公布日：2022.10.04
申请日：2022.07.21
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/02(2006.01)I;C02F1/44(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)I;C02F5/00(2006.01)I;C02F1/42(2006.01)I;
C02F1/78(2006.01)I
摘要
本发明涉及一种达标污水资源化及液体零排放处理装置与方法，首先通过前级预处理系统，利用曝气生物滤池将达标污水处理到CODCr≤40mg/L、BOD5≤5mg/L，得到杂用水，进而将污水处理到总硬度≤50mg/L、悬浮物≤1mg/L；其次通过低压反渗透系统，对前级预处理出水进行初级浓缩与脱盐；再通过浓水预处理系统，将低压反渗透浓水处理到总硬度≤5mg/L、CODCr≤10mg/L、SiO2≤5mg/L、SS≤1mg/L；最后通过浓缩蒸发系统，依次利用中压反渗透与高压反渗透进行浓缩减量，并利用MVR蒸发出混盐，并净化出TDS≤300mg/L的回用水；从而实现达标污水资源化及液体零排放的目的。
权利要求书
1.达标污水资源化及液体零排放处理装置，其特征是包括前级预处理系统、低压反渗透系统、浓水预处理系统、浓缩蒸发系统；其中达标污水接至前级预处理系统的进水口，前级预处理系统的杂用水出口送出杂用水，前级预处理系统的污泥出口送出前级预处理泥饼外运处置，前级预处理系统的出水口送出前级预处理系统出水至低压反渗透系统的1#进水口；低压反渗透系统的回用水出口送出回用水，低压反渗透系统的浓水出口送出低压反渗透浓水至浓水预处理系统的进水口；浓水预处理系统的污泥出口送出浓水预处理泥饼外运处置，浓水预处理系统的出水口送出浓水预处理系统出水至浓缩蒸发系统的进液口；浓缩蒸发系统的出水口送出浓缩蒸发系统产水至低压反渗透系统的2#进水口，浓缩蒸发系统的出盐口送出结晶盐外运处置。
2.根据权利要求1所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置，其特征是所述的前级预处理系统，其结构包括调节池、曝气生物滤池、中间水池、结晶除硬装置、前级预处理的氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠与硫酸投加装置、前级预处理反洗水收集池、前级预处理污泥浓缩池、前级预处理卧螺离心机、清水池、前级预处理多介质过滤器、超滤装置、超滤产水池、曝气风机、曝气生物滤池反洗风机、前级预处理多介质过滤器反洗风机、超滤反洗风机、达标污水提升泵、曝气生物滤池反洗泵、杂用水输送泵、除硬提升泵、前级预处理反洗水提升泵、前级预处理排泥泵、前级预处理污泥进料泵、前级预处理过滤泵、前级预处理多介质过滤器反洗泵、超滤反洗泵、低压反渗透增压泵；其中达标污水接至调节池的进水口，调节池的出水口通过达标污水提升泵与曝气生物滤池的进水口相接，曝气风机的出风口接至曝气生物滤池的曝气进风口，曝气生物滤池反洗风机的出风口接至曝气生物滤池的反洗进风口，曝气生物滤池的出水口接至中间水池的进水口；中间水池的1#出水口通过曝气生物滤池反洗泵与曝气生物滤池的反洗水进水口相接，曝气生物滤池的反洗水出口接至前级预处理反洗水收集池的1#进水口，中间水池的2#出水口通过杂用水输送泵送出杂用水，中间水池的3#出水口通过除硬提升泵与结晶除硬装置的1#进水口相接；前级预处理的氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠与硫酸投加装置的出药口接至结晶除硬装置的进药口，结晶除硬装置的排泥口通过前级预处理排泥泵与前级预处理污泥浓缩池的进泥口相接，前级预处理污泥浓缩池的出泥口通过前级预处理污泥进料泵与