CN213171875U - 一种高盐有机废水零排放处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高盐有机废水零排放处理系统,它包括一级电渗析单元，一级电渗析单元的淡水出口与臭氧催化氧化单元相连接，浓水出口与复合氧化单元相连接；臭氧催化氧化单元与超滤单元相连接，超滤单元与反渗透单元相连接；复合氧化单元与纳滤单元相连接，纳滤单元与树脂软化单元相连接，树脂软化单元与二级电渗析单元相连接，二级电渗析单元与双极膜单元相连接；本实用新型通过一级电渗析浓缩即淡/浓水分离，再分别利用臭氧催化氧化和复合氧化进行处理，有效地提高了有机物去除效率，降低药剂消耗成本，通过反渗透浓缩、纳滤分盐和二级电渗析浓缩等处理技术分别对淡水/浓水中无机盐进行提纯、浓缩，实现了资源化回收，优化处理工艺，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及废水深度处理领域，特别涉及一种高盐有机废水零排放处理系统。
背景技术
随着工业的快速发展，工业废水的排放量日益增加。高盐废水因其浓度较高，导致废水中有机物、氨氮等处理效率降低，往往经处理后的废水中COD、氨氮等不能达到排放标准，排入水体后，会污染地表水和地下水，影响饮用水水质，甚至破坏周边生态平衡。
高盐有机废水零排放的处理工艺，一般包含软化、生物处理、高级氧化、膜浓缩、蒸发结晶或双极膜等技术，但由于其较高的盐度，生物处理和高级氧化技术很难将废水中有机物去除，处理效率低下；因此，目前针对高盐有机废水中有机物的去除，多采用耐盐微生物或复合氧化等技术，但耐盐微生物的驯化漫长繁复，复合氧化产生的大量污泥，都制约着系统整体的处理效率及成本。因此，针对上述问题本实用新型提供了一种高盐有机废水零排放处理方法及工艺。
CN107162298A公开了一种高盐有机废水的近零排放处理方法，其处理工艺包含芬顿氧化、浸没式超滤、活性炭吸附和多效蒸发，其处理工艺具有运行工艺简单、适用于广泛意义上的高盐有机废水处理等优点，但其芬顿氧化产生大量污泥且缺少浓缩处理，运行成本高。
CN105198142A公开了一种高盐废水的零排放方法，其处理工艺包含树脂吸附、高效反渗透、膜蒸馏、蒸发结晶等方法，该处理方法最大限度地回收了水资源，基本实现了高盐废水的零排放，但并未对废水中有机物进行有效的去除，且无分盐处理，回收的结晶盐成分复杂，纯度不高。
发明内容
针对上述问题，本实用新型提供了一种高盐有机废水零排放处理系统，该系统将膜处理、催化氧化和树脂吸附技术相结合，逐步实现了对废水中无机盐和有机物的分别处理，使各工艺步骤合理安排，优化工艺，避免了浓缩过程中结垢的问题，降低成本，最终实现了零排放。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种高盐有机废水零排放处理系统, 它包括一级电渗析单元，所述一级电渗析单元的淡水出口与臭氧催化氧化单元相连接，浓水出口与复合氧化单元相连接；所述臭氧催化氧化单元与超滤单元相连接，所述超滤单元与反渗透单元相连接；所述复合氧化单元与纳滤单元相连接，所述纳滤单元与树脂软化单元相连接，所述树脂软化单元与二级电渗析单元相连接，所述二级电渗析单元与双极膜单元相连接。
作为本实用新型优选的技术方案，所述反渗透单元还与复合氧化单元相连接。
作为本实用新型优选的技术方案，二级电渗析单元还与反渗透单元相连接。
作为本实用新型优选的技术方案，预处理后的废水进入一级电渗析单元进行浓缩处理，分离出大部分淡水，淡水进入臭氧催化氧化单元，浓水进入复合氧化单元。
作为本实用新型优选的技术方案，臭氧催化氧化单元出水进入超滤单元，去除废水中大颗粒及悬浮物。
作为本实用新型优选的技术方案，超滤单元出水进入反渗透单元进一步浓缩处理，回收部分产品水，浓缩液进入复合氧化单元。
