公布日：2023.05.02
申請日：2023.02.20
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/469(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F5/06(2023.01)N;C02F1/
14(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，包括廢水調(diào)節(jié)池，所述廢水調(diào)節(jié)池上依次管道連接有除硬除油單元、反滲透膜濃縮單元、電滲析濃縮單元和蒸發(fā)塘，所述除硬除油單元包括依次管道連接的高密度沉淀池、氣浮池、活性炭過濾器、超濾裝置和軟化床；所述的反滲透膜濃縮單元包括苦咸水反滲透和海水反滲透兩級反滲透膜濃縮；所述的電滲析濃縮單元可將濃鹽水的含鹽量濃縮至200g/L；蒸發(fā)塘單元設(shè)有機械霧化器，利用太陽能對濃鹽液進行結(jié)晶復用。同時還公開了一種高硬含油廢水處理的方法。本發(fā)明投資運行費用低，運行維護簡單、適用水質(zhì)廣泛，產(chǎn)出的結(jié)晶鹽可資源化利用同時適用于高硬含油廢水的零排放。
權(quán)利要求書
1.一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，包括廢水調(diào)節(jié)池(1)，其特征在于，所述廢水調(diào)節(jié)池(1)上依次管道連接有除硬除油單元(2)、反滲透膜濃縮單元(3)、電滲析濃縮單元(4)和蒸發(fā)塘(5)，所述除硬除油單元(2)包括依次管道連接的高密度沉淀池(6)、氣浮池(7)、活性炭過濾器(8)、超濾裝置(9)和軟化床(10)，實現(xiàn)雙重除硬除油，所述高密度沉淀池(6)上設(shè)置有混凝劑投加口(11)和助凝劑投加口(12)，所述軟化床(10)與反滲透膜濃縮單元(3)管道連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述反滲透膜濃縮單元(3)包括依次管道連接的一級反滲透裝置(13)和二級反滲透裝置(14)，一級反滲透裝置(13)與二級反滲透裝置(14)之間設(shè)置有一級濃水箱(15)，二級反滲透裝置(14)上管道連接有淡水池(16)，一級反滲透裝置(13)與軟化床(10)管道連接，二級反滲透裝置(14)與電滲析濃縮單元(4)管道連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述二級反滲透裝置(14)與電滲析濃縮單元(4)之間設(shè)置有二級濃水箱(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高密度沉淀池(6)包括管道連接的前混池(18)、絮凝池(19)和沉淀池(28)，前混池(18)上設(shè)置有混凝劑投加口(11)、石灰投加口(29)和碳酸鈉投加口(30)，絮凝池(19)上設(shè)置有助凝劑投加口(12)，前混池(18)與廢水調(diào)節(jié)池(1)管道連接，沉淀池(28)與氣浮池(7)管道連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述氣浮池(7)與活性炭過濾器(8)之間設(shè)置有澄清水池(20)，所述氣浮池(7)設(shè)置有溶氣水泵(27)，氣浮池(7)上也設(shè)置有混凝劑投加口(11)和助凝劑投加口(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述活性炭過濾器(8)與超濾裝置(9)之間設(shè)置有依次設(shè)置有活性炭產(chǎn)水箱(21)和自清洗過濾器(22)，所述活性炭產(chǎn)水箱(21)與活性炭過濾器(8)之間設(shè)置有反洗水泵(23)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述超濾裝置(9)與軟化床(10)之間設(shè)置有超濾產