申请日2018.02.27
公开(公告)日2018.08.21
IPC分类号C02F9/10; C02F9/04; C01D5/00; C01D3/04
摘要
本发明属于水处理领域，涉及印染废水处理领域，具体涉及一种印染废水零排放处理系统，该零排放处理系统包括预处理系统、膜浓缩系统、结晶系统、回用系统;预处理系统包括臭氧出水和软化系统;膜浓缩系统包括反渗透系统、纳滤系统、海水反渗透系统、超级反渗透系统、超级纳滤系统和产水池;结晶系统采用冷冻结晶和/或蒸发结晶;进水依次经过所述预处理系统、所述膜浓缩系统和所述结晶系统得到固化物，所述膜浓缩系统与所述回用系统相连接;所述固化物为氯化钠或硫酸钠。本发明具有系统操作简单，工艺灵活，运行稳定，出水水质好，便于自动化管理的特点。
权利要求书
1.印染废水零排放处理系统，其特征在于，该零排放处理系统包括预处理系统、膜浓缩系统、结晶系统、回用系统;
所述的预处理系统包括臭氧出水和软化系统;
所述的膜浓缩系统包括反渗透系统、纳滤系统、海水反渗透系统、超级反渗透系统、超级纳滤系统和产水池;
所述结晶系统采用冷冻结晶和/或蒸发结晶;
进水依次经过所述预处理系统、所述膜浓缩系统和所述结晶系统得到固化物，所述膜浓缩系统与所述回用系统相连接;
所述固化物为氯化钠或硫酸钠。
2.根据权利要求1所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述软化系统产生的污泥抽入污泥浓缩池减量后进入压滤机压滤脱水产生滤饼和浓水，所述压滤机压滤脱水产生的浓水打入所述臭氧出水中，所述污泥浓缩池减量处理过程中产生的浓水打入所述臭氧出水中。
3.根据权利要求1所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述软化系统出水进入所述膜浓缩系统，所述的膜浓缩系统包括反渗透系统、纳滤系统、海水反渗透系统、超级反渗透系统、超级纳滤系统和产水池;
所述软化系统出水经过所述反渗透系统处理得到的第一级产水和第一级浓水，所述第一级产水进入所述产水池，所述第一级浓水进入所述纳滤系统处理;
经所述纳滤系统处理得到第二级产水和第二级浓水，所述第二级产水经所述海水反渗透系统处理得第三级产水和第三级浓水，所述第二级浓水进入所述超级纳滤系统处理得到第五级浓水和第五级产水;
所述第三级浓水经所述超级反渗透系统处理得到第四级产水和第四级浓水，所述第三级产水和所述第四级产水均直接进入所述产水池，所述第四级浓水直接进入结晶系统;
所述第五级浓水直接进入结晶系统，所述第五级产水经所述反渗透系统处理得到第六级产水和第六级浓水，所述第六级产水直接进入所述产水池，所述第六级浓水循环进入所述纳滤系统中与所述第一浓水混合处理。
4.根据权利要求1所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述的超级反渗透系统出水进入所述结晶系统，所述结晶系统为氯化钠溶液蒸发器，所述超级反渗透系统出水经过氯化钠溶液蒸发器蒸发得到纯度≥98%的氯化钠和纯度为50～65%的氯化钠。
5.根据权利要求1所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述超级纳滤系统出水进入所述结晶系统，所述结晶系统包括冷冻结晶、硫酸钠蒸发器和硫酸钠溶液蒸发器蒸发，所述超级纳滤系统出水依次经过冷冻结晶、硫酸钠蒸发器蒸发和硫酸钠溶液蒸发器蒸发得到纯度≥98.5%的硫酸钠和纯度为60～70%的硫酸钠。
6.根据权利要求5所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述冷冻结晶过程中得到纯度≥98%的十水硫酸钠， 控制温度为—5～—10℃。
7.根据权利要求1所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述的蒸发结晶过程使用的蒸发器为MVR蒸发器。
8.根据权利要求1所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述产水池中水经过反渗透系统处理后产水进入所述回用系统，所述产水池中水经反渗透系统处理后得到的浓水进入所述结晶系统。
