公布日：2022.03.11
申請日：2021.11.04
分類號：C02F9/04(2006.01)I
摘要
本發(fā)明提供了一種短流程零硬度預處理系統(tǒng)及污水處理方法，該短流程零硬度預處理系統(tǒng)包括膜軟化反應裝置、離子交換裝置、產水箱和智能控制系統(tǒng)，膜軟化反應裝置內設置有膜組件；離子交換裝置內設置有陽離子交換樹脂；產水箱布置在膜軟化反應裝置和離子交換裝置之間；智能控制系統(tǒng)與膜軟化反應裝置和離子交換裝置電連接。該短流程零硬度預處理系統(tǒng)將膜軟化反應裝置和離子交換裝置相結合，形成短流程、且產水水質穩(wěn)定的零硬度預處理技術；并且通過智能控制系統(tǒng)進行全自動控制，保證產水水質。
權利要求書
1.一種短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：膜軟化反應裝置，具有第一廢水入口、第一出水口及藥劑投放口；所述膜軟化反應裝置內設置有膜組件；所述膜組件為多個過濾膜管單端集合而成，并且所述膜組件的所述集合的一端與所述第一出水口相連通，另一端與所述第一廢水入口相連通；離子交換裝置，具有第二廢水入口和第二出水口；所述離子交換裝置內設置有陽離子交換樹脂，且布置在所述第二廢水入口和所述第二出水口之間；產水箱，具有水箱入口和水箱出口；所述產水箱布置在所述膜軟化反應裝置和所述離子交換裝置之間，且所述水箱入口與所述第一出水口相連通，所述水箱出口與所述第二廢水入口相連通；智能控制系統(tǒng)，與所述膜軟化反應裝置和所述離子交換裝置電連接。
2.根據權利要求1所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，所述陽離子交換樹脂采用弱酸陽離子交換樹脂，所述弱酸陽離子交換樹脂優(yōu)選為多孔聚丙烯酸型樹脂。
3.根據權利要求1所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的第一調控裝置；所述第一調控裝置包括相互配合的第一pH調控機構和第一pH計，所述第一pH計用于實時檢測所述膜軟化反應裝置內待處理廢水的pH值，并通過所述第一pH調控機構調節(jié)所述膜軟化反應裝置內待處理廢水的pH值。
4.根據權利要求1所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的第二調控裝置；所述第二調控裝置包括相互配合的第二pH調控機構和第二pH計，所述第二pH計用于實時檢測所述產水箱內過濾清液的pH值，并通過所述第二pH調控機構調節(jié)將要流入所述產水箱的過濾清液的pH值。
5.根據權利要求1所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的加藥裝置，所述加藥裝置包括相互配合的藥劑投放器和流量計，所述藥劑投放器連通所述藥劑投放口；所述流量計用于實時檢測流入所述膜軟化反應裝置內的廢水流量，所述藥劑投放器用于根據流量大小自動調節(jié)向所述膜軟化反應裝置中的加藥量。
6.根據權利要求1所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一硬度檢測儀和第二硬度檢測儀；所述第一硬度檢測儀用于實時檢測經過所述膜軟化反應裝置處理后的廢水硬度；所述第二硬度檢測儀用于實時檢測所述離子交換裝置的產水硬度。
7.根據權利要求6所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的酸堿再生系統(tǒng)，所述酸堿再生系統(tǒng)連接所述離子交換裝置，且與所述第二硬度檢測儀相互配合，用于根據所述離子交換裝置的產水硬度對所述陽離子交換樹脂進行酸堿再生。
8.根據權利要求1所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制系統(tǒng)為PLC或DCS全自動智能控制系統(tǒng)。
9.基于權利要求1~8任一項所述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)的污水處理方法，其特征在于，包括以下步驟：將待處理的廢水輸送至膜軟化反應裝置內，并通過所述膜組件；在所述膜組件的過濾作用下，所述待處理的廢水中固體污染物附著在膜組件表面；同時，經膜組件過濾后得到的過濾清液進入產水箱；進入所述產水箱內的所述過濾清液輸送至離子交換裝置，并通過所述陽離子交換樹脂；在所述陽離子交換樹脂的離子交換作用下，去除所述過濾清液的硬度，得到目標清液。
10.根據權利要求9所述的污水處理方法，其特征在于，還包括再生操作：當所述目標清液的硬度≥1mg/L時，通過智能控制系統(tǒng)控制所述離子交換裝置停止產水，并啟動酸堿再生系統(tǒng)對所述陽離子交換樹脂進行酸堿再生。
發(fā)明內容
為解決上述傳統(tǒng)工藝中存在的至少一個問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種短流程零硬度預處理系統(tǒng)及污水處理方法，該短流程零硬度預處理系統(tǒng)將膜軟化反應裝置和離子交換裝置相結合，形成短流程、且產水水質穩(wěn)定的零硬度預處理技術；并且通過智能控制系統(tǒng)進行全自動控制，保證產水水質。