(chǎn)水箱(24)，軟化床(10)與一級反滲透裝置(13)之間設(shè)置有軟化水池(25)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)塘(5)內(nèi)設(shè)置有霧化器(26)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項所述的系統(tǒng)的高硬含油廢水處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：首先，各類廢水排放至廢水調(diào)節(jié)池(1)；然后，除硬除油單元(2)對廢水進行除硬除油處理；接著，反滲透膜濃縮單元(3)對除硬除油處理后的廢水進行濃縮處理；再接著，電滲析濃縮單元(4)對濃縮處理后的廢水進行進一步濃縮；最后，蒸發(fā)塘(5)進行機械霧化蒸發(fā)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)的高硬含油廢水處理的方法，其特征在于，各類廢水排放至廢水調(diào)節(jié)池(1)，經(jīng)過水泵提升至高密度沉淀池(6)，混凝劑投加口(11)、石灰投加口(29)和碳酸鈉投加口(30)分別向前混池(18)內(nèi)投加碳酸鈉、石灰及混凝劑三種藥劑，其中石灰和碳酸鈉用于去除廢水中的鈣鎂硬度，混凝劑則用于吸附、凝聚廢水中的固體懸浮物，廢水在前混池(18)停留30分鐘后進入絮凝池(19)，助凝劑投加口(12)向絮凝池(19)內(nèi)投加助凝劑PAM將凝聚的懸浮固體進一步絮凝，從而在隨后的沉淀池(28)內(nèi)沉降，沉降后的污泥由泵輸送至污泥處理系統(tǒng)，污泥系統(tǒng)中的上清液及壓榨水也回流至廢水調(diào)節(jié)池(1)；初步除硬及去除懸浮物后的廢水自流進入氣浮池(7)進行去除油脂，氣浮池(7)為一體化設(shè)備，其可去除廢水中90％油脂及小顆粒懸浮物，去除后的浮渣收集至浮渣池后外運可復用，處理后的水重力流入澄清水池(20)，經(jīng)過輸送水泵進入活性炭過濾器(8)通過活性炭吸附作用進一步去除廢水中剩余油脂及有機物，此時廢水中的含油量基本可以控制在0.02mg/L以下，滿足超濾裝置(9)的進水需求；活性炭過濾器(8)產(chǎn)水進入活性炭產(chǎn)水箱(21)，同時采用反洗水泵(23)進行定期反洗，反洗廢水回收至廢水調(diào)節(jié)池(1)；活性炭產(chǎn)水經(jīng)過水泵加壓依次進水自清洗過濾器(22)及超濾裝置(9)，采用膜分離技術(shù)去除廢水中高分子溶解態(tài)及膠體態(tài)的污染物，其產(chǎn)水濁度可小于0.1NTU，SDI小于3，超濾產(chǎn)水儲存于超濾產(chǎn)水箱(24)，再通過水泵加壓進入軟化床(10)，經(jīng)過軟化床(10)之后的廢水硬度降低至2mg/L，軟化床(10)產(chǎn)水儲存于軟化水池(25)；經(jīng)過前述雙重除硬和雙重除油后的廢水經(jīng)過加壓進入一級反滲透裝置(13)，一級反滲透采用苦咸水反滲透膜，采用一級二段設(shè)置，段間設(shè)置增壓泵，一級反滲透產(chǎn)水回收至淡水池(16)，濃水進入一級濃水箱(15)；濃水再經(jīng)過加壓進入二級反滲透裝置(14)，二級反滲透采用海水反滲透膜，設(shè)置一級一段，將廢水含鹽量濃縮8-10倍，二級反滲透的高鹽濃水進入二級濃水箱(17)進行進一步處理，產(chǎn)水則與一級反滲透產(chǎn)水一樣回收至淡水池(16)；二級反滲透的濃鹽水進入電滲析濃縮單元(4)后，在直流電場作用下產(chǎn)生離子的定向遷移，通過具有選擇透過性的陽陰離子交換膜從而將鹽水中的陽陰離子遷移至電滲析的濃水室進一步濃縮，電滲析濃水室的含鹽量高達200g/L,相當于將進水50000mg/L左右的鹽再濃縮了4倍，此時濃縮后的廢水流量也減少至原廢水的3％左右；濃縮減量后的高鹽廢水通過泵輸送至蒸發(fā)塘(5)進行機械霧化蒸發(fā)，蒸發(fā)塘內(nèi)設(shè)置霧化器(26)將濃鹽