前级预处理卧螺离心机的进泥口相接，前级预处理卧螺离心机的出泥口送出前级预处理泥饼外运处置，前级预处理卧螺离心机的出水口接至结晶除硬装置的2#进水口，结晶除硬装置的出水口接至清水池的进水口；清水池的1#出水口通过前级预处理过滤泵与前级预处理多介质过滤器的进水口相接；清水池的2#出水口通过前级预处理多介质过滤器反洗泵与前级预处理多介质过滤器的反洗进水口相接，前级预处理多介质过滤器反洗风机的出风口接至前级预处理多介质过滤器的反洗进风口，前级预处理多介质过滤器的出水口接至超滤装置的进水口；超滤反洗风机的出风口接至超滤装置的反洗进风口，前级预处理多介质过滤器与超滤装置的反洗水出口都接至前级预处理反洗水收集池的2#进水口，前级预处理反洗水收集池的出水口通过前级预处理反洗水提升泵与结晶除硬装置的3#进水口相接，超滤装置的出水口接至超滤产水池的进水口，超滤产水池的1#出水口通过超滤反洗泵与超滤装置的反洗水进口相接，超滤产水池的2#出水口通过低压反渗透增压泵送出前级预处理系统出水。
3.根据权利要求1所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置，其特征是所述的低压反渗透系统，其结构包括低压反渗透阻垢剂与还原剂投加装置、低压反渗透保安过滤器、低压反渗透装置、低压反渗透浓水箱、回用水箱、低压反渗透高压泵、低压反渗透浓水输送泵、回用水输送泵；其中前级预处理系统出水接至低压反渗透保安过滤器的进水口，低压反渗透阻垢剂与还原剂投加装置的出药口也接至低压反渗透保安过滤器的进水口，低压反渗透保安过滤器的出水口通过低压反渗透高压泵与低压反渗透装置的进水口相接，低压反渗透装置的产水口接至回用水箱的1#进水口，浓缩蒸发系统产水接至回用水箱的2#进水口，回用水箱的出水口通过回用水输送泵送出回用水，低压反渗透装置的浓水口接至低压反渗透浓水箱的进水口，低压反渗透浓水箱的出水口通过低压反渗透浓水输送泵送出低压反渗透浓水。
4.根据权利要求1所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置，其特征是所述的浓水预处理系统，其结构包括除硬除硅装置、浓水预处理的氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠与硫酸投加装置、浓水预处理污泥浓缩池、浓水预处理卧螺离心机、臭氧接触氧化池、臭氧发生装置、氧化水池、浓水预处理多介质过滤器、软化床、树脂再生装置、管式超滤装置、浓水预处理系统出水池、浓水预处理反洗水收集池、浓水预处理多介质过滤器反洗风机、浓水预处理排泥泵、浓水预处理污泥进料泵、浓水预处理过滤泵、浓水预处理多介质过滤器反洗泵、管式超滤反洗泵、浓水预处理出水输送泵、浓水预处理反洗水提升泵；其中低压反渗透浓水接至除硬除硅装置的1#进水口，浓水预处理的氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠与硫酸投加装置的出药口接至除硬除硅装置的进药口，除硬除硅装置的排泥口通过浓水预处理排泥泵与浓水预处理污泥浓缩池的进泥口相接，浓水预处理污泥浓缩池的出泥口通过浓水预处理污泥进料泵与浓水预处理卧螺离心机的进泥口相接，浓水预处理卧螺离心机的出泥口送出浓水预处理泥饼，浓水预处理卧螺离心机的出水口接至除硬除硅装置的2#进水口，除硬除硅装置的出水口接至臭氧接触氧化池的进水口，臭氧发生装置的臭氧出口接至臭氧接触氧化池的进气口，臭氧接触氧化池的出水口接至氧化水池的进水口；氧化水池的1#出水口通过浓水预处理过滤泵与浓水预处理多介质过滤器的进水口相接，氧化水池的2#出水口通过浓水预处理多介质过滤器反洗泵与浓水预处理多介质过滤器的反洗水进口相接，浓水预处理多介质过滤器反洗风机的出风口接至浓水预处理多介质过滤器的反洗进风口，浓水预处理多介质