為了實現上述目的，根據本發(fā)明的第一方面，提供了一種短流程零硬度預處理系統(tǒng)。
該短流程零硬度預處理系統(tǒng)包括：
膜軟化反應裝置，具有第一廢水入口、第一出水口及藥劑投放口；所述膜軟化反應裝置內設置有膜組件；所述膜組件為多個過濾膜管單端集合而成，并且所述膜組件的所述集合的一端與所述第一出水口相連通，另一端與所述第一廢水入口相連通；
離子交換裝置，具有第二廢水入口和第二出水口；所述離子交換裝置內設置有陽離子交換樹脂，且布置在所述第二廢水入口和所述第二出水口之間；
產水箱，具有水箱入口和水箱出口；所述產水箱布置在所述膜軟化反應裝置和所述離子交換裝置之間，且所述水箱入口與所述第一出水口相連通，所述水箱出口與所述第二廢水入口相連通；
智能控制系統(tǒng)，與所述膜軟化反應裝置和所述離子交換裝置電連接。
進一步的，所述陽離子交換樹脂采用弱酸陽離子交換樹脂，所述弱酸陽離子交換樹脂優(yōu)選為多孔聚丙烯酸型樹脂。
進一步的，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的第一調控裝置；所述第一調控裝置包括相互配合的第一pH調控機構和第一pH計，所述第一pH計用于實時檢測所述膜軟化反應裝置內待處理廢水的pH值，并通過所述第一pH調控機構調節(jié)所述膜軟化反應裝置內待處理廢水的pH值。
進一步的，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的第二調控裝置；所述第二調控裝置包括相互配合的第二pH調控機構和第二pH計，所述第二pH計用于實時檢測所述產水箱內過濾清液的pH值，并通過所述第二pH調控機構調節(jié)將要流入所述產水箱的過濾清液的pH值。
進一步的，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的加藥裝置，所述加藥裝置包括相互配合的藥劑投放器和流量計，所述藥劑投放器連通所述藥劑投放口；所述流量計用于實時檢測流入所述膜軟化反應裝置內的廢水流量，所述藥劑投放器用于根據流量大小自動調節(jié)向所述膜軟化反應裝置中的加藥量。
進一步的，還包括第一硬度檢測儀和第二硬度檢測儀；所述第一硬度檢測儀用于實時檢測經過所述膜軟化反應裝置處理后的廢水硬度；所述第二硬度檢測儀用于實時檢測所述離子交換裝置的產水硬度。
進一步的，還包括與所述智能控制系統(tǒng)電連接的酸堿再生系統(tǒng)，所述酸堿再生系統(tǒng)連接所述離子交換裝置，且與所述第二硬度檢測儀相互配合，用于根據所述離子交換裝置的產水硬度對所述陽離子交換樹脂進行酸堿再生。
進一步的，所述智能控制系統(tǒng)為PLC或DCS全自動智能控制系統(tǒng)。
為了實現上述目的，根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種污水處理方法。
該污水處理方法基于上述的短流程零硬度預處理系統(tǒng)，包括以下步驟：
將待處理的廢水輸送至膜軟化反應裝置內，并通過所述膜組件；
在所述膜組件的過濾作用下，所述待處理的廢水中固體污染物附著在膜組件表面；同時，經膜組件過濾后得到的過濾清液進入產水箱；
進入所述產水箱內的所述過濾清液輸送至離子交換裝置，并通過所述陽離子交換樹脂；
在所述陽離子交換樹脂的離子交換作用下，去除所述過濾清液的硬度，得到目標清液。
進一步的，還包括再生操作：
當所述目標清液的硬度≥1mg/L時，通過智能控制系統(tǒng)控制所述離子交換裝置停止產水，并啟動酸堿再生系統(tǒng)對所述陽離子交換樹脂進行酸堿再生。
本發(fā)明中將“膜軟化反應裝置+離子交換裝置”工藝流程用于硬度預處理。其中，膜軟化技術通過藥劑投加，使廢水中的待處理物，如硬度、硅、重金屬等物質從廢水中析出，結晶，形成泥水混合懸濁液，泥水混合懸濁液直接通過膜過濾后將待處理物截留，從而達到軟化除硅等目的。
與傳統(tǒng)硬度預處理工藝相比，本發(fā)明的技術效果：
1、本發(fā)明簡化了傳統(tǒng)處理工藝流程，減少了靜設備及動設備數量，從而降低了項目占地、運行能耗及運維費用。
2、本發(fā)明中廢水的進水硬度在10000mg/L以下，膜軟化反應裝置的產水硬度＜30mg/L，離子交換裝置的產水硬度基本為0；
廢水的進水硬度在10000mg/L以上時，離子交換裝置的產水硬度＜30mg/L。
3、本發(fā)明中的處理過程全部通過PLC或DCS全自動控制，其中，膜軟化反應裝置能根據進水水量及pH自動調節(jié)加藥量；離子交換裝置能根據產水硬度自動進行酸堿再生，可充分保證產水水質的穩(wěn)定性。
4、本發(fā)明中離子交換再生周期長，酸堿再生液用量少，節(jié)省藥劑且極大減少酸堿廢水量。
5、本發(fā)明中設備所產污泥含水率可低于94％，污泥少，不需要配置污泥濃縮系統(tǒng)，利于污泥系統(tǒng)處理和設備配套。
（發(fā)明人：畢飛;張智超）
