CN219652821U - 一种高硫酸根废水用处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高硫酸根废水用处理系统，属于多晶硅生产技术领域，包括废水池和原水箱，废水池与调节池相连，原水箱与调节池相连，调节池上设有碳酸钠溶液进管、絮凝剂溶液进管和氢氧化钠溶液进管，调节池依次与膜软化过滤器、阳床前储罐、阳床、弱酸阳床产水箱相连，弱酸阳床产水箱依次与一段反渗透提升泵、第一管道混合器、第一安保过滤器、第一高压泵、一段反渗透装置、二段反渗透提升泵、一段反渗透装置、中间水箱、三段反渗透提升泵、第二管道混合器、第二安保过滤器、第二高压泵和厂区浓水箱相连；第一管道混合器和第二管道混合器上均设置有非氧化杀菌剂溶液进管、阻垢剂溶液进管和还原剂进管相连。

Description

一种高硫酸根废水用处理系统

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种高硫酸根废水用处理系统。

背景技术

多晶硅厂废水处理中含有高硫酸根、高钙，硫酸钙达到饱和后析出硫酸钙结垢，造成蒸发设备结垢，换热设备结垢后影响换热，降低系统处理负荷及运行稳定性，影响全厂废水零排放。

生产废水必须通过膜分离和蒸发的方式全部回收利用，废水中的盐分等杂质必须通过蒸发结晶的方式以固体盐或一般固废形式产出。

工业水浓缩废水（高硫酸根废水）：厂区工业原水经循环水外喷淋自然浓缩和脱盐水站膜浓缩，未和其它物质接触，水中盐分为原水中带入。这部分废水需要通过反渗透膜回收70%左右的水进行重复利用，剩余30%含有3000mg/L的硫酸根废水排入酸水系统混合处理。

酸性废水（高钙废水）：废气淋洗和高沸水解使用后的废水，因吸收氯硅烷和氯化氢气体显酸性，需要在废水处理站经石灰中和、沉淀后重复利用，酸水系统水解不断带入的盐分需要通过氯化钙蒸发装置处理，蒸发产生的二次蒸汽凝液回收利用，盐分以固体氯化钙产出，作为一般固废处理。酸水中含有很高的钙离子，钙离子含量在25000mg/L。

现有运行工艺：全厂不含酸废水经废水处理装置絮凝沉淀处理后降低浊度至20NTU以下，处理完成后的不含酸废水进入下一工序中水回用装置处理。中水回用装置通过膜系统处理，多介质+超滤+反渗透，有66%的反渗透产水回用至循环水外喷淋装置，34%的反渗透浓水需要排至废水处理站回用水池作为酸水系统的稀释水使用。酸水系统的补水来源于中水回用装置反渗透浓水、还原清洗水、后处理清洗水，混合后酸水系统废水出口为氯化钙蒸发装置。

工业水浓缩废水中含有过高的硫酸根，浓水进入酸水系统后增加了酸水中的硫酸根含量，因酸水系统废水处理站需要酸碱中和使用生石灰，酸水系统中含有大量的钙离子，中水回用浓水进入酸水系统后，导致硫酸钙过饱和，在氯化钙蒸发系统 MVR 及三效蒸发浓缩过程中硫酸钙会大量析出后附着在加热器上，大大缩短系统正常运行时间，进而导致水系统不能连续稳定运行。

实用新型内容

本实用新型旨在解决硫酸根废水与酸水系统含钙废水混合处理，生成硫酸钙结垢，造成零排放系统无法运行的问题，提供一种高硫酸根废水用处理系统，高硫酸根废水从高钙废水中分离出，通过本系统处理后废水处理费用降低60%，深度浓缩处理采用高效降硬度软化膜+反渗透膜浓缩处理，将废水量减少85%。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种高硫酸根废水用处理系统，包括废水池和原水箱，所述废水池与调节池相连，所述原水箱与调节池相连，所述调节池上设置有碳酸钠溶液进管、絮凝剂溶液进管和氢氧化钠溶液进管，所述调节池依次与膜软化过滤器、阳床前储罐、阳床、弱酸阳床产水箱相连，所述弱酸阳床产水箱依次与一段反渗透提升泵、第一管道混合器、第一安保过滤器、第一高压泵、一段反渗透装置、二段反渗透提升泵、二段反渗透装置、中间水箱、三段反渗透提升泵、第二管道混合器、第二安保过滤器、第二高压泵和厂区浓水箱相连；所述第一管道混合器和第二管道混合器上均设置有非氧化杀菌剂溶液进管、阻垢剂溶液进管和还原剂进管相连。

