申请日2015.08.06
公开(公告)日2015.10.21
IPC分类号C02F9/10; C02F103/08; C02F103/34; C02F101/30
摘要
本发明涉及PCB高浓度有机废水深度处理装置包括沿着废水处理方向依次设置的混合酸化系统、超滤膜系统、一级反渗透膜系统、二级反渗透膜系统;还包括：处理一级反渗透膜系统排出的最终浓水、并将处理后得到的淡水排回一级反渗透膜系统的海水淡化膜系统，处理海水淡化膜系统排出的最终浓水、并将处理后得到的淡水排回一级反渗透膜系统的蒸发系统，处理蒸发系统排出的浓水、并得到固体废料的烘干系统。本发明还涉及PCB高浓度有机废水深度处理方法。本发明实现了废水的零排放，最终出水回用，且只产生小部分固体废料需委外处理，属于废水处理技术领域。
权利要求书
1.PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：包括沿着废水处理方向依 次设置的混合酸化系统、超滤膜系统、一级反渗透膜系统、二级反渗透膜系统; 还包括：
-处理一级反渗透膜系统排出的最终浓水、并将处理后得到的淡水排回一级反 渗透膜系统的海水淡化膜系统，
-处理海水淡化膜系统排出的最终浓水、并将处理后得到的淡水排回一级反渗 透膜系统的蒸发系统，
-处理蒸发系统排出的浓水、并得到固体废料的烘干系统。
2.按照权利要求1所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：所 述
混合酸化系统包括依次设置的调节池、PH调节池、沉淀池、中间水池;
超滤膜系统包括依次设置的超滤循环槽、超滤膜过滤装置;中间水池与超滤循 环槽相接;超滤膜过滤装置包括淡水出口和浓水出口，浓水出口与超滤循环槽 相接;
一级反渗透膜系统包括依次设置的一级反渗透循环槽、一级反渗透膜过滤装 置;超滤膜过滤装置的淡水出口接一级反渗透循环槽;一级反渗透膜过滤装置 包括淡水出口、浓水出口和最终浓水出口，浓水出口与一级反渗透循环槽相接; 二级反渗透膜系统包括依次设置的二级反渗透循环槽、二级反渗透膜过滤装 置;一级反渗透膜过滤装置的淡水出口和二级反渗透循环槽相接;二级反渗透 膜过滤装置包括淡水出口和浓水出口，浓水出口和二级反渗透循环槽相接;
海水淡化膜系统包括依次设置的海水淡化循环槽、海水淡化膜过滤装置;一级 反渗透膜过滤装置的最终浓水出口和海水淡化循环槽相接;海水淡化膜过滤装 置包括淡水出口、浓水出口和最终浓水出口，浓水出口与海水淡化循环槽相接， 淡水出口与一级反渗透膜过滤装置相接;
蒸发系统包括依次相接的蒸发器储液槽、蒸发器、蒸发器产水槽;海水淡化膜 过滤装置的最终浓水出口与蒸发器储液槽相接;蒸发器包括淡水出口和浓水出 口，淡水出口、蒸发器产水槽、一级反渗透膜过滤装置依次相接;
烘干系统包括依次设置的烘干收集槽、烘干装置、固体储存槽;蒸发器的浓水 出口与烘干收集槽相接。
3.按照权利要求2所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：它 还包括与二级反渗透膜过滤装置的淡水出口相接的回用水槽。
