一種高cod工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：通過管道順次連接的回用水調(diào)節(jié)池、曝氣生物濾池、石灰澄清池、變孔隙濾池、超濾裝置、多段法反滲透裝置、濃水反滲透裝置、提濃段脫鹽裝置、多效蒸發(fā)系統(tǒng)和固體回收裝置；曝氣生物濾池、變孔隙濾池和超濾裝置均設(shè)有反洗裝置，所述反洗裝置均與回用水調(diào)節(jié)池連接。本發(fā)明能夠減少超濾、反滲透裝置的化學(xué)清洗次數(shù)，保證膜元件的使用壽命，減少因替換元件而產(chǎn)生的費(fèi)用，并且實(shí)現(xiàn)高COD工業(yè)廢水的零排放。
【專利說明】一種高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)及方法，屬于廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]COD (Chemical Oxygen demand)又稱化學(xué)需氧量,指在一定條件下,用強(qiáng)氧化劑處理水樣時所消耗的氧的量，它反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度，水中還原性物質(zhì)主要包括有機(jī)物、亞硝酸鹽，亞鐵鹽、硫化物等可以被氧化的物質(zhì)?；瘜W(xué)需氧量越高表明水中有機(jī)污染物越多。COD含量高的水排放到自然水體里面，使藻類大量生長，會大量消耗水中的溶解氧，使水體中的魚類等水生物缺氧死亡，破壞水體的生態(tài)系統(tǒng)，并進(jìn)一步造成水體厭氧發(fā)臭，從而使水體失去使用功能。
[0003]目前，現(xiàn)有工業(yè)廢水處理技術(shù)無法應(yīng)對高COD負(fù)荷，導(dǎo)致超濾、反滲透系統(tǒng)的頻繁化學(xué)清洗，縮短膜元件的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)及方法，能夠減少超濾、反滲透裝置的化學(xué)清洗次數(shù)，保證膜元件的使用壽命，減少因替換元件而產(chǎn)生的費(fèi)用，并且實(shí)現(xiàn)高COD工業(yè)廢水的零排放。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:一種高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)，包括通過管道順次連接的回用水調(diào)節(jié)池、曝氣生物濾池、石灰澄清池、變孔隙濾池、超濾裝置、多段法反滲透裝置、濃水反滲透裝置、提濃段脫鹽裝置、多效蒸發(fā)系統(tǒng)和固體回收裝置；曝氣生物濾池、變孔隙濾池和超濾裝置均設(shè)有反洗裝置，所述反洗裝置均與回用水調(diào)節(jié)池連接。
[0006]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)中，變孔隙濾池與超濾裝置之間設(shè)置自清洗過濾器，自清洗過濾器也設(shè)有與回用水調(diào)節(jié)池連接的反洗裝置。
[0007]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)中，多段法反滲透裝置為一級三段反滲透裝置；濃水反滲透裝置為一級兩段反滲透裝置；提濃段脫鹽裝置為一級三段反滲透裝置。
[0008]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)中，提濃段脫鹽裝置采用疊管式反滲透DTRO。
[0009]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)中，變孔隙濾池與超濾裝置之間設(shè)置自清洗過濾器，自清洗過濾器也設(shè)有與回用水調(diào)節(jié)池連接的反洗裝置。
[0010]前述的高COD 工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)還包括與石灰澄清池連接的污泥處理系統(tǒng)。
[0011]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)中，多效蒸發(fā)系統(tǒng)包括三個蒸發(fā)器，第一個蒸發(fā)器以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個蒸發(fā)器均以前一個蒸發(fā)器生成的二次蒸汽作為加熱蒸汽。[0012]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)還包括加藥系統(tǒng)還包括加藥系統(tǒng)，所述加藥系統(tǒng)包括石灰加藥系統(tǒng)、反滲透還原劑加藥裝置、反滲透阻垢劑加藥裝置、超濾殺菌劑加藥裝置、硫酸加藥裝置、絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置；