优选的，所述调节池包括依次相连的一段调节池、二段调节池和三段调节池，所述一段调节池、二段调节池和三段调节池内均设置有搅拌机构。

优选的，所述一段调节池和二段调节池上均设置有碳酸钠溶液进管和氢氧化钠溶液进管，所述三段调节池与絮凝剂溶液进管相连。

优选的，所述膜软化过滤器通过排污管与污泥池相连。

优选的，所述污泥池通过污泥管和污泥高压提升泵与压滤机相连。

优选的，所述排污管还与膜软化过滤器清洗泵出水端相连，所述膜软化过滤器清洗泵进水端与碱清洗水箱和酸清洗水箱相连，所述碱清洗水箱出水端和酸清洗水箱出水端还与反渗透清洗泵进水端相连，所述反渗透清洗泵出水端与一段反渗透装置进水端、二段反渗透装置进水端和三段反渗透装置进水端相连，所述碱清洗水箱进水端和酸清洗水箱进水端均与一段反渗透装置出水端、二段反渗透装置出水端和三段反渗透装置出水端相连。

优选的，所述碱清洗水箱上还设置有电加热器。

优选的，所述阳床前储罐还与阳床反洗泵进水端相连，所述阳床反洗泵出水端与阳床和弱酸阳床水管相连。

优选的，还包括回用水箱，所述回用水箱与一段反渗透装置出水端、二段反渗透装置出水端和三段反渗透装置出水端相连，所述回用水箱出水端与反渗透冲洗水泵和弱酸阳床再生水泵相连，所述反渗透冲洗水泵与一段反渗透装置进水端、二段反渗透装置进水端和三段反渗透装置进水端相连。

优选的，还包括碱再生罐，所述碱再生罐进口端通过文丘里管与弱酸阳床水管和弱酸阳床再生水泵出水端相连；所述碱再生罐出水端通过酸雾吸收器与废水池相连。

本技术方案的有益效果如下：

一、本实用新型提供的一种高硫酸根废水用处理系统，分开高硫酸根废水与钙离废水，不会造成硫酸钙结垢，保证零排放系统稳定运行。

二、本实用新型提供的一种高硫酸根废水用处理系统，通过浓水深度减量化处理，废水处理费用降低60%，深度浓缩处理采用高效降硬度软化膜+反渗透膜浓缩处理，将废水量减少85%。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的结构示意图；

其中：1、废水池；2、原水箱；3、调节池；3.1、一段调节池；3.2、二段调节池；3.3、三段调节池；3.4、搅拌机构；4、碳酸钠溶液进管；5、絮凝剂溶液进管；6、氢氧化钠溶液进管；7、膜软化过滤器；8、阳床前储罐；9、阳床；10、弱酸阳床产水箱；11、一段反渗透提升泵；12、第一管道混合器；13、第一安保过滤器；14、第一高压泵；15、一段反渗透装置；16、二段反渗透提升泵；17、二段反渗透装置；18、中间水箱；19、三段反渗透提升泵；20、第二管道混合器；21、第二安保过滤器；22、第二高压泵；23、厂区浓水箱；24、污泥池；25、污泥高压提升泵；26、压滤机；27、碱清洗水箱；28、酸清洗水箱；29、回用水箱；30、碱再生罐；31、三段反渗透装置；32、非氧化杀菌剂溶液进管；33、阻垢剂溶液进管；34、还原剂进管；35、文丘里管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本实用新型实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

