申請日2010.05.31
公開(公告)日2010.10.13
IPC分類號C02F1/44; C02F9/04
摘要
本發(fā)明涉及反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法及設備。所述方法的步驟為：A、化學處理原水;B、分離化學處理的廢水，化學處理的廢水在膜分離主機入口固體含量以重量計為0.02%-15%;C、過濾分離處理的廢水;D、反滲透處理過濾水。所述設備包括：反應裝置、濃縮器、增壓泵、分離主機、過濾器、及反滲透主機;所述的反應裝置包括化學反應器和加藥器;所述的分離主機為管式模分離主機。本發(fā)明的突出優(yōu)點是：提高重金屬離子、硬度離子、硅離子及COD的去除率;減少反滲透膜結垢，減少硅垢污染和生物性污染，阻斷第二次污染;提高廢水的回收率;且整機設備占地少、結構緊密、操作簡單、運行費用低。
摘要附圖
權利要求書
1.一種反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法，其特征在于，它包括下述步驟：
A、化學處理原水：將反滲透濃水和高含鹽量復雜的廢水，即原水(13)注入到具有化學反應器(1.1)和通過加藥器(1.2)加入藥劑的反應裝置(1)中進行化學處理并提高PH值，反應生成絮體顆粒懸浮于水中以及使原水軟化;
B、分離化學處理的廢水：將化學處理的廢水注入濃縮器(2)，然后一路經過增壓泵(3)注入分離主機(4)，另一路排至含泥污水處理裝置;分離主機(4)對化學處理的廢水中的絮體顆粒進行固液分離處理，排出分離出來的絮體顆粒物，并將經分離處理的廢水送至下一步驟處理;所述的分離處理，其分離主機(4)為管式膜分離主機，化學處理的廢水在膜分離主機(4)入口固體含量以重量計為0.02%-15%;
C、過濾分離處理的廢水：分離主機(4)處理后的廢水經提升泵(8)升壓，經過過濾器(5)后再由高壓泵(9)加壓，進入反滲透主機(6);
D、反滲透處理過濾水：用反滲透主機(6)對經過化學處理、分離、過濾處理的軟化透過液進行反滲透處理，包括分離、脫鹽，最后生產出供回收利用的凈化水產品(14)。
2.根據權利要求1所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法，其特征在于，所述原水(13)，其中的污染物質包括有重金屬離子、硅離子、鈣、鎂類硬度離子、氟、COD中的一種或多種物質。
3.根據權利要求1所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法，其特征在于，所述的化學處理的廢水在分離主機(4)入口處流速為1-10米/秒。
4.根據權利要求1或4所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法，其特征在于，所述的化學反應器(1.1)有一個或兩個，各自至少有一個加藥器(1.2);經化學反應后注入到濃縮器(2)的化學反應后的廢水PH值在9.0～12。
5.根據權利要求1所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法，其特征在于，所述的化學處理原水步驟中，加入藥劑至少有一組或兩組，第1組成份為堿性藥劑，包括石灰或堿，加入到第1化學反應器(1.11)中，用于提高PH值、對原水進行軟化;軟化過程中生成的絮體顆粒經過分離主機(4)進行固液分離除去;第2組的成份為硫化物、PAM，加入到第2化學反應器(1.12)中，用于去除化學反應器(1.11)未能軟化的重金屬離子。