[0013]石灰加藥系統(tǒng)、絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置均與石灰澄清池連接；
[0014]硫酸加藥裝置設(shè)置在石灰澄清池的出水渠內(nèi)；
[0015]超濾殺菌劑加藥裝置與超濾裝置連接；
[0016]反滲透還原劑加藥裝置、反滲透阻垢劑加藥裝置均設(shè)置在超濾裝置與多段法反滲透裝置連接的管道上。
[0017]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)中，所述加藥系統(tǒng)還包括碳酸鈉加藥系統(tǒng)，碳酸鈉加藥系統(tǒng)設(shè)置在曝氣生物濾池與石灰澄清池連接的管道上。
[0018]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)中，所述變孔隙濾池的出口連接有清水池；所述加藥系統(tǒng)還包括與清水池連接的次氯酸鈉加藥裝置。
[0019]一種采用前述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高COD工業(yè)廢水零排放處理的方法為:工業(yè)廢水進(jìn)入回用水調(diào)節(jié)池，經(jīng)提升泵提升進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行生化處理，同時進(jìn)行過濾和吸附以降低C0D;然后進(jìn)入石灰澄清池中進(jìn)行軟化處理和混凝反應(yīng)沉淀，沉淀后的澄清水調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入變孔隙濾池進(jìn)行過濾；濾池出水加壓后，進(jìn)入超濾裝置進(jìn)行微孔過濾，保證反滲透的進(jìn)水水質(zhì)；再依次進(jìn)入多段法反滲透裝置、濃水反滲透裝置、提濃段脫鹽裝置進(jìn)行膜處理；處理后的水進(jìn)入多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶進(jìn)入固體回收裝置進(jìn)行固體回收或廢棄物處置，蒸餾水回流到淡水箱，回用于循環(huán)水系統(tǒng)；
[0020]上述廢水處理過程中，曝氣生物濾池、變孔隙濾池、自清洗過濾器和超濾裝置的反洗裝置生成的反洗水直接回流至回用水調(diào)節(jié)池進(jìn)行回收。
[0021]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法中，自清洗過濾器選用連續(xù)運(yùn)行、自動反洗過濾器，過濾精度為10(^111，正常情況下，過濾差壓不大于30即&，自清洗過濾器依據(jù)進(jìn)、出口壓差或者周期制水量進(jìn)行自動反洗。
[0022]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法中，從石灰澄清池留出的泥水通過污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行分離，水回流至回用水調(diào)節(jié)池，而污泥進(jìn)行無害化處置。
[0023]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法中，多效蒸發(fā)系統(tǒng)采用三效蒸發(fā)方式，包括三個蒸發(fā)器，第一個蒸發(fā)器以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個蒸發(fā)器均以前一個蒸發(fā)器生成的二次蒸汽作為加熱蒸汽，并且每一效的二次蒸汽溫度總是低于其加熱蒸汽。
[0024]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法中，在工業(yè)廢水處理過程中，通過加藥系統(tǒng)加入藥劑對廢水進(jìn)行處理，具體為:
[0025](I)通過石灰加藥系統(tǒng)、絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置分別向石灰澄清池中加入石灰、絮凝劑和助凝劑，發(fā)生混凝反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀物；
[0026](2)通過硫酸加藥裝置向石灰澄清池的出水渠內(nèi)加入硫酸，以調(diào)節(jié)澄清池出水的PH值；
[0027](3)通過超濾殺菌劑加藥裝置向超濾裝置反洗時加入殺菌劑；