过滤器的出水口接至软化床的进水口，树脂再生装置的出药口接至软化床的再生液进口，软化床的出水口接至管式超滤装置的进水口；管式超滤装置的出水口接至浓水预处理系统出水池的进水口，浓水预处理系统出水池的1#出水口通过浓水预处理出水输送泵送出浓水预处理系统出水，浓水预处理系统出水池的2#出水口通过管式超滤反洗泵与管式超滤装置的反洗水进口相接；浓水预处理多介质过滤器与管式超滤装置的反洗水出口、软化床的再生液出口都接至浓水预处理反洗水收集池的进水口，浓水预处理反洗水收集池的出水口通过浓水预处理反洗水提升泵与除硬除硅装置的3#进水口相接。
5.根据权利要求1所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置，其特征是所述的浓缩蒸发系统，其结构包括中压反渗透阻垢剂与还原剂投加装置、中压反渗透保安过滤器、中压反渗透装置、中压反渗透浓水箱、高压反渗透阻垢剂投加装置、高压反渗透保安过滤器、高压反渗透装置、高压反渗透浓水箱、蒸发结晶装置、中压反渗透高压泵、高压反渗透增压泵、高压反渗透高压柱塞泵、高压反渗透浓水输送泵；其中浓水预处理系统出水接至中压反渗透保安过滤器的进水口，中压反渗透阻垢剂与还原剂投加装置的出药口也接至中压反渗透保安过滤器的进水口，中压反渗透保安过滤器的出水口通过中压反渗透高压泵与中压反渗透装置的进水口相接，中压反渗透装置的浓水口接至中压反渗透浓水箱的进水口，中压反渗透浓水箱的出水口通过高压反渗透增压泵与高压反渗透保安过滤器的进水口相接；高压反渗透阻垢剂投加装置的出药口也接至高压反渗透保安过滤器的进水口，高压反渗透保安过滤器的出水口通过高压反渗透高压柱塞泵与高压反渗透装置的进水口相接，高压反渗透装置的浓水口接至高压反渗透浓水箱的进水口，高压反渗透浓水箱的出水口通过高压反渗透浓水输送泵与蒸发结晶装置的进液口相接，蒸发结晶装置的出盐口送出结晶盐，中压反渗透装置的产水口、高压反渗透装置的产水口与蒸发结晶装置的冷凝水出口汇合后送出浓缩蒸发系统产水。
6.如权利要求1所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置的工作方法，其特征是包括如下步骤：1)通过前级预处理系统，利用曝气生物滤池将达标污水处理到COD≤40mg/L、BOD≤5mg/L，得到杂用水，进而将污水处理到TH≤50mg/L、SS≤1mg/L；2)通过低压反渗透系统，对前级预处理出水进行初级浓缩与脱盐；3)通过浓水预处理系统，将低压反渗透浓水处理到TH≤5mg/L、COD≤10mg/L、SiO2≤5mg/L、SS≤1mg/L；4)通过浓缩蒸发系统，依次利用中压反渗透与高压反渗透进行浓缩减量，并利用MVR蒸发出混盐，并净化出TDS≤300mg/L的回用水。
7.根据权利要求6所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置的工作方法，其特征是所述步骤1)中的前级预处理系统，包括调节池、曝气生物滤池、中间水池、结晶除硬装置、前级预处理的氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠与硫酸投加装置、前级预处理反洗水收集池、前级预处理污泥浓缩池、前级预处理卧螺离心机、清水池、前级预处理多介质过滤器、超滤装置、超滤产水池；具体是针对CODCr：50-100mg/L、BOD5：10-20mg/L、SS：10-50mg/L、TDS：1000-2000mg/L、TH≤500mg/L、Cl-≤350mg/L、SO42-≤500mg/L的达标污水，利用曝气生物滤池进一步降低达标污水的CODCr与BOD5值，将达标污水处理到COD≤40mg/L、BOD≤5mg/L，满足GB/T18920-2020城市污水再生利用城市杂用水水质要求的BOD5≤10mg/L、TDS≤1000mg/L、Cl-≤350mg/L、SO42-≤500mg/L，作为杂用水回用；进而利用投加氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠，通过结晶除硬装置与多介质过滤、超滤过滤将污水处理到硬度≤50mg/L、SS≤1mg/L。