实施例1

如图1所示，一种高硫酸根废水用处理系统，包括废水池1和原水箱2，所述废水池1通过废水管和废水提升泵与调节池3相连，所述原水箱2通过原水管和原水提升泵与调节池3相连，所述调节池3上设置有碳酸钠溶液进管4、絮凝剂溶液进管5和氢氧化钠溶液进管6，所述碳酸钠溶液进管4与碳酸钠计量泵和碳酸钠储存罐相连，所述碳酸钠储存罐与碳酸钠搅拌罐和碳酸钠粉仓相连，所述絮凝剂溶液进管5与絮凝剂计量泵和絮凝剂溶液罐相连，所述氢氧化钠溶液进管6与氢氧化钠计量泵和氢氧化钠储罐相连；所述调节池3通过调节池3水管和调节池3水提升泵和膜软化过滤器7相连，所述膜软化过滤器7通过管道与阳床前储罐8相连，所述阳床前储罐8通过阳床9进水管和阳床9提升泵与阳床9相连，所述阳床9通过弱酸阳床9水管与弱酸阳床产水箱10相连，所述弱酸阳床产水箱10依次与一段反渗透提升泵11、第一管道混合器12、第一安保过滤器13、第一高压泵14、一段反渗透装置15、二段反渗透提升泵16、二段反渗透装置17、中间水箱18、三段反渗透提升泵19、第二管道混合器20、第二安保过滤器21、第二高压泵22和厂区浓水箱23相连；所述第一管道混合器12和第二管道混合器20上均设置有非氧化杀菌剂溶液进管32、阻垢剂溶液进管33和还原剂进管34相连，所述非氧化杀菌剂溶液进管32与非氧化杀菌剂计量泵和非氧化杀菌剂溶液罐相连，所述阻垢剂溶液进管33与阻垢剂计量泵和阻垢剂溶液罐相连，所述还原剂进管34与还原剂计量泵和还原剂溶液罐相连，所述絮凝剂溶液罐、碳酸钠储存罐、碳酸钠搅拌罐、氢氧化钠储罐、还原剂溶液罐、阻垢剂溶液罐和非氧化杀菌剂溶液罐均设置有搅拌机构3.4和液位计。

实施例2

如图2所示，本实施例与实施例1的不同点在于：所述调节池3包括依次相连的一段调节池3.1、二段调节池3.2和三段调节池3.3，所述一段调节池3.1、二段调节池3.2和三段调节池3.3内均设置有搅拌机构3.4。所述搅拌机构3.4包括搅拌电机、与搅拌电机输出端相连的搅拌轴和设置在搅拌轴上的搅拌桨，所述一段调节池3.1和二段调节池3.2均设置有pH检测仪。

其中，所述一段调节池3.1和二段调节池3.2上均设置有碳酸钠溶液进管4和氢氧化钠溶液进管6，所述三段调节池3.3与絮凝剂溶液进管5相连。

其中，所述膜软化过滤器7通过排污管与污泥池24相连。

其中，所述污泥池24通过污泥管和污泥高压提升泵25与压滤机26相连。

其中，所述排污管还与膜软化过滤器7清洗泵出水端相连，所述膜软化过滤器7清洗泵进水端与碱清洗水箱27和酸清洗水箱28相连，所述碱清洗水箱27出水端和酸清洗水箱28出水端还与反渗透清洗泵进水端相连，所述反渗透清洗泵出水端与一段反渗透装置15进水端、二段反渗透装置17进水端和三段反渗透装置31进水端相连，所述碱清洗水箱27进水端和酸清洗水箱28进水端均与一段反渗透装置15出水端、二段反渗透装置17出水端和三段反渗透装置31出水端相连。所述碱清洗水箱27上还设置有电加热器。

其中，所述阳床前储罐8还与阳床反洗泵进水端相连，所述阳床反洗泵出水端与阳床9和弱酸阳床水管相连。

其中，还包括回用水箱29，所述回用水箱29与一段反渗透装置15出水端、二段反渗透装置17出水端和三段反渗透装置31出水端相连，所述回用水箱29出水端与反渗透冲洗水泵和弱酸阳床再生水泵相连，所述反渗透冲洗水泵与一段反渗透装置15进水端、二段反渗透装置17进水端和三段反渗透装置31进水端相连。

系统总回收率需达到85%以上，要求反渗透系统回收率需达到87%以上。但原水中硬度高，达到5000mg/L，因此，需在反渗透系统前增加预处理装置，大幅度降低原水中硬度和硅。本系统采用高效管袋式膜软化技术来一次性降低硬度和硅，硬度降至30mg/L以下，溶硅降至15mg/L以下。不仅有效保障反渗透系统稳定运行，而且极大提高减量化效率。

考虑原水中CODcr值较高，且最差水质中离子含量高，本次全部采用更加适用于污废水减量化及零排放项目的抗污染ROXC-70膜。采用高效管袋式膜软化技术作为预处理除硬技术，该技术集混凝、沉淀、过滤于一体，对于原水水质无太大要求，产水水质满足反渗透进水要求，极大简化系统工艺流程，节省占地，降低运行费用。