[0028](4)在工業(yè)廢水進(jìn)入多段法反滲透裝置前，通過反滲透還原劑加藥裝置加入還原劑來還原水中的余氯以防止對反滲透膜元件造成氧化，并通過反滲透阻垢劑加藥裝置加入阻垢劑來控制反滲透濃水中無機(jī)鹽垢的析出。[0029]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法中，在工業(yè)廢水進(jìn)入石灰澄清池前，可以通過碳酸鈉加藥系統(tǒng)加入碳酸鈉來降低水的非碳酸鹽硬度，而是否投加碳酸鈉，需要根據(jù)工業(yè)廢水水質(zhì)確定；通過次氯酸鈉加藥裝置向清水池加入次氯酸鈉，以保證后續(xù)工藝的殺囷效果。
[0030]前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法中，在進(jìn)水水質(zhì)較好時，超濾裝置采用全量過濾方式；在進(jìn)水水質(zhì)差時，超濾裝置采用錯流過濾方式。
[0031]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0032]1)采用曝氣生物濾池與石灰澄清、變孔隙濾池組成新的預(yù)處理工藝，使待處理廢水中的有機(jī)物在適當(dāng)?shù)臏囟?、溶解氧、堿度等條件下，作為微生物新陳代謝的底物，通過微生物代謝得以降解，增殖的微生物則作為剩余污泥從水中分離出去，廢水的有機(jī)物污染物就被去除了。相對于其它物理、化學(xué)的處理工藝，曝氣生物濾池工藝具有處理效果好、占地省、耐沖擊能力強(qiáng)、管理簡便等優(yōu)點(diǎn)；石灰澄清工藝則能顯著降低在反滲透工藝中結(jié)垢的離子，并且能夠降低并抑制生物化學(xué)處理工藝段出水中殘存的微生物，降低了微生物污堵的程度。
[0033]傳統(tǒng)工藝多數(shù)采用常規(guī)的混凝澄清過濾工藝，只能去除工業(yè)廢水中的部分懸浮物。而采用“曝氣生物濾池+石灰澄清+變孔隙濾池”的預(yù)處理工藝，可以降低水中的C0D、氨氮以及去除99%以上的懸浮物，減輕后續(xù)工藝負(fù)荷，使得COD處理負(fù)荷不大于1.0kgCODcr/m3.d，氨氮處理負(fù)荷不大于0.45kgNH4+/m3.d，保證出水濁度≤2NTU，碳酸鹽硬度≤lmmol/1,氨氮<5mg/L。本工藝能高效地處理廢水中的有機(jī)物、結(jié)垢離子、懸浮物、膠體等，為后續(xù)的膜分離過程創(chuàng)造了良好的條件，使得系統(tǒng)高回收率得以實(shí)現(xiàn)。
[0034]2)采用多段法反滲透+濃水反滲透+疊管式反滲透的組合工藝，在來水水質(zhì)TDS<2000mg/L時，多段法反滲透采用一級三段的排列方式和低通量設(shè)計(小于17LMH)，回收率達(dá)到80%，采用段間增壓的模式，保證產(chǎn)水量；濃水反滲透選用抗污染低能耗膜元件，一級兩段設(shè)計，降低能耗；提濃段脫鹽裝置采用疊管式反滲透，選用一級三段設(shè)計，采用的膜具有傳統(tǒng)反滲透膜所不具備的超強(qiáng)抗污染能力，使其在處理較差水質(zhì)時能夠保證更長時間連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行而不需要頻繁清洗，提濃段脫鹽裝置的通量不大于281mh，能保證水溫在15-35°C時的系統(tǒng)正常運(yùn)行及產(chǎn)水量。由于進(jìn)水水質(zhì)復(fù)雜，實(shí)際運(yùn)行中的變化可能較大，產(chǎn)水水質(zhì)水量具有波動性，設(shè)計選型時要考慮比常規(guī)運(yùn)行能適應(yīng)更高運(yùn)行壓力的膜元件。本工藝的應(yīng)用使廢水處理流程變短，系統(tǒng)空間更緊湊，占地面積變小，最大程度地提高的整個系統(tǒng)的回收率，使得進(jìn)入蒸發(fā)段的水量最小化，減少了蒸發(fā)段的工藝負(fù)荷，降低投資，實(shí)現(xiàn)零排放的目的。
[0035]3)污泥處理系統(tǒng)通過脫水機(jī)進(jìn)行泥水分離，水回流到回用水調(diào)節(jié)池，而污泥進(jìn)行
無害化處置。
[0036]4)采用多效蒸發(fā)系統(tǒng)對經(jīng)過多次濃縮后的廢水進(jìn)行固液分離，蒸餾水回流到淡水箱，回用于循環(huán)水系統(tǒng)，而固體(無機(jī)鹽)進(jìn)行無害化處置或回收。
[0037]5)曝氣生物濾池、變孔隙濾池、自清洗過濾器和超濾裝置的反洗裝置生成的反洗水直接回流至回用水調(diào)節(jié)池進(jìn)行回收，使得總的產(chǎn)水率可達(dá)92%。
[0038]本發(fā)明解決了反滲透工藝中結(jié)垢、有機(jī)物污堵、微生物污堵、膜材料降解等問題，統(tǒng)一考慮投資、運(yùn)行費(fèi)用在內(nèi)的處理成本，采取經(jīng)濟(jì)可行的處理工藝，保證高回收率處理系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖；
