CN220149414U - 废水脱盐处理系统 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本实用新型提供一种废水脱盐处理系统,包括:纳滤截留模块,纳滤截留模块包括第一纳滤装置、第二纳滤装置和第三纳滤装置;微生物处理模块,微生物处理模块包括硫酸盐还原菌反应装置和脱氮硫杆菌反应装置;电渗析‑反渗析模块,电渗析‑反渗析模块包括电渗析装置和第一反渗析装置。本实用新型提供的废水脱盐处理系统,纳滤截留模块能够将高盐废水截留分离得到一价盐废水和二价盐废水,一价盐废水经电渗析‑反渗析模块处理后得到可回收的工业盐氯化钠,二价盐废水经微生物处理模块处理后得到可回收的单质硫。能够将高盐废水中的硫酸根和氯离子分别反应为单质硫和氯化钠进行回收处理,且废水处理效率高,能耗低。
Description
技术领域
本实用新型涉及废水处理技术领域,尤其涉及一种废水脱盐处理系统。
背景技术
高盐废水包括循环降倍排污水、深度处理浓缩水、除盐水制水浓水及其他工艺过程产生的盐度较高的废水,如烧结、燃煤电厂的湿法脱硫废水、煤化废水、垃圾渗滤液、石油化工炼制等行业的工业废水等。根据来源不同,高盐废水除含有盐度在3000~50000mg/L无机离子,甚至更高,还含有一定的难生化COD。高盐废水的产生由来已久,特别是随着脱盐技术在原水处理和废水回用领域日益广泛的应用,其产生量正在不断增加。另一方面,环保法规的不断加码对高盐废水的处理处置提出了更高的要求。
现有技术中,通常采用热法分盐结晶工艺、盐硝联产分盐结晶工艺、低温结晶工艺或膜法分盐结晶工艺(包括纳滤分盐工艺和单价选择性离子交换膜电渗析分盐工艺)对高盐废水进行处理。然而,高盐废水中分盐结晶过程的分离对象主要是氯化钠和硫酸钠,现有技术中的高盐废水处理手段存在着如下缺陷:工艺系统复杂运行难以控制,停机和事故率高;成品盐纯度欠佳,芒硝市场过饱和,滞销严重;整体能耗高,吨水处理费用高。
因此,亟需一种能够解决上述问题的废水脱盐处理系统。
实用新型内容
本实用新型提供一种废水脱盐处理系统,通过纳滤截留模块、微生物处理模块和电渗析-反渗析模块,能够将高盐废水中的硫酸根和氯离子分别反应为单质硫和氯化钠进行回收处理,且废水处理效率高,能耗低。
本实用新型提供一种废水脱盐处理系统,包括:
纳滤截留模块,所述纳滤截留模块包括第一纳滤装置、第二纳滤装置和第三纳滤装置,所述第一纳滤装置的产水端与所述第二纳滤装置的进水端连通,所述第一纳滤装置的浓缩液出口端与所述第三纳滤装置的进水端连通,所述第二纳滤装置的浓缩液出口端与所述第三纳滤装置的进水端连通,所述第三纳滤装置的产水端与所述第二纳滤装置的进水端连通;
微生物处理模块,所述微生物处理模块包括硫酸盐还原菌反应装置和脱氮硫杆菌反应装置,所述硫酸盐还原菌反应装置的进水端与所述第三纳滤装置的浓缩液出口端连通,所述硫酸盐还原菌反应装置的出水端与所述脱氮硫杆菌反应装置的进水端连通,所述硫酸盐还原菌反应装置适用于利用硫酸盐还原菌将废水中的硫酸根反应为二价硫离子,所述脱氮硫杆菌反应装置适用于利用脱氮硫杆菌将废水中的二价硫离子反应为单质硫;
电渗析-反渗析模块,所述电渗析-反渗析模块包括电渗析装置和第一反渗析装置,所述第二纳滤装置的产水端与所述电渗析装置的进水端连通,所述电渗析装置和所述第一反渗析装置相互连通。
根据本实用新型提供的废水脱盐处理系统,还包括预处理模块,所述预处理模块包括依次连通的电芬顿-气浮联合处理模块和管式膜过滤装置;
所述电芬顿-气浮联合处理模块包括电化学沉淀装置、气浮溶气装置和气源;
所述电化学沉淀装置包括电化学反应池,所述电化学反应池内由下至上依次设有沉淀模块、进水模块、电化学模块和产水收集模块;所述电化学模块包括竖直方向间隔设置的多个电化学单元,每个所述电化学单元包括阳极和阴极曝气管,相邻所述电化学单元之间填充设有阳极填料;
所述气浮溶气装置包括外壳体、射水器、进水管、进气管和供水管,所述射水器的出口端与所述外壳体的内腔连通,所述进水管和所述进气管分别与所述射水器连通,所述供水管的进口端与所述外壳体的内腔连通;所述产水收集模块与所述进水管连通,所述供水管的出口端与所述阴极曝气管连通,所述气源与所述进气管连通;
所述管式膜过滤装置具备进水口和出水口,所述管式膜过滤装置的出水端与所述第一纳滤装置的进水端连通。
根据本实用新型提供的废水脱盐处理系统,所述管式膜过滤装置与所述第一纳滤装置之间设有树脂吸附反应装置,所述树脂吸附反应装置适用于去除废水中残余硬度、重金属离子和残余COD中的至少一种。
根据本实用新型提供的废水脱盐处理系统,所述树脂吸附反应装置与所述第一纳滤装置之间设有第二反渗析装置,所述第二反渗析装置适用于对废水进行浓缩处理。
根据本实用新型提供的废水脱盐处理系统,还包括MVR模块,所述MVR模块包括进水预热器、缓冲装置、降膜蒸发器、汽液分离器、蒸汽压缩机和热泵机组;
所述进水预热器、所述缓冲装置、所述降膜蒸发器和所述汽液分离器依次连通,所述蒸汽压缩机的一侧与所述汽液分离器的汽相出口连通,所述蒸汽压缩机的另一侧与所述降膜蒸发器的蒸汽入口连通,所述降膜蒸发器的冷凝水出口与所述进水预热器连通,所述热泵机组适用于对所述缓冲装置提供导热介质进行加热。
根据本实用新型提供的废水脱盐处理系统,还包括蒸发结晶模块,所述蒸发结晶模块包括稠厚器、离心过滤器、蒸发结晶单元、离心脱水机和干燥器;
所述稠厚器的进水端与所述汽液分离器的液相出口连通,所述稠厚器的出口端与所述离心过滤器的进水端连通。
根据本实用新型提供的废水脱盐处理系统,还包括双极膜电渗析模块,所述双极膜电渗析模块与所述电渗析装置的出水端连通。
根据本实用新型提供的废水脱盐处理系统,还包括磁电复合式阻垢杀菌装置,所述磁电复合式阻垢杀菌装置包括反应器、电场发生模块和磁场发生模块,所述反应器设有进水口和排水口,所述电场发生模块包括离子发生器,所述离子发生器设置于所述反应器的内腔,所述离子发生器适用于在所述离子发生器与所述反应器的内壁之间产生静电场,所述磁场发生模块包括分别设置于所述反应器两侧的第一磁场发生单元和第二磁场发生单元,所述第一磁场发生单元和所述第二磁场发生单元适用于在所述反应器的内腔中产生交变磁场;
所述磁电复合式阻垢杀菌装置的排水口与所述第一纳滤装置的进水端连通。
