公布日：2022.01.04
申請日：2021.11.08
分類號：C02F9/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置和方法，屬于環(huán)保和資源化技術(shù)領(lǐng)域。它包括高效沉淀系統(tǒng)、廢水調(diào)節(jié)槽、第一輸送泵、機(jī)械過濾器、濃縮系統(tǒng)、漿液槽、換熱器、汽水分離器、清水槽、真空泵、循環(huán)水槽、第二輸送泵、冷卻塔。本發(fā)明充分考慮有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水排放溫度高、固形物多的特點(diǎn)，通過高效沉淀、過濾和滲透汽化等多種技術(shù)有效結(jié)合進(jìn)行處理，過程中有效利用生產(chǎn)廢水自身的高溫廢熱源，既節(jié)約能源，又實現(xiàn)水資源化，具有較高的應(yīng)用推廣價值。
權(quán)利要求書
1.一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置，其特征在于，包括高效沉淀系統(tǒng)1、廢水調(diào)節(jié)槽2、第一輸送泵3、機(jī)械過濾器4、濃縮系統(tǒng)5、漿液槽6、換熱器7、汽水分離器8、清水槽9、真空泵10、循環(huán)水槽11、第二輸送泵12、冷卻塔13；其中，高效沉淀系統(tǒng)1由豎流式沉淀池101、保溫層102、機(jī)械刮泥機(jī)103、斜板104、排泥泵105組成；其中，廢水調(diào)節(jié)槽2由廢水槽201、保溫層202、鼓風(fēng)機(jī)203、穿孔曝氣管204組成；高效沉淀池1出液口連接廢水調(diào)節(jié)槽2進(jìn)液口，廢水調(diào)節(jié)槽2出液口與機(jī)械過濾器4進(jìn)液口通過第一輸送泵3連接，機(jī)械過濾器4的出液口連接濃縮系統(tǒng)5的進(jìn)液口，機(jī)械過濾器4的出泥口連接漿液槽6的進(jìn)液口②，濃縮系統(tǒng)5的排液口連接漿液槽6的進(jìn)液口③，濃縮系統(tǒng)5的出汽口連接換熱器7的進(jìn)汽口，汽水分離器8的進(jìn)水口分別連接換熱器7的出水口和真空泵10的進(jìn)氣口，汽水分離器8的出水口連接清水槽9的進(jìn)水口，循環(huán)水槽11的出水口與換熱器7的冷水進(jìn)口通過第二輸送泵12連接，循環(huán)水槽11的進(jìn)水口與換熱器7的冷水出口通過冷卻塔13連接，其中，鼓風(fēng)機(jī)203的出氣口連接穿孔曝氣管204，高效沉淀池1的出泥口和漿液槽的進(jìn)液口①通過排泥泵105連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置，其特征在于，所述的高效沉淀系統(tǒng)1由豎流式沉淀池101、保溫層102、機(jī)械刮泥機(jī)103、斜板104、排泥泵105組成，高效沉淀系統(tǒng)1的表面負(fù)荷取值為2~4m3/m2•h，豎流式沉淀池101池體形式為圓形結(jié)構(gòu)，泥斗角度大于50度，機(jī)械刮泥機(jī)103為機(jī)械結(jié)構(gòu)式泥斗刮板，斜板104的間距在100mm—200mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置，其特征在于，所述的濃縮系統(tǒng)5內(nèi)設(shè)置滲透汽化膜組件，膜片可以采用有機(jī)復(fù)合膜或無機(jī)復(fù)合膜，主要特性包括耐高溫、親水性、無孔，滲透汽化膜組件采用浸沒式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置，其特征在于，所述的換熱器7為間壁式熱交換器，形式可以為管式或板式，殼層進(jìn)出口與循環(huán)冷卻水相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4項一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）進(jìn)水的預(yù)處理：將生產(chǎn)廢水接入高效沉淀系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行沉淀處理后進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)槽內(nèi)，在廢水調(diào)節(jié)槽內(nèi)通過曝氣攪拌使廢水混合均勻，然后泵入機(jī)械過濾器進(jìn)一步去除懸浮物以獲取經(jīng)過預(yù)處理的廢水；高效沉淀系統(tǒng)和機(jī)械過濾器產(chǎn)生的污泥進(jìn)入漿液槽；（2）廢水汽化分離：將步驟（2）中得到的預(yù)處理廢水經(jīng)過濃縮系統(tǒng)中滲透汽化膜組件分離出汽化水，從而實現(xiàn)廢水的濃縮減量，并將此濃縮液排出至漿液槽；（3）汽化水冷凝：將步驟（3）中分離出的汽化水與循環