申请日2017.07.01
公开(公告)日2017.11.24
IPC分类号C02F9/06; C25B1/00; C25B1/16
CPC分类号C25B1/00;C02F9/00;C25B1/16;C02F1/001;C02F2001/007;C02F1/461;C02F5/02;C02F1/42;C02F1/52;C02F1/441
摘要
本发明公开了一种高含盐废水处理的零排放工艺，步骤依次为去除悬浮物、降低废水的硬度、管式膜固液分离、离子交换树脂除残余硬度、微电解双极膜装置淡化浓盐水、反渗透装置除盐，最后得到除盐水及酸和氢氧化钠商品;还公开了其设备，包括废水收集池、快速澄清分离装置、一级软化装置、二级软化装置、TMF浓水箱、TMF提升泵、TMF系统、TMF产水箱、交换提升泵、离子交换树脂装置、中间产水箱、电解给水泵、微电解双极膜装置和产品水箱;可快速去除高含盐废水中的悬浮物，去除废水中的硬度，利用微电解双极膜装置对浓盐水废水进行淡化，淡化废水的过程中产生酸和氢氧化钠商品，运行费用低，不仅高含盐废水达到零排放，还有产生额外的经济价值。
权利要求书
1.高含盐废水处理的零排放工艺，其特征在于：包括以下步骤
A、废水水质调节
将高含盐废水排入废水收集池，使水质波动大的废水调节为均匀的水质;
B、分离废水中悬浮物
通过快速澄清分离装置将高含盐废水中的悬浮物絮凝组团并快速分离，并通过污泥脱水装置将悬浮物压缩成泥饼;
C、软化
将B步骤中的上清液放入软化装置，将水体中的镁和钙从离子态转化为固体颗粒态，直至钙离子降低到40mg/l以下，镁离子降低到24mg/l以下;
D、过滤
通过管式膜过滤装置对C步骤处理后的上清液进行过滤，将固体悬浮物从水中分离出来，过滤后的浓水返回软化装置，固体颗粒经自然沉降后，脱水处理;
E、去除硬度
通过离子交换树脂装置对管式膜过滤装置的产水进行处理，去除废水中残余的硬度;
F、处理
通过微电解双极膜装置将步骤E得到的去除了硬度的浓盐水处理成为淡盐水，另外产生酸和氢氧化钠溶液;
G、浓缩
通过反渗透装置对微电解双极膜装置的产水进行浓缩，得到高品质的除盐水，浓水返回到微电解双极膜装置，从而达到高含盐废水的零排放。
2.根据权利要求1所述的高含盐废水处理的零排放工艺，其特征在于，所述的C步骤采用双碱法去除废水的硬度，氢氧化钠加药量由pH来控制，碳酸钠的加药量根据废水中钙离子的含量来决定。
3.一种用于权利要求1所述高含盐废水处理的零排放设备，其特征在于，按水流方向顺序安装的装置及部件包括水收集池(1)、快速澄清分离装置(2)、软化装置(3)、TMF提升泵(6)、TMF系统(7)、TMF产水箱(8)、离子交换给水泵(9)、离子交换树脂装置(10)、离子交换产水箱(11)、微电解给水泵(12)、微电解双极膜装置(13)、中间产水箱(14)、RO提升泵(17)、保安过滤器(18)、高压泵(19)、RO装置(20)和最终的产品水箱(21);所述的废水收集池(1)由收集池和位于收集池内的潜水泵组成，潜水泵出口同时与快速澄清分离装置(2)和软化装置(3)的入口相连;所述快速澄清分离装置(2)的上清液出口与软化装置(3)的入口相连，所述的软化装置(3)具有至少两个加药装置，快速澄清分离装置(2)和软化装置(3)的底部排放口同时连接污泥泵(4);所述的污泥泵(6)连接板框压滤机(5)的入口，板框压滤机(5)的出口连接废水收集池(1);软化装置(3)出口与TMF提升泵(6)相连，TMF提升泵(6)与TMF系统(7)的进水口相连，TMF系统(7)的浓水回到软化装置(3)的沉淀段，TMF系统(7)的产水口与TMF产水箱(8)相连;TMF产水箱(8)的出口通过离子交换给水泵(9)与离子交换树脂装置(10)的进水口相连，所述离子交换树脂装置(10)的出水口连接离子交换产水箱(11)，所述产水箱(11)的出口通过微电解给水泵(12)与微电解双极膜装置(13)的进水口相连;所述的微电解双极膜装置(13)通过中性出水口连接中间产水箱(14)，微电解双极膜装置(13)分别通过酸性出水口和碱性出水口与酸液箱(16)和碱液箱(17)相连;所述的中间产水箱(14)通过RO提升泵(17)保安过滤器(18)相连，保安过滤器(18)通过RO高压泵(19)与RO装置(20)相连，RO装置(20)的产水与最终的产品水箱(21)相连，RO装置(20)的浓水回到离子交换产水箱(11)，最终达到废水零排放。