[0040]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的多效蒸發(fā)系統(tǒng)的工藝流程圖；
[0041]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的多段法反滲透裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖4是本發(fā)明實(shí)施例的濃水反滲透裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖5是本發(fā)明實(shí)施例的提濃段脫鹽裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
【具體實(shí)施方式】
[0045]本發(fā)明的實(shí)施例:
[0046]一、設(shè)計規(guī)模
[0047]1、設(shè)計進(jìn)水規(guī)模為550m3/h。
[0048]2、設(shè)計水質(zhì):
[0049]需處理的工業(yè)廢水包括污水處理站達(dá)標(biāo)廢水、循環(huán)水站排污水、除鹽水站排污水與未預(yù)見排水。
[0050]綜合廢水水質(zhì)預(yù)計如下:
[0051]pH7 ~9 ；
[0052]濁度~40 ；
[0053]Ca2+190mg/L ；
[0054]Mg2+54mg/L ；
[0055]Na++K+240mg/L ；
[0056]Fe3+0.5mg/L ；
[0057]HCO3 — 430mg/L ；
[0058]Cl 370mg/L ；
[0059]SO1~440mg/L ；
[0060]C0Dcrl50mg/L ；
[0061]B0D554mg/L ；
[0062]總含鹽量(TDS)2000mg/L ;
[0063](3)產(chǎn)水水量及水質(zhì):
[0064]產(chǎn)水527.5m3/h ；
[0065]產(chǎn)水水質(zhì):TDS〈500mg/L，滿足循環(huán)水補(bǔ)水或鍋爐補(bǔ)給水預(yù)脫鹽要求。
[0066]二、工藝選擇
[0067]如圖1所示，工業(yè)廢水進(jìn)入回用水調(diào)節(jié)池，經(jīng)提升泵提升進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行生化處理，同時進(jìn)行過濾和吸附以降低COD ;然后進(jìn)入石灰澄清池中進(jìn)行軟化處理和混凝反應(yīng)沉淀，沉淀后的澄清水調(diào)節(jié)PH后進(jìn)入變孔隙濾池進(jìn)行過濾；濾池出水加壓后，進(jìn)入超濾裝置進(jìn)行微孔過濾，保證反滲透的進(jìn)水水質(zhì)；再依次進(jìn)入多段法反滲透裝置、濃水反滲透裝置、提濃段脫鹽裝置進(jìn)行膜處理；處理后的水進(jìn)入多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶進(jìn)入固體回收裝置進(jìn)行固體回收或廢棄物處置，蒸餾水回流到淡水箱，回用于循環(huán)水系統(tǒng)。
[0068]上述廢水處理過程中，曝氣生物濾池、變孔隙濾池、自清洗過濾器和超濾裝置的反洗裝置生成的反洗水直接回流至回用水調(diào)節(jié)池進(jìn)行回收；石灰澄清池的泥水進(jìn)入污泥脫水處理裝置進(jìn)行固體回收或廢棄物處置。
[0069]三、主要設(shè)備性能
[0070]1、曝氣生物濾池(BAF)
[0071]用于降低工業(yè)廢水的COD、BOD及NH3-N。由于進(jìn)水中的有機(jī)物難降解，COD處理負(fù)荷不大于1.0kgCODcr/m3.d,氨氮處理負(fù)荷不大于0.45kgNH4+/m3.d,同時保證出水氨氮小于5mg/L。
[0072]曝氣生物濾池(BAF)在濾池中裝填粒狀陶瓷濾料，濾料表面生長著高活性生物膜，濾池底部曝氣，可利用濾料的高比表面積帶來的高活性生物膜的氧化降解能力對污水進(jìn)行快速凈化。BAF具有比傳統(tǒng)接觸氧化法高2~3倍的水力負(fù)荷，兼具生化降解和截流SS的雙重功能。因此，曝氣生物濾池集吸附、氧化及過濾于一體，通過周期性反沖洗，使生物膜得以更新；氧的傳輸效率高，供氧動力消耗小，處理效果好，尤其是對氨氮的處理效果明顯，污泥量少，出水懸浮物低。
[0073]曝氣生物濾池內(nèi)部應(yīng)設(shè)有布水布?xì)庋b置和濾料，池體采用混凝土結(jié)構(gòu)，濾池分6格，單格有效尺寸7.0mX 8m，水力負(fù)荷1.3~1.63m3/m2.h。采用氣水聯(lián)合反沖洗方式，氣反沖洗強(qiáng)度IOL/sm2，水反沖洗強(qiáng) 度5L/sm2。濾料層高約3m，陶粒直徑2~4mm。BAF生物濾池用于去除有機(jī)物及氨氮，由于進(jìn)水中的有機(jī)物難降解，COD處理負(fù)荷不大于1.0kgCODcr/m3.d，氨氮處理負(fù)荷不大于0.45kgNH4+/m3.d，同時保證出水氨氮小于5mg/L，設(shè)備的處理能力 550m3/ho