4.按照权利要求2所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：沿 着废水处理方向，调节池和PH调节池之间设有提升泵A，超滤循环槽和超滤 膜过滤装置之间设有提升泵B，一级反渗透循环槽和一级反渗透膜过滤装置之 间依次设有提升泵C、精密过滤器C、高压泵C，二级反渗透循环槽和二级反 渗透膜过滤装置之间依次设有提升泵D、精密过滤器D、高压泵D，海水淡化 循环槽和海水淡化膜过滤装置之间依次设有提升泵E、精密过滤器E、高压泵 E，蒸发器储液槽和蒸发器之间设有提升泵F，烘干收集槽和烘干装置之间设有 提升泵G。
5.按照权利要求2所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：它 还包括多组废水监测系统，每组废水监测系统由PH计、压力表、电导在线监 测仪、流量计中的一个或几个串接组成。
6.按照权利要求5所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：所 述废水监测系统分部在超滤膜过滤装置的入口、淡水出口、浓水出口处，分部 在一级反渗透膜过滤装置的入口、淡水出口、浓水出口处，分部在二级反渗透 膜过滤装置的入口、淡水出口、浓水出口处，分部在海水淡化膜过滤装置的入 口、淡水出口、浓水出口处，分部在蒸发器的入口、淡水出口、浓水出口处。
7.按照权利要求2所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：所 述调节池内设置有液位计A，PH调节池内设置有PH计A和搅拌泵A。
8.按照权利要求2所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：所 述超滤膜过滤装置含有超滤膜、膜壳和膜架，超滤膜设置于膜壳内，膜壳设置 于膜架上;
一级反渗透膜过滤装置含有反渗透膜、膜壳和膜架，反渗透膜设置于膜壳内， 膜壳设置于膜架上;
二级反渗透膜过滤装置含有反渗透膜、膜壳和膜架，反渗透膜设置于膜壳内， 膜壳设置于膜架上;
海水淡化膜过滤装置含有海水淡化膜、膜壳和膜架，海水淡化膜设置于膜壳内， 膜壳设置于膜架上。
9.PCB高浓度有机废水深度处理方法，使用权利要求1-8中任一项所述的PCB 高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：废水依次经过混合酸化系统、超 滤膜系统、一级反渗透膜系统、二级反渗透膜系统处理得到回用水，其中，一 级反渗透膜系统排出的最终浓水经海水淡化膜系统处理后排回一级反渗透膜 系统，海水淡化膜系统排出的最终浓水经蒸发系统处理后排回一级反渗透膜系 统，蒸发系统排出的浓水经烘干系统处理后得到固体废料;二级反渗透膜系统 排出的最终浓水排回一级反渗透膜系统处理。
10.按照权利要求9所述的PCB高浓度有机废水深度处理装置，其特征在于：所 述超滤膜系统、一级反渗透膜系统、二级反渗透膜系统、海水淡化膜系统得到 的浓水均经过自身系统多次循环处理得到最终浓水。
说明书
PCB高浓度有机废水深度处理装置和方法
技术领域
本发明属于PCB废水处理技术领域，特别涉及一种PCB高浓度有机废水深 度处理装置和方法。
背景技术
