CN217202410U - 一种中水资源化再利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种中水资源化再利用系统，包括预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构、蒸发浓缩机构和电解机构，所述预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构依次布置，所述膜浓缩机构的的产水侧与中水回用池相连接，所述膜浓缩机构的的浓水侧与所述纳滤分盐机构的进水端相连接，所述纳滤分盐机构的产水侧与所述蒸发浓缩机构相连接，所述纳滤分盐机构的浓水侧与所述电解机构相连接，本实用新型在实现零排放的基础上，对各个环节的产物进行合理处理和回收利用，达到了中水资源化再利用的目的。

Description

一种中水资源化再利用系统

技术领域

本实用新型属于中水处理技术领域，具体地说涉及一种中水资源化再利用系统。

背景技术

在我国，以燃煤发电、现代煤化工等为代表的能源行业在支撑国民经济发展的同时，也消耗了大量水资源，产生了大量的工业废水。近年来，随着环境保护工作力度的日益加大，如何安全高效地处理工业废水，越来越成为关系行业健康发展的重大课题。特别是在内蒙、陕西、宁夏、新疆等水资源短缺、生态环境相对脆弱的地区，工业废水的零排放处理成为了越来越急迫的要求。

目前，工业废水经污水厂处理后形成中水即所谓的再生水，中水零排放处理技术大多采用“多级反渗透膜+蒸发浓缩结晶”，生产出高纯度盐类，盐类以结晶盐的形式分离并暂存仓库等待处理，蒸发冷凝水再通过生化处理后达标回用或排放，实现中水资源化再利用以及零排放。中水合理回用既能减少水环境污染，又可以缓解水资源紧缺的矛盾，是贯彻可持续发展的重要措施。但是，由于采用蒸发结晶系统，占地面积大，设备投资及运行成本高，工艺复杂，同时，暂存的废盐属于危废，此种零排放处理技术仅仅做到水的零排放，但同时产生了大量固废及危废，导致环境污染严重，并非真正意义上的零排放。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种中水资源化再利用系统。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种中水资源化再利用系统，包括预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构、蒸发浓缩机构和电解机构，所述预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构依次布置，所述膜浓缩机构的的产水侧与中水回用池相连接，所述膜浓缩机构的的浓水侧与所述纳滤分盐机构的进水端相连接，所述纳滤分盐机构的产水侧与所述蒸发浓缩机构相连接，所述纳滤分盐机构的浓水侧与所述电解机构相连接。

进一步，所述预处理机构包括依次设置且相连接的原水池、第一反应池、第二反应池和陶瓷膜微滤组件，所述第一反应池设有用于添加复合强氧化剂的第一添加口，所述第二反应池设有用于添加软化药剂的第二添加口。

优选的，所述复合强氧化剂为次氯化钠和臭氧，所述第一添加口包括次氯化钠添加口和臭氧添加口。

优选的，所述臭氧添加口通过微纳米气泡发生器与臭氧发生器相连接，所述微纳米气泡发生器可使臭氧形成纳米气泡并均匀地分散到第一反应池内。

优选的，所述软化药剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠中的一种或两种及以上任意组合。

进一步，所述微纳米气泡发生器包括吸水泵、混合泵、射流器和释放喷头，所述吸水泵与所述混合泵相连接，所述混合泵的出水分为两路，其一路出水连接所述射流器，所述射流器连接所述臭氧发生器，回流管路上配套压力检测仪表，并回流到所述混合泵的入口，另一路出水连接所述释放喷头，所述释放喷头内部采用释压结构。

进一步，所述第一反应池和所述第二反应池内部均设有搅拌器。

进一步，所述陶瓷膜微滤组件内部设有过滤陶瓷膜，透过所述过滤陶瓷膜的中水流通至清水出口，被所述过滤陶瓷膜截留的中水流通至浓缩出口，所述浓缩出口通过循环回路与所述陶瓷膜微滤组件的进水端连通，所述清水出口与所述浓缩出口形成错流结构，且所述清水出口与缓冲池相连接。

