申请日2017.08.09
公开(公告)日2018.04.10
IPC分类号C02F9/10
摘要
本实用新型涉及水处理领域，特别是涉及一种可用于处理汽车制造厂废水的水处理系统。本实用新型提供一种水处理系统，包括混凝装置、砂滤装置、超滤装置、均质装置、水体软化装置、污水反渗透装置、深度膜浓缩装置、沉淀装置和蒸发装置。本实用新型所提供的水处理系统，可用于处理汽车制造厂废水处理，所述废水处理方法和系统所得的回用水水质好，满足《城市污水再生利用工业用水水质标准》(GB/T 19923‑2005)和《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920‑2002)要求。
权利要求书
1.一种水处理系统，包括：
用于将待处理水体进行混凝处理的混凝装置(1);
用于将混凝处理所得水体进行砂滤处理的砂滤装置(2)，所述砂滤装置(2)与混凝装置(1)流体连通;
用于将砂滤处理所得水体进行超滤处理的超滤装置(3)，所述超滤装置(3)与砂滤装置(2)流体连通;
用于将超滤处理所得水体进行均质处理的均质装置(4)，所述均质装置(4)与超滤装置(3)流体连通;
用于将均质处理所得水体进行软化处理的水体软化装置(5)，所述水体软化装置(5)与均质装置(4)流体连通;
用于将软化处理所得产水进行污水反渗透处理的污水反渗透装置(6)，所述污水反渗透装置(6)与水体软化装置(5)流体连通且连通管道上设有第一加料装置(61);
用于将污水反渗透处理所得浓水进行深度膜浓缩处理的深度膜浓缩装置(7)，所述深度膜浓缩装置(7)与污水反渗透装置(6)流体连通且连通管道上设有第二加料装置(71)，所述深度膜浓缩装置(7)还与均质装置(4)流体连通;
用于将深度膜浓缩处理所得浓水进行沉淀处理的沉淀装置(8)，所述沉淀装置(8)与深度膜浓缩装置(7)流体连通，所述沉淀装置(8)中还设有用于对沉淀处理时上层清液进行纳滤处理的纳滤装置(81)，所述纳滤装置(81)与均质装置(4)流体连通;
用于将沉淀处理所得浓缩液进行蒸发的蒸发装置(9)，所述蒸发装置(9)与沉淀装置(8)流体连通，所述蒸发装置(9)上设有冷凝装置(91)，所述冷凝装置(91)与均质装置(4)流体连通。
2.如权利要求1所述的水 处理系统，其特征在于，所述砂滤装置(2)通过砂滤装置进水管道(21)与混凝装置(1)流体连通，所述砂滤装置(2)中设有石英砂和/或砾石。
3.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述超滤装置(3)通过砂滤装置出水管道(22)与砂滤装置(2)流体连通，所述超滤装置(3)为错流超滤装置，所述超滤装置(3)通过超滤装置浓水管道(31)与系统的水体入口流体连通，所述超滤装置(3)膜孔径<0.02um，切割分子量150000Da。
4.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述均质装置(4)通过超滤装置产水管道(32)与超滤装置(3)流体连通。
5.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述水体软化装置(5)通过均质装置出水管道(41)与均质装置(4)流体连通，所述水体软化装置(5)通过水体软化装置废液管道(51)与系统的水体入口流体连通，所述水体软化装置(5)中设有阳离子树脂。
6.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述污水反渗透装置(6)通过水体软化装置产水管道(52)与水体软化装置(5)流体连通，所述水体软化装置产水管道(52)上设有第一加料装置(61)，还包括回用水蓄水装置(10)，所述回用水蓄水装置(10)通过污水反渗透装置产水管道(63)与污水反渗透装置(6)流体连通，所述污水反渗透装置(6)为多级污水反渗透装置，各级污水反渗透装置的出水管道均设有浓水蓄水装置(64)，各级污水反渗透装置的入水管道均设有加料装置，所述污水反渗透装置(6)中设有架桥芳香族聚酰胺复合膜，膜元件脱盐率为99.6%～99.8%。
7.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述深度膜浓缩装置(7)通过污水反渗透装置浓水管道(62)与污水反渗透装置(6)流体连通，且污水反渗透装置浓水管道(62)上设有第二加料装置(71)，所述深度膜浓缩装置(7)通过深度膜浓缩装置产水管道(73)与均质装置(4)流体连通，所述深度膜浓缩装置(7)为平行网格卷式反渗透处理装置，所述深度膜浓缩装置(7)中设有聚酰胺复合膜，膜元件脱盐率99%～99.5%。
8.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述沉淀装置(8)通过深度膜浓缩装置浓水管道(72)与深度膜浓缩装置(7)流体连通，所述纳滤装置(81)通过纳滤装置产水管道(83)与均质装置(4)流体连通，所述纳滤装置(81)中设有聚酰胺复合膜，所述纳滤装置(81)为卷式纳滤装置，所述沉淀装置(8)为竖流沉淀装置和/或斜板沉淀装置。