PCB生产过程中会产生很多高浓度的有机废水，如显影退膜废水、显影清 洗废水、蓬松废水、除油废水、沉铜废水、高锰酸钾废水，这几种废水的CODCr均在2000mg/L以上，部分时候甚至在10000mg/L以上。由于每种废水量不大， 单独处理较为复杂又不经济;委外处理费用较大难以承受。现阶段企业都是将 这几股水混入到其他水量大的废水中一同处理，或部分混合酸化后再和水量较 大的废水混合处理，但由于这几股废水的冲击负荷很大，很容易造成处理系统 的不稳定，出水CODCr超标。当前国家环保行政机关对总量控制项目中COD的突 出关注，使得寻找一个更好的方法处理这种高浓度有机废水变得非常必要。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种PCB高浓度 有机废水深度处理装置和方法，将PCB高浓度有机废水的污染物以固体废料的 形式排出并委外处理，实现废水的深度处理。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种PCB高浓度有机废水深度处理装置，包括：(1)混合酸化系统、(2) 超滤膜系统、(3)一级反渗透膜系统、(4)二级反渗透膜系统、(5)海水淡化 膜系统、(6)蒸发系统、(7)烘干系统。
沿着废水处理方向，混合酸化系统、超滤膜系统、一级反渗透膜系统、二 级反渗透膜系统依次设置;一级反渗透膜系统排出的最终浓水经海水淡化膜系 统处理后排回一级反渗透膜系统，海水淡化膜系统排出的最终浓水经蒸发系统 处理后排回一级反渗透膜系统，蒸发系统排出的浓水经烘干系统处理后得到固 体废料;二级反渗透膜系统排出的最终浓水排回一级反渗透膜系统处理。超滤 膜系统、一级反渗透膜系统、二级反渗透膜系统、海水淡化膜系统得到的浓水 均经过自身系统多次循环处理得到最终浓水。
该装置主要以物理分离为主;整个装置的膜系统通过串联、并联方式将几 个膜系统连接起来形成循环回路，可以连续运行，也使得膜使用寿命较长，长 时间使用也不会出现膜污染、膜孔堵塞的现象，运行成本低，有利于企业的持 续发展;其处理方法简单易行，实现了膜法、蒸发法、烘干法工艺的整合，最 终出水达到回用水的标准，最终浓水变为固体废料委外处理。
(1)混合酸化系统包括：调节池、PH调节池、沉淀池、中间水池、压滤 机、曝气管、鼓风机、加药泵A。
混合酸化系统的主要功能是使废水充分混合，去除显影退膜废水和显影 清洗废水中的感光膜。各种高浓度有机废水在调节池内充分混合，进入PH调 节池将PH值调至适当值(例如PH调至3)，再进入沉淀池，沉淀池处理后得到 的淡水A进入中间水池，浮渣及污泥进入压滤机。
用于加硫酸的加药泵A设置在硫酸药剂桶附近。曝气用的曝气管设置在 调节池底部，鼓风机设置在鼓风机房。
调节池内设置有液位计A，PH调节池内设置有PH计A和搅拌泵A。
(2)超滤膜系统包括：依次连接的超滤循环槽、超滤膜过滤装置。
超滤膜系统的主要功能是滤除淡水A中的杂质、SS。高浓度有机废水经 超滤膜系统进行错流过滤处理后，其悬浮杂质被大量截留，EC值无明显变化。 淡水A进入超滤循环槽、超滤膜过滤装置进行错流过滤，得到淡水B和浓水B， 浓水B可回流至超滤循环槽进行循环浓缩，淡水B则进入下一级一级反渗透膜 系统等待浓缩分离。最终浓水B经压滤机压滤，滤液回到超滤循环槽，泥饼委 外处理。
超滤膜过滤装置含有超滤膜、膜壳和膜架，超滤膜设置于膜壳内，膜壳设 置于膜架上，膜架固定在超滤膜过滤装置中。
超滤膜系统还包括用于将液体由超滤循环槽输向超滤膜过滤装置的提升 泵B，提升泵B设置于超滤循环槽和超滤膜过滤装置之间。提升泵B为单级离 心泵。
(3)一级反渗透膜系统包括：依次设置的一级反渗透循环槽和一级反渗 透膜过滤装置。