作为本实用新型优选的技术方案，复合氧化单元出水进入纳滤单元分离一价或二价无机盐并浓缩，浓水回用，产水进入树脂软化单元。
作为本实用新型优选的技术方案，所述树脂软化单元用于去除废水中的硬度；所述树脂软化单元为钠型强酸阳离子树脂、钠型弱酸阳离子树脂、氢型强酸阳离子树脂、氢型弱酸阳离子树脂中的任意一种或至少两种组合；优选为氢型弱酸阳离子树脂和钠型强酸阳离子树脂；所述钠型强酸阳离子树脂优选为001*7凝胶型树脂；所述氢型弱酸阳离子树脂优选为D113或D001大孔型树脂。
作为本实用新型优选的技术方案，树脂软化单元出水进入二级电渗析单元进行深度浓缩，淡水回流至反渗透单元，浓水进入双极膜单元，用于制备酸碱。
作为本实用新型优选的技术方案，双极膜单元阳极采用钛图钌电极，阴极采用不锈钢电极。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型提供了一种高盐有机废水零排放处理系统，通过一级电渗析浓缩即淡/浓水分离，利用臭氧催化氧化和复合氧化对电渗析淡/浓水分别进行处理，根据进水COD灵活调控浓缩倍数及回收率，有效提高了有机物去除效率，降低药剂消耗成本。
2、通过反渗透浓缩、纳滤分盐和二级电渗析浓缩等处理技术，并结合高盐有机废水的特性，分别对一级电渗析淡水/浓水中无机盐进行提纯、浓缩，优化处理工艺，实现了最大程度废水回用、无机盐资源化回收，且具有成本低，产水水质好等优点。
附图说明
图1为本实用新型的高盐有机废水零排放处理系统的工艺流程图。
图中:1-一级电渗析单元；2-臭氧催化氧化单元；3-复合氧化单元；4-超滤单元；5-反渗透单元；6-纳滤单元；7-树脂软化单元；8-二级电渗析单元；9-双极膜单元。
具体实施方式
为了更好地说明本发明，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：
如图1所示，一种高盐有机废水零排放处理系统, 它包括一级电渗析单元1，一级电渗析单元1的淡水出口与臭氧催化氧化单元2相连接，浓水出口与复合氧化单元3相连接；臭氧催化氧化单元2与超滤单元4相连接，超滤单元4与反渗透单元5相连接；复合氧化单元3与纳滤单元6相连接，纳滤单元6与树脂软化单元7相连接，树脂软化单元7与二级电渗析单元8相连接，二级电渗析单元8与双极膜单元9相连接。
其中，反渗透单元5还与复合氧化单元3相连接；二级电渗析单元8还与反渗透单元5相连接。
在实际应用中，预处理后的废水进入一级电渗析单元1进行浓缩处理，分离出大部分淡水，淡水进入臭氧催化氧化单元2，浓水进入复合氧化单元3。
臭氧催化氧化单元2出水进入超滤单元4，去除废水中大颗粒及悬浮物；超滤单元4出水进入反渗透单元5进一步浓缩处理，回收部分产品水，浓缩液进入复合氧化单元3；复合氧化单元3出水进入纳滤单元6分离一价或二价无机盐并浓缩，浓水回用，产水进入树脂软化单元7；树脂软化单元7用于去除废水中的硬度；树脂软化单元7可选为钠型强酸阳离子树脂、钠型弱酸阳离子树脂、氢型强酸阳离子树脂、氢型弱酸阳离子树脂中的任意一种或至少两种组合；优选为氢型弱酸阳离子树脂和钠型强酸阳离子树脂；而钠型强酸阳离子树脂优选为001*7凝胶型树脂；氢型弱酸阳离子树脂优选为D113或D001大孔型树脂。
树脂软化单元7出水进入二级电渗析单元8进行深度浓缩，淡水回流至反渗透单元5，浓水进入双极膜单元9，用于制备酸碱。
双极膜单元9阳极采用钛图钌电极，阴极采用不锈钢电极。
实施例1
某化工厂预处理后废水pH 7.5、TDS为1.2%、COD为100mg/L，钙含量10mg/L、镁含量10mg/L，采用如下方法处理该废水：
（1）将预处理后的废水采用一级电渗析浓缩处理，得到电渗析淡水和电渗析浓水，电渗析淡水进入臭氧催化氧化单元，电渗析浓水进入复合氧化单元：产水率为70%，电渗析浓水TDS为5%，淡水TDS为0.3%；