9.根据权利要求8所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述结晶系统为硫酸钠溶液蒸发器，且所述硫酸钠溶液蒸发器为MVR蒸发器。
10.根据权利要求8所述的印染废水零排放处理系统，其特征在于，所述反渗透系统采用一级或多级反渗透。
说明书
印染废水零排放处理系统
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及印染废水处理领域，具体涉及一种印染废水零排放处理系统。
背景技术
印染废水含有大量染料、助剂、浆料、酸碱及无机盐等，其特点是组成复杂、含盐量高、有机物含量高、碱度高、色度深、可生化性差等特点。如果在排放之前不对其进行处理，废水中高浓度的可溶性无机盐和难降解的有毒有机物会造成严重的环境污染，对土壤及地表水、地下水造成破坏。由于印染企业生产品种的多样性，决定了废水组成的复杂性，因此，单一处理技术及工艺均很难达到要求。虽然国内外实际应用的印染废水处理技术及工艺较多，但大多仍是生物处理法与物化处理法或其技术的组合。而这些技术较难实现零排放，而且面临着处理生化污泥、结晶混盐等二次污染物问题;能耗大;结构庞大;污水停留时间长、污水传递次数多;自动化程度差;占地面积大、施工期限较长;施工受地理环境、地质地貌、季节因素的制约;操作管理繁琐不易实现等缺点。
废水零排放，是指将工业废水经过处理，达到全部(99%以上)回收利用，水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形态排出或作为化工原料。通过实现印染废水的零排放，能够实现减排目标，废水资源化，无废水排放，同时减少用水量，降低运行成本，得到可用于工业用途的工业盐，解决了废水处理的难题。蒸发技术作为实现零排放工艺的最终手段，由于其相变过程所需要的能量极大，成为制约零排放成本的关键。当前大部分工艺直接对处理废水进行蒸发，极大增加了零排放的运行成本。因此，通过工艺设计，降低其最终的蒸发处理量，是降低零排放废水处理成本的核心。
发明内容
本发明的目的在于，针对以上存在的问题，提供一种印染废水零排放处理系统。
为此，本发明的上述目的通过以下技术方案来实现：
印染废水零排放处理系统，包括预处理系统、膜浓缩系统、结晶系统、回用系统;
所述的预处理系统包括臭氧出水和软化系统;
所述的膜浓缩系统包括反渗透系统、纳滤系统、海水反渗透系统、超级反渗透系统、超级纳滤系统和产水池;
所述结晶系统采用冷冻结晶和/或蒸发结晶;
进水依次经过所述预处理系统、所述膜浓缩系统和所述结晶系统得到固化物，所述膜浓缩系统与所述回用系统相连接;
所述固化物为氯化钠或硫酸钠。
进一步地，所述软化系统产生的污泥抽入污泥浓缩池减量后进入压滤机压滤脱水产生滤饼和浓水，所述压滤机压滤脱水产生的浓水打入所述臭氧出水中，所述污泥浓缩池减量处理过程中产生的浓水打入所述臭氧出水中。
更进一步地，所述软化系统出水进入所述膜浓缩系统，所述的膜浓缩系统包括反渗透系统、纳滤系统、海水反渗透系统、超级反渗透系统、超级纳滤系统和产水池;
所述软化系统出水经过所述反渗透系统处理得到的第一级产水和第一级浓水，所述第一级产水进入所述产水池，所述第一级浓水进入所述纳滤系统处理;
经所述纳滤系统处理得到第二级产水和第二级浓水，所述第二级产水经所述海水反渗透系统处理得第三级产水和第三级浓水，所述第二级浓水进入所述超级纳滤系统处理得到第五级浓水和第五级产水;
所述第三级浓水经所述超级反渗透系统处理得到第四级产水和第四级浓水，所述第三级产水和所述第四级产水均直接进入所述产水池，所述第四级浓水直接进入结晶系统;
所述第五级浓水直接进入结晶系统，所述第五级产水经所述反渗透系统处理得到第六级产水和第六级浓水，所述第六级产水直接进入所述产水池，所述第六级浓水循环进入所述纳滤系统中与所述第一浓水混合处理。
更进一步地，所述的超级反渗透系统出水进入所述结晶系统，所述结晶系统为氯化钠溶液蒸发器，所述超级反渗透系统出水经过氯化钠溶液蒸发器蒸发得到纯度≥98%的氯化钠和纯度为50～65%的氯化钠。