一级反渗透膜系统的功能是通过外加压力以反渗透的形式处理已通过超 滤膜系统分离的PCB高浓度有机废水进行浓缩。超滤膜系统流出的淡水B进入 一级反渗透循环槽收集;通过提升泵C输送到精密过滤器C进行过滤，精密过 滤器C出水经过高压泵C增压进入一级反渗透膜过滤装置内进行分离过滤，得 到淡水C和浓水C。浓水C回流至一级反渗透循环槽进行浓缩分离，淡水C则 进入下一级二级反渗透膜系统处理，浓水C经过多次浓缩分离后最终得到的浓 水C则进入海水淡化膜系统等待浓缩分离。
一级反渗透膜过滤装置含有反渗透膜、膜壳和膜架，反渗透膜设置于膜壳 内，膜壳设置于膜架上，膜架固定在一级反渗透膜过滤装置中。
一级反渗透膜系统还包括用于将液体由一级反渗透循环槽输向精密过滤 器C的提升泵C，提升泵C设置于一级反渗透循环槽和精密过滤器C之间。提 升泵C为单级离心泵。
高压泵C为多级离心泵。
(4)二级反渗透膜系统包括：依次设置的二级反渗透循环槽和二级反渗 透膜过滤装置。
二级反渗透膜系统的功能是通过外加压力以反渗透的形式处理已通过超 滤膜系统和一级反渗透膜系统处理过的PCB高浓度有机废水。一级反渗透膜系 统的淡水C进入二级反渗透循环槽，再通过提升泵D输送到精密过滤器D进行 过滤，精密过滤器D出水经过高压泵D增压进入二级反渗透膜过滤装置内进行 分离过滤，得到淡水D和浓水D，浓水D回流至二级反渗透循环槽再次进行浓 缩分离，淡水D则进入回用水槽进行收集，最终浓水D进入一级反渗透循环槽。
二级反渗透膜过滤装置含有反渗透膜、膜壳和膜架，反渗透膜设置于膜壳 内，膜壳设置于膜架上，膜架固定在二级反渗透膜过滤装置中。
二级反渗透膜系统还包括用于将液体由二级反渗透循环槽输向精密过滤 器D的提升泵D，提升泵D设置于二级反渗透环槽和精密过滤器D之间。提升 泵D为单级离心泵。
高压泵D为多级离心泵。
(5)海水淡化膜系统包括：依次设置的海水淡化循环槽和海水淡化膜过 滤装置。
海水淡化膜系统的功能是通过外加压力以反渗透的形式处理已通过一级 反渗透膜系统分离的最终浓水C进行浓缩。一级反渗透膜系统分离的最终浓水 C进入海水淡化循环槽收集;通过提升泵E输送到精密过滤器E进行过滤，精 密过滤器E出水经过高压泵E增压进入海水淡化膜过滤装置内进行分离过滤， 得到淡水E和浓水E，浓水E回流至海水淡化循环槽进行浓缩分离，淡水E则 进入一级反渗透膜过滤装置等待处理，浓水E经过多次浓缩分离后最终得到的 浓水E则进入蒸发系统待处理。
海水淡化膜过滤装置含有海水淡化膜、膜壳和膜架，海水淡化膜设置于膜 壳内，膜壳设置于膜架上，膜架固定在海水淡化膜过滤装置中。
海水淡化膜系统还包括用于将液体由海水淡化循环槽输向精密过滤器E 的提升泵E，提升泵E设置于海水淡化循环槽和精密过滤器E之间。提升泵E 为单级离心泵。
高压泵E为柱塞泵。
(6)蒸发系统包括：依次相接的蒸发器储液槽、蒸发器和蒸发器产水槽。 蒸发系统的功能是通过汽液分离进行浓缩。海水淡化膜系统分离的最终浓水E 进入蒸发器储液槽收集;通过提升泵F输送到蒸发器进行浓缩分离，得到淡水 F和浓水F，浓水F流至烘干系统待处理，淡水F则被蒸发器产水槽收集进入 一级反渗透膜过滤装置进行处理。提升泵F为单级离心泵。
(7)烘干系统包括：依次连接的烘干收集槽、烘干装置、固体储存槽。 经过蒸发系统处理过的浓水F进入烘干收集槽，再由提升泵G输送到烘干装置 中，浓水F经过烘干装置处理得到固体G和气体G，固体储存槽收集固体G，最 终委外处理(体积非常小)，气体G经尾气处理装置处理后排放。提升泵G为隔 膜泵。其中尾气处理装置根据污水排放企业的需求在现有技术中选型。