[0074]2、石灰澄清池
[0075]BAF出水重力流進(jìn)入機(jī)械澄清池，去除濁度和懸浮物，總停留時間1.3h。澄清池內(nèi)投加混凝劑和助凝劑，同時投加石灰，并以池內(nèi)回流的污泥作為凝結(jié)核，使礬花顆粒逐漸變大，在澄清池內(nèi)經(jīng)泥水分離去沉淀物，清水通過溢流堰收集后排出池體，污泥沉淀到池底，排入污泥收集池，由排泥泵將高濃度污泥排入全廠污水處理站內(nèi)的污泥處理系統(tǒng)，脫水外運(yùn)處置。
[0076]澄清池設(shè)2座，直徑16m，配攪拌機(jī)2臺。澄清池處理能力不小于550m3/h，停留時間不小于1.5小時，出水保證懸浮物< 10mg/L,控制出水碳酸鹽硬度< lmmol/L。
[0077]3、變孔隙濾池
[0078]石灰澄清池出水進(jìn)入變孔隙濾池進(jìn)一步去除濁度和細(xì)小的懸浮物。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，室內(nèi)布置。其濾池分3格，單池處理量180m3/h，濾速6~8m/h，強(qiáng)制濾速12m/h，配備長柄濾頭，ABS材質(zhì)；出水池度I~2NTU ;濾料為直徑0.9~1.2mm,厚度700mm,碌石規(guī)格2~15_，厚度300mm ;濾池的各閥均為程控閥門，反洗采用氣水反洗,配反洗水泵2臺(I用
I備，Q=650m3/h, H=20m)。
[0079]設(shè)備分成3臺，其出力跟澄清池出力相匹配，當(dāng)I臺故障或檢修時，其它設(shè)備稍加大出力運(yùn)行，就能滿足出水量的要求。正常運(yùn)行流速不超過6m/h，強(qiáng)制濾速不超過8m/h，運(yùn)行周期術(shù)24h。正常情況下，濾池出水濁度≤2NTU，SDI (污染指數(shù))≤4。
[0080]4、自清洗過濾器[0081]為保護(hù)超濾膜，超濾前設(shè)置自清洗過濾器。選用連續(xù)運(yùn)行、自動反洗過濾器，過濾精度為100 μ m,正常情況下，過濾差壓不大于30KPa，過濾器依據(jù)進(jìn)、出口壓差或者周期制水量進(jìn)行自動反洗。在過濾器組套內(nèi)單體過濾元件反洗過程應(yīng)內(nèi)部輪流交替進(jìn)行，自動切換工
[0082]作、反洗狀態(tài)，確保整套過濾器連續(xù)出水。
[0083]每套過濾器的出力能滿足超濾裝置的實(shí)際產(chǎn)水量及過濾器的自反洗水量之和的要求。
[0084]5、超濾裝置(UF)
[0085]超濾裝置能截留0.002-0.1ym之間的顆粒和雜質(zhì)(膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機(jī)物)。超濾產(chǎn)水水質(zhì):濁度〈0.2NTU ；SDI ( 3 ;系統(tǒng)回收率≥90%。
[0086]超濾裝置的設(shè)置為3個系列，每個系列都能單獨(dú)運(yùn)行或反洗，也可同時運(yùn)行。
[0087]超濾膜元件選用中空纖維膜元件產(chǎn)品；設(shè)計能保證水溫在15_35°C時的系統(tǒng)正常運(yùn)行及產(chǎn)水量。
[0088]超濾裝置是本系統(tǒng)最重要的預(yù)處理設(shè)施，具有優(yōu)越的膜性能(包括孔隙率、結(jié)構(gòu)形態(tài)、表面性能、機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)性能等)。
[0089]本裝置需配套反洗系統(tǒng)，反洗水源為超濾產(chǎn)水，反洗由程序控制，反洗泵設(shè)置連鎖保護(hù)。需單獨(dú)配套清洗系統(tǒng)。
[0090]采取全量過濾和錯流過濾相結(jié)合的過濾方式，排水及較清凈的反洗水必須回收(即與化學(xué)清洗排水分開)。在進(jìn)水水質(zhì)較好時，采用全量過濾；水質(zhì)差時，可切換為錯流過濾，以增加操作彈性、節(jié)約用水。
[0091]每套超濾裝置反洗排水須安裝流量控制裝置，以控制水的回收率。每套超濾裝置進(jìn)水設(shè)流量調(diào)節(jié)閥，每套超濾膜組件產(chǎn)品水管和進(jìn)、排水管設(shè)取樣點(diǎn)和必須的檢測表計，數(shù)量及位置能有效地監(jiān)督、診斷并確定系統(tǒng)的缺陷。
[0092]超濾裝置采用DCS控制、可以全自動運(yùn)行。
[0093]超濾裝置反洗裝置包括反洗水泵(變頻控制)、100 μ m反洗過濾器、反洗加藥裝置(包括反洗氧化劑裝置和其它加藥裝置)、閥門、管道、拆卸靈活密封可靠的接頭及就地流量及壓力表等。反洗加藥裝置根據(jù)不同膜品種進(jìn)行配置。