(huán)冷卻水進(jìn)行間接熱交換后進(jìn)行冷凝并回收清凈水，實現(xiàn)中水回用；（4）濃漿液收集：將步驟（2）中排出的濃縮液與步驟（1）產(chǎn)生的污泥進(jìn)行收集并混合，可通過機(jī)械壓濾方式制成干泥外運(yùn)安全處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法，其特征在于，所述的廢水的水質(zhì)范圍為，水溫在60℃—85℃，TDS≤20000mg/L,CODc≤3000mg/L,SS≤2000mg/L的各類有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法，其特征在于，在步驟（1）中，高效沉淀系統(tǒng)可根據(jù)廢水實際情況進(jìn)行運(yùn)行設(shè)定，可對機(jī)械刮泥機(jī)的轉(zhuǎn)速、污泥泵開啟時間、斜板間距進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，確保步驟（1）排出的水質(zhì)滿足后續(xù)工藝單元需要；過濾器出口水質(zhì)SS≤20mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法，其特征在于，在步驟（2）中，濃縮系統(tǒng)的濃縮分離采用蒸汽壓差驅(qū)動的滲透汽化技術(shù)進(jìn)行廢水的汽化分離，從而實現(xiàn)廢水的濃縮，濃縮系統(tǒng)的加熱控制溫度，根據(jù)廢水水質(zhì)、濃縮倍數(shù)、清水水質(zhì)的要求不同控制設(shè)定溫度介于55℃—80℃之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法，其特征在于，在步驟（3）中，回收獲得的清凈水水質(zhì)TDS≤100mg/L。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法，其特征在于，在步驟（4）中，獲得的混合濃漿液含固率大于0.5%，該濃漿液可通過機(jī)械壓濾方式制成干泥外運(yùn)安全處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置和方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的分離工藝繁瑣、能耗高、資源化低等技術(shù)問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置，包括高效沉淀系統(tǒng)、廢水調(diào)節(jié)槽、第一輸送泵、機(jī)械過濾器、濃縮系統(tǒng)、漿液槽、換熱器、汽水分離器8、清水、真空泵、循環(huán)水槽、第二輸送泵、冷卻塔；其中，高效沉淀系統(tǒng)由豎流式沉淀池、保溫層、機(jī)械刮泥機(jī)、斜板、排泥泵組成；其中，廢水調(diào)節(jié)槽由廢水槽、保溫層、鼓風(fēng)機(jī)、穿孔曝氣管組成；高效沉淀池出液口連接進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)槽進(jìn)液口，廢水調(diào)節(jié)槽出液口與機(jī)械過濾器進(jìn)液口通過第一輸送泵連接，機(jī)械過濾器的出液口連接濃縮系統(tǒng)的進(jìn)液口，機(jī)械過濾器的出泥口連接漿液槽的進(jìn)液口，濃縮系統(tǒng)的排液口連接漿液槽的進(jìn)液口，濃縮系統(tǒng)的出汽口連接換熱器的進(jìn)汽口，汽水分離器的進(jìn)口分別連接換熱器的出水口和真空泵的進(jìn)氣口，汽水分離器的出水口連接清水槽的進(jìn)水口，循環(huán)水槽的出水口與換熱器的冷水進(jìn)口通過第二輸送泵連接，循環(huán)水槽的進(jìn)水口與換熱器的冷水出口通過冷卻塔連接。其中，鼓風(fēng)機(jī)的出氣口連接穿孔曝氣管，高效沉淀池的出泥口和漿液槽的進(jìn)液口通過排泥泵連接。
在上述一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置中，所述的高效沉淀系統(tǒng)由豎流式沉淀池、保溫層、機(jī)械刮泥機(jī)、斜板、排泥組成，高效沉淀系統(tǒng)的表面負(fù)荷取值為2~4m3/m2•h，豎流式沉淀池池體形式為圓形結(jié)構(gòu)，泥斗角度大于50度，機(jī)械刮泥機(jī)為機(jī)械結(jié)構(gòu)式泥斗刮板，斜板的間距在100mm—200mm之間。
在上述一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置中，所述的濃縮系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置滲透汽化膜組件，膜片可以采用有機(jī)復(fù)合膜或無機(jī)復(fù)合膜，主要特性包括耐高溫、親水性、無孔。滲透汽化膜組件采用浸沒式。