水進行強制霧化，有效提高蒸發(fā)速度，減少蒸發(fā)塘(5)的占地面積，蒸發(fā)塘(5)內(nèi)的鹽定期進行回收復用；其中，氣浮池(7)采用一體化溶氣氣浮，接觸室上升流速為10-20mm/s,氣浮上部配有刮渣機，下部帶有污泥斗，由氣泡攜帶至池面的浮渣由刮渣機收集進入渣斗自流入泥渣池，氣浮設(shè)備產(chǎn)水含油≤2mg/L，產(chǎn)水懸浮物≤5mg/L；超濾裝置(9)采用中空纖維超濾膜，采用錯流過濾，回收率高達93％；軟化床(10)采用順流再生鈉床，流速高達上限30m/h,產(chǎn)水總硬度不大于2mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，還提供一種高硬含油廢水處理的方法，本發(fā)明投資運行費用低，運行維護簡單、適用水質(zhì)廣泛，產(chǎn)出的結(jié)晶鹽可資源化利用同時適用于高硬含油廢水的零排放。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，包括廢水調(diào)節(jié)池，所述廢水調(diào)節(jié)池上依次管道連接有除硬除油單元、反滲透膜濃縮單元、電滲析濃縮單元和蒸發(fā)塘。所述除硬除油單元包括依次管道連接的高密度沉淀池、氣浮池、活性炭過濾器、超濾裝置和軟化床。其中高密度沉淀池和軟化床設(shè)備實現(xiàn)雙重除硬功能，氣浮池和活性炭過濾器實現(xiàn)雙重除油功能。所述高密度沉淀池上設(shè)置有混凝劑投加口和助凝劑投加口，所述軟化床與后面的反滲透膜濃縮單元管道連接。
前述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，所述反滲透膜濃縮單元包括依次管道連接的一級反滲透裝置和二級反滲透裝置，一級反滲透裝置與二級反滲透裝置之間設(shè)置有一級濃水箱，一二級反滲透裝置產(chǎn)水管道連接有淡水池，一級反滲透裝置進水與軟化床產(chǎn)水管道連接，二級反滲透裝置濃水與電滲析濃縮單元管道連接；一二級反滲透產(chǎn)水水質(zhì)較好，回用為一部分循環(huán)水補充水，完全滿足其水質(zhì)要求，雙重除硬和雙重除油后的廢水經(jīng)過加壓進入一級反滲透裝置，一級反滲透采用苦咸水反滲透膜，采用一級二段設(shè)置，段間設(shè)置增壓泵，一級反滲透產(chǎn)水回收至淡水池，濃水進入一級濃水箱。濃水再經(jīng)過加壓進入二級反滲透裝置，二級反滲透采用海水反滲透膜，設(shè)置一級一段，將廢水含鹽量濃縮8-10倍，二級反滲透的高鹽濃水進入二級濃水箱進行進一步處理，產(chǎn)水則與一級反滲透產(chǎn)水一樣回收至淡水池。
前述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，所述二級反滲透裝置與電滲析濃縮單元之間設(shè)置有二級濃水箱；濃鹽水進入電滲析濃縮裝置后，在直流電場作用下產(chǎn)生離子的定向遷移，通過具有選擇透過性的陽陰離子交換膜從而將鹽水中的陽陰離子遷移至電滲析的濃水室進一步濃縮，電滲析濃水室的含鹽量高達180-200g/L，相當于將進水50000mg/L左右的鹽再濃縮了4倍，此時濃縮后的廢水流量也減少至原廢水的3％左右。
前述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，所述高密度沉淀池包括管道連接的前混池、絮凝池和沉淀池，前混池上設(shè)置有混凝劑投加口、石灰投加口和碳酸鈉投加口，絮凝池上設(shè)置有助凝劑投加口，前混池與廢水調(diào)節(jié)池管道連接，沉淀池與氣浮池管道連接；采用雙重除硬——高密池和軟化床，雙重除油——氣浮及活性炭的預處理，確保反滲透膜及電滲析膜免受結(jié)垢及有機雜質(zhì)的污染，減少設(shè)備維護量，延長設(shè)備使用壽命；混凝劑投加口、石灰投加口和碳酸鈉投加口分別向前混池內(nèi)投加碳酸鈉、石灰及混凝劑三種藥劑，其中石灰和碳酸鈉用于去除廢水中的鈣鎂硬度，混凝劑則用于吸附、凝聚廢水中的固體懸浮物。