[0094]任何一系列超濾裝置的反洗和化學(xué)清洗都可以在線進(jìn)行。超濾化學(xué)清洗系統(tǒng)配一套化學(xué)清洗裝置，清洗系統(tǒng)應(yīng)包括清洗藥箱(含電加熱設(shè)備)、清洗泵、清洗過濾器、閥門、管道及就地流量及壓力表等。
[0095]6、多段法反滲透裝置(MPRO)
[0096](I)反滲透裝置
[0097]如圖3所示，有一定壓力的反滲透進(jìn)水經(jīng)過保安過濾器，再通過高壓泵提供足夠的壓力進(jìn)入反滲透裝置，反滲透裝置設(shè)置為一級三段，即第一段進(jìn)水經(jīng)過反滲透膜元件分離，匯集的第一段濃水作為第二段的進(jìn)水，再經(jīng)過第二段反滲透膜元件分離，匯集的第二段濃水作為第三段的進(jìn)水，經(jīng)過第三段反滲透膜元件分離后，第三段的濃水外排，第一、二、三段的透過膜元件側(cè)的產(chǎn)水匯集到產(chǎn)水管作為終端產(chǎn)品水。
[0098]反滲透保安過濾器用在反滲透裝置前面去除大的顆粒，防止劃傷、污堵膜元件，當(dāng)過濾器進(jìn)出口壓差大于設(shè)定的值(0.2MPa)時，更換濾芯。保安過濾器為不銹鋼焊接的圓柱形容器，采用大流量折疊式濾芯，濾芯長度為40”，濾芯材質(zhì)為PP，過濾精度為5 μ m，每支產(chǎn)水量40m3/h。配套進(jìn)出水管壓力表、進(jìn)出口壓差變送器，進(jìn)出口壓力及壓差可集中在DCS上顯示，壓差報警。
[0099]反滲透膜能阻擋所有溶解性鹽及分子量大于100的有機(jī)物，允許水分子透過。反滲透膜組是整個系統(tǒng)的重要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)脫鹽率≥ 98%(—年內(nèi))；脫鹽率> 95%(三年內(nèi))；膜元件的使用壽命及使用性能保證≥3年，回收率>80%。反滲透選用低壓寬流道抗污染膜產(chǎn)品，設(shè)計保證水溫在15-35°C時的系統(tǒng)正常運(yùn)行及產(chǎn)水量。
[0100]反滲透裝置設(shè)置2個系列，每個系列組裝一個組合架。每列都能單獨(dú)運(yùn)行，也可同時運(yùn)行。
[0101]反滲透裝置具有分段清洗功能，設(shè)置固定化學(xué)清洗管線。
[0102]每套反滲透裝置的高壓泵進(jìn)、出口都裝有低壓保護(hù)開關(guān)和高壓保護(hù)開關(guān)。
[0103]反滲透裝置保證膜所承受的靜背壓不超出膜廠家的規(guī)定值，每套反滲透出水口設(shè)關(guān)斷門、止回門、防爆膜片等。
[0104]反滲透裝置濃水排放系統(tǒng)設(shè)置保證系統(tǒng)停用時最高一層膜組件不會被排空。
[0105]反滲透裝置具有程序啟停功能，反滲透具有停用后能啟動自動低壓水沖洗功能。
[0106]反滲透裝置測量配置點(diǎn)及數(shù)量滿足本系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行需要。每只膜殼淡水管及每套總產(chǎn)水管設(shè)取樣口及取樣閥點(diǎn)，以有效地診斷并確定系統(tǒng)的缺陷。
[0107]反滲透膜組件安裝在組合架上，組合架上配備全部管道及接頭，還包括所有的支架，緊固件、夾具等其它附件，管道、法蘭、閥門均采用與介質(zhì)對應(yīng)的不銹鋼材質(zhì)。
[0108]反滲透附件(管接頭和閥門)與反滲透裝置各段工作壓力等級相匹配。
[0109](2)濃水反滲透裝置(CWRO)
[0110]如圖4所示，有一定壓力的反滲透進(jìn)水經(jīng)過保安過濾器，再通過高壓泵提供足夠的壓力進(jìn)入反滲透裝置，反滲透裝置設(shè)置為一級兩段，即第一段進(jìn)水經(jīng)過反滲透膜元件分離，匯集的第一段濃水作為第二段的進(jìn)水，再經(jīng)過第二段反滲透膜元件分離，匯集的第二段的濃水外排，第一、二段的透過膜元件側(cè)的產(chǎn)水匯集到產(chǎn)水管為終端產(chǎn)品水。
[0111]濃水反滲透裝置的作用是回收反滲透裝置的濃水，提高反滲透回收率。
[0112]每套設(shè)備的凈產(chǎn)水量≥ 35m3/h ;系統(tǒng)脫鹽率> 98%(—年內(nèi))；脫鹽率> 95%(三年內(nèi))；膜元件的使用壽命及使用性能保證≥ 3年。
[0113]濃水反滲透裝置設(shè)置I個系列，每個系列組裝一個組合架。濃水反滲透膜通量不大于 15L/m2h。
[0114](3)反滲透/濃水反滲透裝置沖洗及清洗系統(tǒng)
[0115]當(dāng)反滲透裝置或濃水反滲透裝置停止運(yùn)行時，自動啟動沖洗泵，置換膜元件內(nèi)部的濃水以防止無機(jī)鹽結(jié)垢。
