申請日2015.06.15

　　公開(公告)日2015.10.28

　　IPC分類號C02F9/06

　　摘要

　　一種廢水深度處理用的膜電耦合系統(tǒng)，屬于廢水處理裝置技術(shù)領(lǐng)域。它包括依次連接的膜過濾裝置、淡水收集池、濃水收集池、電催化氧化裝置、中間水池、雙極膜電滲析裝置、廢水收集池、酸回收池及堿回收池。本實用新型通過采用膜電耦合系統(tǒng)對廢水進行深度處理，通過膜過濾裝置的納濾膜組件或反滲透膜組件進行膜過濾得到淡水和濃水，淡水回用，濃水為含有機污染物的高TDS濃水，通過電催化氧化處理，將濃水中的有機物和生物體進行有效深度分解和殺滅，且濃水中含鹽高，其電導(dǎo)率高，有助于降低槽電壓;電催化氧化后的中水進入雙極膜電滲析裝置中，中水內(nèi)的無機鹽被轉(zhuǎn)化為酸和堿，減少了鹽對環(huán)境的排放，并實現(xiàn)了資源化利用。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，包括膜過濾裝置(1)、淡水收集池(2)、濃水收集池(3)、電催化氧化裝置(4)、中間水池(5)、雙極膜電滲析裝置(6)、廢水收集池(7)、酸回收池(8)及堿回收池(9)，其特征在于所述膜過濾裝置(1)內(nèi)設(shè)置膜組件、進水口(101)、透過液出口(102)和截留液出口(103)，透過液出口(102)與淡水收集池(2)連接，截留液出口(103)與濃水收集池(3)連接，濃水收集池(3)與電催化氧化裝置(4)、中間水池(5)、雙極膜電滲析裝置(6)依次連接，雙極膜電滲析裝置(6)上設(shè)置酸液出口(603)、堿液出口(602)和廢水回收出口(601)，酸液出口(603)與酸回收池(8)連接，堿液出口(602)和堿回收池(9)連接，廢水回收出口(601)與廢水收集池(7)連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，其特征在于所述雙極膜電滲析裝置(6)為三隔式結(jié)構(gòu)，由設(shè)置在左、右兩側(cè)的極液室和中間的電滲析隔室構(gòu)成，所述的電滲析隔室包括由陰極膜、雙極膜和陽極膜間隔排列構(gòu)成的酸室、堿室和料液室，酸液出口(603)設(shè)置在酸室上，堿液出口(602)設(shè)置在堿室上，廢水回收出口(601)設(shè)置在料液室上。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，其特征在于電催化氧化裝置(4)為網(wǎng)板柱塞流電解裝置。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，其特征在于所述膜組件為納濾膜組件或反滲透膜組件，納濾膜組件的截留分子量150~300，反滲透膜組件的截留分子量大于100。

　　說明書

　　一種廢水深度處理用的膜電耦合系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實用新型屬于廢水處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能、高效、環(huán)保的廢水深度處理用的膜電耦合系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　隨著社會的發(fā)展，資源的短缺越來越嚴(yán)重，尤其是水資源。各類生產(chǎn)活動產(chǎn)生大量的外排廢水，如制藥、印染、電鍍、造紙以及工業(yè)園區(qū)等廢水。盡管這些廢水經(jīng)二級生化處理后對外排放，尾水水質(zhì)pH6~9、CODCr(化學(xué)需氧量) 60~150mg/L、TDS(溶解性總固體)2000~6000 mg/L，外排的廢水量和污染物數(shù)量仍相當(dāng)巨大。因此，減少這些廢水及污染物的外排量已經(jīng)迫在眉睫，廢水深度處理及資源化為其提供了解決的方向。

　　近年來，我國在廢水深度處理及資源化方面做了大量的研究和應(yīng)用。如混凝沉淀、生物濾池、膜過濾、高級氧化等，主要針對外排廢水中SS(懸浮固體)、COD、TDS、色度等指標(biāo)的處理，使處理后水質(zhì)進一步改善，甚至達到“雜用水”、工藝用水要求。中國專利申請?zhí)朇N200610106598.8公開了一種再生水連續(xù)微濾處理工藝，采用多介質(zhì)過濾和膜分離系統(tǒng)，這種工藝處理后的水質(zhì)能夠滿足工藝用水要求。中國專利申請?zhí)朇N201420510600.8公開了一種內(nèi)循環(huán)式電絮凝膜廢水處理裝置，廢水經(jīng)電絮凝后，再通過膜過濾組件，實現(xiàn)對廢水的深度處理。中國專利申請?zhí)朇N200910105965公開了一種印染廢水零排放處理EBM方法，印染廢水經(jīng)一級電絮凝氧化、生化處理、二級電絮凝氧化、電除鹽膜系統(tǒng)處理后，淡水回收利用，高鹽濃水用于噴淋除塵脫硫，鹽隨灰渣處理排放。

