浮设备4进行气选，除去高盐废水中为除尽的油污除及悬浮物，随后高盐废水被第二提升泵5送入多介质过滤器6进行进一步的净化处理，然后高盐废水进入水软化器11除去废水中的钙镁离子完成对高盐废水的软化，然后高盐废水进入超滤设备12进行过滤浓缩。超滤设备12产生的超滤浓水通过管道流经TDS检测器23。当TDS检测器23检测到的TDS值≤30g/L时，超滤浓水经过三通阀25进入反渗透设备14进行浓缩，在超滤浓水进入反渗透设备14时通过阻垢剂泵24加入阻垢剂，反渗透设备14的反渗透淡水排入淡水箱18，反渗透浓水进入电渗析设备15进行浓缩分离，电渗析产生的淡水返回反渗透设备14再次进行浓缩，电渗析产生的电渗浓水进入纳滤设备16进行纳滤分盐。

当TDS检测器23检测到的TDS值≥30g/L时，自动化控制器调整三通阀25，超滤浓水经三通阀25和支路水管26进入电渗析设备15进行浓缩分离，电渗析产生的电渗淡水返回反渗透设备14进行浓缩后再次返回电渗析设备15，电渗析产生的电渗浓水进入纳滤设备16进行纳滤分盐。在电渗淡水返回反渗透设备14时通过阻垢剂泵24加入阻垢剂。

清洗前先通过取水水泵将淡水箱18中的水抽入清洗罐21内，然后通过药剂泵20在清洗罐21内加入清洗药剂。

清洗反渗透设备14时，启动清洗泵22，打开第一阀29，关闭第二阀30到第六阀34。

清洗超滤设备12时，启动清洗泵22，打开第二阀30，关闭第一阀29以及第三阀31到第六阀34。

多介质过滤器6、水软化器11、电渗析设备15、纳滤设备16的清洗方式参照前述反渗透设备14或超滤设备12的请方式进行。

超滤设备12、反渗透设备14、电渗析设备15、纳滤设备16的清洗废水通过主回流水管28排入缓冲罐2，多介质过滤器6、水软化器11的反清洗废水排入污水管。

为了克服传统的电渗析设备15寄生电流大，而且经过较长时间的使用后容易出现渗漏，使得浓缩效率显著降低，成本增加的缺陷，本发明还对电渗析设备15进行了改进，特别是对电渗析设备15的膜对中的隔板100进行了改进。

附图2至附图7为本发明所提供的电渗析设备15的隔板100的具体实施例。

如附图2所示，该隔板100包括有由弹性材料制成的第一板体101，在第一板体101的中间为第一隔网腔室，第一板体101的上下两端均设有多个第一布水孔102，在第一布水孔102和第一隔网腔室之间设有若干条布水道103。设有布水道103的第一布水孔102与不设布水道103的第一布水孔102交错分布。第一板体101上下两端的布水道103交错分布。在第一隔网腔室内设有隔网104，该隔网104与第一隔网腔室的内壁通过焊接或者热压连接。在第一板体101的四个角处均设有第一固定孔105。

第一布水孔102呈长圆形，其平直边与第一板体101的上侧边平行，长圆型的第一布水孔102与传统的方形或者圆形第一布水孔102相比既可以提高电渗析过程中的布水速率，提高电渗析的效率，又更加有利于布水道103的设计分布。

布水道103为刻蚀在第一板体101上沟槽，截面呈半圆形，包括垂直部103-1、第一弯曲部103-2和第二弯曲部103-3，其中的垂直部103-1与第一布水孔102的平直边垂直。第一弯曲部103-2的曲率半径小于第二弯曲部103-3的曲率半径，而且第一弯曲部103-2的圆心与第二弯曲部103-3的圆心所在位置呈180度，即第一弯曲部103-2和第二弯曲部103-3的弯曲方向相反。当然布水道103的截面也可呈其他圆心角的圆弧形。呈圆弧形的布水道103可以使水流更加流畅的流过，两个方向相反的弯曲部增加了布水道103的长度，有效减小了寄生电流，而且有利于产生湍流。