进一步，所述陶瓷膜微滤组件并联设置多级。

进一步，所述缓冲池设有用于添加酸液的第三添加口。

进一步，所述膜浓缩机构包括依次设置的苦咸水反渗透组件和海水反渗透组件，所述苦咸水反渗透组件的进水端与缓冲池相连接。

进一步，所述苦咸水反渗透组件的浓水侧与第一浓水缓存池相连接，所述苦咸水反渗透组件的产水侧与中水回用池相连接。

进一步，所述苦咸水反渗透组件内部设有苦咸水反渗透膜，且苦咸水反渗透组件设有多级，前一级的苦咸水反渗透组件的浓水侧通过第一中间增压泵与后一级的苦咸水反渗透组件的进液端相连接，位于末级的苦咸水反渗透组件的浓水侧与所述第一浓水缓存池相连接。

进一步，所述海水反渗透组件的进水端与所述第一浓水缓存池相连接，所述海水反渗透组件的浓水侧与第二浓水缓存池相连接，所述海水反渗透组件的产水侧与中水回用池相连接。

进一步，所述海水反渗透组件内部设有海水反渗透膜，且海水反渗透组件设有多级，前一级的海水反渗透组件的浓水侧通过第二中间增压泵与后一级的海水反渗透组件的进液端相连接，位于末级的海水反渗透组件的浓水侧与所述第二浓水缓存池相连接。

进一步，所述纳滤分盐机构的进水端与所述第二浓水缓存池相连接，所述纳滤分盐机构的产水侧与纳滤产水箱相连接，所述纳滤分盐机构的浓水侧与纳滤浓水箱相连接。

进一步，所述纳滤分盐机构内部设有纳滤膜，且纳滤分盐机构设有多级，前一级的纳滤分盐机构的浓水侧通过第三中间增压泵与后一级的纳滤分盐机构的进液端相连接，位于末级的纳滤分盐机构的浓水侧与所述纳滤浓水箱相连接。

进一步，所述蒸发浓缩机构与所述纳滤产水箱的出水端相连接，所述蒸发浓缩机构的蒸馏水侧与所述中水回用池相连接，所述蒸发浓缩机构的浓缩液侧与浓缩液储罐相连接。

进一步，所述浓缩液储罐的出水端与离子膜机构相连接，所述离子膜机构与次氯化钠储罐相连接，且所述次氯化钠储罐与所述第一添加口相连接。

进一步，所述电解机构与所述纳滤浓水箱的出水端相连接，所述电解机构分别与酸液储罐、碱液储罐相连接，所述酸液储罐与所述第三添加口相连接。

进一步，所述缓冲池与所述苦咸水反渗透组件之间、所述第一浓水缓存池与所述海水反渗透组件之间、所述第二浓水缓存池与所述纳滤分盐机构之间均设有过滤器。

优选的，所述过滤器为保安过滤器。

进一步，所述原水池与所述第一反应池之间、所述第二反应池与所述陶瓷膜微滤组件之间、所述缓冲池与所述苦咸水反渗透组件之间、所述第一浓水缓存池与所述海水反渗透组件之间、所述第二浓水缓存池与所述纳滤分盐机构之间、所述纳滤产水箱与所述蒸发浓缩机构之间、所述浓缩液储罐与所述离子膜机构之间、所述电解机构与所述纳滤浓水箱之间均设有增压泵。

进一步，所述苦咸水反渗透组件的进水端、所述海水反渗透组件的进水端以及所述纳滤分盐机构的进水端均设有高压泵。

进一步，所述原水池、所述缓冲池、所述第一浓水缓存池、所述第二浓水缓存池以及所述中水回用池均为钢砼结构，且内壁设置有起到防腐作用的玻璃丝布，所述第一反应池、所述第二反应池、所述纳滤产水箱以及所述纳滤浓水箱均为碳钢材质，且两者内部均刷涂环氧树脂防腐层。

优选的，所述次氯化钠、所述软化药剂和所述酸液均通过药剂添加泵添加，所述药剂添加泵与变频器配套使用，并与pH在线检测仪联动以调节pH。

本实用新型的有益效果是：

1、通过预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构、蒸发浓缩机构和电解机构的协同工作，在实现零排放的基础上，对各个环节的产物进行合理处理和回收利用，达到了中水资源化再利用的目的。

2、将苦咸水反渗透组件与海水反渗透组件组合，使得85％以上的中水得到回收并流通至中水回用池，减少了纳滤分盐机构的进水量，降低了纳滤分盐机构、蒸发浓缩机构和电解机构的处理量，提高了处理效率。