[0116]多段法反滲透(MPRO)裝置與濃水反滲透裝置(CWRO)共設(shè)一套化學(xué)清冼裝置，當(dāng)膜組件受到污染后，可進(jìn)行在線化學(xué)清洗。它包括一臺5μπι保安過濾器，一臺不銹鋼清洗泵，一臺清洗箱及批配套儀表、閥門、管道等附件，清洗箱需配電加熱器(滿足6小時能加熱至35°C的要求)，所有設(shè)備組裝在一個底盤上，構(gòu)成一個單元。清洗系統(tǒng)的材質(zhì)和防腐涂層能適用于所用的清洗液。
[0117]7、提濃段脫鹽裝置[0118]如圖5所示，有一定壓力的反滲透進(jìn)水經(jīng)過保安過濾器，再通過高壓泵提供足夠的壓力進(jìn)入反滲透裝置，反滲透裝置設(shè)置為一級三段，即第一段進(jìn)水經(jīng)過疊片式反滲透膜元件分離，匯集的第一段濃水作為第二段的進(jìn)水，再經(jīng)過第二段疊片式反滲透膜元件分離，匯集的第二段濃水作為第三段疊片式反滲透膜元件的進(jìn)水，經(jīng)過第三段疊片式反滲透膜元件分離后，第三段的濃水外排，第一、二、三段的透過膜元件側(cè)的產(chǎn)水匯集到產(chǎn)水管為終端產(chǎn)品水。
[0119]提濃段脫鹽裝置主要是為了濃縮濃水反滲透裝置(CWRO)的濃水，減少濃水的排放，并且將脫鹽后的水回用與膜處理工段反滲透產(chǎn)水一起回用于循環(huán)水補(bǔ)充水或鍋爐補(bǔ)給水預(yù)脫鹽水源。
[0120]提濃段脫鹽裝置采用疊管式反滲透DTR0，脫鹽率在95%以上，回收率大于75%，并保證濃鹽水量不大于15m3/h。提濃段脫鹽裝置采用的膜具有傳統(tǒng)反滲透膜所不具備的超強(qiáng)抗污染能力，使其在處理較差水質(zhì)時能夠保證更長時間連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行而不需要頻繁清洗。設(shè)計能保證水溫在15-35°C時的系統(tǒng)正常運(yùn)行及產(chǎn)水量。
[0121]8、多效蒸發(fā)系統(tǒng)
[0122]采用多效 蒸發(fā)系統(tǒng)，是將幾個蒸發(fā)器串聯(lián)運(yùn)行的蒸發(fā)操作，使蒸汽熱能得到多次利用，
[0123]從而提高熱能的利用率，多用于水溶液的處理。
[0124]本實(shí)施例采用三效蒸發(fā)操作，如圖2所示，第一個蒸發(fā)器(稱為第一效)以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個(稱為第二效、第三效)均以其前一效的二次蒸汽作為加熱蒸汽，從而可大幅度減少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽溫度總是低于其加熱蒸汽，故多效蒸發(fā)時各效的操作壓力及溶液沸騰溫度沿蒸汽流動方向依次降低。
[0125]依據(jù)二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸發(fā)的流程可分為:①并流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通過各效；由于前效壓力高于后效，料液可借壓差流動，但末效溶液濃度高而溫度低，溶液粘度大，因此傳熱系數(shù)低。②逆流流程。溶液與二次蒸汽流動方向相反，需用泵將溶液送至壓力較高的前一效，各效溶液的濃度和溫度對粘度的影響大致抵消，各效傳熱條件基本相同。③錯流流程。二次蒸汽依次通過各效，但料液則每效單獨(dú)進(jìn)出，這種流程適用于有晶體析出的料液。
[0126]多效蒸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計規(guī)模為15m3/h,進(jìn)入蒸發(fā)器的TDS大約為93750mg/L,蒸汽為1500C，0.4MPa。設(shè)備設(shè)計主要工作技術(shù)參數(shù)見表1。
[0127]表1
[0128]
【權(quán)利要求】
1.一種高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于:包括通過管道順次連接的回用水調(diào)節(jié)池、曝氣生物濾池、石灰澄清池、變孔隙濾池、超濾裝置、多段法反滲透裝置、濃水反滲透裝置、提濃段脫鹽裝置、多效蒸發(fā)系統(tǒng)和固體回收裝置；曝氣生物濾池、變孔隙濾池和超濾裝置均設(shè)有反洗裝置，所述反洗裝置均與回用水調(diào)節(jié)池連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于:多段法反滲透裝置為一級三段反滲透裝置；濃水反滲透裝置為一級兩段反滲透裝置；提濃段脫鹽裝置為一級三段反滲透裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于:提濃段脫鹽裝置采用疊管式反滲透DTR0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于:變孔隙濾池與超濾裝置之間設(shè)置自清洗過濾器，自清洗過濾器也設(shè)有與回用水調(diào)節(jié)池連接的反洗裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于:還包括加藥系統(tǒng)，所述加藥系統(tǒng)包括石灰加藥系統(tǒng)、反滲透還原劑加藥裝置、反滲透阻垢劑加藥裝置、超濾殺菌劑加藥裝置、硫酸加藥裝置、絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置； 