隔网104采用高分子聚合物弹性板材,如PP板材通过激光切割或者雕刻成型，网眼为正六边形，隔网104通过网眼矩形阵列形成。该隔网104比方形的编制隔网104透水性更好，对均相离子交换膜也能起到良好的支撑。当然，隔网104也可以通过编制来生产。

为了防止经过一段时间的使用后出现布水道103处的离子交换膜塌陷，导致内渗漏的问题，如图3所示，隔板100还包括有弹性材料制成的第二板体110。该第二板体110中间为与第一隔网腔室相匹配的第二隔网腔室，两端为与第一布水孔102匹配的第二布水孔111；第二板体110的四个角处均设有与第一固定孔匹配105匹配的第二固定孔112。使用时将第一板体101和第二板体110热压或者焊接为一个整体的隔板100，第二隔网腔室和第一隔网腔室形成隔网腔室，第一固定孔105和第二固定孔组成一个整体的固定孔；隔网104与隔网腔室的侧壁焊接或者热压连接。此时，布水道103隐藏在隔板100之内，离子交换膜由第二板体110支撑不再与布水道103接触，不会出现由于离子交换膜塌陷导致内渗漏的问题。

作为对隔板100的进一步改进，在第二板体110与第一板体101接合的一面设有与第一布水道103相匹配的第二布水道114，即第一板体101与第二板体110呈镜像关系，将第一板体101与第二板体110接合后，第一布水道103相和第二布水道114形成一个截面为圆形或者椭圆形的布水道，使得隔板100的布水效果更好。

作为对隔板100的更进一步改进, 在第二板体110远离第一板体101的侧面设有一环状的凸起115，由于第二板体110为弹性材料制作，当膜堆受到挤压时，相邻的凸起115因受挤压而产生形变完成密封，使得电渗析设备15在使用时不会产生外漏。

当然该凸起115也可以设计在仅有第一板体101的隔板100上。

电渗析设备15的膜堆两端的压板上设有四根截面与第一固定孔105形状相同的螺杆，螺杆从第一固定孔105或者与固定孔中穿过压板通过螺母紧固连接。固定孔和固定杆配合可以有效防止电渗析设备在使用过程中发生膜堆下沉。

Claims (9)

1.一种高盐废水超级浓缩装置，包括原水泵（1）和自动化控制器，其特征在于：所述原水泵（1）的出水口与缓冲罐（2）的进水口通过管道连接，所述缓冲罐（2）的出水口与第一提升泵（3）的进水口管道连接，所述第一提升泵（3）的出水口与气浮设备（4）的进水口连接，所述气浮设备（4）的出水口通过第二提升泵（5）与多介质过滤器（6）连接，所述多介质过滤器（6）的出水口与水软化器（11）的进水口管道连接，所述水软化器（11）的出水口与超滤设备（12）的进水口管道连接，所述超滤设备（12）的浓水出口与反渗透设备（14）的进水口管道连接，所述超滤设备（12）的清水出口与淡水箱（18）通过管道连接；所述反渗透设备（14）的清水出口与淡水箱（18）管道连接，所述反渗透设备（14）的浓水出口与电渗析设备（15）的进水口管道连接；所述电渗析设备（15）的浓水出口与纳滤设备（16）的进水口连接，所述电渗析设备（15）的淡水出口通过电渗回流管（35）与反渗透设备（14）的进水口连接；所述纳滤设备（16）浓水出口与浓水箱（17）管道连接；所述自动化控制器分别于原水泵（1）、第一提升泵（3）、气浮设备（4）、第二提升泵（5）、多介质过滤器（6）、水软化器（11）、超滤设备（12）、反渗透设备（14）、电渗析设备（15）以及纳滤设备（16）电连接。