3、采用纳滤分盐机构对一价盐和二价盐进行分离，从而实现分质回用，同时，无需进行蒸发结晶处理，避免污染环境，操作便捷，减少系统占地面积。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构框图；

图2是预处理机构的结构示意图；

图3是苦咸水反渗透组件、海水反渗透组件的结构示意图；

图4是纳滤分盐机构、蒸发浓缩机构和电解机构的结构示意图。

附图中：1-原水池、2-第一反应池、3-第二反应池、4-陶瓷膜微滤组件、5-缓冲池、6-苦咸水反渗透组件、7-第一浓水缓存池、8-海水反渗透组件、9-中水回用池、10-第二浓水缓存池、11-纳滤分盐机构、12-纳滤产水箱、13-蒸发浓缩机构、14-浓缩液储罐、15-离子膜机构、16-次氯化钠储罐、17-纳滤浓水箱、18-电解机构、19-酸液储罐、20-碱液储罐、21-微纳米气泡发生器、22-臭氧发生器、23-次氯化钠添加口、24-氢氧化钠添加口、25-碳酸钠添加口、26-增压泵、27-第三添加口、28-液位计、29-第一中间增压泵、30-高压泵、31-过滤器。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。

下面结合附图和较佳的实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

如图1-图4所示，一种中水资源化再利用系统，包括预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构11、蒸发浓缩机构13和电解机构18，所述预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构11依次布置，所述膜浓缩机构的的产水侧与中水回用池9相连接，所述膜浓缩机构的的浓水侧与所述纳滤分盐机构11的进水端相连接，所述纳滤分盐机构11的产水侧与所述蒸发浓缩机构13相连接，所述纳滤分盐机构11的浓水侧与所述电解机构18相连接。

污水处理厂处理后的中水先经预处理机构进行预处理，再经膜浓缩机构进行浓缩分离，浓缩分离后的浓水经纳滤分盐机构11进行一价盐和二价盐分离，此后，一价盐经通过低温蒸馏的方式进行蒸发浓缩，蒸馏后的浓缩液提升至离子膜机构15进行电解制得次氯酸钠和氯气，次氯酸钠可用于预处理机构的复合强氧化剂，同时，剩余的次氯酸钠可供企业消毒氧化使用。二价盐提升进入电解机构18制得酸液和碱液，酸液可用于膜浓缩机构。在实现零排放的基础上，对各个环节的产物进行合理处理和回收利用，达到了中水资源化再利用的目的。

实施例二：

如图1-图4所示，所述预处理机构包括依次设置且相连接的原水池1、第一反应池2、第二反应池3和陶瓷膜微滤组件4。

中水先进入原水池1进行收集，原水池1为钢砼结构，其内壁采用玻璃丝布进行防腐，其进水管路加装进水电动阀门，其内部安装液位计28，根据液位计28高度来控制进水电动阀门，达到自动运行的目的。

中水经增压泵26提升至第一反应池2，所述第一反应池2设有用于添加复合强氧化剂的第一添加口，所述第二反应池3设有用于添加软化药剂的第二添加口。同时，所述第一反应池2和所述第二反应池3内部均设有搅拌器，以加快复合强氧化剂、软化药剂与中水的反应速度。所述第一反应池2、所述第二反应池3均为碳钢材质，且两者内部均刷涂环氧树脂防腐层。

具体的，所述复合强氧化剂为次氯化钠和臭氧，所述第一添加口包括次氯化钠添加口23和臭氧添加口。所述臭氧添加口通过微纳米气泡发生器21与臭氧发生器22相连接，所述微纳米气泡发生器21可使臭氧形成纳米气泡并均匀地分散到第一反应池2内。所述软化药剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠中的一种或两种及以上任意组合。本实施例中，第二添加口包括氢氧化钠添加口24和碳酸钠添加口25。同时，所述次氯化钠、所述软化药剂均通过药剂添加泵添加，所述药剂添加泵与变频器配套使用，并与pH在线检测仪联动以调节pH。

所述微纳米气泡发生器包括吸水泵、混合泵、射流器和释放喷头，所述吸水泵与所述混合泵相连接，位于第一反应池的中水通过吸水泵进入混合泵，所述混合泵的出水分为两路，其一路出水连接所述射流器，所述射流器连接所述臭氧发生器，回流管路上配套压力检测仪表，保证压力为0.5-0.6MPa，并回流到所述混合泵的入口，另一路出水连接所述释放喷头，所述释放喷头内部采用释压结构，混合有臭氧的回水以较高压力通过释放喷头喷射形成微纳米气泡。