优选的，PCB高浓度有机废水深度处理装置还包括多组废水监测系统，每 组废水监测系统由PH计、压力表、电导在线监测仪、流量计中的一个或几个 串接组成。废水监测系统分部在超滤膜过滤装置的入口、淡水出口、浓水出口 处，分部在一级反渗透膜过滤装置的入口、淡水出口、浓水出口处，分部在二 级反渗透膜过滤装置的入口、淡水出口、浓水出口处，分部在海水淡化膜过滤 装置的入口、淡水出口、浓水出口处，分部在蒸发器的入口、淡水出口、浓水 出口处。
优选的，连接均采用连接管道进行连接;连接管道优选为硬聚氯乙烯 (U-PVC)管。
PCB高浓度有机废水指的是PCB生产企业生产排放的显影退膜废水、显影 清洗废水、蓬松废水、除油废水、沉铜废水、高锰酸钾废水的混合之后的废水。
淡水是指经过滤处理得到的水。
浓水是指经过滤处理后余下的浓液。
错流过滤是指被过滤废水流向与出水(过滤后的水)流向成直角。
运用PCB高浓度有机废水深度处理装置实现的PCB高浓度有机废水深度处 理方法，包括以下步骤：
(1)将车间外排的显影退膜废水、显影清洗废水、蓬松废水、除油废水、 沉铜废水、高锰酸钾废水都排入混合酸化系统的调节池，各类高浓度有机废水 收集到调节池，以达到水质均匀的目的，经过PH调节池、沉淀池出水淡水A 进入中间水池，通过混合酸化系统达到去除显影退膜废水和显影清洗废水中的 感光膜的目的。
(2)启动超滤膜过滤装置，使淡水A进入超滤膜过滤装置进行错流过滤， 得到淡水B和浓水B;浓水B回流至超滤循环槽进行循环浓缩，淡水B则进入 一级反渗透循环槽等待一级反渗透膜过滤装置的浓缩分离。
(3)启动一级反渗透膜过滤装置，使超滤膜系统的淡水B进入一级反渗 透膜过滤装置进行一次过滤，得到淡水C和浓水C，浓水C回流至一级反渗透 循环槽继续循环浓缩，淡水C则进二级反渗透循环槽等待处理。
(4)启动二级反渗透膜过滤装置，使一级反渗透膜过滤装置出水的淡水 C进入二级反渗透膜过滤装置进行一次过滤，得到淡水D和浓水D，浓水D回 流至二级反渗透循环槽继续循环浓缩，淡水D则进入回用水槽。
(5)启动海水淡化膜过滤装置，使一级反渗透膜过滤装置得到的最终浓 水C进入海水淡化膜过滤装置进行一次过滤，得到淡水E和浓水E，浓水E回 流至海水淡化循环槽进行循环浓缩，淡水E进入一级反渗透膜过滤装置进行过 滤，经循环浓缩得到的最终浓水E进入蒸发器储液槽，待蒸发器处理。
(6)启动蒸发器，使浓水E进入蒸发器进行处理，得到淡水F和浓水F， 浓水F流至烘干收集槽，淡水F则被蒸发器产水槽收集进入一级反渗透膜过滤 装置进行过滤。
(7)启动烘干装置，使浓水F进入烘干装置进行处理，得到固体G和气 体G，固体G整理到固体储存槽，委外处理，气体G经尾气处理装置处理后直 接外排。
PCB高浓度有机废水深度处理方法可应用于PCB高浓度有机废水的处理。
总的说来，本发明具有如下优点：
(1)PCB高浓度有机废水深度处理装置和方法，在处理PCB高浓度有机废 水过程中实现了废水的零排放，最终出水回用，且只产生小部分固体废料需委 外处理。
(2)PCB高浓度有机废水深度处理装置和方法便于实现自动化，节省运营 成本，不会产生二次污染。
(3)采用PCB高浓度有机废水深度处理装置和方法，由于没有废水的排 放，可以对PCB行业的发展有促进作用。