石灰加藥系統(tǒng)、絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置均與石灰澄清池連接； 硫酸加藥裝置設(shè)置在石灰澄清池的出水渠內(nèi)； 超濾殺菌劑加藥裝置與超濾裝置連接； 反滲透還原劑加藥裝置、反滲透阻垢劑加藥裝置均設(shè)置在超濾裝置與多段法反滲透裝置連接的管道上。
6.一種采用權(quán)利要求2~5任意一項(xiàng)所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高COD工業(yè)廢水零排放處理的方法，其特征在于:工業(yè)廢水進(jìn)入回用水調(diào)節(jié)池，經(jīng)提升泵提升進(jìn)入曝氣生物濾池進(jìn)行生化處理，同時進(jìn)行過濾和吸附以降低COD ;然后進(jìn)入石灰澄清池中進(jìn)行軟化處理和混凝反應(yīng)沉淀，沉淀后的澄清水調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入變孔隙濾池進(jìn)行過濾；濾池出水加壓后，進(jìn)入超濾裝置進(jìn)行微孔過濾，保證反滲透的進(jìn)水水質(zhì)；再依次進(jìn)入多段法反滲透裝置、濃水反滲透裝置、提濃段脫鹽裝置進(jìn)行膜處理；處理后的水進(jìn)入多效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶進(jìn)入固體回收裝置進(jìn)行固體回收或廢棄物處置，蒸餾水回流到淡水箱，回用于循環(huán)水系統(tǒng)； 上述廢水處理過程中，曝氣生物濾池、變孔隙濾池、自清洗過濾器和超濾裝置的反洗裝置生成的反洗水直接回流至回用水調(diào)節(jié)池進(jìn)行回收。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法，其特征在于:自清洗過濾器選用連續(xù)運(yùn)行、自動反洗過濾器，過濾精度為100 μ m，正常情況下，過濾差壓不大于30KPa,自清洗過濾器依據(jù)進(jìn)、出口壓差或者周期制水量進(jìn)行自動反洗。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法，其特征在于:從石灰澄清池留出的泥水通過污泥處理系統(tǒng)進(jìn)行分離，水回流至回用水調(diào)節(jié)池，而污泥進(jìn)行無害化處置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法，其特征在于:多效蒸發(fā)系統(tǒng)采用三效蒸發(fā)方式，包括三個蒸發(fā)器，第一個蒸發(fā)器以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個蒸發(fā)器均以前一個蒸發(fā)器生成的二次蒸汽作為加熱蒸汽，并且每一效的二次蒸汽溫度總是低于其加熱蒸汽。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法，其特征在于，在工業(yè)廢水處理過程中，通過加藥系統(tǒng)加入藥劑對廢水進(jìn)行處理，具體為: (1)通過石灰加藥系統(tǒng)、絮凝劑加藥裝置和助凝劑加藥裝置分別向石灰澄清池中加入石灰、絮凝劑和助凝劑，發(fā)生混凝反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀物； (2)通過硫酸加藥裝置向石灰澄清池的出水渠內(nèi)加入硫酸，以調(diào)節(jié)澄清池出水的PH值； (3)通過超濾殺菌劑加藥裝置向超濾裝置反洗時加入殺菌劑； (4)在工業(yè)廢水進(jìn)入多段法反滲透裝置前，通過反滲透還原劑加藥裝置加入還原劑來還原水中的余氯以防止對反滲透膜元件造成氧化，并通過反滲透阻垢劑加藥裝置加入阻垢劑來控制反滲透濃水中無機(jī)鹽垢的 析出。
【文檔編號】C02F9/14GK103787552SQ201410046353
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月10日
【發(fā)明者】李宏秀, 秦樹篷, 周保衛(wèi), 沈明忠, 崔德圣 申請人:中國華電工程(集團(tuán))有限公司