采用弱酸阳床9作为除硬补充技术，弱酸树脂在高盐水中有很好表现，在处理低硬度水时，不仅可以保证产水水质，且可满足再生时间要求。与膜软化技术搭配应用时，产水中硬度基本为零，在浓缩减量项目中有很好应用。

采用陶氏开发的专门应用于浓盐水零排放及减量化项目中的膜产品，抗污染性更强，更耐有机污染。

采用三段式反渗透系统，更好保证反渗透系统回收率。其中一二段反渗透与三段反渗透分开设计，形成低压反渗透浓缩装置和高压反渗透浓缩装置，可实现分别控制，更好满足系统水质波动大的需求，更好保证系统运行稳定性。

高压反渗透浓缩系统引入能量回收装置，日节省电量828kWh，系统更加节能。压滤机26系统采用1用1备设置，充分保障污泥系统的处理能力及整个系统的运行稳定性。

设置废水收集池，系统内冲洗水、排污水、酸碱废水等均收集入池内，并通过泵提升至膜软化系统处理，充分保证系统满足无废水产生的要求。

膜软化过滤器7：可用于高效固液分离，可与传统化学混凝反应技术结合，用于除硬、除硅、除重金属离子、除浊等。适用于高盐、高硬度、高硅、高悬浮物等废水处理，同时能直接满足反渗透预处理和零排放预处理要求，可替代传统沉淀+滤池+超滤等单元，是一种新型高效短流程废水处理技术，占地面积小、流程简单。

短流程，占地小。该技术极大缩短工艺流程，从传统的“反应+沉淀+介质过滤+超微滤膜过滤”的组合工艺优化升级成短流程的“反应+膜软化反应器”简化工艺，同时提供更优异产水水质。占地面积可减少50%以上。药耗低：膜软化过程中，反应器中的污泥浓度高，可充分利用反应药剂，降低药耗；相比传统技术，药耗可减少15% 以上。能耗低：膜软化系统操作简便，运行压差低于0.1Mpa，可实现无动力反洗，能耗极低。相比较管式内压膜，能耗可减少90%以上；相比传统三段过滤技术，能耗可降低30% 以上。核心膜组件采用新型膜材料，具有优异的耐腐蚀性、耐氧化性、耐溶剂性、耐磨性、表面光滑不粘性等特点，对各种复杂环境均有很好适应性。对水源的适应性较强，适用于处理高硬度、高碱度、高硅、高有机物、高悬浮物等复杂水源；在处理高悬浮废水时，产水浊度低于0.5NTU。浓缩倍数高，外排浓液中固含量可达8%-10%，极大提高系统回收率。自动化程度高，系统为全自动运行，只需日常巡检和上位机监测。运维便携，工作量小，膜件检修更换简单。

调节池3中除硬过程中需要投加药剂碳酸钠、氢氧化钠、絮凝剂（三氯化铁）。

1、絮凝剂计量泵自控参数设置：

三台絮凝剂计量泵自控值设定值“10—20”不可太低（防止出现只进水不加要现象），三氯化铁加药过量会引起反渗透装置进水铁离子高氧化膜风险。

2、碳酸钠计量泵自控参数设置：

三台泵碳酸钠计量泵为PID自控，以A泵为主用，B、C为补充泵，即A加药量不足以达到设定值时B、C作为补充投加用，同时若A故障或者在保证B、C可以加药量的情况下B、C也可以单独投用。

3、碳酸钠计量泵投加参数：

目标值：根据每次调理池进水检测钙硬度指标计算确定。碳酸钠加药追宗值根据化验指标中钙离子计算：钙离子*（46/40）*1.1=设定追踪值。

实际值：程序根据当前调理池进水量、设定碳酸钠配置浓度百分比及当前3台碳酸钠计量泵频率计算所得实际投加浓度值，系统将实际值自动与目标值作对比并自动调整各泵频率向目标值靠近，并最终稳定在目标值附近。

百分比：即碳酸钠配置罐配置浓度，目前每次配药浓度均为12%，此处设定值基本不需要调整，除非根据实际需要对碳酸钠搅拌罐内配药浓度有调整的情况下，根据碳酸钠搅拌罐实际配置浓度进行修改此处百分比设定值。