8.根据权利要求6所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置的工作方法，其特征是所述步骤2)中的低压反渗透系统，包括低压反渗透阻垢剂与还原剂投加装置、低压反渗透保安过滤器、低压反渗透装置、低压反渗透浓水箱、回用水箱；具体是针对TDS为1000-2000mg/L、COD≤40mg/L、硬度≤50mg/L、SS≤1mg/L的前级预处理出水，利用回收率为67-
87.5％的低压反渗透进行3-8倍的初级浓缩与脱盐，得到TDS为6000-16000mg/L、COD≤160mg/L、硬度≤200mg/L、SS≤4mg/L的低压反渗透浓水及TDS≤60mg/L的低压反渗透产水。
9.根据权利要求6所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置的工作方法，其特征是所述步骤3)中的浓水预处理系统，包括除硬除硅装置、浓水预处理的氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠与硫酸投加装置、浓水预处理污泥浓缩池、浓水预处理卧螺离心机、臭氧接触氧化池、臭氧发生装置、氧化水池、浓水预处理多介质过滤器、软化床、树脂再生装置、管式超滤装置、浓水预处理系统出水池、浓水预处理反洗水收集池；具体是针对TDS为6000-16000mg/L、COD≤160mg/L、硬度≤200mg/L、SS≤4mg/L的低压反渗透浓水，依次通过投加氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸钠进行除硬除硅，臭氧氧化降低COD，树脂软化，浓水预处理多介质过滤器与管式超滤过滤，将低压反渗透浓水处理到硬度≤5mg/L、COD≤10mg/L、SiO2≤5mg/L、SS≤1mg/L。
10.根据权利要求6所述的达标污水资源化及液体零排放处理装置的工作方法，其特征是所述步骤4)中的浓缩蒸发系统，包括中压反渗透阻垢剂与还原剂投加装置、中压反渗透保安过滤器、中压反渗透装置、中压反渗透浓水箱、高压反渗透阻垢剂投加装置、高压反渗透保安过滤器、高压反渗透装置、高压反渗透浓水箱、蒸发结晶装置；具体是针对TDS为6000-16000mg/L、硬度≤5mg/L、COD≤10mg/L、SiO2≤5mg/L、SS≤1mg/L的浓水预处理系统出水，利用回收率为67-80％的中压反渗透进行3-5倍的浓缩，得到TDS为18000-80000mg/L的中压反渗透浓水与TDS≤480mg/L的中压反渗透产水，再将中压反渗透浓水利用回收率为50-80％的高压反渗透进行2-5倍的浓缩，得到TDS为90000-160000mg/L的高压反渗透浓水与TDS≤2000mg/L的高压反渗透产水，最后将高压反渗透浓水通过MVR蒸发出混盐与TDS≤300mg/L的蒸发结晶冷凝水，将TDS≤60mg/L的低压反渗透产水、TDS≤480mg/L的中压反渗透产水、TDS≤2000mg/L的高压反渗透产水、TDS≤300mg/L的蒸发结晶冷凝水混合形成TDS≤300mg/L的回用水，远高于HG/T3923-2007循环冷却水用再生水水质标准要求的CODCr≤80mg/L、BOD5≤5mg/L、SS≤20mg/L、TDS≤1000mg/L、TH≤500mg/L、Cl-≤500mg/L的回用水水质。
（发明人：张博;张金锋;褚明驰;戚可卓）