在上述一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置中，所述的換熱器為間壁式熱交換器，形式可以為管式或板式，殼層進(jìn)出口與循環(huán)冷卻水相連接。
本發(fā)明還提供了一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法，包括以下步驟：（1）進(jìn)水的預(yù)處理：將生產(chǎn)廢水接入高效沉淀系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行沉淀處理后進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)槽內(nèi)，在廢水調(diào)節(jié)槽內(nèi)通過曝氣攪拌使廢水混合均勻，然后泵入機(jī)械過濾器進(jìn)一步去除懸浮物以獲取經(jīng)過預(yù)處理的廢水；高效沉淀系統(tǒng)和機(jī)械過濾器產(chǎn)生的污泥進(jìn)入漿液槽；（2）廢水汽化分離：將步驟（2）中得到的預(yù)處理廢水經(jīng)過濃縮系統(tǒng)中滲透汽化膜組件分離出汽化水，從而實現(xiàn)廢水的濃縮減量，并將此濃縮液排出至漿液槽。（3）汽化水冷凝：將步驟（3）中分離出的汽化水與循環(huán)冷卻水進(jìn)行間接熱交換后進(jìn)行冷凝并回收清凈水，實現(xiàn)中水回用；（4）濃漿液收集：將步驟（2）中排出的濃縮液與步驟（1）產(chǎn)生的污泥進(jìn)行收集并混合，可通過機(jī)械壓濾方式制成干泥外運(yùn)安全處理。
在上述一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法中，廢水的水質(zhì)范圍為，水溫在60℃—85℃，TDS≤20000mg/L,CODcr≤3000mg/L,SS≤2000mg/L的各類有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水。
在上述一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法中，在步驟（1）中，高效沉淀系統(tǒng)可根據(jù)廢水實際情況進(jìn)行運(yùn)行設(shè)定，可對機(jī)械刮泥機(jī)的轉(zhuǎn)速、污泥泵開啟時間、斜板間距進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，確保步驟（1）排出的水質(zhì)滿足后續(xù)工藝單元需要；過濾器出口水質(zhì)SS≤20mg/L。
在上述一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法中，在步驟（2）中，濃縮系統(tǒng)的濃縮分離采用蒸汽壓差驅(qū)動的滲透汽化技術(shù)進(jìn)行廢水的汽化分離，從而實現(xiàn)廢水的濃縮。濃縮系統(tǒng)的加熱控制溫度，根據(jù)廢水水質(zhì)、濃縮倍數(shù)、清水水質(zhì)的要求不同控制設(shè)定溫度介于55℃—80℃之間。
在上述一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用方法中，在步驟（3）中，回收獲得的清凈水水質(zhì)TDS≤100mg/L。
在上述一種含鹽廢液的濃縮方法中，在步驟（4）中，獲得的濃液含固率大于0.5%，該濃漿液可機(jī)械壓濾方式制成干泥外運(yùn)安全處理。
本發(fā)明的有益效：1、針對有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的水質(zhì)特征采用沉淀、調(diào)節(jié)和過濾的方式進(jìn)行預(yù)處理，可有效去除廢水中的各類顆粒雜質(zhì)，為后續(xù)進(jìn)入濃縮分離系統(tǒng)提供可靠進(jìn)料水質(zhì)；2、充分利用廢水中包含的高溫廢熱作為濃縮系統(tǒng)中滲透汽化分離的熱源介質(zhì)，有效降低運(yùn)行能耗；3、將滲透汽化膜分離技術(shù)應(yīng)用于廢水資源化領(lǐng)域，充分利用膜的選擇透過性等特點(diǎn)進(jìn)行廢水中水分的分離，工藝路線簡單，運(yùn)行成本低，具有較好的經(jīng)濟(jì)性；4、滲透汽化技術(shù)分離產(chǎn)出的回用水質(zhì)好，回用效益高，具有良好的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性。
本發(fā)明提供的一種有機(jī)膨潤土生產(chǎn)廢水的資源化回用裝置和方法有效的將廠區(qū)廢水進(jìn)行資源化開發(fā)利用，既降低企業(yè)針對生產(chǎn)廢水的綜合處理成本，又回收了水資源，還節(jié)約了能源，為有機(jī)膨潤土生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保治理和廢水資源化提供了較為實用裝置和方法。
（發(fā)明人：葉舟;周震原;徐洪亮;徐斌;李金頁）
