公布日：2023.10.27
申请日：2023.07.10
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F1/60(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F5/06(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种适用于高盐废水处理工艺的预处理方法，涉及废水预处理领域，一种适用于高盐废水处理工艺的预处理的装置，包括一体化除硬除硅单元、卷式超滤单元、弱酸阳床单元和污泥脱水单元，所述一体化除硬除硅单元的一端设有预处理系统进水口，所述一体化除硬除硅单元内设有除硬池、除硅池、絮凝池和沉淀池，所述一体化除硬除硅单元的底端设有污泥回流管道，所述一体化除硬除硅单元内设有絮凝导流筒，本发明通过一体化除硬除硅单元保证污染物去除效果的同时有效节省了占地面积，并通过卷式超滤单元代替传统悬浮物去除选择的过滤V型滤池、多介质过滤器等、砂滤和UF工艺极大程度地降低了预处理系统的占地面积与基建成本。
权利要求书
1.一种适用于高盐废水处理工艺的预处理装置，包括一体化除硬除硅单元(1)、卷式超滤单元(2)、弱酸阳床单元(3)和污泥脱水单元(4)，其特征在于，所述一体化除硬除硅单元(1)的一端设有预处理系统进水口(5)，所述一体化除硬除硅单元(1)内设有除硬池(6)、除硅池(7)、絮凝池(8)和沉淀池(9)，所述一体化除硬除硅单元(1)的底端设有污泥回流管道(10)，所述一体化除硬除硅单元(1)内设有絮凝导流筒(11)，所述一体化除硬除硅单元(1)内设有斜管(12)和刮泥机(13)，所述卷式超滤单元(2)的内部设有ISEP卷式超滤膜(14)，所述弱酸阳床单元(3)的外壁一端设有预处理系统出水口(16)，所述污泥脱水单元(4)的外壁一端设有预处理系统排泥口(15)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于高盐废水处理工艺的预处理装置，其特征在于，所述除硬池(6)、除硅池(7)、絮凝池(8)和沉淀池(9)之间平行设置。
3.根据权利要求1所述的一种适用于高盐废水处理工艺的预处理装置，其特征在于，所述絮凝导流筒(11)设有若干个，且絮凝导流筒(11)平行设置在絮凝池(8)的内部。
4.根据权利要求1所述的一种适用于高盐废水处理工艺的预处理装置，其特征在于，所述斜管(12)设置在刮泥机(13)的顶部，且斜管(12)和刮泥机(13)均位于沉淀池(9)的内部。
5.根据权利要求1所述的一种适用于高盐废水处理工艺的预处理装置，其特征在于，所述一体化除硬除硅单元(1)、卷式超滤单元(2)、弱酸阳床单元(3)和污泥脱水单元(4)之间通过管道连接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于高盐废水处理工艺的预处理装置，其特征在于，所述一体化除硬除硅单元(1)与卷式超滤单元(2)之间设有两条管道，一体化除硬除硅单元(1)与污泥脱水单元(4)之间设有一条管道，卷式超滤单元(2)和弱酸阳床单元(3)之间设有一条管道，弱酸阳床单元(3)的一侧与另一侧之间设有一条管道。
7.一种适用于高盐废水处理工艺的预处理方法，其特征在于；其使用方法包括以下步骤：S1：单元设置步骤，首先设置四个单元，分别为一体化除硬除硅单元(1)、卷式超滤单元(2)、弱酸阳床单元(3)和污泥脱水单元(4)，然后将一体化除硬除硅单元(1)、卷式超滤单元(2)、弱酸阳床单元(3)和污泥脱水单元(4)之间通过管道连接，完成各个单元之间的废水流动处理和循环流动处理；S2：一体化除硬除硅单元内部预处理步骤，通过控制不同药剂的投加实现废水中钙、镁、硅物质的去除，同时基于高密度沉淀池原理在提高沉淀效率的同时降低系统占地面积，除硬池(6)可通过石灰、纯碱软化法、烧碱和纯碱软化法实现废水中硬度的去除，除硬池(6)顶部设有加药装置与加药口用以废水中除硬药剂的投加，除硬池(6)顶部设有搅拌装