（2）将步骤（1）产出的淡水采用臭氧催化氧化处理，臭氧催化氧化进水pH为7.5，出水COD为40mg/L；
（3）将步骤（2）处理后的废水采用超滤处理，去除废水中大颗粒及悬浮物等杂质；
（4）将步骤（3）超滤产水采用反渗透浓缩处理，浓缩液进入复合氧化单元，产水回用，产水回收率为75%，浓水TDS为1.2%，COD为150mg/L；
（5）将步骤（1）产出的浓水进行复合氧化处理，复合氧化单元进水pH为7.5，COD为120mg/L，H2O2:COD=2.5:1，出水COD为40mg/L；
（6）将步骤（5）处理后的废水采用纳滤分盐浓缩处理，纳滤产水进入树脂软化单元，纳滤浓水回用或进入蒸发结晶单元用于制盐，产水回收率为70%，浓水TDS为0.9%，产水TDS为2.1%，产水COD为10mg/L；
（7）将步骤（6）产水进行树脂软化处理，软化用树脂为氢型弱酸阳离子树脂，即D113大孔型树脂，运行流速为30m/h，树脂软化处理出水钙镁含量均为1mg/L；
（8）将步骤（7）软化出水进行二级电渗析浓缩处理，得到电渗析淡水和电渗析浓水，电渗析淡水回流至反渗透单元，电渗析浓水进入双极膜单元制备酸碱：产水回收率为88%，电渗析浓水TDS为10%；
（9）将步骤（8）浓水进行双极膜处理，制得的盐酸和氢氧化钠浓度均为6%。
对比例1
采用工艺为原水预处理、臭氧催化氧化、超滤、反渗透、纳滤、树脂软化、电渗析、蒸发结晶处理上述废水。
废水先经臭氧催化氧化去除有机物，再依次通过反渗透、纳滤进行浓缩和分盐，最终经树脂软化、电渗析浓缩后，用于蒸发结晶。因原水含盐量较高，臭氧催化氧化效率较低，不足40%；反渗透和纳滤系统对有机物的截留作用，虽然产水有机物含量有所减少，但极易造成膜系统严重有机污染，降低膜性能，不利于系统稳定运行。
实施例2
某化工厂预处理后废水pH 7.5、TDS为3%、COD为50mg/L，钙含量20mg/L、镁含量15mg/L，采用如下方法处理该废水：
（1）将预处理后的废水采用一级电渗析浓缩处理，得到电渗析淡水和电渗析浓水，电渗析淡水进入臭氧催化氧化单元，电渗析浓水进入复合氧化单元：产水率为80%，电渗析浓水TDS为75%，淡水TDS为2%；
（2）将步骤（1）产出的淡水采用臭氧催化氧化处理，臭氧催化氧化进水pH为7.5，出水COD为30mg/L；
（3）将步骤（2）处理后的废水采用超滤处理，去除废水中大颗粒及悬浮物等杂质；
（4）将步骤（3）超滤产水采用反渗透浓缩处理，浓缩液进入复合氧化单元，产水回用，产水回收率为75%，浓水TDS为6%，COD为120mg/L；
（5）将步骤（1）产出的浓水进行复合氧化处理，复合氧化单元进水pH为7.5，COD为70mg/L，H2O2:COD=2:1，出水COD为24mg/L；
（6）将步骤（5）处理后的废水采用纳滤分盐浓缩处理，纳滤产水进入树脂软化单元，纳滤浓水回用或进入蒸发结晶单元用于制盐，产水回收率为70%，浓水TDS为4%，产水TDS为8%，产水COD为8mg/L；
（7）将步骤（6）产水进行树脂软化处理，软化用树脂为氢型弱酸阳离子树脂，即D113大孔型树脂，运行流速为20m/h，树脂软化处理出水钙镁含量均为1mg/L；
（8）将步骤（7）软化出水进行二级电渗析浓缩处理，得到电渗析淡水和电渗析浓水，电渗析淡水回流至反渗透单元，电渗析浓水进入双极膜单元制备酸碱：产水回收率为80%，电渗析浓水TDS为14%；
（9）将步骤（8）浓水进行双极膜处理，制得的盐酸和氢氧化钠浓度均为8%。
对比例2
上述废水的深度处理工艺包含反渗透、复合氧化、纳滤、树脂软化。
废水先经反渗透浓缩，复合氧化去除有机物，再通过纳滤分盐和树脂软化，最终产水用于进一步浓缩或制盐等。反渗透的浓缩作用，可以回收大部分产水，但随淡水回收率增加，浓水的浓缩倍数相应增加，浓水有机物含量较高，常规复合氧化处理效率较低，不足50%，需投加更多双氧水等药剂以提高去除效率，造成运行成本增加，且出水水质不稳定。