2.根据权利要求1所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：还包括TDS检测器（23）和三通阀（25），所述TDS检测器（23）安装在水软化器（11）与超滤设备（12）之间的管路上；所述三通阀（25）安装在超滤设备（12）清水出口与反渗透设备（14）进水口之间的管路上；所述三通阀（25）通过支路水管（26）与电渗析设备（15）的进水口连接；所述TDS检测器（23）和三通阀（25）分别与所述自动化控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：还包括阻垢剂罐（13）和阻垢剂泵（24），所述阻垢剂罐（13）通过阻垢剂泵（24）与所述反渗透设备（14）的进水口管道连接。

4.根据权利要求3所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：还包反洗设备；所述反洗设备包括与淡水箱（18）管道连接的取水水泵，所述取水水泵的出水口与反洗罐（21）的进水口管道连接，所述反洗罐（21）的出水口与反洗泵（22）的进水口连接，所述反洗泵（22）的出水口通过主反洗水管（27）与反渗透设备（14）的反洗进水口连接，所述反渗透设备（14）的反洗进水口处设有第一阀（29）；所述反渗透设备（14）的反洗出水口通过主回流水管（28）与缓冲罐（2）连接；所述主反洗水管（27）通过第二阀（30）与超滤设备（12）的反洗进水口连接，所述超滤设备（12）的反洗出水口与主回流水管（28）连接；所述主反洗水管（27）通过第三阀（31）与电渗析设备（15）反洗进水口连接，所述电渗析设备（15）的反洗出水口与主回流水管（28）连接；所述主反洗水管（27）通过第四阀（32）与纳滤设备（16）反洗进水口连接，所述纳滤设备（16）的反洗出水口与主回流水管（28）连接；所述主回流水管（28）与缓冲罐（2）连接，所述主反洗水管（27）通过第五阀（33）与水软化器（11）再生进水口连接，所述水软化器（11）的再生水出口与污水管连接；所述主反洗水管（27）通过第六阀（34）与多介质过滤器（6）反洗进水口连接，所述多介质过滤器（6）的反洗出水口与污水管连接；所述第一阀（29）、第二阀（30）、第三阀（31）、第四阀（32）、第五阀（33）、第六阀（34）、取水水泵分别与自动化控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：所述反洗罐（21）通过药剂泵（20）与药剂罐（19）连接；所述药剂泵（20）与自动化控制器电连接。

6.根据权利要求1至5任意一项权利要求所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：所述电渗析设备（15）包括隔板（100）；所述隔板（100）包括第一板体（101），所述第一板体（101）的中间为第一隔网腔室，所述第一板体（101）的上下两端均设有多个第一布水孔（102），在所述第一布水孔（102）和第一隔网腔室之间设有若干条第一布水道（103）；所述第一板体（101）上下两端的布水道（103）交错设置；所述第一布水孔（102）呈长圆形，所述第一布水孔（102）的平直边与第一板体（101）的上侧边平行；所述第一布水道（103）截面呈圆弧形。

7.根据权利要求6所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：所述第一布水道（103）包括垂直部（103-1）、第一弯曲部（103-2）和第二弯曲部（103-3）；所述垂直部（103-1）与第一布水孔（102）的平直边垂直；所述第一弯曲部（103-2）的曲率半径小于第二弯曲部（103-3）的曲率半径，所述第一弯曲部（103-2）和所述第二弯曲部（103-3）的弯曲方向相反。

8.根据权利要求7所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：所述第一隔网腔室内设有隔网（104），所述隔网（104）与第一隔网腔室的内壁通过焊接或者热压连接；所述隔网（104）的网眼为正六边形。

9.根据权利要求8所述的高盐废水超级浓缩装置，其特征在于：隔板（100）还包括第二板体（110），所述第二板体（110）中间为与第一隔网腔室相匹配的第二隔网腔室，两端为与第一布水孔（102）匹配的第二布水孔（111）；所述第一板体（101）和第二板体（110）通过热压或者焊连接，所述第二隔网腔室和第一隔网腔室形成隔网腔室；所述隔网（104）与隔网腔室的侧壁焊接或者热压连接。

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