前述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，所述氣浮池與活性炭過濾器之間設(shè)置有澄清水池，所述氣浮池與澄清水池之間設(shè)置有溶氣水泵，氣浮池上也設(shè)置有混凝劑投加口和助凝劑投加口。
前述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，所述活性炭過濾器與超濾裝置之間設(shè)置有依次設(shè)置有活性炭產(chǎn)水箱和自清洗過濾器，所述活性炭產(chǎn)水箱與活性炭過濾器之間設(shè)置有反洗水泵；活性炭產(chǎn)水經(jīng)過水泵加壓依次進水自清洗過濾器及超濾裝置，采用膜分離技術(shù)去除廢水中高分子溶解態(tài)及膠體態(tài)的污染物，其產(chǎn)水濁度可小于0.1NTU，SDI小于3，超濾產(chǎn)水儲存于超濾產(chǎn)水箱，再通過水泵加壓進入軟化床，經(jīng)過軟化床之后的廢水硬度降低至2mg/L，軟化床產(chǎn)水儲存于軟化水池。
前述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，所述超濾裝置與軟化床之間設(shè)置有超濾產(chǎn)水箱，軟化床與一級反滲透裝置之間設(shè)置有軟化水池。
前述的一種高硬含油廢水處理系統(tǒng)，所述蒸發(fā)塘內(nèi)設(shè)置有霧化器；濃縮減量后的高鹽廢水通過泵輸送至蒸發(fā)塘進行機械霧化蒸發(fā)，蒸發(fā)塘是利用太陽能自然蒸發(fā)的廢水處理方法，具有處理成本低、運營維護簡單穩(wěn)定、使用壽命長、抗沖擊負荷好等優(yōu)點，可大幅度降低電廠廢水處理負擔。
一種高硬含油廢水處理的方法，包括以下步驟：首先，各類廢水排放至廢水調(diào)節(jié)池；然后，除硬除油單元對廢水進行除硬除油處理；接著，反滲透膜濃縮單元對除硬除油處理后的廢水進行濃縮處理；再接著，電滲析濃縮單元對濃縮處理后的廢水進行進一步濃縮；最后，蒸發(fā)塘進行機械霧化蒸發(fā)。
前述的一種高硬含油廢水處理的方法，各類廢水排放至廢水調(diào)節(jié)池，經(jīng)過水泵提升至高密度沉淀池，混凝劑投加口、石灰投加口和碳酸鈉投加口分別向前混池內(nèi)投加碳酸鈉、石灰及混凝劑三種藥劑，其中石灰和碳酸鈉用于去除廢水中的鈣鎂硬度，混凝劑則用于吸附、凝聚廢水中的固體懸浮物，廢水在前混池停留30分鐘后進入絮凝池，助凝劑投加口向絮凝池內(nèi)投加助凝劑PAM將凝聚的懸浮固體進一步絮凝，從而在隨后的沉淀池內(nèi)沉降，沉降后的污泥由泵輸送至污泥處理系統(tǒng)，污泥系統(tǒng)中的上清液及壓榨水也回流至廢水調(diào)節(jié)池；初步除硬及去除懸浮物后的廢水自流進入氣浮池進行去除油脂，氣浮池為一體化設(shè)備，其可去除廢水中90％油脂及小顆粒懸浮物，去除后的浮渣收集至浮渣池后外運可復用，處理后的水重力流入澄清水池，經(jīng)過輸送水泵進入活性炭過濾器通過活性炭吸附作用進一步去除廢水中剩余油脂及有機物，此時廢水中的含油量基本可以控制在0.02mg/L以下，滿足超濾裝置的進水需求；活性炭過濾器產(chǎn)水進入活性炭產(chǎn)水箱，同時采用反洗水泵23進行定期反洗，反洗廢水回收至廢水調(diào)節(jié)池；活性炭產(chǎn)水經(jīng)過水泵加壓依次進水自清洗過濾器及超濾裝置，采用膜分離技術(shù)去除廢水中高分子溶解態(tài)及膠體態(tài)的污染物，其產(chǎn)水濁度可小于0.1NTU，SDI小于3，超濾產(chǎn)水儲存于超濾產(chǎn)水箱，再通過水泵加壓進入軟化床，經(jīng)過軟化床之后的廢水硬度降低至2mg/L，軟化床產(chǎn)水儲存于軟化水池；經(jīng)過前述雙重除硬和雙重除油后的廢水經(jīng)過加壓進入一級反滲透裝置，一級反滲透采用苦咸水反滲透膜，采用一級二段設(shè)置，段間設(shè)置增壓泵，一級反滲透產(chǎn)水回收至淡水池，濃水進入一級濃水箱；濃水再經(jīng