9.如权利要求1所述的水处理系统，其特征在于，所述蒸发装置(9)通过沉淀装置浓水管道(82)与沉淀装置(8)流体连通，所述冷凝装置(91)通过冷凝水回流管道(92)与均质装置(4)流体连通，所述蒸发装置(9)上设有第三加料装置(93)，所述蒸发装置(9)设有固体出料口。
说明书
一种可用于处理汽车制造厂废水的水处理系统
技术领域
本实用新型涉及水处理领域，特别是涉及一种可用于处理汽车制造厂废水的水处理方法和系统。
背景技术
汽车工业废水主要来自涂装车间产生的预水洗废水、脱脂废水(液)、磷化废水(液)、表调废液、电泳废水(液)和喷漆废水，树脂车间涂装工段产生的喷漆废水;废水以重金属、磷酸盐、COD、SS、石油类、氨氮为主要污染物。目前，涂装废水处理工艺，一般采用物化法(沉淀和气浮)进行预处理;后续采用生物处理(厌氧分解和好氧氧化)工艺，满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)或《污水排入城市下水道水质标准》(CJ343-2010)达标排放，或经过深度处理，作为企业杂用水会用。例如：专利200810207457.4中公开了一种汽车制造厂废水处理的方法，为节约能源在其二沉池后增加砂炭滤深度处理，出水用于绿化和厕所。专利201210103442.X中公开了一种汽车制造厂废水采用生物滤池进行深度处理的方法，运行实例中出水COD一般在40～50mg/L，无法进一步满足《工业循环冷却水处理设计规范》 (GB50050-2007)再生水水质标准(COD<30ml/L)和油漆车间涂装生产线脱脂、洪流等工艺段的用水要求。专利201410000181.8中公开了一种高盐度废水零排放的处理工艺，此工艺的超滤浓水等返回零排放系统的砂滤混入系统处理，会导致系统的物料平衡点漂移，同时管网式反渗透产水电导率偏高从而引起整个回用水的水质不能满足油漆车间涂装生产线脱脂、洪流等工艺段的用水要求。另外，汽车工业废水的硫酸根浓度不高，浓缩液中以碳酸钙垢为主。
近年来，国内环保要求日益严格，例如，太湖流域的“含氮磷废水禁止排放”、电镀企业镍排放限值提高到0.01mg/L。随着节水、减排的推进，需要寻找更高品质的再生水，膜法浓缩由于没有相变，是非常经济的浓缩手段，但膜法浓缩后的浓缩液无法直接排放且很难处理，必须采取减量化措施。
总体来说，对于汽车工业废水的水处理领域，零排放势在必行。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种水处理方法，所述水处理方法可以用于处理汽车制造厂废水，从而实现零排放，用于解决现有技术中的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型第一方面提供一种水处理方法，包括如下步骤：
1)将待处理水体进行混凝处理、砂滤处理和超滤处理;
2)将超滤处理所得产水进行均质处理;
3)将均质处理所得水体进行软化处理;
4)将软化处理所得产水进行污水反渗透处理，获得污水反渗透处理所得产水和污水反渗透处理所得浓水，污水反渗透处理前，将软化处理所得产水的pH调节至酸性，并在软化处理所得产水中加入阻垢剂A、还原剂和杀菌剂;
5)将污水反渗透处理所得浓水进行深度膜浓缩处理，至少部分的深度膜浓缩处理所得产水用于均质处理，深度膜浓缩处理前，在污水反渗透处理所得浓水中加入阻垢剂B;
6)将深度膜浓缩处理所得浓水进行沉淀处理，沉淀处理时对上层清液进行纳滤处理，至少部分的纳滤处理产水用于均质处理;
7)将沉淀处理所得浓缩液进行蒸发，获得冷凝水和固体盐，至少部分的蒸发所得冷凝水用于均质处理。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，将至少部分的超滤处理所得浓水和/或软化处理所得废液与待处理水体进行混合，进行混凝处理、砂滤处理和超滤处理。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，待处理水体中COD<300mg/L， pH=7.5～8.5，TDS=600～1500。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，所述混凝处理所使用的絮凝剂选自PAC、 PFS、硫酸亚铁中的一种或多种的组合。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，所述混凝处理中混凝剂的投加量为 10～50mg/L。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，所述砂滤处理所得水体中 COD=100～200mg/L，pH=7～8，总硬度≤150mg/L，TDS=600～1400。