本实用新型提供的废水脱盐处理系统,高盐废水通过系统设置的纳滤截留模块、微生物处理模块以及电渗析-反渗析模块,首先,在纳滤截留模块中能够将高盐废水截留分离,得到一价盐废水和二价盐废水,再通过电渗析-反渗析模块和微生物处理模块分别对一价盐废水和二价盐废水进行处理,一价盐废水经电渗析-反渗析模块处理后得到可回收的工业盐氯化钠,二价盐废水经微生物处理模块处理后得到可回收的单质硫。即本实用新型提供的废水脱盐处理系统能够将高盐废水中的硫酸根和氯离子分别反应为单质硫和氯化钠进行回收处理,且废水处理效率高,能耗低。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍,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提供的废水脱盐处理系统的示意图;
图2是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中纳滤截留模块的示意图;
图3是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中微生物处理模块的示意图;
图4是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电渗析-反渗析模块的示意图;
图5是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中预处理模块的示意图;
图6是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电芬顿-气浮联合处理模块的示意图;
图7是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的示意图;
图8是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中气浮溶气装置的示意图;
图9是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的阳极的示意图;
图10是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的阴极曝气管的示意图;
图11是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的曝气支管的截面示意图;
图12是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的电化学模块的电源连接示意图;
图13是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的进水模块的示意图;
图14是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的产水收集模块的示意图;
图15是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的收水组件的示意图;
图16是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的刮渣模块的示意图之一;
图17是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中电化学沉淀装置的刮渣模块的示意图之二;图18是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中MVR模块的示意图;
图19是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中MVR模块的降膜蒸发器的示意图;
图20是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中MVR模块的降膜蒸发器的原理图。
图21是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中双极膜电渗析模块的原理图;
图22是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中磁电复合式阻垢杀菌装置的示意图之一;
图23是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中磁电复合式阻垢杀菌装置的示意图之二;
图24是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中磁电复合式阻垢杀菌装置的电场发生模块的示意图;
图25是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中磁电复合式阻垢杀菌装置的磁场发生单元的局部示意图;
图26是本实用新型实施例提供的废水脱盐处理系统中磁电复合式阻垢杀菌装置的反应器内电场和磁场的复合作用示意图。
附图标记:
1、电芬顿-气浮联合处理模块;101、电化学沉淀装置;102、气浮溶气装置;103、电化学反应池;104、阳极;105、阴极曝气管;1051、曝气母管;1052、曝气支管;1052a、内层曝气管;1052b、保护套管;1052c、还原反应层;106、外壳体;107、射水器;108、进水管;109、进气管;110、供水管;111、承托滤板;112、排泥口;113、沉淀区;114、检修口;115、阳极接线柱;116、阴极接线柱;117、布水母管;118、布水支管;119、收水母管;120、收水支管;121、排水槽;122、水位调节器;1221、调节套管;1222、手轮;123、刮板;124、排渣槽;125、排渣口;126、驱动电机;127、压力检测装置;128、减速器;129、安装板;130、固定座;131、循环泵;132、扩管;133、喷管;134、第一隔板;135、第二隔板;136、第三隔板;137、滤网;
2、磁电复合式阻垢杀菌装置;201、反应器;202、进水口;203、排水口;204、离子发生器;205、导杆;205a、金属拉栓;205b、金属杆;206、导线;207、限位块;208、紧固螺母;209、压紧螺母;210、绝缘外套;211、绝缘盖板;211a、绝缘盖板本体;211b、绝缘盖板法兰;212、第一法兰板;213、线圈;214、金属套管;215、金属内芯;216、第二法兰板;217、第三法兰板;218、第四法兰板;219、第五法兰板;
3、纳滤截留模块;301、第一纳滤装置;302、第二纳滤装置;303、第三纳滤装置;
4、微生物处理模块;401、硫酸盐还原菌反应装置;402、脱氮硫杆菌反应装置;
5、电渗析-反渗析模块;501、电渗析装置;502、反渗析装置;
6、MVR模块;601、进水预热器;602、缓冲装置;603、降膜蒸发器;604、汽液分离器;605、蒸汽压缩机;606、热泵机组;
