CN217230416U - 一种工业废水深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种工业废水深度处理系统，针对经过膜再次浓缩处理后的高盐化工废水，本实用新型旨在提出一种高盐废水强化吸附深度处理的系统，选用软化除硬+中和调节+混凝沉淀+强化吸附组合工艺深度处理经过膜浓缩后的高盐化工废水，通过上位机耦接水质检测仪组可以实现自动进行水质检测并反馈的功能，此组合工艺的完美结合最大程度的解决上述技术背景中提到的硬度及COD指标过高严重影响后端膜系统的稳定运行，同时影响系统回收率的问题。

Description

一种工业废水深度处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，具体涉及一种工业废水深度处理系统。

背景技术

随着国家水污染行动计划的推出，各地方政府加大对黑臭水体的整治力度，特别是对排入水体的化工企业严格实施污染源头管控。当前，各类工业污水处理有两个“主旋律”，一是排放的提标，二是资源化利用。在新提高的标准中，有机物含量(以化学需氧量，即COD为宏观指标)是重要一项，也是提标幅度较大的一项。提标前工业污水COD排放限值普遍为100或120mg/L，提标后有的行业要求在60或50mg/L以下，部分工业园区外排COD甚至要达到30mg/L以下，这就要求新建或已建成的污水处理设施要在传统处理环节中增加有机物深度处理的新单元。回用近零排放方面，化工废水高盐水中残留的有机物对膜浓缩、蒸发结晶的工艺段有着显著的负面影响，这就意味着回用近零排工艺链中加入有机物处理单元才能真正实现废水资源化利用。所以，无论是排放提标还是回用近零排放，这两个方面都严格要求尾水中的COD要达到较低水平。

各类工业废水水质成分复杂，含有大量难降解的大分子有机污染物，经过生化处理后，仍残留有大分子链、环状、轻度聚合、毒性等特征的有机物，很难达到提标排放要求和回用标准。以当前环境污染问题日益严重，国家环保部门对化工企业污水排放严令禁止，要求企业废水回收利用，因而对废水的深度处理要求非常高。

越来越多的强化吸附技术，如电吸附、活性炭吸附、臭氧+强化吸附、芬顿+强化吸附、高级氧化等，被用于难降解有机物的深度处理工艺，通常都能取得一些显著的效果。但是，由于所消耗药剂、电、热的数量庞大，运行成本相应大幅增加。

因此，针对性提出高盐化工废水强化吸附深度处理技术，具有重要的社会效益和环境效益。

实用新型内容

针对目前催化剂制备存在诸多不足，本实用新型针对难降解有机物的去除难点及低成本目标，解决其应用中存在的关键问题，创造性提出强化吸附技术深度处理高盐化工废水处理方法及其系统。

本实用新型第一方面提供一种工业废水深度处理系统，包括工业废水深度处理装置、水质检测仪组以及上位机；所述工业废水深度处理装置包括：原水箱、软化除硬反应器、中和调节反应器、混凝沉淀池、一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器、流动床吸附反应器、出水存储箱以及吸附剂饱和度检测器；其中，

所述原水箱的出水口通过管道与所述软化除硬反应器的进水口相连通；所述软化除硬反应器的出水口通过管道与所述中和调节反应器的进水口相连通；所述中和调节反应器的出水口与所述混凝沉淀器的进水口相连通；所述混凝沉淀器的出水口与所述一级强化吸附反应器进水口相连通；所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器以及所述流动床吸附反应器通过管道串联，所述流动床吸附反应器与所述出水存储箱连通；其中，所述吸附剂饱和度检测器测量所述二级强化吸附反应器中吸附剂的黏度并在所述黏度数值高于设定阈值时发出触发信号，所述流动床吸附反应器与所述二级强化吸附反应器的出口处设有触发开关，所述触发开关响应于所述触发信号连通所述二级强化吸附反应器和流动床吸附反应器，进而可使所述二级强化吸附反应器内的吸附剂饱和后通入所述流动床吸附反应器；