4.根据权利要求3所述的一种高含盐废水处理的零排放设备，其特征在于，所述的快速澄清分离装置(2)上清液出口与软化装置(3)的入口之间还依次连接两个反应池和一个过滤池。
说明书
高含盐废水处理的零排放工艺与设备
技术领域
本发明属于废水零排放及资源化处理技术领域，具体涉及一种高含盐废水处理的零排放工艺及其设备，用于把高含盐废水中属于污染物的物质变成有用资源。
背景技术
高含盐废水是指总含盐质量分数至少1%的废水。其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等，这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质)。
含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加，如果该废水直接排放，废水中的物质对环境造成很大的影响，面对水资源日益短缺的今天，如何综合处理回用高含盐废水，达到废水零排放并使之回用是高含盐废水处理的一种趋势，同时也是一个技术难题。
目前，为使高含盐废水达到零排放的目的，大多最终采用蒸馏脱盐法处理，如专利为CN200810225841.X《一种高含盐废水的处理方法》、CN201521087718.5《一种高含盐废水的零排放处理系统》、CN201610328533.1《一种高含盐废水资源化处理的方法》。对于处理大量的高含盐废水，为了减少高含盐废水进入蒸发结晶器的量，都需要对高含盐废水进行浓缩，但因为废水含有很大的盐度，直接浓缩会有很多的问题，所以需要对废水进行预处理，以保障膜浓缩装置能够稳定运行，但即使对高含盐有充分的预处理，在膜浓缩的浓水侧也存在结垢的危险，另外膜浓缩的过程中易污染和易堵塞，需要频繁的对膜进行化学清洗，这降低了膜的使用寿命。
这种对高含盐废水的处理方法，不仅投资成本高，运行成本也高，最终还会产生固废——杂盐。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术的缺点，根据高含盐废水的特点，提供一种高含盐废水微电解处理以达到废水零排放并将废物资源化的工艺，运行成本大大低于其他的零排放工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：高含盐废水处理的零排放工艺，包括以下步骤
A、废水水质调节：将高含盐废水排入废水收集池，使水质波动大的废水调节为均匀的水质;
B、分离废水中悬浮物：通过快速澄清分离装置将高含盐废水中的悬浮物絮凝组团并快速分离，并通过污泥脱水装置将悬浮物压缩成泥饼;
C、软化：将B步骤中的上清液放入软化装置，经过加药处理，将水体中的镁和钙从离子态转化为固体颗粒态，直至钙离子降低到40mg/l以下，镁离子降低到24mg/l以下;
D、固液分离：通过管式膜过滤装置对C步骤处理后的上清液进行过滤，将固体悬浮物从水中分离出来，过滤后的浓水返回软化装置，固体颗粒经自然沉降后，脱水处理;
E、去除硬度：通过离子交换树脂装置对管式膜过滤装置的产水进行处理，去除废水中残余的硬度;
F、淡化：通过微电解双极膜装置将步骤E得到的去除了硬度的浓盐水处理成为淡盐水，另外产生酸和氢氧化钠溶液;
G、除盐：通过反渗透装置对微电解双极膜装置的产水进行浓缩，得到高品质的除盐水，浓水返回到微电解双极膜装置，从而达到高含盐废水的零排放。