7、蒸发结晶模块;701、稠厚器;702、离心过滤器;703、蒸发结晶单元;704、离心脱水机;705、干燥器;
8、管式膜过滤装置;9、污泥浓缩池;10、污泥脱水装置;11、树脂吸附反应装置;12、第二反渗析装置;13、双极膜电渗析模块。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述,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做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。
现有技术中,通常采用热法分盐结晶工艺、盐硝联产分盐结晶工艺、低温结晶工艺或膜法分盐结晶工艺(包括纳滤分盐工艺和单价选择性离子交换膜电渗析分盐工艺)对高盐废水进行处理。
其中,热法分盐结晶工艺包括直接蒸发结晶工艺、盐硝联产分盐结晶工艺和低温结晶工艺。
直接蒸发结晶工艺:当高盐废水中某一种盐含量占比较多,可采用直接蒸发结晶的方式。通过蒸发器浓缩减量,使优势盐组分接近饱和,进入纯盐结晶器,提取大部分的氯化钠或硫酸钠。纯盐结晶器的浓缩倍率控制在次优势盐组分接近饱和,纯盐结晶器排出的母液进入混盐结晶器获取杂盐。此工艺流程简单,系统控制难度小,但无机盐回收率低,杂盐容易形成危废。
盐硝联产分盐结晶工艺:当废水中优势盐组分不突出,可采用硫酸钠和氯化钠分步结晶的方式,在较高温度下结晶得到硫酸钠,在较低温度下结晶得到氯化钠。在50~120℃,氯化钠的溶解度随温度升高而增大,硫酸钠则相反,溶解度随温度升高而减小。因此,盐硝联产分盐结晶工艺在较低温度下蒸发结晶(第一结晶器)得到氯化钠,同时硫酸钠得到浓缩。当硫酸钠接近饱和时,将结晶器Ⅰ排出的母液送入操作温度更高的第二结晶器,硫酸钠由于溶解度降低而析出,而氯化钠则由于溶解度上升而变为未饱和组分,蒸发水分可使硫酸钠进一步析出,而氯化钠浓度逐渐接近该温度条件下饱和点。部分母液返回第一结晶器进行氯化钠结晶,如此循环使用,使氯化钠和硫酸钠得到分离。盐硝联产分盐结晶工艺来源于盐化工行业,在工业上有比较广泛的应用,因而工艺整体上较为成熟。但应用在废水行业,需要考虑有机物等杂质的影响。另外,该工艺由于需要准确地控制硫酸钠和氯化钠在特定温度下的饱和点,因此存在控制难和抗原水组成波动能力差的缺点。
低温结晶工艺:硫酸钠在低温段析出形成十水硫酸钠,在0~30℃范围内溶解度随温度降低而降低,且幅度极大。而氯化钠的溶解度在低温段对温度的依赖性与高温段具有一致性。将含有硫酸钠和氯化钠混合盐的高盐废水在较高温度下浓缩至一定程度,然后迅速降温,可以结晶析出大量的十水硫酸钠(芒硝)固体。这就是低温结晶实现分盐的基本原理。低温结晶过程只能得到硫酸钠固体,为了得到氯化钠,还需要与高温结晶过程联用。低温结晶得到的芒硝市场价格较低,通常需要加设热溶蒸发结晶单元,得到无水硫酸钠(元明粉)。该工艺的不足之处在于温度变化区间较大,降温升温过程导致能耗更高。
膜法分盐结晶工艺包括纳滤分盐工艺和单价选择性离子交换膜电渗析分盐工艺(简称电渗析分盐工艺),通常要与热法结晶过程联用来实现分盐结晶目的。
纳滤分盐工艺利用纳滤膜对二价盐的选择性截留特性,实现一价盐氯化钠和二价盐硫酸钠在液相中的分离,氯化钠主要进入纳滤透过液,硫酸钠则在纳滤浓水中被浓缩。通过对纳滤透过液和浓缩液分别进行结晶处理,最终实现氯化钠和硫酸钠结晶盐的回收。常用纳滤与低温结晶耦合实现硫酸钠和氯化钠的分离和结晶的分盐结晶工艺流程。低温结晶处理设置了上清液回流纳滤系统的循环回路,有效减轻了有机物对结晶盐色度的影响,同时保证了硫酸钠和氯化钠的纯度和回收率,总体回收率的提升直接减少了杂盐固废的产量和处置费用,纳滤系统与低温结晶器的操作温度相差较小有较好的经济性。
电渗析分盐工艺采用包含单价选择性阴离子交换膜和普通阳离子交换膜的电渗析系统实现氯化钠和硫酸钠的分离。在直流电场作用下,原水中的氯离子和钠离子分别透过单价选择性阴离子交换膜和阳离子交换膜进入浓室,得到氯化钠浓缩液。而淡室中的原水由于氯化钠浓度的降低使得硫酸钠的相对含量增加,氯化钠和硫酸钠由此实现分离。分盐效果与纳滤过程类似,均得到一股氯化钠盐水和一股氯化钠与硫酸钠的混合盐水。不同之处在于,电渗析过程得到的氯化钠盐水在分离的同时实现了浓缩,即浓水中氯化钠的含量高于原水中氯化钠的含量;另一方面由淡室出来的混合盐水中的硫酸钠含量与原水中基本相同,不像纳滤过程那样对硫酸钠实现了浓缩。电渗析分盐技术由于成本等问题,目前在高盐废水中还未得以推广应用。
另外脱硫废水还有烟道蒸发工艺,产生杂盐容易形成固废或危废,对主体设备腐蚀,影响主体工艺效率,煤灰品质降低影响资源再利用等因素限制了推广应用。
由上述内容可知,现有技术中的废水脱盐处理技术存在着如下缺陷:
膜法分盐浓缩减量单元:
膜产品设计问题,需要过膜驱动压力大,动力消耗高.
膜元件设计不合理,预处理不充分,膜污堵严重,达不到设计使用寿命,清洗更换频繁。
分盐设计不合理,氯化钠和硫酸钠分盐不彻底,杂盐产量高,终盐达不到国家标准要求,产生固废/危废。
膜组合和结构设计对废水含盐组分考虑不充分,浓缩减量不彻底,最终蒸发结晶单元处理的水量大,浪费资源。
超浓盐水资源利用:
烟道蒸发、废渣利用、湿息焦等生产工艺协同处理法影响正常生产、工序能耗升高、产生危废。
蒸发结晶工艺是目前实现零排放的主要形式,蒸发结晶主要利用热法使水分蒸发而盐饱和析出,包括多效蒸发(MED)、蒸汽机械再压缩(MVR)、热力蒸气压缩强制循环(TVC)等传统工艺,一般吨水蒸发耗能333KWh,能耗非常高。
因此,本实用新型提供一种废水脱盐处理系统及废水脱盐处理工艺,以解决上述问题。
下面结合图1-图26描述本实用新型提供的废水脱盐处理系统及废水脱盐处理工艺。
如图1所示,本实用新型提供一种废水脱盐处理系统,包括纳滤截留模块3、微生物处理模块4和电渗析-反渗析模块5。
如图2所示,纳滤截留模块3包括第一纳滤装置301、第二纳滤装置302和第三纳滤装置303,第一纳滤装置301的产水端与第二纳滤装置302的进水端连通,第一纳滤装置301的浓缩液出口端与第三纳滤装置303的进水端连通,第二纳滤装置302的浓缩液出口端与第三纳滤装置303的进水端连通,第三纳滤装置303的产水端与第二纳滤装置302的进水端连通。