6.根據權利要求1所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法，其特征在于，所述含泥污水處理，是將濃縮器(2)中含泥污水經污泥泵送至污泥濃縮池(11)中，然后將濃縮污泥送至污泥壓濾機(12)壓制成形，并將污泥濃縮池(11)上清液、污泥壓濾機(12)中濾液回流到化學反應器(1.1)中進行再處理。
7.一種反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用設備，其特征在于，包括：與原水聯通的反應裝置(1)、濃縮器(2)、增壓泵(3)、分離主機(4)、過濾器(5)、及反滲透主機(6);所述的反應裝置(1)包括化學反應器(1.1)和加藥器(1.2)，用于將原始廢水中的的污染物質反應生成絮體顆粒懸浮于水中并軟化原始廢水;所述的分離主機(4)為管式模分離主機，用于將反應裝置(1)化學沉淀反應生成的固體顆粒分離出來隨濃縮液體回流到濃縮器(2)中并輸出分離處理的廢水;所述的分離主機(4)與過濾器(5)之間有提升泵(8)，用于將經過分離主機(4)分離出固體后的液體提升至過濾器(5)作過濾處理;過濾器(5)與反滲透主機(6)之間有高壓泵(9)，用于將過濾的水送至反滲透主機(6)進行凈化后回用。
8.根據權利要求7所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用設備，其特征在于，所述的分離主機(4)的膜絲是燒結而成的內徑大于等于8毫米，小于等于105毫米的過濾膜絲;所述過濾膜絲材料選自耐腐蝕的PVDF、或PE、或不銹鋼。
9.根據權利要求7所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用設備，其特征在于，所述的分離主機(4)膜按下述技術指標選定：膜表面流速為1-10米/秒;所能處理的固體濃度以固體重量與化學處理后的廢水重量比值計為：0.02%-15%。
10.根據權利要求7所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用設備，其特征在于，所述的化學反應器(1.1)由一個化學反應池，或兩個化學反應池及至少兩個加藥器(1.2)組成。
11.根據權利要求7所述的反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用設備，其特征在于，所述的濃縮器(2)至少有兩個排放口，其中一個排放口通過與污泥泵10連接污泥濃縮池(11)，另一個排放口與增壓泵(3)連接;污泥濃縮池(11)有兩個排放口，其中一個排放口與污泥壓濾機(12)連接，另一個排放口與反應裝置(1)連接，用于將污泥濃縮池(11)的上部經沉淀處理的廢水返回到反應裝置(1)中再處理。
說明書
反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法及設備
技術領域
本發(fā)明涉及反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法及設備，是一種超高回收率膜系統(tǒng)處理與回用反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水的方法及設備。
背景技術：
現有的用于污水處理的反滲透技術存在以下不足之處：
1、反滲透技術憑借其達到98%的穩(wěn)定脫鹽率在水脫鹽處理領域得到很廣泛的應用，但是其只有70～80%的回收率，使其有20～30%的反滲透濃水排放，造成水資源非常大的浪費;且反滲透濃水含有高鹽量和大量的鈣鎂結垢離子、重金屬離子、硅離子及其他特殊的物質，現階段反滲透濃水基本上都是排放;回用反滲透濃水成為水處理應用上的一種趨勢，同時也是一個技術難題。
