公布日：2022.12.09
申請(qǐng)日：2022.10.17
分類號(hào)：C02F9/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開一種高鹽廢水水質(zhì)凈化的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括按照工藝流程依次連接的重金屬脫除單元、軟化處理單元、膜過濾單元和中和單元。在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上提出將飛灰水洗后產(chǎn)生的高鹽廢水通過轉(zhuǎn)料泵輸送至重金屬脫除反應(yīng)器，加入重金屬捕捉劑硫化鈉，進(jìn)行重金屬脫除，然后通過軟化處理降低硬度，最后經(jīng)過多級(jí)膜過濾，依次去除廢水中的懸浮物顆粒以及殘留的硫酸根、碳酸根離子，膜處理后的清液進(jìn)入中和反應(yīng)器，通過加入一定濃度的酸性物質(zhì)，調(diào)節(jié)pH到7.0，得到滿足蒸發(fā)制鹽工藝進(jìn)水要求的原液。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽廢水水質(zhì)凈化的系統(tǒng)，其特征在于，包括按照工藝流程依次連接的重金屬脫除單元、軟化單元、膜過濾單元和中和單元；所述重金屬脫除單元包括重金屬脫除反應(yīng)器，所述重金屬脫除反應(yīng)器的料液入口即為高鹽廢水水質(zhì)凈化單元入口，重金屬脫除反應(yīng)器加藥入口即為重金屬捕捉劑添加口，所述重金屬脫除反應(yīng)器的出口與軟化處理單元的軟化反應(yīng)器入口相連；所述軟化處理單元包括依次連接的軟化反應(yīng)器、固液分離裝置和緩存沉淀裝置，所述軟化反應(yīng)器料液入口與重金屬脫除反應(yīng)器出口相連，所述軟化反應(yīng)器的加藥口即為軟化藥劑添加口，所述軟化反應(yīng)器的出口與所述固液分離裝置入口相連，所述固液分離裝置的液相出口與所述緩存沉淀裝置的入口相連，所述緩存沉淀裝置的液相出口與所述膜過濾單元的膜供料裝置入口相連，所述固液分離裝置的固相進(jìn)入其他系統(tǒng)，所述緩存沉淀裝置的固相出口與所述軟化反應(yīng)器的入口相連；所述膜過濾單元包括依次連接的膜供料裝置、膜組件、清液存儲(chǔ)裝置和納濾裝置，所述膜供料裝置的料液入口與所述軟化處理單元的緩存沉淀裝置的液相出口相連，所述膜供料裝置的料液出口與所述膜組件的料液入口相連，所述膜組件的濃液出口與所述膜供料裝置的濃液入口相連，所述膜組件的清液出口與所述清液存儲(chǔ)裝置的料液入口相連，所述清液存儲(chǔ)裝置的料液出口與所述納濾膜的料液進(jìn)口相連，所述納濾膜的清液出口與所述中和單元的中和反應(yīng)器的入口相連；所述的中和單元包括中和反應(yīng)器，所述中和反應(yīng)器的入口與所述膜過濾單元的納濾膜的清液出口相連，所述中和反應(yīng)器的加藥口即為藥劑添加口，所述中和反應(yīng)器的出口即為滿足蒸發(fā)制鹽工藝的用水出口。
2.采用權(quán)利要求1所述的高鹽廢水水質(zhì)凈化的方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)將垃圾焚燒飛灰或窯灰水洗后的高鹽廢水通入重金屬脫除反應(yīng)器，通過添加重金屬捕捉劑，進(jìn)行重金屬脫除，重金屬捕捉劑的添加量為0.1-0.3kg/t飛灰或窯灰，使重金屬含量≤50mg/L；(2)將步驟(1)得到的高鹽廢水經(jīng)過軟化反應(yīng)器，加入包括碳酸鈉、硫酸鈉在內(nèi)的軟化藥劑，降低硬度；其中軟化藥劑的添加量為50-200kg/t飛灰或窯灰,得到的高鹽廢水的硬度≤200mg/L；混合漿液通過固液