公布日：2023.05.02
申請日：2023.02.20
分類(lèi)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(kāi)了一種高硬含油廢水處理系統，包括廢水調節池，所述廢水調節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(guò)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)塘單元設有機械霧化器，利用太陽(yáng)能對濃鹽液進(jìn)行結晶復用。同時(shí)還公開(kāi)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(jiǎn)單、適用水質(zhì)廣泛，產(chǎn)出的結晶鹽可資源化利用同時(shí)適用于高硬含油廢水的零排放。
權利要求書(shū)
1.一種高硬含油廢水處理系統，包括廢水調節池(1)，其特征在于，所述廢水調節池(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(guò)濾器(8)、超濾裝置(9)和軟化床(10)，實(shí)現雙重除硬除油，所述高密度沉淀池(6)上設置有混凝劑投加口(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.根據權利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統，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.根據權利要求2所述的一種高硬含油廢水處理系統，其特征在于，所述二級反滲透裝置(14)與電滲析濃縮單元(4)之間設置有二級濃水箱(17)。
4.根據權利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統，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)上設置有助凝劑投加口(12)，前混池(18)與廢水調節池(1)管道連接，沉淀池(28)與氣浮池(7)管道連接。
5.根據權利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統，其特征在于，所述氣浮池(7)與活性炭過(guò)濾器(8)之間設置有澄清水池(20)，所述氣浮池(7)設置有溶氣水泵(27)，氣浮池(7)上也設置有混凝劑投加口(11)和助凝劑投加口(12)。
6.根據權利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統，其特征在于，所述活性炭過(guò)濾器(8)與超濾裝置(9)之間設置有依次設置有活性炭產(chǎn)水箱(21)和自清洗過(guò)濾器(22)，所述活性炭產(chǎn)水箱(21)與活性炭過(guò)濾器(8)之間設置有反洗水泵(23)。
7.根據權利要求2所述的一種高硬含油廢水處理系統，其特征在于，所述超濾裝置(9)與軟化床(10)之間設置有超濾產(chǎn)水箱(24)，軟化床(10)與一級反滲透裝置(13)之間設置有軟化水池(25)。
8.根據權利要求1所述的一種高硬含油廢水處理系統，其特征在于，所述蒸發(fā)塘(5)內設置有霧化器(26)。
9.根據權利要求1-8任意一項所述的系統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(lèi)廢水排放至廢水調節池(1)；然后，除硬除油單元(2)對廢水進(jìn)行除硬除油處理；接著(zhù)，反滲透膜濃縮單元(3)對除硬除油處理后的廢水進(jìn)行濃縮處理；再接著(zhù)，電滲析濃縮單元(4)對濃縮處理后的廢水進(jìn)行進(jìn)一步濃縮；最后，蒸發(fā)塘(5)進(jìn)行機械霧化蒸發(fā)。
10.根據權利要求9所述的系統的高硬含油廢水處理的方法，其特征在于，各類(lèi)廢水排放至廢水調節池(1)，經(jīng)過(guò)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(jìn)入絮凝池(19)，助凝劑投加口(12)向絮凝池(19)內投加助凝劑PAM將凝聚的懸浮固體進(jìn)一步絮凝，從而在隨后的沉淀池(28)內沉降，沉降后的污泥由泵輸送至污泥處理系統，污泥系統中的上清液及壓榨水也回流至廢水調節池(1)；初步除硬及去除懸浮物后的廢水自流進(jìn)入氣浮池(7)進(jìn)行去除油脂，氣浮池(7)為一體化設備，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(guò)輸送水泵進(jìn)入活性炭過(guò)濾器(8)通過(guò)活性炭吸附作用進(jìn)一步去除廢水中剩余油脂及有機物，此時(shí)廢水中的含油量基本可以控制在0.02mg/L以下，滿(mǎn)足超濾裝置(9)的進(jìn)水需求；活性炭過(guò)濾器(8)產(chǎn)水進(jìn)入活性炭產(chǎn)水箱(21)，同時(shí)采用反洗水泵(23)進(jìn)行定期反洗，反洗廢水回收至廢水調節池(1)；活性炭產(chǎn)水經(jīng)過(guò)水泵加壓依次進(jìn)水自清洗過(guò)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(guò)水泵加壓進(jìn)入軟化床(10)，經(jīng)過(guò)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(guò)前述雙重除硬和雙重除油后的廢水經(jīng)過(guò)加壓進(jìn)入一級反滲透裝置(13)，一級反滲透采用苦咸水反滲透膜，采用一級二段設置，段間設置增壓泵，一級反滲透產(chǎn)水回收至淡水池(16)，濃水進(jìn)入一級濃水箱(15)；濃水再經(jīng)過(guò)加壓進(jìn)入二級反滲透裝置(14)，二級反滲透采用海水反滲透膜，設置一級一段，將廢水含鹽量濃縮8-10倍，二級反滲透的高鹽濃水進(jìn