如图3所示,微生物处理模块4包括硫酸盐还原菌反应装置401和脱氮硫杆菌反应装置402,硫酸盐还原菌反应装置401的进水端与第三纳滤装置303的浓缩液出口端连通,硫酸盐还原菌反应装置401的出水端与脱氮硫杆菌反应装置402的进水端连通,硫酸盐还原菌反应装置401适用于利用硫酸盐还原菌将废水中的硫酸根反应为二价硫离子,脱氮硫杆菌反应装置402适用于利用脱氮硫杆菌将废水中的二价硫离子反应为单质硫。具体地,硫酸盐还原菌反应装置401和脱氮硫杆菌反应装置402的结构相同,均为填料式循环流化反应器,内部装填有K3型流化填料,废水由底部的进水管道进入到罐体底部的布水区,通过布水板上的拉法尔喷头进入到填料区,由于喷头的喷射作用在填料区形成流化状态,填料上部设有筛网防止填料流失,经过填料微生物处理后的水由产水管道排出,整体工艺设定一定的回流率,设计回流泵,罐体顶部设有自动排气阀,由于罐体进行的是厌氧反应,会产生一定的气提,有自动排气阀排掉,罐体设有检修人孔,罐底设有排污管道,罐体处理负荷率r≤9Kg/m3d。
根据处理水量和水质制作床体底部布水板和安装拉法尔喷管,拉法尔喷管保证进口压力不低于1.5Kg/cm2;罐内的K3流化填料利于细菌繁殖生长,比表面积大,装填率在50-70%之间。
如图4所示,电渗析-反渗析模块5包括电渗析装置501和第一反渗析装置502,第二纳滤装置302的产水端与电渗析装置501的进水端连通,电渗析装置501和第一反渗析装置502相互连通。
本实用新型提供的废水脱盐处理系统,高盐废水通过系统设置的纳滤截留模块3、微生物处理模块4以及电渗析-反渗析模块5,首先,在纳滤截留模块3中能够将高盐废水截留分离,得到一价盐废水和二价盐废水,再通过电渗析-反渗析模块5和微生物处理模块4分别对一价盐废水和二价盐废水进行处理,一价盐废水经电渗析-反渗析模块5处理后得到可回收的工业盐氯化钠,二价盐废水经微生物处理模块4处理后得到可回收的单质硫。即本实用新型提供的废水脱盐处理系统能够将高盐废水中的硫酸根和氯离子分别反应为单质硫和氯化钠进行回收处理,且废水处理效率高,能耗低。
下面就本实用新型提供的电芬顿-气浮联合处理模块1进行具体说明,请参照图6-图17。
如图1、图5-图8所示,本实用新型一些实施例提供的废水脱盐处理系统还包括预处理模块,预处理模块包括依次连通的电芬顿-气浮联合处理模块1和管式膜过滤装置8。
其中,电芬顿-气浮联合处理模块1包括电化学沉淀装置101、气浮溶气装置102和气源;电化学沉淀装置101包括电化学反应池103,电化学反应池103内由下至上依次设有沉淀模块、进水模块、电化学模块和产水收集模块;电化学模块包括竖直方向间隔设置的多个电化学单元,每个电化学单元包括阳极104和阴极曝气管105,相邻电化学单元之间填充设有阳极填料;气浮溶气装置102包括外壳体106、射水器107、进水管108、进气管109和供水管110,射水器107的出口端与外壳体106的内腔连通,进水管108和进气管109分别与射水器107连通,供水管110的进口端与外壳体106的内腔连通;产水收集模块与进水管108连通,供水管110的出口端与阴极曝气管105连通,气源与进气管109连通。
管式膜过滤装置8具备进水口和出水口,管式膜过滤装置8的出水端与第一纳滤装置301的进水端连通。
在本实用新型具体的实施例中,电化学沉淀装置101的主体部分为上端具备开口的圆柱状罐体,罐体的内腔作为电化学反应池103。电化学反应池103内间隔设有三个电化学单元,相邻的电化学单元之间设置有阳极填料,其中,阳极填料包括铁、羟基铁和羟基铝以及其他必要成分组成的烧结球体消耗品,其直径在20毫米至30毫米之间,在使用一端时间后需要补充。在一些实施例中,可以在位于最下侧的电化学单元的下方设置承托滤板111(或承托滤网),承托滤板111上均布有通孔,从而可以起到对填料的承托作用,同时也能够向上升流的水供水和下沉的沉淀物通过。
需要说明的是,在一些实施例中,电化学单元的数量也可以设置为两个或者三个以上,本实用新型对此不做具体限定。
在本实用新型具体的实施例中,沉淀模块包括设置于电化学反应池103底部的排泥口112,进水模块与电化学反应池103的池底之间形成沉淀区113,经电化学反应生成的密度较大的絮凝沉淀物和污泥沉积到沉淀区113内,并通过排泥口112排出。此外,还可以在电化学反应池103的底部设置常闭的检修口114,便于检修工作。
在本实用新型实施例中,阳极104包括基体,基体上设有氧化反应层。具体地,阳极104的基体可以采用金属钛或不锈钢,氧化反应层可以采用钌铱涂层,具体可以通过电镀的方式将钌铱涂层设置于金属钛或不锈钢表面。
如图10所示,在本实用新型实施例中,阴极曝气管105包括曝气母管1051和多根与曝气母管1051连通的曝气支管1052;曝气支管1052包括由内向外依次同轴设置的内层曝气管1052a和保护套管1052b,内层曝气管1052a和保护套管1052b之间设有还原反应层1052c,内层曝气管1052a和保护套管1052b的管壁上均布有出气孔。作为示例,内层曝气管1052a可以采用SS316材质的多孔管,还原反应层1052c可以采用碳纤维套管ACF、NT纳米碳管或网状玻璃碳RVC,保护套管1052b可以采用PVC多孔保护管。
如图7和图9所示,在本实用新型实施例中,阳极104为网状,且每个电化学单元中,阴极曝气管105设置于阳极104的下方。具体地,网状的阳极104可以采用多根交错设置的棒状金属(带有氧化反应层的基体)焊接而成,能够起到对阳极填料的承托作用,还能够增大反应面积。将阴极曝气管105设置于阳极104的下方的好处在于能够使气体充分与阳极填料接触,提升电化学反应效率。
下面就本实新型提供的电化学沉淀装置101中阳极104和阴极的供电连接进行示例说明,请参照图7、图10和图12。
如图7、图10和图12所示,在本实用新型具体的实施例中,网状的阳极104的四边(图示上、下、左、右,下同)设有阳极接线柱115,阴极曝气管105的四边设有四个阴极接线柱116,阳极接线柱115和阴极接线柱116分别通过导线与电源的阳极和阴极电连接。作为示例,电源可以采用电流和电压均可进行调节的直流脉冲电源,其占空比50%,脉冲频率0.15KHz至0.2KHz,每个电化学单元均采用独立的电源,可根据废水水质和处理效果进行调节,电流密度16.8mA/cm2。
如图13所示,在本实用新型实施例中,进水模块包括布水母管117和多根与布水母管117连通的布水支管118,布水支管118上设有出水孔。布水支管118能够使进水均匀地分布进入电化学反应池103内,提升电化学处理效果。在本实用新型进一步的实施例中,布水支管118的出水孔朝向下设置,首先,能够对进水起到一定的缓冲作用;其次,还能够防止与向下沉淀的絮凝沉淀物和污泥发生对流,影响沉淀效率。
如图14和图15所示,在本实用新型实施例中,产水收集模块包括收水组件,收水组件包括收水母管119和多根与收水母管119连通的收水支管120,收水支管120上设有进水孔。通过多根收水支管120同步第进行收水处理,能够提升收水效率。