分離裝置進(jìn)行濃縮分離，分離后的清液進(jìn)入緩存水池沉淀，進(jìn)一步進(jìn)行懸浮物的沉降以及水質(zhì)穩(wěn)定；在步驟(2)中固液分離裝置產(chǎn)生的濾渣送至其他系統(tǒng)進(jìn)行處理，緩存水池經(jīng)過沉降產(chǎn)生的沉淀泥漿返回軟化反應(yīng)器，再次輸送至固液分離裝置進(jìn)行處理；(3)將步驟(2)中緩存水池的上清液輸送至膜供料裝置，進(jìn)行膜過濾，以去除廢水中的懸浮物和膠體顆粒，過濾之后的料液轉(zhuǎn)入清液存儲(chǔ)裝置，再進(jìn)入納濾裝置，對(duì)廢水中的二價(jià)離子進(jìn)行去除，經(jīng)過納濾裝置的出水進(jìn)入中和單元；(4)將步驟(3)中納濾膜過濾后的清液輸送至中和反應(yīng)器，進(jìn)行中和，得到符合蒸發(fā)制鹽進(jìn)水要求的水洗液；在步驟(4)的中和反應(yīng)器中加入酸性藥劑，調(diào)節(jié)pH為6.5-7.5，藥劑添加量根據(jù)進(jìn)水量以及水洗液原pH設(shè)定；步驟(4)中的中和反應(yīng)器出水即為蒸發(fā)制鹽工藝進(jìn)水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中料液通過循環(huán)泵在膜組件內(nèi)循環(huán)濃縮：在步驟(3)中膜過濾裝置除正常過濾模式外，還設(shè)置有反沖、清洗兩種模式，并配有反沖、清洗裝置；當(dāng)處于過濾模式，步驟(3)中膜供料裝置的高鹽廢水通過供料泵打入膜組件中，經(jīng)過膜過濾，濃液回流至膜供料裝置進(jìn)行物料平衡，同時(shí)不斷補(bǔ)充新料液以維持膜供料裝置液位，清液進(jìn)入清液存儲(chǔ)裝置；當(dāng)處于反沖模式，步驟(3)中過濾模式正常運(yùn)行，反沖裝置中的壓縮空氣從膜組件的清液出口進(jìn)入膜內(nèi)，對(duì)膜孔進(jìn)行反沖，維持膜通量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中膜運(yùn)行一定時(shí)間后，定期進(jìn)行清洗，當(dāng)處于清洗模式，過濾模式關(guān)閉，清洗裝置中的藥劑通過加藥泵進(jìn)入膜組件中對(duì)膜進(jìn)行清洗，清洗后的濃液、清液同時(shí)返回清洗裝置，進(jìn)行再次清洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中膜過濾濃液回流至膜供料裝置，達(dá)到濃縮濃度后返回軟化單元進(jìn)行固液分離。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中膜停止運(yùn)行后，通過排空口進(jìn)行排空，排空液轉(zhuǎn)移至水質(zhì)凈化應(yīng)急裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中納濾膜的濃液回流至軟化單元，利用濃液中截留的碳酸根、硫酸根離子進(jìn)行再次除硬。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明創(chuàng)造性地提供了一種高鹽廢水水質(zhì)凈化的系統(tǒng)和方法。首先，采用分批投加硬度脫除劑，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，避免過量投加，降低了藥劑成本。其次，在兩次投加硬度脫除劑之間設(shè)置緩存水池，增加藥劑停留時(shí)間，同時(shí)促使高鹽廢水中的懸浮物沉降，降低懸浮物含量。第三，采用膜過濾技術(shù)對(duì)水洗液進(jìn)行處理，進(jìn)一步截留了水洗液中的懸浮顆粒和膠體顆粒，有效降低濁度。