)過加壓進入二級反滲透裝置，二級反滲透采用海水反滲透膜，設(shè)置一級一段，將廢水含鹽量濃縮8-10倍，二級反滲透的高鹽濃水進入二級濃水箱進行進一步處理，產(chǎn)水則與一級反滲透產(chǎn)水一樣回收至淡水池；二級反滲透的濃鹽水進入電滲析濃縮單元后，在直流電場作用下產(chǎn)生離子的定向遷移，通過具有選擇透過性的陽陰離子交換膜從而將鹽水中的陽陰離子遷移至電滲析的濃水室進一步濃縮，電滲析濃水室的含鹽量高達200g/L,相當于將進水50000mg/L左右的鹽再濃縮了4倍，此時濃縮后的廢水流量也減少至原廢水的3％左右；濃縮減量后的高鹽廢水通過泵輸送至蒸發(fā)塘進行機械霧化蒸發(fā)，蒸發(fā)塘內(nèi)設(shè)置霧化器將濃鹽水進行強制霧化，有效提高蒸發(fā)速度，減少蒸發(fā)塘的占地面積，蒸發(fā)塘內(nèi)的鹽定期進行回收復用；其中，氣浮池采用一體化溶氣氣浮，接觸室上升流速為10-20mm/s,氣浮上部配有刮渣機，下部帶有污泥斗，由氣泡攜帶至池面的浮渣由刮渣機收集進入渣斗自流入泥渣池，氣浮設(shè)備產(chǎn)水含油≤2mg/L，產(chǎn)水懸浮物≤5mg/L；超濾裝置采用中空纖維超濾膜，采用錯流過濾，回收率高達93％；軟化床采用順流再生鈉床，流速高達上限30m/h,產(chǎn)水總硬度不大于2mg/L。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于：
1、本發(fā)明可用于常規(guī)電廠廢水的處理，對于含油、高有機物廢水及高硬度廢水也完全適用。
2、本發(fā)明采用分段布置，每個處理設(shè)備間均有過渡水池(箱)及超越管，可根據(jù)來水水質(zhì)情況選擇不同的工藝段進行運行。
3、工業(yè)廢水零排放系統(tǒng)費用過高的原因主要在于鹽的濃縮及蒸發(fā)結(jié)晶部分。本發(fā)明采用電滲析裝置對濃鹽水進行濃縮，濃縮效率高——濃縮液的水量僅為進水量的3％左右，濃縮鹽含量高達200g/L，且直流電源電壓和電流均可調(diào)，從而使得濃縮單位鹽量所需電耗比蒸發(fā)器技術(shù)小得多。
4、本發(fā)明鹽的結(jié)晶采用蒸發(fā)塘技術(shù)，利用太陽能對濃鹽水進行自然蒸發(fā)結(jié)晶，結(jié)晶鹽再回收利用，極大地減少了設(shè)備投資和能量消耗。
5、本發(fā)明采用雙重除硬——高密度沉淀池和軟化床，雙重除油——氣浮及活性炭的預處理，確保反滲透膜及電滲析膜免受結(jié)垢及有機雜質(zhì)的污染，減少設(shè)備維護量，延長設(shè)備使用壽命。
6、本發(fā)明采用一二級反滲透產(chǎn)水作為一部分循環(huán)水補充水，水質(zhì)較好，完全滿足循環(huán)水補充水的水質(zhì)要求。
7、本發(fā)明的超濾裝置-超濾UF裝置采用中空纖維超濾膜，采用錯流過濾，回收率高達93％，高于常規(guī)80％-90％的設(shè)計。
8、本發(fā)明電滲析采用均相膜，運行電壓0-300V，運行電流0-200A，電流電壓均可調(diào)，電滲析濃水室的含鹽量可達180-200g/L,相當于將進水50000mg/L左右的鹽再濃縮了4倍。
9、本發(fā)明的蒸發(fā)塘采用機械霧化式蒸發(fā)塘，布置于蒸發(fā)塘內(nèi)的機械霧化蒸發(fā)器利用特殊的壓力噴嘴及風機合成的機械力將濃縮高鹽廢水噴射至目標區(qū)上，極大增加霧滴在大氣中的比表面積和“懸浮時間”，從而加速濃鹽水的蒸發(fā)效果，相比自然蒸發(fā)塘可將蒸發(fā)速度提升10倍以上。
10、本發(fā)明采用機械霧化蒸發(fā)器，通過調(diào)節(jié)其俯仰機構(gòu)和擺動機構(gòu)，可以有效控制霧滴飄逸的范圍，規(guī)避鹽的飄散，防止對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染。
（發(fā)明人：侯芳;周小琴;蘭田斌;王正平;秦樹篷;李宏秀;王晗;賈瑩瑩;王利群;何寬;陳楚瑜;王建華;杜亞強;王金超）
