申請(qǐng)日2014.02.10
公開(kāi)(公告)日2014.05.14
IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開(kāi)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(guò)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。
權(quán)利要求書(shū)
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(guò)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(jí)三段反滲透裝置;濃水反滲透裝置為一級(jí)兩段反滲透裝置;提濃段脫鹽裝置為一級(jí) 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DTRO。
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(guò)濾器，自清洗過(guò)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(shí) 進(jìn)行過(guò)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(guò)濾;濾池出水加壓后，進(jìn)入超濾裝置進(jìn)行微孔 過(guò)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(guò)程中，曝氣生物濾池、變孔隙濾池、自清洗過(guò)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(guò)濾器選 用連續(xù)運(yùn)行、自動(dòng)反洗過(guò)濾器，過(guò)濾精度為100μm，正常情況下，過(guò)濾差壓不大于30KPa， 自清洗過(guò)濾器依據(jù)進(jìn)、出口壓差或者周期制水量進(jìn)行自動(dòng)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(guò)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(wú)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(gè)蒸發(fā)器，第一個(gè)蒸發(fā)器以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個(gè)蒸發(fā)器 均以前一個(gè)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(guò)程中，通過(guò)加藥系統(tǒng)加入藥劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，具體為：
(1)通過(guò)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(guò)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(guò)超濾殺菌劑加藥裝置向超濾裝置反洗時(shí)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(guò)反滲透還原劑加藥裝置加入還原劑來(lái)還原 水中的余氯以防止對(duì)反滲透膜元件造成氧化，并通過(guò)反滲透阻垢劑加藥裝置加入阻垢劑來(lái)控 制反滲透濃水中無(wú)機(jī)鹽垢的析出。
說(shuō)明書(shū)
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
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)
COD(Chemical Oxygen demand)又稱(chēng)化學(xué)需氧量，指在一定條件下，用強(qiáng)氧化劑處理 水樣時(shí)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)。化學(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(lèi)大量生長(zhǎng)，會(huì)大量消耗水中的溶 解氧，使水體中的魚(yú)類(lèi)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。
目前，現(xiàn)有工業(yè)廢水處理技術(shù)無(wú)法應(yīng)對(duì)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
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。
為解決上述技術(shù)問(wèn)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(guò)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。
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(guò) 濾器，自清洗過(guò)濾器也設(shè)有與回用水調(diào)節(jié)池連接的反洗裝置。
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(jí)三段反滲透裝 置;濃水反滲透裝置為一級(jí)兩段反滲透裝置;提濃段脫鹽裝置為一級(jí)三段反滲透裝置。
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。
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(guò) 濾器，自清洗過(guò)濾器也設(shè)有與回用水調(diào)節(jié)池連接的反洗裝置。
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)。
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(gè)蒸發(fā)器，第一個(gè)蒸 發(fā)器以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個(gè)蒸發(fā)器均以前一個(gè)蒸發(fā)器生成的二次蒸汽作為加熱蒸 汽。
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;
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。
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。
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。
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(shí)進(jìn)行過(guò)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(guò)濾;濾池出水加壓后，進(jìn)入超濾裝置進(jìn)行微孔過(guò)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(guò)程中，曝氣生物濾池、變孔隙濾池、自清洗過(guò)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。
前述的高COD工業(yè)廢水零排放處理方法中，自清洗過(guò)濾器選用連續(xù)運(yùn)行、自動(dòng)反洗過(guò)濾 器，過(guò)濾精度為100μm，正常情況下，過(guò)濾差壓不大于30KPa，自清洗過(guò)濾器依據(jù)進(jìn)、出口 壓差或者周期制水量進(jìn)行自動(dòng)反洗。
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(guò)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(wú)害化處置。
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(gè) 蒸發(fā)器，第一個(gè)蒸發(fā)器以生蒸汽作為加熱蒸汽，其余兩個(gè)蒸發(fā)器均以前一個(gè)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。
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(guò)程中，通過(guò)加藥系統(tǒng)加入 藥劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，具體為：
(1)通過(guò)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(guò)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(guò)超濾殺菌劑加藥裝置向超濾裝置反洗時(shí)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(guò)反滲透還原劑加藥裝置加入還原劑來(lái)還原 水中的余氯以防止對(duì)反滲透膜元件造成氧化，并通過(guò)反滲透阻垢劑加藥裝置加入阻垢劑來(lái)控 制反滲透濃水中無(wú)機(jī)鹽垢的析出。
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(guò)碳 酸鈉加藥系統(tǒng)加入碳酸鈉來(lái)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(guò)次氯酸鈉加藥裝置向清水池加入次氯酸鈉，以保證后續(xù)工藝的殺菌效果。
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(shí)，超濾裝置采用全量過(guò)濾 方式;在進(jìn)水水質(zhì)差時(shí)，超濾裝置采用錯(cuò)流過(guò)濾方式。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
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(guò)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(duì)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(jiǎn)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。
傳統(tǒng)工藝多數(shù)采用常規(guī)的混凝澄清過(guò)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COD、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≤1mmol/l，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(guò)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)。
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(lái)水水質(zhì)TDS<2000 mg/L時(shí)，多段法反滲透采用一級(jí)三段的排列方式和低通量設(shè)計(jì)(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(jí)兩 段設(shè)計(jì)，降低能耗;提濃段脫鹽裝置采用疊管式反滲透，選用一級(jí)三段設(shè)計(jì)，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(shí)能夠保證更長(zhǎng)時(shí)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28lmh，能保證水溫在15-35℃ 時(shí)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(dòng)性，設(shè)計(jì)選型時(shí)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(gè)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。
3)污泥處理系統(tǒng)通過(guò)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(wú)害化處 置。
4)采用多效蒸發(fā)系統(tǒng)對(duì)經(jīng)過(guò)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(wú)機(jī)鹽)進(jìn)行無(wú)害化處置或回收。
5)曝氣生物濾池、變孔隙濾池、自清洗過(guò)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%。
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(wèn)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。