所述水质检测仪组用于对所述工业废水深度处理装置处理过程中的废水进行水质检测，所述上位机与所述水质检测仪以及所述吸附剂饱和度检测器电连接。

在优选的实施例中，还包括：第一流量计，设于所述原水箱和所述软化除硬反应器之间。

在优选的实施例中，还包括：第二流量计，设于所述软化除硬反应器与所述混凝沉淀器之间。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括pH检测仪，设于所述原水箱、所述软化除硬反应器及所述中和调节反应器内。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括硬度监测仪，设于所述原水箱和所述软化除硬反应器内。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括浊度监测仪，设于所述混凝沉淀器内。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括COD监测仪，设于所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器以及所述流动床吸附反应器的出口处。

在优选的实施例中，所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器及流动床吸附反应器内装填活性焦吸附剂。

在优选的实施例中，所述活性焦吸附剂的填装高度为500～1000mm。

在优选的实施例中，所述活性焦吸附剂的粒径处于2-8mm。

由上述技术方案可知，本实用新型提供一种工业废水深度处理系统，针对经过膜再次浓缩处理后的高盐化工废水，本实用新型旨在提出一种高盐废水强化吸附深度处理的系统，选用软化除硬+中和调节+混凝沉淀+强化吸附组合工艺深度处理经过膜浓缩后的高盐化工废水。此组合工艺的完美结合最大程度的解决上述技术背景中提到的硬度及COD指标过高严重影响后端膜系统的稳定运行，同时影响系统回收率的问题。此外，本实用新型利用吸附剂的黏度来作为反馈判断的依据，可以根据经验来确定出黏度与吸附饱和度的对应关系，当黏度高于设定阈值之后，则可以确定吸附剂处于饱和状态，进而流动床内的吸附剂为饱和状态，本实用新型强化吸附为流动吸附床与两级固定吸附床串联应用，在处理过程中，两级固定吸附床的吸附剂饱和后作为流动吸附床的补充吸附剂，使各级吸附剂达到最大吸附饱和作用，并且此实用新型可保证整个组合工艺是连续稳定运行的，本实用新型在保证吸附效果的同时可发幅度减小吸附成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中的工业废水深度处理系统的结构示意图。

附图标记：01-原水存储箱、02-软化除硬反应器、03-中和调节反应器、04-混凝沉淀器、05-一级强化吸附反应器、06-二级强化吸附反应器、07-流动床吸附反应器、08-吸附剂、09-高压输液泵1#、10-高压输液泵2#、11-高压输液泵3#、12-软化药剂自动投加系统、13-中和调节药剂自动投加系统、14-混凝药剂自动投加系统、15-自动控制系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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作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。

目前越来越多的强化吸附技术，如电吸附、活性炭吸附、臭氧+强化吸附、芬顿+强化吸附、高级氧化等，被用于难降解有机物的深度处理工艺，通常都能取得一些显著的效果。但是，由于所消耗药剂、电、热的数量庞大，运行成本相应大幅增加。

因此，针对性提出高盐化工废水强化吸附深度处理技术，具有重要的社会效益和环境效益。本实用新型针对难降解有机物的去除难点及低成本目标，解决其应用中存在的关键问题，创造性提出强化吸附技术深度处理高盐化工废水处理方法及其系统。