如图14所示,在本实用新型实施例中,产水收集模块还包括排水组件;排水组件包括排水槽121和水位调节器122,排水槽121与收水母管119的出水端连通,水位调节器122包括调节套管1221,调节套管1221套设于收水母管119的出水端且适用于调节收水母管119的出水水位,排水槽121设有排水口。具体地,收水母管119的出水端竖直向上设置,并设有外螺纹,调节套管1221设有与上述外螺纹相适配的内螺纹,通过螺纹连接的方式,便于调节调节套管1221的出水口的高度(通过在调节套管1221上设置手轮1222以驱动调节套管1221转动),以控制产水的水位低于排渣口125最低处的高度。
如图7、图16和图17所示,在本实用新型一些实施例提供的电化学沉淀装置101中,还包括刮渣模块,刮渣模块包括刮板123、排渣槽124和适用于驱动刮板123转动的驱动组件,刮板123设置于电化学反应池103的上部,电化学反应池103设有与排渣槽124连通的排渣口125。具体地,刮板123采用双曲线刮板,其曲线侧由径向外的方向曲率逐渐减小,便于将浮于水面的浮渣推刮至排渣槽124内。排渣槽124内收集的浮渣可由排渣口125排出。
如图16和图17所示,在本实用新型进一步的实施例中,驱动组件包括驱动电机126,驱动电机126与刮板123传动连接。具体地,驱动组件采用减速器128与刮板123的中心连接,减速器128的转速可以设定为5r/min至15r/min,能够降低刮板123的转动速度,使其适应于刮渣工况。此外,电化学反应池103的顶部设有安装板129,安装板129上设有固定座130,电机和减速器128均可以采用螺栓连接等方式固定设置于固定座130上。
在本实用新型具体的实施例中,产水收集模块与进水管108连通的管路上设有循环泵131,用于对驱动废水再系统中循环流动。且循环泵131的前后可以设置调节阀门,以控制管路的通断。其中,气源可以采用气泵或者其他气体存储装置。
如图8所示,在本实用新型实施例中,射水器107的出口端设有扩管132和喷管133,扩管132的出口端与喷管133的进口端连通;外壳体106的内腔由上至下依次设有第一隔板134、第二隔板135和第三隔板136,第一隔板134设置于供水管110的进口端的下方,第二隔板135设置于扩管132的出口端的下方,第三隔板136设置于喷管133的出口端的下方,第一隔板134、第二隔板135和第三隔板136均步有通孔。通过设置扩管132、喷管133、第一隔板134、第二隔板135和第三隔板136能够使气体和液体混合更加充分,以在供水管110处得到混气溶气效果更好的进水,以供给至阴极曝气管105。此外,多块间隔设置的隔板还能够增加外壳体106的结构强度。
在本实用新型具体的实施例中,供水管110的进口端设置有滤网137,以过渡固体杂质。在一些实施例中,还包括用于检测外壳体106的内腔中压力的压力检测装置127。
下面就本实用新型提供的电芬顿-气浮联合处理模块1的工作流程进行具体说明,请参照图6-图8。
废水和气体分别经进水管108和进气管109进入射水器107进行混合,再通过扩管132和喷管133喷出,在第一隔板134、第二隔板135和第三隔板136上均布设置的小孔的作用下,可以使气体更好地混入废水当中,充分溶有气体的废水经供水管110进入阴极曝气管105,同时,电化学沉淀装置101通过进水模块通入废水,废水向上升流,在电化学模块发生反应,生成的质量较大的絮凝沉淀物和污泥降落至沉淀模块,质量较小的浮渣上浮至废水表面经刮渣模块去除。部分产水可经产水收集模块排出至系统外,部分产水在循环泵131的作用下继续在系统中循环处理。
通过以上实施方式的描述可知,本实用新型提供的电芬顿-气浮联合处理模块1至少具体如下优点:
(1)、将气浮、电芬顿去除金属离子等无机污染物和去除难生化有机污染物两种工艺结合到了一起。将传统废水处理繁杂的工艺简单集成到了一台设备上,将氧化还原分解、电脱稳、电络合、电极吸附、凝聚、浮除、絮凝沉淀等功能作用在了一台设备上。工艺简单化,只控制电源的电压、电流和频率就可以完成。
(2)、不需要繁杂的加药,废水处理水体不再或尽量少引进其他物质,避免二次污染,在处理过程中采取电力代替投加各种药剂,应用面非常广泛。
(3)、反应条件温和,工艺简单可靠,参数易于控制,运行费用低。
如图1所示,本实用新型一些实施例提供的废水脱盐处理系统还包括污泥浓缩池9和污泥脱水装置10,污泥浓缩池9的进口端与絮凝沉淀池102的出口端连通,污泥浓缩池9的出口端与污泥脱水装置10的进口端连通。通过设置污泥浓缩池9和污泥脱水装置10能够将絮凝沉淀池102排出底部排出的污泥依次进行浓缩处理和脱水处理。
如图1所示,在本实用新型一些实施例提供中,管式膜过滤装置8与第一纳滤装置301之间设有树脂吸附反应装置11,树脂吸附反应装置11适用于去除废水中残余硬度、重金属离子和残余COD中的至少一种。具体地,树脂吸附反应装置11可以通过弱酸阳离子树脂和螯合树脂精确地去除废水中残余硬度、重金属离子和残余COD,经预处理和树脂吸附反应装置11处理后,废水中剩余离子基本为Cl-、和Na+,便于废水的后续处理。
如图1所示,在本实用新型一些实施例提供中,树脂吸附反应装置11与第一纳滤装置301之间设有第二反渗析装置12,第二反渗析装置12适用于对废水进行浓缩处理。当废水中氯离子和硫酸根离子的浓度未达到设定值时,可以通过第二反渗析装置12对废水进行浓缩处理,浓缩处理后,再进入纳滤截留模块3中进行处理。此外,树脂吸附反应装置11中的废水在进入第二反渗析装置12之前,还可以通过除二氧化碳器和保安过滤器进行处理,去除废水中的二氧化碳和细小颗粒杂质,以满足第二反渗析装置12对进水的要求。
如图1和图18所示,本实用新型一些实施例提供的废水脱盐处理系统还包括MVR模块6,MVR模块6包括进水预热器601、缓冲装置602、降膜蒸发器603、汽液分离器604、蒸汽压缩机605和热泵机组606;进水预热器601、缓冲装置602、降膜蒸发器603和汽液分离器604依次连通,蒸汽压缩机605的一侧与汽液分离器604的汽相出口连通,蒸汽压缩机605的另一侧与降膜蒸发器603的蒸汽入口连通,降膜蒸发器603的冷凝水出口与进水预热器601连通,热泵机组606适用于对缓冲装置602提供导热介质进行加热。
具体地,如图18所示,废水先和降膜蒸发器603排出的冷凝水换热,然后由热泵机组606制取的高温热源导热介质进行二次加热,使水温达到100℃,高温水进入到降膜蒸发器603后利用机械蒸汽再压缩技术(MVR)产生的蒸汽混合加热。