所述陶瓷膜微滤组件4与第二反应池3相连接，同时，陶瓷膜微滤组件4并联设置多级。所述陶瓷膜微滤组件4内部设有过滤陶瓷膜，透过所述过滤陶瓷膜的中水流通至清水出口，被所述过滤陶瓷膜截留的中水流通至浓缩出口，所述浓缩出口通过循环回路与所述陶瓷膜微滤组件4的进水端连通，所述清水出口与所述浓缩出口形成错流结构，且所述清水出口与缓冲池5相连接。

所述循环回路上设有流量为陶瓷膜微滤组件4的进水端流量多倍的循环泵，通过循环泵提高过滤陶瓷膜表面的水流速，对过滤陶瓷膜表面进行大流量、快速冲刷，防止沉淀物在过滤陶瓷膜表面堆积。

所述缓冲池5为钢砼结构，且内壁设置有起到防腐作用的玻璃丝布，由于过高的pH会影响反渗透膜的脱盐性能，因此，所述缓冲池5设有用于添加酸液的第三添加口27，所述酸液均通过药剂添加泵添加，所述药剂添加泵与变频器配套使用，并与pH在线检测仪联动以调节pH。

实施例三：

如图1-图4所示，所述膜浓缩机构包括依次设置的苦咸水反渗透组件6和海水反渗透组件8。

所述苦咸水反渗透组件6的进水端与所述缓冲池5相连接，同时，所述苦咸水反渗透组件6的进水端设有高压泵30，所述苦咸水反渗透组件6的浓水侧与第一浓水缓存池7相连接，所述苦咸水反渗透组件6的产水侧与中水回用池9相连接。所述第一浓水缓存池7、以及所述中水回用池9均为钢砼结构，且内壁设置有起到防腐作用的玻璃丝布。

具体的，所述苦咸水反渗透组件6内部设有苦咸水反渗透膜，且苦咸水反渗透组件6设有多级，前一级的苦咸水反渗透组件6的浓水侧通过第一中间增压泵29与后一级的苦咸水反渗透组件6的进液端相连接，位于末级的苦咸水反渗透组件6的浓水侧与所述第一浓水缓存池7相连接。

所述海水反渗透组件8的进水端与所述第一浓水缓存池7相连接，所述海水反渗透组件8的浓水侧与第二浓水缓存池10相连接，所述海水反渗透组件8的产水侧与中水回用池9相连接。同时，所述第二浓水缓存池10为钢砼结构，且内壁设置有起到防腐作用的玻璃丝布。

具体的，所述海水反渗透组件8内部设有海水反渗透膜，且海水反渗透组件8设有多级，前一级的海水反渗透组件8的浓水侧通过第二中间增压泵与后一级的海水反渗透组件8的进液端相连接，位于末级的海水反渗透组件8的浓水侧与所述第二浓水缓存池10相连接。同时，所述海水反渗透组件8的进水端设有高压泵30，所述海水反渗透组件8内部设有能量回收装置，将其浓水侧的高压能量进行回收，用于提升其进水端的压力，降低高压泵30的能耗，降低运行费用。

实施例四：

如图1-图4所示，所述纳滤分盐机构11的进水端与所述第二浓水缓存池10相连接，同时，所述纳滤分盐机构11的进水端设有高压泵30，所述纳滤分盐机构11的产水侧与纳滤产水箱12相连接，所述纳滤分盐机构11的浓水侧与纳滤浓水箱17相连接。同时，所述纳滤产水箱12以及所述纳滤浓水箱17均为碳钢材质，且两者内部均刷涂环氧树脂防腐层。

具体的，所述纳滤分盐机构11内部设有纳滤膜，且纳滤分盐机构11设有多级，前一级的纳滤分盐机构11的浓水侧通过第三中间增压泵与后一级的纳滤分盐机构11的进液端相连接，位于末级的纳滤分盐机构11的浓水侧与所述纳滤浓水箱17相连接。