基于此，本实用新型第一方面实施例提供一种工业废水深度处理系统，如图1所示，包括：原水箱、软化除硬反应器、中和调节反应器、混凝沉淀池、一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器、流动床吸附反应器、出水存储箱以及吸附剂饱和度检测器(图中未示出)，水质检测仪(图中未示出)以及上位机(图中未示出)，其中，所述原水箱的出水口通过管道与所述软化除硬反应器的进水口相连通；所述软化除硬反应器的出水口通过管道与所述中和调节反应器的进水口相连通；所述中和调节反应器的出水口与所述混凝沉淀器的进水口相连通；所述混凝沉淀器的出水口与所述一级强化吸附反应器进水口相连通；所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器以及所述流动床吸附反应器通过管道串联，所述流动床吸附反应器与所述出水存储箱连通；其中，所述吸附剂饱和度检测器测量所述二级强化吸附反应器中吸附剂的黏度并在所述黏度数值高于设定阈值时发出触发信号，所述流动床吸附反应器与所述二级强化吸附反应器的出口处设有触发开关，所述触发开关响应于所述触发信号连通所述二级强化吸附反应器和流动床吸附反应器，进而可使所述二级强化吸附反应器内的吸附剂饱和后通入所述流动床吸附反应器。

进一步的，所述水质检测仪组用于对所述工业废水深度处理装置处理过程中的废水进行水质检测，所述上位机与所述水质检测仪以及所述吸附剂饱和度检测器电连接。

本实用新型中通过上位机与水质检测仪组电连接，水质检测仪组检测的数据可以实时传输到上位机，通过上位机还可以进一步调节水质检测仪组的检测参数，进而可以实现自动检测的功能。

本实用新型强化吸附为流动吸附床与两级固定吸附床串联应用，在处理过程中，两级固定吸附床的吸附剂饱和后作为流动吸附床的补充吸附剂，使各级吸附剂达到最大吸附饱和作用，并且此实用新型可保证整个组合工艺是连续稳定运行的，本实用新型在保证吸附效果的同时可发幅度减小吸附成本。

本实用新型选用全自动在线监测方法，可以实时监控各单元进水量、主处理单元进出水COD、硬度、温度等指标，规避水质监测滞后的问题。

工业高盐水在污水回用处理过程中，经过膜处理产出清水的同时，不仅截留浓缩了无机盐，还截留富集了有机物，而这些有机物恰恰是上游多级处理的残留以及药剂添加，处理难度可想而知。经过膜回用浓缩后的高盐水电导常在20000us/cm左右，COD在数百不等，硬度达到1000mg/L左右，要进行零排放处理，浓缩段有机物及硬度若不处理，将持续在系统内富集，浓度越来越高，处理难度也越来越大，同时影响整体工艺的回收率。

本实用新型提供一种工业废水深度处理系统，针对经过膜再次浓缩处理后的高盐化工废水，本实用新型旨在提出一种高盐废水强化吸附深度处理的系统，选用软化除硬+中和调节+混凝沉淀+强化吸附组合工艺深度处理经过膜浓缩后的高盐化工废水。此组合工艺的完美结合最大程度的解决上述技术背景中提到的硬度及COD指标过高严重影响后端膜系统的稳定运行，同时影响系统回收率的问题。

在优选的实施例中，还包括：第一流量计，设于所述原水箱和所述软化除硬反应器之间。

在优选的实施例中，还包括：第二流量计，设于所述软化除硬反应器与所述混凝沉淀器之间。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括pH检测仪，设于所述原水箱、所述软化除硬反应器及所述中和调节反应器内。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括硬度监测仪，设于所述原水箱和所述软化除硬反应器内。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括浊度监测仪，设于所述混凝沉淀器内。

在优选的实施例中，所述水质检测仪组包括COD监测仪，设于所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器以及所述流动床吸附反应器的出口处。

在优选的实施例中，所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器及流动床吸附反应器内装填活性焦吸附剂。

在优选的实施例中，所述活性焦吸附剂的填装高度为500～1000mm。

在优选的实施例中，所述活性焦吸附剂的粒径处于2-8mm。

下面对本实用新型进行详细说明。

结合图1，根据本实用新型的第一方面，提供一种高盐化工废水强化吸附深度处理系统，包括原水箱、软化除硬反应器、中和调节反应器、混凝沉淀池、一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器、流动床吸附反应器、出水存储箱。