此外，采用納濾進(jìn)行過濾，將料液中的硫酸根、碳酸根截留返回前端用于脫除硬度，降低硬度脫除劑投加成本，同時(shí)，保證后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶工段的穩(wěn)定運(yùn)行。最后，采用膜過濾替代原有多介質(zhì)過濾，具有占地面積小，過濾效果好，自動(dòng)化程度高，節(jié)省藥劑成本等優(yōu)勢(shì)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供技術(shù)方案：一種高鹽廢水水質(zhì)凈化的方法，包括如下步驟：
步驟(1)：將飛灰或窯灰水洗工藝段產(chǎn)生的高鹽廢水輸送至重金屬脫除反應(yīng)器，依據(jù)廢水中的重金屬含量，按比例加入重金屬捕捉劑(硫化鈉、硫代硫酸鈉或?qū)Ｓ盟巹瑑?yōu)選硫化鈉)，進(jìn)行重金屬脫除；在步驟(1)中重金屬捕捉劑以保證能夠?qū)⒏啕}廢水中的重金屬去除徹底為準(zhǔn)，添加量為0.1-0.3kg/t飛灰或窯灰。
在步驟(1)中得到的廢水中的重金屬含量≤50mg/L。
步驟(2)：將步驟(1)中的高鹽廢水輸送至軟化反應(yīng)器，加入一定質(zhì)量濃度的軟化藥劑(硫酸鈉、碳酸鈉、絮凝沉淀藥劑)，以降低廢水中的硬度；混合漿液通過固液分離裝置進(jìn)行濃縮分離，分離后的清液進(jìn)入緩存沉淀水池，進(jìn)一步進(jìn)行懸浮物的沉降以及水質(zhì)穩(wěn)定。在步驟(2)中固液分離裝置產(chǎn)生的濾渣送至其他系統(tǒng)進(jìn)行處理，緩存水池經(jīng)過沉降產(chǎn)生的沉淀泥漿送入軟化反應(yīng)器，再次輸送至固液分離裝置進(jìn)行處理。
在步驟(2)中軟化藥劑的添加量為50-200kg/t飛灰或窯灰。
在步驟(2)中得到的高鹽廢水的硬度≤200mg/L。
步驟(3)：將步驟(2)中緩存水池的上清液輸送至膜供料裝置，進(jìn)行膜過濾，以去除廢水中的懸浮物和膠體顆粒，過濾之后的料液轉(zhuǎn)入清液存儲(chǔ)裝置，再進(jìn)入納濾裝置，對(duì)廢水中的二價(jià)離子進(jìn)行去除，經(jīng)過納濾裝置的出水進(jìn)入中和單元。
步驟(3)中料液通過循環(huán)泵在膜組件內(nèi)循環(huán)濃縮。在步驟(3)中膜過濾裝置除了正常過濾模式外，還包括反沖、清洗兩種模式，并配有反沖、清洗裝置。當(dāng)處于過濾模式，步驟(3)中膜供料裝置的高鹽廢水通過供料泵打入膜組件中，經(jīng)過膜過濾，濃液回流至膜供料裝置進(jìn)行物料平衡，同時(shí)不斷補(bǔ)充新料液以維持膜供料裝置液位；清液進(jìn)入清液存儲(chǔ)裝置；當(dāng)處于反沖模式，步驟(3)中過濾模式正常運(yùn)行，反沖裝置中的壓縮空氣從膜組件的清液出口進(jìn)入膜內(nèi)，對(duì)膜孔進(jìn)行反沖，維持膜通量；步驟(3)中膜運(yùn)行一定時(shí)間后，定期進(jìn)行清洗，當(dāng)處于清洗模式，過濾模式關(guān)閉，清洗裝置中的藥劑通過加藥泵進(jìn)入膜組件中對(duì)膜進(jìn)行清洗，清洗后的濃液、清液同時(shí)返回清洗裝置，進(jìn)行再次清洗。步驟(3)中膜過濾濃液回流至膜供料裝置，達(dá)到濃縮濃度后返回軟化單元進(jìn)行固液分離。步驟(3)中膜停止運(yùn)行后，通過排空口進(jìn)行排空，排空液轉(zhuǎn)移至水質(zhì)凈化應(yīng)急裝置。步驟(3)中納濾膜的濃液回流至軟化單元，利用濃液中截留的碳酸根、硫酸根離子進(jìn)行再次除硬。
步驟(4)：將步驟(3)中納濾膜過濾后的清液輸送至中和反應(yīng)器，進(jìn)行中和，得到符合蒸發(fā)制鹽進(jìn)水要求的水洗液。