所述的高含盐废水处理的零排放工艺，其C步骤采用双碱法去除废水的硬度，氢氧化钠加药量由pH来控制，碳酸钠的加药量根据废水中钙离子的含量来决定。
本发明的目的之二在于提供一种高含盐废水处理的零排放设备，按水流方向顺序安装的装置及部件包括废水收集池、快速澄清分离装置、软化装置、TMF提升泵、TMF系统、TMF产水箱、离子交换给水泵、离子交换树脂装置、离子交换产水箱、微电解给水泵、微电解双极膜装置、中间产水箱、RO提升泵、保安过滤器、高压泵、RO装置和最终的产品水箱;所述的废水收集池由收集池和位于收集池内的潜水泵组成，潜水泵出口同时与快速澄清分离装置和软化装置的入口相连;所述快速澄清分离装置的上清液出口与软化装置的入口相连，所述的软化装置具有至少两个加药装置，快速澄清分离装置和软化装置的底部排放口同时连接污泥泵;所述的污泥泵连接板框压滤机的入口，板框压滤机的出口连接废水收集池;软化装置出口与TMF提升泵相连，TMF提升泵与TMF系统的进水口相连，TMF系统的浓水回到软化装置的沉淀段，TMF系统的产水口与TMF产水箱相连;TMF产水箱的出口通过离子交换给水泵与离子交换树脂装置的进水口相连，所述离子交换树脂装置的出水口连接离子交换产水箱，所述产水箱的出口通过微电解给水泵与微电解双极膜装置的进水口相连;所述的微电解双极膜装置通过中性出水口连接中间产水箱，微电解双极膜装置分别通过酸性出水口和碱性出水口与酸液箱和碱液箱相连;所述的中间产水箱通过RO提升泵保安过滤器相连，保安过滤器通过RO高压泵与RO装置相连，RO装置的产水与最终的产品水箱相连，RO装置的浓水回到离子交换产水箱，最终达到废水零排放。
所述的一种高含盐废水处理及资源化的零排放设备，其快速澄清分离装置上清液出口与软化装置的入口之间还依次连接两个反应池和一个过滤池。
本发明的有益效果是：
1，本发明高含盐废水零排放的工艺，是将高含盐废水中悬浮物除去，然后进入软化装置，加入氢氧化钠，调节pH至10.0～11.5，再加入碳酸钠，将水体中的镁和钙离子从离子态转化为固体颗粒态，通过管式膜去除各种固体颗粒等悬浮物;管式膜的产水再经离子交换树脂来去除水中残余的硬度，最终软化的废水进入微电解双极膜装置，把废水中含有高浓度的盐水淡化成低浓度的盐水，低浓度的盐水再经反渗透膜处理，得到高品质的除盐水，而反渗透浓水回到微电解双极膜装置再处理，从而达到废水零排放;另外微电解双极膜装置淡化废水的过程中，产生的酸和氢氧化钠溶液，实现资源化的目的。
2，本发明中的在软化装置中加入双碱;这样可以去除镁离子和钙离子，为后续装置稳定运行提供了保障;
3，本发明中微电解双极膜装置，可以把废水中含有高浓度的盐水淡化成低浓度的盐水，并得到酸和氢氧化钠产品;
4，本发明中采用反渗透膜对低浓度的盐水进行处理，得到高品质的除盐水，而反渗透浓水回到微电解双极膜装置再处理，从而达到废水零排放。
综上所述，本发明的原理是先去除在微电解双极膜会产生结垢的镁和钙离子，然后在经过微电解双极膜装置，把废水中含有高浓度的盐水淡化成低浓度的盐水，低浓度的盐水再经反渗透膜处理，得到高品质的除盐水，而反渗透浓水回到微电解双极膜装置再处理，从而达到废水零排放;另外微电解双极膜装置淡化废水的过程中，产生的酸和氢氧化钠溶液，实现资源化的目的。
附图说明
图1是本发明工艺的流程示意图;
图2是本发明设备的结构示意图。
图中各附图标记的名称为：1—废水收集池，2—快速澄清分离装置，3—软化装置，4—污泥泵，5—板框压滤机，6—TMF提升泵，7—TMF系统，8—TMF产水箱，9—离子交换给水泵，10—离子交换树脂装置，11—离子交换产水箱，12—微电解给水泵，13—微电解双极膜装置，14—中间产水箱，15—碱液箱，16—酸液箱，17—RO提升泵，18—保安过滤器，19—RO高压泵，20—RO装置，21—产品水箱。