进出水联通方式：(1)原水箱出水口通过管道与软化除硬反应器进水口相连通；(2)软化除硬反应器出水口通过管道与中和调节反应器的进水口相连通；(3)中和调节反应器的出水口与混凝沉淀器进水口相连通；(4)混凝沉淀器的出水口与一级强化吸附反应器进水口相连通；(5)一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器、流动床吸附反应器通过管道串联。

强化吸附反应器运行方式：(1)将经过软化除硬、混凝沉淀后的水样经过输液泵进入一级强化吸附反应器后，打开一级强化吸附反应器下部三通阀收集一级吸附后产水，同步进行指标检测；(2)待一级强化吸附反应器吸附产水检测不合格后切换阀门串入二级强化吸附反应器，将收集的二级吸附后产水进行指标检测；(3)待二级强化吸附反应器吸附产水检测不合格后切换阀门串入流动床吸附反应器，将收集的三级吸附后产水进行指标检测；直至流动床吸附反应器最终产水达到预期指标。

液体流量计分布：(1)原水箱与软化除硬反应器之间设置第一液体流量计；(2)软化除硬反应器与混凝沉淀器设置第二液体流量计；(3)混凝沉淀器与一级强化吸附反应器之间设置第三液体流量计。

水质检测仪：(1)原水箱、软化除硬反应器及中和调节反应器内各设置一台pH检测仪；(2)原水箱、软化除硬反应器各设置一台硬度监测仪；(3)混凝沉淀器内设置一台浊度监测仪；(4)流动床吸附反应器各出口设置一台COD监测仪。

本实用新型提供的一种高硬度高盐化工废水强化吸附深度处理系统。软化除硬及混凝沉淀属于物化反应过程，效率高、反应速度快、操作简单，可大幅度降低高盐废水中的硬度和悬浮物，为后端强化吸附反应器提供优质水源，保证强化吸附反应器的吸附效率。基于软化除硬+中和调节反应器+混凝沉淀+三级强化吸附组合工艺原理及互补效能，COD去除率可达到70％左右，硬度去除率达到90％以上，此方法系统流程简单、可连续操作、处理效果显著、处理效率高。

高浓度无机离子、高渗透压的高盐废水中COD去除难一直制约着化工废水真正实现零排放，提出软化除硬+中和调节反应器+混凝沉淀+三级强化吸附组合工艺强化吸附技术可从根本上解决COD去除难的实际问题；同时对于经过浓缩后的高硬度高盐化工废水的深度处理技术是创新性的方法及系统。

下面结合具体实验案例对本实用新型进行说明。

经过两级反渗透膜浓缩后的废水，深度处理进水水质：COD:200～400mg/L，硬度：550～1000mg/L，电导：20000～us/cm，pH：6～8。

(2)去除硬度阶段：由01-原水箱经过09-高压输液泵1#将二级反渗透浓缩后的高硬度高盐废水，提升至02-软化除硬反应器中，在02-软化除硬反应器内通过12-软化药剂自动投加系统投加软化除硬药剂，充分搅拌混匀反应后，实现去除硬度的目标，由于软化除硬过程中废水中的碱度高，需在03-中和调节反应器中通过13-中和调节药剂自动投加系统投加酸，中和废水中的多余碱度，将废水pH稳定在6～8之间。

(3)去除悬浮物阶段：经过03-中和调节反应器中和后，通过10-高压输液泵2#提升至04-混凝沉淀器中，通过14-混凝药剂自动投加系统向04-混凝沉淀器投加混凝药剂，废水中的悬浮物经过混凝沉淀后去除悬浮物浓度，保证05-强化吸附反应器进水悬浮物不超过控制指标。