在一些实施例中,降膜蒸发器603可以采用双布水系统,以确保盐水均匀、充分地分布在每根管的内壁内,使每根管内部保持湿润,防止结垢产生。降落的盐水膜从壳程冷凝的水蒸汽吸收潜热而进行蒸发。蒸发产生的二次蒸汽通过除雾器后进入蒸汽压缩机605进行升温升压,获取能量后的二次蒸汽返回至降膜蒸发器603作为热源再次利用。降膜蒸发器603产生的冷凝液进入冷凝水箱,通过冷凝水泵将其泵入进水预热器601,其部分热量被回收,温度下降,最后作为优质冷凝水进行循环利用。
降膜蒸发器603的特点:降膜蒸发器603是一种降膜式并由蒸汽驱动的极具能效的系统。如图19和图20所示,循环浓盐水由循环泵输送至顶部管箱,由专用的液体分配系统沿每根管子对下降的液膜进行分流。当盐水从管子中下降时,少量水被管子外部蒸汽冷凝所产生的热量蒸发。工艺蒸汽和下降的盐水从管子底部流出。盐水下降返回到盐水槽中,并循环返回到顶部配水系统。工艺蒸汽与下降的盐水相互分离,从盐水槽上部经汽液分离器604去除雾滴后,部分蒸汽由蒸汽压缩机605回抽利用,部分蒸汽进入冷凝器冷凝。
降膜蒸发器603产生的二次蒸汽经过除雾分离装置去除挟带的液滴,随后经蒸汽压缩机605提高温度以及饱和蒸汽压后,进入强制循环换热器(降膜蒸发器603内部的加热器)作为系统加热热源,重复利用蒸汽的潜热。因此,降膜蒸发器603在开机时需要通入蒸汽,稳定运行后主要通过蒸汽压缩机605回收的二次蒸汽作为系统热源。
如图18所示,本实用新型一些实施例提供的废水脱盐处理系统还包括蒸发结晶模块7,蒸发结晶模块7包括稠厚器701、离心过滤器702、蒸发结晶单元703、离心脱水机704和干燥器705;稠厚器701的进水端与汽液分离器604的液相出口连通,稠厚器701的出口端与离心过滤器702的进水端连通。
具体地,稠厚器701能够将经汽液分离器604的液相出口排出的废水中的悬浮的固体颗粒进行浓集,去除其中的细小颗粒杂质,再进入离心过滤器702,进一步去除废水中残余的颗粒杂质。而后,废水被送入蒸发结晶单元703,蒸发结晶单元703包括板式冷却器、冷却结晶罐、循环泵、蒸汽喷射抽真空系统、离心脱水机704、离心母液罐和相应机泵。蒸发结晶单元703将废水进行蒸发结晶,使废水形成氯化钠晶浆。蒸发结晶单元703产生的晶浆通过驱动泵送入离心脱水机704中,离心脱水机704采用螺旋筛网式离心机,去除晶浆中大部分水,得到残余少量水分的氯化钠晶体(散粒状固体物料),再通过干燥器705(以流化床干燥器为例)除去剩余水分,流化床干燥器包括空气过滤器、流化床主机、旋风分离器、布袋除尘器、高压离心通风机以及操作台,散粒状固体物料由加料器加入流化床干燥器中,过滤后的洁净空气加热后由鼓风机送入流化床底部经分布板与固体物料接触,形成流化态达到气固的热质交换。物料干燥后由排料口排出,废气由沸腾床顶部排出经旋风除尘器组和布袋除尘器回收固体粉料后排空。流化床干燥器可实行自动化生产,是连续式干燥设备。干燥速度快,温度低,能保证生产质量。至此,能够得到纯度较高的一级工业盐氯化钠。
如图1所示,本实用新型一些实施例提供的废水脱盐处理系统还包括双极膜电渗析模块13,双极膜电渗析模块13与电渗析装置501的出水端连通。
双极膜电渗析技术(BMED)是膜分离技术中的一种新型的分离技术,该技术是使用双极膜与单极膜组合而成的一种技术。由于利用双极膜进行水解离比直接电解水更加经济,将其与单极膜组合起来,可实现多种功用,在多个领域都有应用尤其是在处理一些典型化工废水的领域。在电场中,双极膜中间层会发生水解离生成H+和OH-这样化工废水中的盐就得以分离,同时转化成相应的酸和碱因此这种方法不仅可以脱去废水中的盐,又可以进行资源回收。其原理如图21所示。
本实用新型一些实施例提供的废水脱盐处理系统还包括磁电复合式阻垢杀菌装置2,磁电复合式阻垢杀菌装置2包括反应器、电场发生模块和磁场发生模块,反应器设有进水口和排水口,电场发生模块包括离子发生器,离子发生器设置于反应器的内腔,离子发生器适用于在离子发生器与反应器的内壁之间产生静电场,磁场发生模块包括分别设置于反应器两侧的第一磁场发生单元和第二磁场发生单元,第一磁场发生单元和第二磁场发生单元适用于在反应器的内腔中产生交变磁场;磁电复合式阻垢杀菌装置2的排水口与第一纳滤装置301的进水端连通。废水在进入第一纳滤装置301之前,利用磁场和电场联合作用,能够对废水进行阻垢杀菌处理,废水中的离子结垢,防止堵塞滤膜,其结构简单,且不会在原水中引入其他药剂。
下面就磁电复合式阻垢杀菌装置2进行具体说明,请参照图22-图26。
如图22和图23所示,本实用新型提供一种磁电复合式阻垢杀菌装置,包括反应器201、电场发生模块和磁场发生模块。其中,反应器201设有进水口202和排水口203;电场发生模块包括离子发生器204,离子发生器204设置于反应器201的内腔,离子发生器204适用于在离子发生器204与反应器201的内壁之间产生静电场;磁场发生模块包括分别设置于反应器201两侧的第一磁场发生单元和第二磁场发生单元,第一磁场发生单元和第二磁场发生单元适用于在反应器201的内腔中产生交变磁场。
在本实用新型具体的实施例中,反应器201采用金属罐制成,进水口202和排水口203分别设置于反应器201的下端和上端,电场发生模块、第一磁场发生单元和第二磁场发生单元设置于反应器201的侧壁,并且第一磁场发生单元和第二磁场发生单元相对设置,离子发生器204与第一磁场发生单元和第二磁场发生单元呈十字交叉安装,从而便于进水沿进水口202至出水口的方向流动时能够切割静电场和交变磁场复合处理。
在本实用新型具体的实施例中,离子发生器204采用高压静电场离子发生器;磁场发生模块能够在反应器201的内腔中形成高频低压脉冲磁场。
本实用新型提供的磁电复合式阻垢杀菌装置,通过设置电场发生模块和磁场发生模块,能够在反应器201的内腔中形成静电场和交变磁场,废水沿进水口202至出水口的方向在反应器201的内腔中流动时,通过切割静电场和交变磁场复合处理,起到阻垢杀菌的技术目的,其结构简单,且不会在原水中引入其他药剂。
如图24所示,在本实用新型实施例中,电场发生模块还包括导杆205和导线206,导杆205与离子发生器204电连接,导线206的第一端(图示左端)与导杆205电连接。具体地,离子发生器204的主体为中空的金属球,导杆205包括金属拉栓205a和中空的金属杆205b,金属杆205b的一端与金属球固定连接,金属拉栓205a设置于金属杆205b的内部且其两端均伸出至金属杆205b外,其第一端(图示左端)伸入至离子发生器204的内部,且设置有限位块207,其第二端(图示右端)设有螺纹段,螺纹段上依次设有两个紧固螺母208和一个压紧螺母209,导线206的第一端压紧在紧固螺母208和压紧螺母209之间,两个压紧螺母209能够将金属拉栓205a压紧固定,防止其轴向移动,并且紧固螺母208和压紧螺母209能够将导线206的第一端进行固定的同时保证其与金属拉栓205a具备良好的电连接。在本实用新型具体的实施例中,金属球和金属杆205b可以采用铝材料制成,二者通过焊接、螺栓连接等方式进行连接,也可以设为一体或者,金属拉栓205a可以采用铜材料制成。