实施例3
某化工厂预处理后废水pH 7.5、TDS为3%、COD为250mg/L，钙含量30mg/L、镁含量20mg/L，采用如下方法处理该废水：
（1）将预处理后的废水采用一级电渗析浓缩处理，得到电渗析淡水和电渗析浓水，电渗析淡水进入臭氧催化氧化单元，电渗析浓水进入复合氧化单元：产水率为65%，电渗析浓水TDS为7%，淡水TDS为2%；
（2）将步骤（1）产出的淡水采用臭氧催化氧化处理，臭氧催化氧化进水pH为7.5，出水COD为160mg/L；
（3）将步骤（2）处理后的废水采用超滤处理，去除废水中大颗粒及悬浮物等杂质；
（4）将步骤（3）超滤产水采用反渗透浓缩处理，浓缩液进入复合氧化单元，产水回用，产水回收率为70%，浓水TDS为6%，COD为450mg/L；
（5）将步骤（1）产出的浓水进行复合氧化处理，复合氧化单元进水pH为7.5，COD为320mg/L，H2O2:COD=4:1，出水COD为120mg/L；
（6）将步骤（5）处理后的废水采用纳滤分盐浓缩处理，纳滤产水进入树脂软化单元，纳滤浓水回用或进入蒸发结晶单元用于制盐，产水回收率为70%，浓水TDS为4.5%，产水TDS为8%，产水COD为40mg/L；
（7）将步骤（6）产水进行树脂软化处理，软化用树脂为氢型弱酸阳离子树脂，即D113大孔型树脂，运行流速为20m/h，树脂软化处理出水钙镁含量均为1mg/L；
（8）将步骤（7）软化出水进行二级电渗析浓缩处理，得到电渗析淡水和电渗析浓水，电渗析淡水回流至反渗透单元，电渗析浓水进入双极膜单元制备酸碱：产水回收率为80%，电渗析浓水TDS为14%；
（9）将步骤（8）浓水进行双极膜处理，制得的盐酸和氢氧化钠浓度均为8%。
对比例3
上述废水的深度处理工艺包含复合氧化、反渗透、纳滤、树脂软化、电渗析。废水先经复合氧化去除有机物，再依次通过反渗透、纳滤进行浓缩和分盐，纳滤产水再经树脂软化后进入电渗析浓缩，电渗析浓水用于制盐或制备酸碱。
该工艺优先对废水进行有机物去除，以降低后续单元有机污染，但反渗透等膜系统淡水回收率有限，且浓缩过程造成有机物回升，往往超过系统进水有机物含量，且并未对浓水中有机物进行有效处理。
申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细方法，但本实用新型并不局限于上述详细方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (3)
1.一种高盐有机废水零排放处理系统,它包括一级电渗析单元（1），其特征在于，所述一级电渗析单元（1）的淡水出口与臭氧催化氧化单元（2）相连接，浓水出口与复合氧化单元（3）相连接；
所述臭氧催化氧化单元（2）与超滤单元（4）相连接，所述超滤单元（4）与反渗透单元（5）相连接；
所述复合氧化单元（3）与纳滤单元（6）相连接，所述纳滤单元（6）与树脂软化单元（7）相连接，所述树脂软化单元（7）与二级电渗析单元（8）相连接，所述二级电渗析单元（8）与双极膜单元（9）相连接。
2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述反渗透单元（5）还与复合氧化单元（3）相连接。
3.如权利要求2所述的处理系统，其特征在于，二级电渗析单元（8）还与反渗透单元（5）相连接。
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| CN114940546A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-08-26 | 清创人和生态工程技术有限公司 | 一种水合肼工业废水回用至电解食盐水制烧碱处理方法 |
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