(4)吸附去除COD阶段：经过02-软化除硬反应器、04-混凝沉淀器处理后，废水水质得到部分净化后经11-高压输液泵3#依次提升至05-一级强化吸附反应器、06-二级强化吸附反应器、07-流动床吸附反应器进行三级强化吸附，通过活性焦强大的物理化学吸附作用进行强化吸附，整个层析的过程就是吸附、解吸、再吸附、再解吸的过程，进而实现去除COD的作用。

15-自控系统包括所有自动控制阀门、流量计、液位计及在线仪表显示系统。

由此可知，本实用新型提供的一种高硬度高盐化工废水强化吸附深度处理系统。软化除硬及混凝沉淀属于物化反应过程，效率高、反应速度快、操作简单，可大幅度降低高盐废水中的硬度和悬浮物，为后端强化吸附反应器提供优质水源，保证强化吸附反应器的吸附效率。基于软化除硬+中和调节反应器+混凝沉淀+三级强化吸附组合工艺原理及互补效能，COD去除率可达到70％左右，硬度去除率达到90％以上，此方法系统流程简单、可连续操作、处理效果显著、处理效率高。

高浓度无机离子、高渗透压的高盐废水中COD去除难一直制约着化工废水真正实现零排放，提出软化除硬+中和调节反应器+混凝沉淀+三级强化吸附组合工艺强化吸附技术可从根本上解决COD去除难的实际问题；同时对于经过浓缩后的高硬度高盐化工废水的深度处理技术是创新性的方法及系统。

本实用新型中应用了具体实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种工业废水深度处理系统，其特征在于，包括工业废水深度处理装置、水质检测仪组以及上位机；所述工业废水深度处理装置包括：原水箱、软化除硬反应器、中和调节反应器、混凝沉淀池、一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器、流动床吸附反应器、出水存储箱以及吸附剂饱和度检测器；其中，

所述原水箱的出水口通过管道与所述软化除硬反应器的进水口相连通；所述软化除硬反应器的出水口通过管道与所述中和调节反应器的进水口相连通；所述中和调节反应器的出水口与所述混凝沉淀池的进水口相连通；所述混凝沉淀池的出水口与所述一级强化吸附反应器进水口相连通；所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器以及所述流动床吸附反应器通过管道串联，所述流动床吸附反应器与所述出水存储箱连通；其中，所述吸附剂饱和度检测器测量所述二级强化吸附反应器中吸附剂的黏度并在所述黏度数值高于设定阈值时发出触发信号，所述流动床吸附反应器与所述二级强化吸附反应器的出口处设有触发开关，所述触发开关响应于所述触发信号连通所述二级强化吸附反应器和流动床吸附反应器，进而可使所述二级强化吸附反应器内的吸附剂饱和后通入所述流动床吸附反应器；

所述水质检测仪组用于对所述工业废水深度处理装置处理过程中的废水进行水质检测，所述上位机与所述水质检测仪以及所述吸附剂饱和度检测器电连接。

2.根据权利要求1所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，还包括：第一流量计，设于所述原水箱和所述软化除硬反应器之间。

3.根据权利要求2所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，还包括：第二流量计，设于所述软化除硬反应器与所述混凝沉淀池之间。

4.根据权利要求2所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，所述水质检测仪组包括pH检测仪，设于所述原水箱、所述软化除硬反应器及所述中和调节反应器内。

5.根据权利要求2所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，所述水质检测仪组包括硬度监测仪，设于所述原水箱和所述软化除硬反应器内。

6.根据权利要求1所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，所述水质检测仪组包括浊度监测仪，设于所述混凝沉淀池内。

7.根据权利要求1所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，所述水质检测仪组包括COD监测仪，设于所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器以及所述流动床吸附反应器的出口处。

8.根据权利要求1所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，所述一级强化吸附反应器、二级强化吸附反应器及流动床吸附反应器内装填活性焦吸附剂。

9.根据权利要求8所述的工业废水深度处理系统，其特征在于，所述活性焦吸附剂的填装高度为500～1000mm。

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