所述蒸发浓缩机构13与所述纳滤产水箱12的出水端相连接，所述蒸发浓缩机构13的蒸馏水侧与所述中水回用池9相连接，所述蒸发浓缩机构13的浓缩液侧与浓缩液储罐14相连接。所述浓缩液储罐14的出水端与离子膜机构15相连接，所述离子膜机构15与次氯化钠储罐16相连接，且所述次氯化钠储罐16可与所述次氯化钠添加口23相连接，具体的，所述离子膜机构15为离子膜电解槽。

所述电解机构18与所述纳滤浓水箱17的出水端相连接，同时，所述电解机构18分别与酸液储罐19、碱液储罐20相连接，所述酸液储罐19可与所述第三添加口27相连接，所述碱液储罐20可与氢氧化钠添加口24相连接，具体的，所述电解机构18为双极膜电解槽。

实施例五：

如图1-图4所示，所述缓冲池5与所述苦咸水反渗透组件6之间、所述第一浓水缓存池7与所述海水反渗透组件8之间、所述第二浓水缓存池10与所述纳滤分盐机构11之间均设有过滤器31。具体的，所述过滤器31为保安过滤器。

所述原水池1与所述第一反应池2之间、所述第二反应池3与所述陶瓷膜微滤组件4之间、所述缓冲池5与所述苦咸水反渗透组件6之间、所述第一浓水缓存池7与所述海水反渗透组件8之间、所述第二浓水缓存池10与所述纳滤分盐机构11之间、所述纳滤产水箱12与所述蒸发浓缩机构13之间、所述浓缩液储罐14与所述离子膜机构15之间、所述电解机构18与所述纳滤浓水箱17之间均设有增压泵26。此外，上述元件之间的连接管路上还设有压力变送器、流量变送器、电导率仪、调节阀以及止回阀等。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种中水资源化再利用系统，其特征在于，包括预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构、蒸发浓缩机构和电解机构，所述预处理机构、膜浓缩机构、纳滤分盐机构依次布置，所述膜浓缩机构的产水侧与中水回用池相连接，所述膜浓缩机构的浓水侧与所述纳滤分盐机构的进水端相连接，所述纳滤分盐机构的产水侧与所述蒸发浓缩机构相连接，所述纳滤分盐机构的浓水侧与所述电解机构相连接。

2.根据权利要求1所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述预处理机构包括依次设置且相连接的原水池、第一反应池、第二反应池和陶瓷膜微滤组件，所述第一反应池设有用于添加复合强氧化剂的第一添加口，所述第二反应池设有用于添加软化药剂的第二添加口。

3.根据权利要求2所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述陶瓷膜微滤组件内部设有过滤陶瓷膜，透过所述过滤陶瓷膜的中水流通至清水出口，被所述过滤陶瓷膜截留的中水流通至浓缩出口，所述浓缩出口通过循环回路与所述陶瓷膜微滤组件的进水端连通，所述清水出口与所述浓缩出口形成错流结构，且所述清水出口与缓冲池相连接。

4.根据权利要求3所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述膜浓缩机构包括依次设置的苦咸水反渗透组件和海水反渗透组件，所述苦咸水反渗透组件的进水端与缓冲池相连接。

5.根据权利要求4所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述苦咸水反渗透组件的浓水侧与第一浓水缓存池相连接，所述苦咸水反渗透组件的产水侧与中水回用池相连接。

6.根据权利要求5所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述海水反渗透组件的进水端与所述第一浓水缓存池相连接，所述海水反渗透组件的浓水侧与第二浓水缓存池相连接，所述海水反渗透组件的产水侧与中水回用池相连接。

7.根据权利要求6所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述纳滤分盐机构的进水端与所述第二浓水缓存池相连接，所述纳滤分盐机构的产水侧与纳滤产水箱相连接，所述纳滤分盐机构的浓水侧与纳滤浓水箱相连接。

8.根据权利要求7所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述蒸发浓缩机构与所述纳滤产水箱的出水端相连接，所述蒸发浓缩机构的蒸馏水侧与所述中水回用池相连接，所述蒸发浓缩机构的浓缩液侧与浓缩液储罐相连接。

9.根据权利要求8所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述浓缩液储罐的出水端与离子膜机构相连接，所述离子膜机构与次氯化钠储罐相连接。

10.根据权利要求7所述的中水资源化再利用系统，其特征在于，所述电解机构与所述纳滤浓水箱的出水端相连接，所述电解机构分别与酸液储罐、碱液储罐相连接。

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