　　的確，膜過濾是廢水深度處理及資源化的一項有效技術(shù)，該工藝可以有效去除TDS和一些殘留的有機物(包括活性生物體)，其淡水水質(zhì)可以達到雜用水、甚至工藝用水要求，成為大眾首選。雜用水水質(zhì)指標(biāo)為pH6~9、BOD5(五日生化需氧量)≤10~20mg/L、TDS≤1000~1500mg/L，工藝用水水質(zhì)指標(biāo)為pH6~9、CODCr ≤60mg/L、TDS ≤1000mg/L。但是，膜過濾工藝會產(chǎn)生相當(dāng)比例的濃水(一般地，為處理廢水量的30~40%左右)，其污染物濃度高。針對二次生化處理后外排尾水水質(zhì)，膜過濾產(chǎn)生的濃水污染物指標(biāo)CODCr>300 mg/L、TDS>4000 mg/L，需要進一步處理達標(biāo)后才能排入環(huán)境水體。

　　本質(zhì)上，膜過濾沒有減少污染物數(shù)量，而是完成了污染物的一個濃縮過程。濃水中這些污染物包括來自二級生化處理后殘留的難生化物質(zhì)和被膜組件截留的TDS，成為高鹽難生化處理廢水，無法返回前面的生化單元處理，需要采用高級氧化技術(shù)如臭氧、雙氧水、電分解、光解等，分解處理這部分污染物。實際使用中，這些方法的關(guān)鍵點是能效比(噸廢水的能量消耗，或能量利用效率)和TDS脫除。盡管國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)沒有對TDS指標(biāo)作限制，但大量高TDS廢水排放，無疑會導(dǎo)致納污水體(這里指淡水體)鹽度增加，危及水生生態(tài)環(huán)境。

　　實用新型內(nèi)容

　　針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本實用新型的目的在于提供一種節(jié)能、高效、環(huán)保的廢水深度處理用的膜電耦合系統(tǒng)。

　　所述的一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，包括膜過濾裝置、淡水收集池、濃水收集池、電催化氧化裝置、中間水池、雙極膜電滲析裝置、廢水收集池、酸回收池及堿回收池，其特征在于所述膜過濾裝置內(nèi)設(shè)置膜組件、進水口、透過液出口和截留液出口，透過液出口與淡水收集池連接，截留液出口與濃水收集池連接，濃水收集池與電催化氧化裝置、中間水池、雙極膜電滲析裝置依次連接，雙極膜電滲析裝置上設(shè)置酸液出口、堿液出口和廢水回收出口，酸液出口與酸回收池連接，堿液出口和堿回收池連接，廢水回收出口與廢水收集池連接。

　　所述的一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，其特征在于所述雙極膜電滲析裝置為三隔式結(jié)構(gòu)，由設(shè)置在左、右兩側(cè)的極液室和中間的電滲析隔室構(gòu)成，所述的電滲析隔室包括由陰極膜、雙極膜和陽極膜間隔排列構(gòu)成的酸室、堿室和料液室，酸液出口設(shè)置在酸室上，堿液出口設(shè)置在堿室上，廢水回收出口設(shè)置在料液室上。

　　所述的一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，其特征在于電催化氧化裝置為網(wǎng)板柱塞流電解裝置。

　　所述的一種廢水深度處理用膜電耦合系統(tǒng)，其特征在于所述膜組件為納濾膜組件或反滲透膜組件，納濾膜組件的截留分子量150~300，反滲透膜組件的截留分子量大于100。

　　通過采用上述技術(shù)，本實用新型的有益效果如下：

　　1)本實用新型通過采用膜電耦合系統(tǒng)對廢水進行深度處理，通過膜過濾裝置的納濾膜組件或反滲透膜組件進行膜過濾得到淡水和濃水，淡水水質(zhì)達到生產(chǎn)工藝用水標(biāo)準(zhǔn)后回用，濃水為含有機污染物的高TDS濃水，不能直接生物處理，本實用新型通過電催化氧化處理，將濃水中的有機物和生物體進行有效深度分解和殺滅，且濃水中含鹽高，其電導(dǎo)率高，有助于降低槽電壓，節(jié)約了能耗;電催化氧化后的中水進入雙極膜電滲析裝置中，中水內(nèi)的無機鹽被轉(zhuǎn)化為酸和堿，減少了鹽對環(huán)境的排放，并實現(xiàn)了資源化利用;

　　2)本實用新型通過采用膜過濾和電分解耦合，實現(xiàn)了廢水深度處理、物質(zhì)資源化和污染物減排，經(jīng)本實用新型處理后的淡水水質(zhì)指標(biāo)達到GB/T 19923-2005《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》中的冷卻用水、洗滌用水、工藝與產(chǎn)品用水要求，作生產(chǎn)工藝用水回用;處理后的濃水水質(zhì)指標(biāo)達到GB/T 18921-2002《城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，作景觀用水使用。