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，所述超滤处理时采用错流过滤。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤1)中，所述超滤处理的回收率为85%～95%。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤2)中，所述均质处理后所得的水体的TDS< 1800mg/L。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤3)中，所述软化处理所得水体中总硬度≤ 20mg/L，优选为5～10mg/L。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，将软化处理所得产水的pH调节至pH <7.0，优选调节至pH=6.2-6.8。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，采用盐酸或硫酸调节软化处理所得产水的pH值，优选使用10-30wt%的盐酸水溶液调节软化处理所得产水的pH值。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，所述阻垢剂A选自适用于苦碱水反渗透膜的阻垢剂，所述阻垢剂A优选为AS200、MDC150或PTP-0100中的一种或多种的组合，阻垢剂A的使用量为1.5～3mg/L。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，所述还原剂选自亚硫酸氢钠、SGR-1530 或LD40中的一种或多种的组合，投加还原剂后水体的氧化还原电位为250mV～300mV。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，所述杀菌剂选自非氧化性杀菌剂，所述杀菌剂优选为DBNPA、二氧氰基甲烷或异噻唑啉酮中的一种或多种的组合。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，将软化处理所得产水进行两次以上污水反渗透处理，当进行多次污水反渗透处理时，各次反渗透处理前均在水体中加入阻垢剂A。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，污水反渗透处理所得浓水相较于软化处理所得产水浓缩10倍以上。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，将软化处理所得产水进行两次污水反渗透处理，第一次污水反渗透处理所得产水电导率为20～50us/cm，第二次污水反渗透处理所得产水电导率为60～250us/cm。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，通过架桥芳香族聚酰胺复合膜进行污水反渗透处理，膜元件脱盐率为99.6%～99.8%。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤4)中，将污水反渗透处理所得产水进行消毒处理。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤5)中，深度膜浓缩处理的脱盐率为95～98%，所述深度膜浓缩处理为平行网格卷式反渗透处理。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤5)中，所述阻垢剂B选自适用于平行网格卷式反渗透膜的阻垢剂，所述阻垢剂B优选为PTP-2000、PTP-Y2K或AS200中的一种或多种的组合，阻垢剂B的投料量为2～3.5mg/L。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤5)中，采用聚酰胺复合膜进行深度膜浓缩处理，膜元件脱盐率99%～99.5%。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤6)中，纳滤处理的脱盐率为50～80%。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤6)中，采用聚酰胺复合膜进行纳滤处理。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤6)中，对上层清液进行纳滤处理时采用平行网格卷式纳滤。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤6)中，沉淀处理时采用竖流沉淀池和/或斜板沉淀池。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤6)中，沉淀处理的水力停留时间为3～6小时。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤7)中，蒸发至残留物固体含水率低于10wt%。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤7)中，浓缩液中还加入消泡剂，所述消泡剂优选为Hydrex 2982、YK-F219或71D5plus中的一种或多种的组合。