在步驟(4)的中和反應(yīng)器中加入一定濃度的酸性藥劑(鹽酸)，調(diào)節(jié)pH為6.5-7.5，藥劑添加量根據(jù)進(jìn)水量以及水洗液原pH設(shè)定；
步驟(4)中的中和反應(yīng)器出水即為蒸發(fā)制鹽工藝進(jìn)水。
本發(fā)明的第二個(gè)技術(shù)方案是一種高鹽廢水水質(zhì)凈化的系統(tǒng)，包括按照工藝流程依次連接的重金屬脫除單元、軟化處理單元、膜過濾單元和中和單元。
所述重金屬脫除單元包括重金屬脫除反應(yīng)器。所述重金屬脫除反應(yīng)器的料液入口即為高鹽廢水(飛灰水洗液)水質(zhì)凈化單元入口，重金屬脫除反應(yīng)器加藥口即為重金屬捕捉劑添加口；所述重金屬脫除反應(yīng)器的出口與軟化處理單元的軟化反應(yīng)器入口相連。
所述軟化處理單元包括依次連接的軟化反應(yīng)器、固液分離裝置、緩存沉淀裝置。所述軟化反應(yīng)器料液入口與重金屬脫除反應(yīng)器出口相連，軟化反應(yīng)器的加藥口即為軟化藥劑添加口，軟化反應(yīng)器的出口與所述固液分離裝置入口相連，所述固液分離裝置的液相出口與所述緩存沉淀裝置的入口相連，所述緩存沉淀裝置的液相出口與所述膜過濾單元的膜供料裝置入口相連；所述固液分離裝置的固相進(jìn)入其他系統(tǒng)；所述緩存沉淀裝置的固相出口與所述軟化反應(yīng)器的入口相連。
所述膜過濾單元包括依次連接的膜供料裝置、膜組件、清液存儲(chǔ)裝置、納濾裝置。所述膜供料裝置的料液入口與所述軟化處理單元的緩存沉淀裝置的液相出口相連，所述膜供料裝置的料液出口與所述膜組件的料液入口相連，所述膜組件的濃液出口與所述膜供料裝置的濃液入口相連，所述膜供料裝置的濃液出口與所述軟化單元的軟化反應(yīng)器的濃液回流口相連，所述膜組件的清液出口與所述清液存儲(chǔ)裝置的料液入口相連。
所述清液存儲(chǔ)裝置的料液出口與所述納濾膜的料液入口相連，所述納濾膜的濃液出口與所述軟化單元的軟化反應(yīng)器的濃液回流口相連，所述納濾膜的清液出口與所述中和單元的中和反應(yīng)器的入口相連。
所述中和單元包括中和反應(yīng)器，所述中和反應(yīng)器的入口與所述膜過濾單元的納濾膜的清液出口相連；所述中和反應(yīng)器的加藥口即為藥劑添加口；所述中和反應(yīng)器的出口即為滿足蒸發(fā)制鹽工藝的用水出口。
有益效果
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出的技術(shù)效果：
首先，采用分批加硬度脫除劑，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，避免過量投加，降低了藥劑成本。
其次，在第一次固液分離的液相后設(shè)置緩存水池，增加藥劑停留、作用時(shí)間，同時(shí)促使高鹽廢水中的懸浮物沉降，降低懸浮物含量。
第三，采用膜過濾技術(shù)對(duì)水洗液進(jìn)行處理，進(jìn)一步截留了料液中的懸浮物。同時(shí)，陶瓷膜系統(tǒng)占地面積小，過濾效果好，只需定期對(duì)膜系統(tǒng)進(jìn)行加藥沖洗，且清洗可實(shí)現(xiàn)在線操作，自動(dòng)化程度高，節(jié)省成本。
最后，采用納濾進(jìn)行過濾，將料液中過量的硫酸根、碳酸根截留返回前端再次使用，降低藥劑成本，同時(shí)保證后續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶工段的穩(wěn)定運(yùn)行。
（發(fā)明人：李忠鋒;孔令然;潘志強(qiáng);李揚(yáng)杰;趙小楠;張中玉;焦明明;楊霖;趙利英）