如图24所示,在本实用新型实施例中,电场发生模块还包括绝缘外套210,绝缘外套210套设于离子发生器204和导杆205外。绝缘外套210可以防止废水与上述金属材料制成的金属球、金属杆205b、金属拉栓205a以及螺母等发生接触,防止上述金属部件遭到废水腐蚀。由于上述金属部件重量不大,且绝缘外套210具备一定的厚度,从而在包裹上述金属部件的前提下还能够保证一定的强度,对上述金属部件起到固定作用,绝缘外套210具体可以采用PTFE(聚四氟乙烯)材料进行制造。
如图24所示,在本实用新型实施例中,电场发生模块还包括绝缘盖板211,反应器201上设有适用于对导杆205进行让位的让位开口,绝缘盖板211盖合于让位开口,导线206的第二端(图示右端)穿过绝缘盖板211并位于反应器201外。由于离子发生器204需要通过导线206外接电源通电使用,需要在反应器201上设置让位开口供绝缘外套210的杆部伸出至反应器201外,通过设置绝缘盖板211能够有效地对让位开口起到绝缘密封作用。
如图24所示,在本实用新型实施例中,反应器201上设有第一法兰板212,绝缘盖板211通过第一法兰板212与反应器201连接。具体地,绝缘盖板211包括绝缘盖板本体211a和绝缘盖板法兰211b,其中,绝缘盖板本体211a沿其周向设置有通孔,绝缘盖板法兰211b的(径向)内侧设有与绝缘盖板211的通孔一一对应的螺孔,从而可以通过螺钉将绝缘盖板本体211a和绝缘盖板法兰211b固定连接;第一法兰板212沿其周向设置有通孔,绝缘盖板法兰211b的(径向)外侧设有与第一法兰板212的通孔一一对应的通孔,并可以通过螺栓和螺母将绝缘盖板法兰211b固定于第一法兰板212,此结构简单,拆装简便。在本实用新型进一步的实施例中,可以将上述的绝缘外套210与绝缘盖板本体211a设为一体,并在此时,在绝缘盖板本体211a与绝缘盖板法兰211b贴合的一侧表面上设置密封槽,在密封槽内设置O型密封圈,以此来保证装置的水密性,防止废水外溢。
如图25所示,在本实用新型实施例中,第一磁场发生单元和第二磁场发生单元均包括三个铁芯组件,且第一磁场发生单元和第二磁场发生单元中的铁芯组件沿废水的流动方向设置,铁芯组件绕设有线圈213。线圈213中通入电流,能够在反应器201的内腔中形成磁场,对废水施加磁场作用。可以预见的是,在一些实施例中,第一磁场发生单元和第二磁场发生单元也可以包括其他数量的铁芯组件,例如一个、两个或者四个,本实用新型对此不做具体限定。
如图23和图25所示,作为示例,每个铁芯组件绕设的线圈213匝数300匝为最大磁场产生条件,线包A和A’为一组,B和B’为一组,C和C’为一组,以A-A’组为例,A的漆包线进线端为a,出线端为a’,则a’为A’的进线端,A’的出线端为a”,三组线包的进线a、b、c连接在一起为总进线端和电源一个电极连接,出线端a”、b”、c”(b”和c”图中未示出)连接在一起和电源的另一电极连接。
如图25所示,在本实用新型具体的实施例中,铁芯组件包括金属套管214和金属内芯215,金属套管214套设于金属内芯215,线圈213绕设于金属套管214。其中,金属套管214可以采用铁或不锈钢材料制成,金属内芯215可以采用IJ85镍铁软磁合金材料制成,线圈213可以采用绝缘外皮的铜质漆包线。此外,金属套管214的端部设有绝缘挡圈,用于绝缘以及限制金属内芯215的轴向移动,其可以通过螺钉与金属内芯215固定连接。
如图23所示,在本实用新型具体的实施例中,反应器201的两侧分别设有第二法兰板216和第三法兰板217,第一磁场发生单元还包括第四法兰板218,第二磁场发生单元还包括第五法兰板219,第一磁场发生单元通过第四法兰板218和第二法兰板216与反应器201连接,第二磁场发生单元通过第五法兰板219和第三法兰板217与反应器201连接。能够通过螺栓和螺母将第一磁场发生单元和第二磁场发生单元固定设置于反应器201的两侧,并且拆装简便。此外,第四法兰板218和第五法兰板219开设有多个通孔,第一磁场发生单元中各个铁芯组件的金属套管214的一端与第四法兰板218的设为一体或焊接连接,第二磁场发生单元中各个铁芯组件的金属套管214的一端与第五法兰板219设为一体或焊接连接。
在一些实施例中,金属内芯215沿其周向设有密封槽,密封槽内设有O型密封圈。由于第二法兰板216、第三法兰板以及反应器201的对应设有用于磁感线通过的开口,通过将金属套管214与对应侧的法兰板设为一体,并且在金属内芯215与金属套管214之间设置O型密封圈,首先能够保证对应的铁芯组件在线圈213的作用下形成完整的磁感线,还能够通过密封圈起到密封作用,防止反应器201内腔中的水流出。
在本实用新型实施例中,电场发生模块还包括第一电源,磁场发生模块还包括第二电源。作为示例,第一电源可以采用高压直流电源,输出电压等级不大于1万伏,电流大小根据浓盐水杂质含量现场调试。第二电源可以采用低压方波脉冲电源,其输入电压为220V、输入频率为50Hz,本设计电源输出频率300Hz,占空比50%,线包设有IJ85镍铁软磁合金芯,单个线包可产生磁场为251.758Gs。
下面就本实用新型提供的磁电复合式阻垢杀菌装置的阻垢和杀菌原理分别进行具体说明,请参照图22-图26。
电场发生模块和磁场发生模块在反应器201的内腔中形成高压静电场和高频低压脉冲磁场,一方面,水偶极分子定向极化,水分子中正负电荷中心间距离加大,水分子的偶极矩和极性增大,缔合水分子结构的氢键拉长,水分子团簇变成小水分子团,电磁能转化为水分子的内能,水分子的活化度被加大;另一方面,当对线圈213通以脉冲波时,在脉冲通断瞬间,积聚在线圈213的能量由于电路的突然关闭,在线圈213两端产生反冲高压,使水中感应的电压瞬间增大,脉冲磁能量达到最大传递,同时所施加的脉冲频率与水分子频率接近或成比例时,与水分子“共振”加剧,水分子正、负电荷重心随着脉冲频率周期性偏转,水分子偶极子被反复极化,活化度进一步加大。活化水分子对水中Ca2+(水)和(水)离子水化作用增强,对微晶堆积形成坚实的硬垢起到了阻碍作用,也使水垢溶入水中的倾向增大,析出生成CaCO3垢的倾向降低,达到阻垢目的。