置，可实现进入所述除硬池内物料的充分混合，除硅池(7)中可通过镁剂与偏铝酸钠药剂的投加实现对废水中硅的去除，除硅池(7)顶部设有加药装置与加药口用以废水中除硬药剂的投加，除硅池(7)顶部设有搅拌装置，可实现进入除硅池(7)内物料的充分混合，絮凝池(8)中可投加絮凝药剂实现所述除硬池与除硅池反应中生成的沉淀物质的絮凝与沉降，絮凝池(8)设有搅拌装置和絮凝导流筒(11)，可实现进入所述絮凝池内物料的充分混合，沉淀池(9)用于实现经所述絮凝池絮凝后的废水的固液分离，经过沉淀池(9)固液分离后的污泥进入所述污泥脱水单元(4)，分离后的上清液进入超滤单元进一步实现细小悬浮颗粒物的去除；S3：高盐废水预处理步骤，高盐废水首先进入一体化除硬除硅单元(1)进行除硬除硅处理，一体化除硬除硅单元(1)处理后的废水进入卷式超滤单元(2)，通过卷式超滤单元(2)实现对废水中细小悬浮颗粒物的去除，卷式超滤单元(2)选择ISEP卷式超滤膜(14)代替了传统复杂的多级沉淀工艺，以适应于一体化除硬除硅单元(1)出水中存在悬浮物的水质特性，经卷式超滤单元(2)分离后产生的含有悬浮物的超滤浓水回流至前端一体化除硬除硅单元(1)，经卷式超滤单元(2)分离后的超滤产水硬度满足后端膜分离的设计要求可直接进入膜分离系统，经卷式超滤单元(2)分离后的超滤产水可进入弱酸阳床单元(3)进行深度除硬处理，保证预处理系统的处理效果，污泥脱水单元(4)可实现整套预处理系统内产生污泥的脱水处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于高盐废水处理工艺的预处理方法，以解决上述背景技术中提出的膜分离技术是指以选择性透过膜为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力，使原料侧组分选择性的透过膜，从而达到分离和浓缩的目的。具有操作简便、产水稳定、成本较低等优点。经膜分离后的高盐浓缩液通过蒸发结晶技术可实现废水的固液分离以及资源的回收利用。由于废水成分复杂，废水在进入膜分离和蒸发结晶系统之前往往需要增加预处理系统以避免膜分离过程中出现膜污染以及蒸发结晶中出现的设备结垢问题。在工程运用中，膜分离和蒸发结晶的处理工艺的预处理系统存在以下问题：1.硬度去除不彻底；高硬度的废水在进入膜分离系统时，极易引成膜结垢的现象，造成膜通量下降，产水水量降低的问题。另一方面，经过膜浓缩处理后更高钙、镁离子浓度的浓缩液会引起蒸发结晶分盐系统蒸发器换热间壁的结垢问题，影响蒸发效率。而在工程中预处理系统大都会考虑到废水中硬度的去除，但其处理工艺多为单一的加药软化处理。单一的处理工艺无法保证在水质波动较大时对硬度的去除效果。硬度去除不彻底仍会导致后续膜系统、蒸发结晶系统污堵、结垢。
2.硅的去除问题；硅元素在自然水体中具有丰富性与低水溶性，受硅酸浓度、温度、pH、共存离子种类等的影响，在膜分离系统成垢途径也呈现多种复杂类型，同时硅酸水垢致密坚硬，不溶于普通酸碱，处理难度更大。另一方面，在膜浓缩后硅垢会进行累积影响蒸发结晶系统的稳定运行。然而在工程中预处理工艺主要聚焦于废水中硬度的去除以及碳酸水垢造成的后续系统的污染问题，而对于硅污染问题的关注较少。
3.基建成本高和占地面积大；为保障膜分离浓缩系统+蒸发结晶分盐系统的稳定运行，在预处理系统多选择药剂软化法去除废水中Ca2+、Mg2+等离子，而在加药过程中会导致废水中悬浮物的产生。因此，工程中多会选择过滤V型滤池、多介质过滤器等、砂滤和UF工艺实现废水中SS的有效去除。复杂工艺流程也导致预处理单元存在基建成本高、占地面积大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于高盐废水处理工艺的预处理装置，包括一体化除硬除硅单元、卷式超滤单元、弱酸阳床单元和污泥脱水单元，所述一体化除硬除硅单元的一端设有预处理系统进水口，所述一体化除硬除硅单元内设有除硬池、除硅池、絮凝池和沉淀池，所述一体化除硬除硅单元的底端设有污泥回流管道，所述一体化除硬除硅单元内设有絮凝导流筒，所述一体化除硬除硅单元内设有斜管和刮泥机，所述卷式超滤单元的内部设有ISEP卷式超滤膜，所述弱酸阳床单元的外壁一端设有预处理系统出水口，所述污泥脱水单元的外壁一端设有预处理系统排泥口。