2、高含鹽量復雜廢水中含有非常高的溶解固形物和大量的鈣鎂結垢離子、重金屬離子、硅離子及其他特殊的物質，現階段高含鹽量復雜廢水基本上都是簡單處理后排放;回用高含鹽量復雜廢水成為水處理應用上的一種趨勢，同時也是一個技術難題。
3、現有的關于反滲透濃水回用的技術研究，方法和原理存在一些問題。在中國專利號為ZL200920115523.5、名稱為《反滲透濃水再利用裝置》，及中國專利號為ZL200820232440.X、名稱為《一種用膜過濾裝置處理反滲透濃水》，還有中國專利號為ZL200820168798.0、名稱為《反滲透濃水回收利用裝置》等現有技術，在相關反滲透濃水回收利用研究中，他們共同的特點是：直接在反滲透濃水中加入阻垢劑和其他化學藥劑、將PH值控制在小于9，從而抑制重金屬離子及鈣鎂硬度離子在后面的濃水反滲透膜表面沉淀，從而達到回用反滲透濃水的目的;上述技術工藝的缺點是：靠阻垢劑和其他化學藥劑抑制、分散可能引起結垢的重金屬離子、硬度離子;一級反滲透濃水已經是將原水濃縮4倍后的高含鹽量水，所有重金屬離子、鈣鎂硬度離子、硅、COD和其他污染物質濃度已經非常高，早已經超出了各離子飽和濃度積，在一級反滲透系統(tǒng)添加了阻垢劑來就是為了阻止超過飽和濃度積而存在結垢污染;現在上述工藝技術在反滲透濃水里添加阻垢劑，存在以下問題：其一、過量的阻垢劑添加，會引起其他污染物的生成，造成第二次污染;其二、離子濃度太高，而阻垢劑無法達到阻垢目的;其三、不具有對COD去除效果;其四、反滲透系統(tǒng)回收率低。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是，克服現有技術的缺點，提供一種反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法及設備，提高重金屬離子、硬度離子、硅離子及COD的去除率;減少反滲透膜結垢，減少硅垢污染和生物性污染，阻斷第二次污染;提高廢水的回收率;且整機設備占地少、結構緊密、操作簡單、運行費用低。
本發(fā)明的一種反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用方法技術方案，包括下述步驟：
A、化學處理原水：將反滲透濃水和高含鹽量復雜的廢水，即原水注入到具有化學反應器和通過加藥器加入藥劑的反應裝置中進行化學處理并提高PH值，反應生成絮體顆粒懸浮于水中以及使原水軟化;
B、分離化學處理的廢水：將化學處理的廢水注入濃縮器，然后一路經過增壓泵注入分離主機，另一路排至含泥污水處理裝置;分離主機對化學處理的廢水中的絮體顆粒進行固液分離處理，排出分離出來的絮體顆粒物，并將經分離處理的廢水送至下一步驟處理;所述的分離處理，其分離主機為管式膜分離主機，化學處理的廢水在膜分離主機入口固體含量以重量計為0.02%-15%;
C、過濾分離處理的廢水：分離主機處理后的廢水經提升泵升壓，經過過濾器后再由高壓泵加壓，進入反滲透主機;
D、反滲透處理過濾水：用反滲透主機對經過化學處理、分離、過濾處理的軟化透過液進行反滲透處理，包括分離、脫鹽，最后生產出供回收利用的凈化水產品。
本發(fā)明所述的原水，其中的污染物質包括有重金屬離子、硅離子、鈣、鎂類硬度離子、氟、COD中的一種或多種物質。
本發(fā)明所述的化學處理的廢水在分離主機入口處流速為1-10米/秒。
本發(fā)明所述的化學反應器有一個或兩個，各自至少有一個加藥器;經化學反應后注入到濃縮器的化學反應后的廢水PH值在9.0～12。
本發(fā)明所述的化學處理原水步驟中，加入藥劑至少有一組或兩組，第1組成份為堿性藥劑，包括石灰或堿，加入到第1化學反應器中，用于提高PH值、對原水進行軟化;軟化過程中生成的絮體顆粒經過分離主機進行固液分離除去;第2組的成份為硫化物、PAM，加入到第2化學反應器中，用于去除化學反應器未能軟化的重金屬離子。