所述超级纳滤系统出水进入所述结晶系统，所述结晶系统包括冷冻结晶、硫酸钠蒸发器和硫酸钠溶液蒸发器蒸发，所述超级纳滤系统出水依次经过冷冻结晶、硫酸钠蒸发器蒸发和硫酸钠溶液蒸发器蒸发得到纯度≥98.5%的硫酸钠和纯度为60～70%的硫酸钠。
所述冷冻结晶过程中得到纯度≥98%的十水硫酸钠， 控制温度为—5～—10℃。
所述的蒸发结晶过程使用的蒸发器为MVR蒸发器。
所述产水池中水经过反渗透系统处理后产水进入所述回用系统，所述产水池中水经反渗透系统处理后得到的浓水进入所述结晶系统。
所述结晶系统为硫酸钠溶液蒸发器，且所述硫酸钠溶液蒸发器为MVR蒸发器。
所述反渗透系统采用一级或多级反渗透。
以下，就印染废水零排放处理系统进行详细说明。
预处理中软化系统主要作用是降低臭氧出水中的悬浮物及部分有机物，同时结合液碱、碳酸钠加药，有效降低硬度。具体操作原理如下：在软化系统中依次加入液碱、碳酸钠，去除废水中的总硬度，然后再加入聚合氯化铝、阴离子型聚丙烯酰胺经过絮凝反应后浓水分离，臭氧出水中的大部分总硬度、悬浮物和胶体得到去除，为后续的膜浓缩系统稳定运行创造有利条件。
膜浓缩系统包括反渗透系统、纳滤系统、海水反渗透系统、超级反渗透系统、超级纳滤系统和产水池。经过预处理后得到的软化系统出水进入膜浓缩系统对TDS、氯离子、硫酸根和COD等进行拦截过滤，并达到减量浓缩的目的，产水进入产水池等待下一步的处理。反渗透系统是一种以压力差为推动力栋溶液中分理出溶剂的膜分离操作，其与自然渗透的作用相反，达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。纳滤系统对第一级浓水进行错流式过滤，对硫酸盐拦截，对氯化钠不拦截，因此大量的氯化钠进入第二级产水中，大量硫酸钠进入第二级浓水中。超级纳滤系统对第二级浓水进行错流式过滤，其截留率高于纳滤系统，使氯化钠进入第五级产水中，硫酸钠进入第五级浓水中，第五级浓水直接进入结晶系统。海水反渗透系统利用对COD、TDS、氯离子和硫酸根等进行拦截过滤，第三级产水直接进入产水池等待下一步的处理，以达到减量浓缩的目的;海水反渗透系统能够承受更大的压力，相对于其他膜系统而言，浓水中的盐分能做得更高。超级反渗透系统仍旧是利用对对COD、TDS、氯离子和硫酸根等进行拦截过滤，第四级产水直接进入产水池，第四级浓水直接进入结晶系统，以达到减量浓缩的目的。
第四浓水和第五浓水分别进入结晶系统，所述第四浓水直接进入氯化钠溶液蒸发器进行蒸发结晶，最终得到纯度≥98%的氯化钠和纯度为50～65%的氯化钠。所述第五浓水先在—5～—10℃的温度下冷冻结晶得到纯度≥98%的十水硫酸钠，随后将冷冻结晶的十水硫酸钠从第五浓水中取出，进入硫酸钠蒸发器得到纯度≥98.5%的硫酸钠，将取出冷冻结晶后的第五浓水返回前工序循环套用。将产水池中的水经过反渗透系统处理后引入硫酸钠溶液蒸发器中进行蒸发结晶得到纯度为60～70%的硫酸钠。
蒸发结晶中产生的二次蒸汽再用冷却水冷凝成冷凝水，二次蒸汽中的热能传递到冷却水中再扩散到空气中造成热能浪费和冷却水消耗。蒸发器利用压缩机将蒸发器产生的二次蒸汽进行压缩使其压力和温度升高，然后作为蒸发器的热源替代蒸汽，实现二次蒸汽中热能的再利用，使得蒸发器的热能循环利用。
本发明提供的印染废水零排放处理系统，具有以下有益效果：
(1)本发明采用物化处理，膜浓缩，结晶，回用处理工艺，实现了印染废水的整体零排放目标，废水全部回用，所产生的污泥、固化物经完全脱水后，可作为燃料燃烧或工业盐回用，保护生态环境;
(2)本发明的系统对印染废水进行减量浓缩回用，减少了印染工艺中的外来水用量，降低了整体运行成本;
(3)本发明零排放系统中生化处理工艺组合，提高了对污染物的处理效率，保证了后续系统的正常运行;
(4)本发明系统预处理阶段采用臭氧出水和软化系统，降低了废水的总硬度，减轻了后续膜浓缩系统的负荷，延长膜系统使用寿命;
(5)本发明膜浓缩阶段采用反渗透、纳滤、海水淡化等相结合，极大提高后续浓水的含盐量，降低了蒸发工艺的处理能耗，降低运行成本;
(6)本发明的系统操作简单，工艺灵活，运行稳定，出水水质好，便于自动化管理。