4、氢氧化钠计量泵参数设定：

氢氧化钠计量泵（启动值：10.50 停泵值：11.80）

根据二段调理池pH计值联动，即保持调理池各池pH值在设定范围内波动，同时需要现场注意合理调整调理池两个氢氧化钠加药口手动阀门开度，以控制一段调节池3.1的pH检测仪在10.8-11.8范围内，二段调节池3.2的pH检测仪在10.8-11.9范围内，其中优先保证二段调节池3.2的pH检测仪的值。

系统浓水在软化膜系统将硬度去除后，在经过氧床去除剩余硬度，进入反渗透做到0硬度，反渗透可稳定运行半年以上。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：包括废水池（1）和原水箱（2），所述废水池（1）与调节池（3）相连，所述原水箱（2）与调节池（3）相连，所述调节池（3）上设置有碳酸钠溶液进管（4）、絮凝剂溶液进管（5）和氢氧化钠溶液进管（6），所述调节池（3）依次与膜软化过滤器（7）、阳床前储罐（8）、阳床（9）、弱酸阳床产水箱（10）相连，所述弱酸阳床产水箱（10）依次与一段反渗透提升泵（11）、第一管道混合器（12）、第一安保过滤器（13）、第一高压泵（14）、一段反渗透装置（15）、二段反渗透提升泵（16）、二段反渗透装置（17）、中间水箱（18）、三段反渗透提升泵（19）、第二管道混合器（20）、第二安保过滤器（21）、第二高压泵（22）和厂区浓水箱（23）相连；所述第一管道混合器（12）和第二管道混合器（20）上均设置有非氧化杀菌剂溶液进管（32）、阻垢剂溶液进管（33）和还原剂进管（34）相连。

2.根据权利要求1所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：所述调节池（3）包括依次相连的一段调节池（3.1）、二段调节池（3.2）和三段调节池（3.3），所述一段调节池（3.1）、二段调节池（3.2）和三段调节池（3.3）内均设置有搅拌机构（3.4）。

3.根据权利要求2所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：所述一段调节池（3.1）和二段调节池（3.2）上均设置有碳酸钠溶液进管（4）和氢氧化钠溶液进管（6），所述三段调节池（3.3）与絮凝剂溶液进管（5）相连。

4.根据权利要求3所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：所述膜软化过滤器（7）通过排污管与污泥池（24）相连。

5.根据权利要求4所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：所述污泥池（24）通过污泥管和污泥高压提升泵（25）与压滤机（26）相连。

6.根据权利要求4所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：所述排污管还与膜软化过滤器清洗泵出水端相连，所述膜软化过滤器清洗泵进水端与碱清洗水箱（27）和酸清洗水箱（28）相连，所述碱清洗水箱（27）出水端和酸清洗水箱（28）出水端还与反渗透清洗泵进水端相连，所述反渗透清洗泵出水端与一段反渗透装置（15）进水端、二段反渗透装置（17）进水端和三段反渗透装置（31）进水端相连，所述碱清洗水箱（27）进水端和酸清洗水箱（28）进水端均与一段反渗透装置（15）出水端、二段反渗透装置（17）出水端和三段反渗透装置（31）出水端相连。

7.根据权利要求6所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：所述碱清洗水箱（27）上还设置有电加热器。

8.根据权利要求7所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：所述阳床前储罐（8）还与阳床反洗泵进水端相连，所述阳床反洗泵出水端与阳床（9）和弱酸阳床水管相连。

9.根据权利要求8所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：还包括回用水箱（29），所述回用水箱（29）与一段反渗透装置（15）出水端、二段反渗透装置（17）出水端和三段反渗透装置（31）出水端相连，所述回用水箱（29）出水端与反渗透冲洗水泵和弱酸阳床再生水泵相连，所述反渗透冲洗水泵与一段反渗透装置（15）进水端、二段反渗透装置（17）进水端和三段反渗透装置（31）进水端相连。

10.根据权利要求9所述的一种高硫酸根废水用处理系统，其特征在于：还包括碱再生罐（30），所述碱再生罐（30）进口端通过文丘里管（35）与弱酸阳床水管和弱酸阳床再生水泵出水端相连；所述碱再生罐（30）出水端通过酸雾吸收器与废水池（1）相连。