交变电磁场杀菌是利用电磁能破坏或影响微生物机体组织结构从而达到消灭或抑制微生物的目的。交变磁场会产生各种电磁效应,主要有感应电流效应,洛伦兹力效应,振荡效应及电离效应等,这些电磁效应会引起细胞的生物学效应,对杀菌过程有着重要影响。
可以预见的是,在一些实施例中,还可以在其它的膜处理工艺前设置磁电复合式阻垢杀菌装置。
通过以上实施方式的描述可知,本实用新型提供的废水脱盐处理系统至少具备如下优点:
(1)、预处理通过电化学沉淀装置1和管式膜过滤装置8的耦合作用,处理过程只有电力消耗,耗电量为常规电芬顿工艺的十分之一;不需要投加大量的药剂,H2O2和Fe2+可原位生成;且实验结果表明,较多的降解因素使得采用电化学沉淀装置1实现电芬顿法的处理效率比传统芬顿法高10000倍,这些因素包括:阳极氧化、电吸附、电气浮和电化学反应等,F-、Si等杂质去除彻底;电极氧化、自产芬顿试剂氧化和轻基自由基的氧化作用反应彻底,难降解COD去除能力强,可达98%以上的去除率,且不产生二次污染。
(2)、纳滤截留模块3创造性地将第一纳滤装置301、第二纳滤装置302和第三纳滤装置303结合起来,并通过控制各个纳滤装置的产水和浓缩液流向,硫酸根的截留效率高,并且实验结果表明,膜驱动压力较现有的高盐膜原件低5分之1,抗污堵能力强;
(3)通过设置微生物处理模块4,利用硫酸盐还原菌和硫酸盐还原菌,硫酸根依靠硫酸盐还原菌和硫酸盐还原菌处理生成有资源利用价值的单质硫,二价盐浓水不需蒸发,将废水处理蒸发费用降低近一半;
(4)通过设置MVR模块6,能够提高蒸发过程的能效、废热的使用,利用工厂废热热泵预热、太阳能、电能耦合蒸发等技术;
(5)、扩展超高浓盐水资源化利用面,双极膜电渗析模块13制取HCl/NaOH,能耗低、处理效率高、使用寿命长;
(6)、通过设置磁电复合式阻垢杀菌装置2,能够在废水进入膜处理阶段前通过磁电复合式阻垢杀菌装置2进行前处理,去除废水中容易结垢或产生悬浮物的无机盐、胶体和微生物,降低后续膜处理过程中膜污染风险,且无需添加任何药剂;
(7)、通过本实用新型提供的废水脱盐处理系统产生的氯化钠按《GB/T5462-2015工业盐》精制工业盐二级标准,纯度>97.5%、白度>82;盐资源化率>96%;
(8)、工程整体能耗较传统工艺大幅度降低。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种废水脱盐处理系统,其特征在于,包括:
纳滤截留模块,所述纳滤截留模块包括第一纳滤装置、第二纳滤装置和第三纳滤装置,所述第一纳滤装置的产水端与所述第二纳滤装置的进水端连通,所述第一纳滤装置的浓缩液出口端与所述第三纳滤装置的进水端连通,所述第二纳滤装置的浓缩液出口端与所述第三纳滤装置的进水端连通,所述第三纳滤装置的产水端与所述第二纳滤装置的进水端连通;
微生物处理模块,所述微生物处理模块包括硫酸盐还原菌反应装置和脱氮硫杆菌反应装置,所述硫酸盐还原菌反应装置的进水端与所述第三纳滤装置的浓缩液出口端连通,所述硫酸盐还原菌反应装置的出水端与所述脱氮硫杆菌反应装置的进水端连通,所述硫酸盐还原菌反应装置适用于利用硫酸盐还原菌将废水中的硫酸根反应为二价硫离子,所述脱氮硫杆菌反应装置适用于利用脱氮硫杆菌将废水中的二价硫离子反应为单质硫;
电渗析-反渗析模块,所述电渗析-反渗析模块包括电渗析装置和第一反渗析装置,所述第二纳滤装置的产水端与所述电渗析装置的进水端连通,所述电渗析装置和所述第一反渗析装置相互连通。
2.根据权利要求1所述的废水脱盐处理系统,其特征在于,还包括预处理模块,所述预处理模块包括依次连通的电芬顿-气浮联合处理模块和管式膜过滤装置;
所述电芬顿-气浮联合处理模块包括电化学沉淀装置、气浮溶气装置和气源;
所述电化学沉淀装置包括电化学反应池,所述电化学反应池内由下至上依次设有沉淀模块、进水模块、电化学模块和产水收集模块;所述电化学模块包括竖直方向间隔设置的多个电化学单元,每个所述电化学单元包括阳极和阴极曝气管,相邻所述电化学单元之间填充设有阳极填料;
所述气浮溶气装置包括外壳体、射水器、进水管、进气管和供水管,所述射水器的出口端与所述外壳体的内腔连通,所述进水管和所述进气管分别与所述射水器连通,所述供水管的进口端与所述外壳体的内腔连通;所述产水收集模块与所述进水管连通,所述供水管的出口端与所述阴极曝气管连通,所述气源与所述进气管连通;
所述管式膜过滤装置具备进水口和出水口,所述管式膜过滤装置的出水端与所述第一纳滤装置的进水端连通。
3.根据权利要求2所述的废水脱盐处理系统,其特征在于,所述管式膜过滤装置与所述第一纳滤装置之间设有树脂吸附反应装置,所述树脂吸附反应装置适用于去除废水中残余硬度、重金属离子和残余COD中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的废水脱盐处理系统,其特征在于,所述树脂吸附反应装置与所述第一纳滤装置之间设有第二反渗析装置,所述第二反渗析装置适用于对废水进行浓缩处理。
5.根据权利要求1所述的废水脱盐处理系统,其特征在于,还包括MVR模块,所述MVR模块包括进水预热器、缓冲装置、降膜蒸发器、汽液分离器、蒸汽压缩机和热泵机组;
所述进水预热器、所述缓冲装置、所述降膜蒸发器和所述汽液分离器依次连通,所述蒸汽压缩机的一侧与所述汽液分离器的汽相出口连通,所述蒸汽压缩机的另一侧与所述降膜蒸发器的蒸汽入口连通,所述降膜蒸发器的冷凝水出口与所述进水预热器连通,所述热泵机组适用于对所述缓冲装置提供导热介质进行加热。
6.根据权利要求5所述的废水脱盐处理系统,其特征在于,还包括蒸发结晶模块,所述蒸发结晶模块包括稠厚器、离心过滤器、蒸发结晶单元、离心脱水机和干燥器;
所述稠厚器的进水端与所述汽液分离器的液相出口连通,所述稠厚器的出口端与所述离心过滤器的进水端连通。
7.根据权利要求1所述的废水脱盐处理系统,其特征在于,还包括双极膜电渗析模块,所述双极膜电渗析模块与所述电渗析装置的出水端连通。
8.根据权利要求1-7任一项所述的废水脱盐处理系统,其特征在于,还包括磁电复合式阻垢杀菌装置,所述磁电复合式阻垢杀菌装置包括反应器、电场发生模块和磁场发生模块,所述反应器设有进水口和排水口,所述电场发生模块包括离子发生器,所述离子发生器设置于所述反应器的内腔,所述离子发生器适用于在所述离子发生器与所述反应器的内壁之间产生静电场,所述磁场发生模块包括分别设置于所述反应器两侧的第一磁场发生单元和第二磁场发生单元,所述第一磁场发生单元和所述第二磁场发生单元适用于在所述反应器的内腔中产生交变磁场;
所述磁电复合式阻垢杀菌装置的排水口与所述第一纳滤装置的进水端连通。
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