)入二級濃水箱(17)進(jìn)行進(jìn)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(jìn)入電滲析濃縮單元(4)后，在直流電場(chǎng)作用下產(chǎn)生離子的定向遷移，通過(guò)具有選擇透過(guò)性的陽(yáng)陰離子交換膜從而將鹽水中的陽(yáng)陰離子遷移至電滲析的濃水室進(jìn)一步濃縮，電滲析濃水室的含鹽量高達200g/L,相當于將進(jìn)水50000mg/L左右的鹽再濃縮了4倍，此時(shí)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(guò)泵輸送至蒸發(fā)塘(5)進(jìn)行機械霧化蒸發(fā)，蒸發(fā)塘內設置霧化器(26)將濃鹽水進(jìn)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)內的鹽定期進(jìn)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(jìn)入渣斗自流入泥渣池，氣浮設備產(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(guò)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)明內容
本發(fā)明的目的在于，提供一種高硬含油廢水處理系統，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(jiǎn)單、適用水質(zhì)廣泛，產(chǎn)出的結晶鹽可資源化利用同時(shí)適用于高硬含油廢水的零排放。
為解決上述技術(shù)問(wèn)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，包括廢水調節池，所述廢水調節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(guò)濾器、超濾裝置和軟化床。其中高密度沉淀池和軟化床設備實(shí)現雙重除硬功能，氣浮池和活性炭過(guò)濾器實(shí)現雙重除油功能。所述高密度沉淀池上設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，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(jìn)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(mǎn)足其水質(zhì)要求，雙重除硬和雙重除油后的廢水經(jīng)過(guò)加壓進(jìn)入一級反滲透裝置，一級反滲透采用苦咸水反滲透膜，采用一級二段設置，段間設置增壓泵，一級反滲透產(chǎn)水回收至淡水池，濃水進(jìn)入一級濃水箱。濃水再經(jīng)過(guò)加壓進(jìn)入二級反滲透裝置，二級反滲透采用海水反滲透膜，設置一級一段，將廢水含鹽量濃縮8-10倍，二級反滲透的高鹽濃水進(jìn)入二級濃水箱進(jìn)行進(jìn)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，所述二級反滲透裝置與電滲析濃縮單元之間設置有二級濃水箱；濃鹽水進(jìn)入電滲析濃縮裝置后，在直流電場(chǎng)作用下產(chǎn)生離子的定向遷移，通過(guò)具有選擇透過(guò)性的陽(yáng)陰離子交換膜從而將鹽水中的陽(yáng)陰離子遷移至電滲析的濃水室進(jìn)一步濃縮，電滲析濃水室的含鹽量高達180-200g/L，相當于將進(jìn)水50000mg/L左右的鹽再濃縮了4倍，此時(shí)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，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，絮凝池上設置有助凝劑投加口，前混池與廢水調節池管道連接，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垢及有機雜質(zhì)的污染，減少設備維護量，延長(cháng)設備使用壽命；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，所述氣浮池與活性炭過(guò)濾器之間設置有澄清水池，所述氣浮池與澄清水池之間設置有溶氣水泵，氣浮池上也設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，所述活性炭過(guò)濾器與超濾裝置之間設置有依次設置有活性炭產(chǎn)水箱和自清洗過(guò)濾器，所述活性炭產(chǎn)水箱與活性炭過(guò)濾器之間設置有反洗水泵；活性炭產(chǎn)水經(jīng)過(guò)水泵加壓依次進(jìn)水自清洗過(guò)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(guò)水泵加壓進(jìn)入軟化床，經(jīng)過(guò)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，所述超濾裝置與軟化床之間設置有超濾產(chǎn)水箱，軟化床與一級反滲透裝置之間設置有軟化水池。