本發(fā)明所述的含泥污水處理，是將濃縮器中含泥污水經污泥泵送至污泥濃縮池中，然后將濃縮污泥送至污泥壓濾機壓制成形，并將污泥濃縮池上清液、污泥壓濾機中濾液回流到化學反應器中進行再處理。
本發(fā)明一種反滲透濃水和高含鹽量復雜廢水處理與回用設備，包括：與原水聯通的反應裝置、濃縮器、增壓泵、分離主機、過濾器、及反滲透主機;所述的反應裝置包括化學反應器和加藥器，用于將原始廢水中的的污染物質反應生成絮體顆粒懸浮于水中并軟化原始廢水;所述的分離主機為管式模分離主機，用于將反應裝置化學沉淀反應生成的固體顆粒分離出來隨濃縮液體回流到濃縮器中并輸出分離處理的廢水;所述的分離主機與過濾器之間有提升泵，用于將經過分離主機分離出固體后的液體提升至過濾器作過濾處理;過濾器與反滲透主機之間有高壓泵，用于將過濾的水送至反滲透主機進行凈化后回用。
本發(fā)明所述的分離主機的膜絲是燒結而成的內徑大于等于8毫米，小于等于105毫米的過濾膜絲;所述過濾膜絲材料選自耐腐蝕的PVDF、或PE、或不銹鋼。
本發(fā)明所述的分離主機膜按下述技術指標選定：膜表面流速為1-10米/秒;所能處理的固體濃度以固體重量與化學處理后的廢水重量比值計為：0.02%-15%。
本發(fā)明所述的化學反應器由一個化學反應池，或兩個化學反應池及至少兩個加藥器組成。
本發(fā)明所述的濃縮器至少有兩個排放口，其中一個排放口通過與污泥泵連接污泥濃縮池，另一個排放口與增壓泵連接;污泥濃縮池有兩個排放口，其中一個排放口與污泥壓濾機連接，另一個排放口與反應裝置連接，用于將污泥濃縮池的上部經沉淀處理的廢水返回到反應裝置中再處理。
對本發(fā)明的主要技術效果和基本原理說明如下：
1、本發(fā)明技術，簡稱UHR技術，是將重金屬離子、鈣鎂等硬度離子在進入濃水反滲透之前除去;再進入反滲透主機;這樣，反滲透主機膜表面就避免了重金屬污染和鈣鎂結垢的傾向;
2、反滲透濃水中含有硅，濃縮4倍后會很高，而且現有技術進入濃水反滲透的水PH在6～9之間，更容易出現硅結垢;當硅濃度很高的時候，本發(fā)明實施例1在第1個化學反應器中加入氯化鎂和其他化學藥劑，將硅形成膠體，經過分離主機進行固液分離除去硅體，再進入反滲透主機;同時反滲透進水PH值在9.0～12，堿性條件下硅迅速大量的溶解于水中也避免了剩余少量硅的結垢傾向;這樣，反滲透主機膜表面就避免硅垢的傾向;
3、一般反滲透濃水中含有COD，濃縮4倍后會很高，經常在反滲透濃水側形成有機污染，現有技術不能去除COD，所以，其后面的反滲透膜容易形成有機污染;而本發(fā)明技術中，經過在實施例1第1化學反應池加入石灰，經實踐其COD去除率在30%～40%;接著在濃縮池加入粉末活性炭，去除大部分COD，剩余的COD在抗污染濃水反滲透膜的承受范圍內;同時，進入反滲透的水PH值在9.0～12，堿性條件下也抑制了有機污染的傾向;
4、本發(fā)明技術中的管式膜分離主機4的膜絲結構特點，所以管式膜分離主機及其工藝大大減少反應池的占地面積;而且其選用的大流量錯流工藝，保證了膜絲表面的清潔和過濾性能;
5、本發(fā)明技術中的管式膜分離主機與前面的設備一起組成對重金屬離子、硬度離子、硅、COD及其它污染物的去除與分離工藝，除了少部分泥之外，沒有形成二次廢水，其回收率達到99.4%;
6、本發(fā)明技術不僅可以用于處理反滲透濃水回收利用，還可以處理回收高含鹽量、高非溶解性固體含量的復雜廢水;
7、本發(fā)明技術能將傳統(tǒng)反滲透工藝的回收率從75～80%提高到93～98%;
綜上所述，本發(fā)明的原理是將進入濃水反滲透之前的重金屬離子、鈣鎂等硬度離子、硅、COD及其他污染物除去，保護了濃水反滲透主機;而且由于其特殊的管式膜固液分離技術及特點，還有，由于化學反應，使用更少的藥劑，產生更少的污泥;