在本实用新型一些实施方式中，所述步骤7)中，所述蒸发时的压力为-98kPa～-85kPa。
本实用新型第二方面提供一种水处理系统，包括：
用于将待处理水体进行混凝处理的混凝装置;
用于将混凝处理所得水体进行砂滤处理的砂滤装置，所述砂滤装置与混凝装置流体连通;
用于将砂滤处理所得水体进行超滤处理的超滤装置，所述超滤装置与砂滤装置流体连通;
用于将超滤处理所得水体进行均质处理的均质装置，所述均质装置与超滤装置流体连通;
用于将均质处理所得水体进行软化处理的水体软化装置，所述水体软化装置与均质装置流体连通;
用于将软化处理所得产水进行污水反渗透处理的污水反渗透装置，所述污水反渗透装置与水体软化装置流体连通且连通管道上设有第一加料装置;
用于将污水反渗透处理所得浓水进行深度膜浓缩处理的深度膜浓缩装置，所述深度膜浓缩装置与污水反渗透装置流体连通且连通管道上设有第二加料装置，所述深度膜浓缩装置还与均质装置流体连通;
用于将深度膜浓缩处理所得浓水进行沉淀处理的沉淀装置，所述沉淀装置与深度膜浓缩装置流体连通，所述沉淀装置中还设有用于对沉淀处理时上层清液进行纳滤处理的纳滤装置，所述纳滤装置与均质装置流体连通;
用于将沉淀处理所得浓缩液进行蒸发的蒸发装置，所述蒸发装置与沉淀装置流体连通，所述蒸发装置上设有冷凝装置，所述冷凝装置与均质装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述砂滤装置通过砂滤装置进水管道与混凝装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述砂滤装置中设有石英砂和/或砾石。
在本实用新型一些实施方式中，所述超滤装置通过砂滤装置出水管道与砂滤装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述超滤装置为错流超滤装置，所述超滤装置通过超滤装置浓水管道与系统的水体入口流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述超滤装置膜孔径<0.02um，切割分子量150000Da。
在本实用新型一些实施方式中，所述均质装置通过超滤装置产水管道与超滤装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述水体软化装置通过均质装置出水管道与均质装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述水体软化装置通过水体软化装置废液管道与系统的水体入口流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述水体软化装置中设有阳离子树脂。
在本实用新型一些实施方式中，所述污水反渗透装置通过水体软化装置产水管道与水体软化装置流体连通，所述水体软化装置产水管道上设有第一加料装置。
在本实用新型一些实施方式中，还包括回用水蓄水装置，所述回用水蓄水装置通过污水反渗透装置产水管道与污水反渗透装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述污水反渗透装置为多级污水反渗透装置，各级污水反渗透装置的出水管道均设有浓水蓄水装置，各级污水反渗透装置的入水管道均设有加料装置。
在本实用新型一些实施方式中，所述污水反渗透装置中设有架桥芳香族聚酰胺复合膜，膜元件脱盐率99.6%～99.8%。
在本实用新型一些实施方式中，所述深度膜浓缩装置通过污水反渗透装置浓水管道与污水反渗透装置流体连通，且污水反渗透装置浓水管道上设有第二加料装置，所述深度膜浓缩装置通过深度膜浓缩装置产水管道与均质装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述深度膜浓缩装置为平行网格卷式反渗透处理装置，所述深度膜浓缩装置中设有聚酰胺复合膜，膜元件脱盐率99%～99.5%。
在本实用新型一些实施方式中，所述沉淀装置通过深度膜浓缩装置浓水管道与深度膜浓缩装置流体连通，所述纳滤装置通过纳滤装置产水管道与均质装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述纳滤装置中设有聚酰胺复合膜，所述纳滤装置为卷式纳滤装置。
在本实用新型一些实施方式中，所述沉淀装置为竖流沉淀装置和/或斜板沉淀装置。
在本实用新型一些实施方式中，所述蒸发装置通过沉淀装置浓水管道与沉淀装置流体连通，所述冷凝装置通过冷凝水回流管道与均质装置流体连通。
在本实用新型一些实施方式中，所述蒸发装置上设有第三加料装置。
在本实用新型一些实施方式中，所述蒸发装置设有固体出料口。