前述的一種高硬含油廢水處理系統，所述蒸發(fā)塘內設置有霧化器；濃縮減量后的高鹽廢水通過(guò)泵輸送至蒸發(fā)塘進(jìn)行機械霧化蒸發(fā)，蒸發(fā)塘是利用太陽(yáng)能自然蒸發(fā)的廢水處理方法，具有處理成本低、運營(yíng)維護簡(jiǎn)單穩定、使用壽命長(cháng)、抗沖擊負荷好等優(yōu)點(diǎn)，可大幅度降低電廠(chǎng)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(lèi)廢水排放至廢水調節池；然后，除硬除油單元對廢水進(jìn)行除硬除油處理；接著(zhù)，反滲透膜濃縮單元對除硬除油處理后的廢水進(jìn)行濃縮處理；再接著(zhù)，電滲析濃縮單元對濃縮處理后的廢水進(jìn)行進(jìn)一步濃縮；最后，蒸發(fā)塘進(jìn)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(lèi)廢水排放至廢水調節池，經(jīng)過(guò)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(jìn)入絮凝池，助凝劑投加口向絮凝池內投加助凝劑PAM將凝聚的懸浮固體進(jìn)一步絮凝，從而在隨后的沉淀池內沉降，沉降后的污泥由泵輸送至污泥處理系統，污泥系統中的上清液及壓榨水也回流至廢水調節池；初步除硬及去除懸浮物后的廢水自流進(jìn)入氣浮池進(jìn)行去除油脂，氣浮池為一體化設備，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(guò)輸送水泵進(jìn)入活性炭過(guò)濾器通過(guò)活性炭吸附作用進(jìn)一步去除廢水中剩余油脂及有機物，此時(shí)廢水中的含油量基本可以控制在0.02mg/L以下，滿(mǎn)足超濾裝置的進(jìn)水需求；活性炭過(guò)濾器產(chǎn)水進(jìn)入活性炭產(chǎn)水箱，同時(shí)采用反洗水泵23進(jìn)行定期反洗，反洗廢水回收至廢水調節池；活性炭產(chǎn)水經(jīng)過(guò)水泵加壓依次進(jìn)水自清洗過(guò)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(guò)水泵加壓進(jìn)入軟化床，經(jīng)過(guò)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(guò)前述雙重除硬和雙重除油后的廢水經(jīng)過(guò)加壓進(jìn)入一級反滲透裝置，一級反滲透采用苦咸水反滲透膜，采用一級二段設置，段間設置增壓泵，一級反滲透產(chǎn)水回收至淡水池，濃水進(jìn)入一級濃水箱；濃水再經(jīng)過(guò)加壓進(jìn)入二級反滲透裝置，二級反滲透采用海水反滲透膜，設置一級一段，將廢水含鹽量濃縮8-10倍，二級反滲透的高鹽濃水進(jìn)入二級濃水箱進(jìn)行進(jìn)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(jìn)入電滲析濃縮單元后，在直流電場(chǎng)作用下產(chǎn)生離子的定向遷移，通過(guò)具有選擇透過(guò)性的陽(yáng)陰離子交換膜從而將鹽水中的陽(yáng)陰離子遷移至電滲析的濃水室進(jìn)一步濃縮，電滲析濃水室的含鹽量高達200g/L,相當于將進(jìn)水50000mg/L左右的鹽再濃縮了4倍，此時(shí)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(guò)泵輸送至蒸發(fā)塘進(jìn)行機械霧化蒸發(fā)，蒸發(fā)塘內設置霧化器將濃鹽水進(jìn)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)塘內的鹽定期進(jìn)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(jìn)入渣斗自流入泥渣池，氣浮設備產(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(guò)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)明可用于常規電廠(chǎng)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(gè)處理設備間均有過(guò)渡水池(箱)及超越管，可根據來(lái)水水質(zhì)情況選擇不同的工藝段進(jìn)行運行。
3、工業(yè)廢水零排放系統費用過(guò)高的原因主要在于鹽的濃縮及蒸發(fā)結晶部分。本發(fā)明采用電滲析裝置對濃鹽水進(jìn)行濃縮，濃縮效率高——濃縮液的水量?jì)H為進(jìn)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，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)明鹽的結晶采用蒸發(fā)塘技術(shù)，利用太陽(yáng)能對濃鹽水進(jìn)行自然蒸發(fā)結晶，結晶鹽再回收利用，極大地減少了設備投資和能量消耗。
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垢及有機雜質(zhì)的污染，減少設備維護量，延長(cháng)設備使用壽命。
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(mǎn)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(guò)濾，回收率高達93％，高于常規80％-90％的設計。
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，電滲析濃水室的含鹽量可達180-200g/L,相當于將進(jìn)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)塘內的機械霧化蒸發(fā)器利用特殊的壓力噴嘴及風(fēng)機合成的機械力將濃縮高鹽廢水噴射至目標區上，極大增加霧滴在大氣中的比表面積和“懸浮時(shí)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(guò)調節其俯仰機構和擺動(dòng)機構，可以有效控制霧滴飄逸的范圍，規避鹽的飄散，防止對周?chē)h(huán)境產(chǎn)生污染。
（發(fā)明人：侯芳;周小琴;蘭田斌;王正平;秦樹(shù)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）