作为本发明的一种优选实施方式：所述除硬池、除硅池、絮凝池和沉淀池之间平行设置。
作为本发明的一种优选实施方式：所述絮凝导流筒设有若干个，且絮凝导流筒平行设置在絮凝池的内部。
作为本发明的一种优选实施方式：所述斜管设置在刮泥机的顶部，且斜管和刮泥机均位于沉淀池的内部
作为本发明的一种优选实施方式：所述一体化除硬除硅单元、卷式超滤单元、弱酸阳床单元和污泥脱水单元之间通过管道连接。
作为本发明的一种优选实施方式：所述一体化除硬除硅单元与卷式超滤单元之间设有两条管道，一体化除硬除硅单元与污泥脱水单元之间设有一条管道，卷式超滤单元和弱酸阳床单元之间设有一条管道，弱酸阳床单元的一侧与另一侧之间设有一条管道。
一种适用于高盐废水处理工艺的预处理方法，其使用方法包括以下步骤：
S1：单元设置步骤，首先设置四个单元，分别为一体化除硬除硅单元、卷式超滤单元、弱酸阳床单元和污泥脱水单元，然后将一体化除硬除硅单元、卷式超滤单元、弱酸阳床单元和污泥脱水单元之间通过管道连接，完成各个单元之间的废水流动处理和循环流动处理；
S2：一体化除硬除硅单元内部预处理步骤，通过控制不同药剂的投加实现废水中钙、镁、硅物质的去除，同时基于高密度沉淀池原理在提高沉淀效率的同时降低系统占地面积，除硬池可通过石灰、纯碱软化法、烧碱和纯碱软化法实现废水中硬度的去除，除硬池顶部设有加药装置与加药口用以废水中除硬药剂的投加，除硬池顶部设有搅拌装置，可实现进入所述除硬池内物料的充分混合，除硅池中可通过镁剂与偏铝酸钠药剂的投加实现对废水中硅的去除，除硅池顶部设有加药装置与加药口用以废水中除硬药剂的投加，除硅池顶部设有搅拌装置，可实现进入除硅池内物料的充分混合，絮凝池中可投加絮凝药剂实现所述除硬池与除硅池反应中生成的沉淀物质的絮凝与沉降，絮凝池设有搅拌装置和絮凝导流筒，可实现进入所述絮凝池内物料的充分混合，沉淀池用于实现经所述絮凝池絮凝后的废水的固液分离，经过沉淀池固液分离后的污泥进入所述污泥脱水单元，分离后的上清液进入超滤单元进一步实现细小悬浮颗粒物的去除；
S3：高盐废水预处理步骤，高盐废水首先进入一体化除硬除硅单元(1)进行除硬除硅处理，一体化除硬除硅单元处理后的废水进入卷式超滤单元，通过卷式超滤单元实现对废水中细小悬浮颗粒物的去除，卷式超滤单元选择ISEP卷式超滤膜代替了传统复杂的多级沉淀工艺，以适应于一体化除硬除硅单元出水中存在悬浮物的水质特性，经卷式超滤单元分离后产生的含有悬浮物的超滤浓水回流至前端一体化除硬除硅单元，经卷式超滤单元分离后的超滤产水硬度满足后端膜分离的设计要求可直接进入膜分离系统，经卷式超滤单元分离后的超滤产水可进入弱酸阳床单元进行深度除硬处理，保证预处理系统的处理效果，污泥脱水单元可实现整套预处理系统内产生污泥的脱水处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种适用于高盐废水处理工艺的预处理方法,预处理系统能够有效去除废水中的钙、镁、硅等物质保证后端膜分离系统以及蒸发结晶系统的稳定运行，本发明针对膜分离工艺预处理系统中硬度去除不彻底的问题，在预处理系统中基于高密度沉淀池原理提出了一种硬度去除效果好、沉淀效率高的一体化除硬除硅单元，并在预处理系统内增加作为深度除硬单元的弱酸阳床单元以保证预处理系统对废水中硬度的去除效果；针对膜分离工艺预处理系统中对硅污染问题的忽视，在预处理系统中设置了一体化除硬除硅单元，可同步实现除硬除硅。规避了硅酸水垢对膜分离系统及蒸发结晶系统造成的污堵与结垢问题；针对膜分离工艺预处理系统占地面积大、基建成本高的问题，通过一体化除硬除硅单元保证污染物去除效果的同时有效节省了占地面积，并通过卷式超滤单元代替传统悬浮物去除选择的过滤V型滤池、多介质过滤器等、砂滤和UF工艺极大程度地降低了预处理系统的占地面积与基建成本。
（发明人：杨建;何建彪;刘鑫;白皓）
