公布日：2023.04.18
申請日：2023.01.06
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)N;C02F5/00(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統以及處理工藝，處理系統包括依次設置的初級膜濃縮系統、中級膜濃縮系統、終級膜濃縮系統和蒸發(fā)結晶系統，初級膜濃縮系統包括預處理模塊和初級過(guò)濾模塊，初級過(guò)濾模塊具有初級反滲透單元，中級膜濃縮系統包括中級軟化處理模塊和中級過(guò)濾模塊，中級過(guò)濾模塊包括中級反滲透單元，終級膜濃縮系統包括終級氧化處理模塊、終級軟化處理模塊、終級過(guò)濾模塊，終級過(guò)濾模塊包括沿依次設置的濃水納濾單元和高壓反滲透單元，蒸發(fā)結晶系統包括硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊和氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊；本發(fā)明的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統以及處理工藝，實(shí)現了鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放。
權利要求書(shū)
1.一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，包括：沿廢水流向依次設置的初級膜濃縮系統、中級膜濃縮系統、終級膜濃縮系統和蒸發(fā)結晶系統，所述初級膜濃縮系統包括預處理模塊和初級過(guò)濾模塊，所述初級過(guò)濾模塊具有初級反滲透單元，所述中級膜濃縮系統包括中級軟化處理模塊和中級過(guò)濾模塊，所述中級過(guò)濾模塊包括中級反滲透單元，所述終級膜濃縮系統包括終級氧化處理模塊、終級軟化處理模塊、終級過(guò)濾模塊，所述終級過(guò)濾模塊包括沿廢水流向依次設置的濃水納濾單元和高壓反滲透單元，所述蒸發(fā)結晶系統包括硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊和氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊，生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)預處理后通過(guò)初級反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為初級回用水、濃縮液作為初級廢水進(jìn)入所述中級膜濃縮系統，經(jīng)過(guò)所述中級反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為中級回用水、濃縮液作為中級廢水進(jìn)入所述終級濃縮系統，經(jīng)過(guò)所述濃水納濾單元納濾分鹽后得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入所述高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊。
2.根據權利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述初級回用水、所述中級回用水和所述高壓回用水混合后得到廠(chǎng)區回用水，所述初級回用水、所述中級回用水和所述高壓回用水的回用水質(zhì)滿(mǎn)足以下公式：C=（C1×Q1+C2×Q2+C3×Q3）/（Q1+Q2+Q3），其中，C為標準回用水污染物濃度，C1為初級回用水污染物濃度，C2為中級回用水污染物濃度，C3為中級回用水污染物濃度，Q1為初級回用水水量，Q2為中級回用水水量，Q3為高壓回用水產(chǎn)水量。
3.根據權利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述蒸發(fā)結晶系統還包括冷凍結晶模塊、混鹽蒸發(fā)結晶模塊以及雜鹽干化系模塊，所述硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊，蒸發(fā)結晶得到硫酸鈉產(chǎn)品鹽，硫酸鈉母液進(jìn)入所述冷凍結晶系統結晶得到芒硝，芒硝經(jīng)過(guò)熱熔后輸入所述硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊進(jìn)口，所述氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊，蒸發(fā)結晶得到氯化鈉產(chǎn)品鹽，氯化鈉母液和芒硝母液進(jìn)入所述混鹽蒸發(fā)結晶模塊，蒸發(fā)結晶得到混鹽，所述混鹽再熔后進(jìn)入所述終級濃縮系統進(jìn)口。
4.根據權利要求3所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述預處理模塊包括格柵過(guò)濾單元、調節池、初級HDST單元、生物處理單元、濾池過(guò)濾單元中的至少一個(gè)。
5.根據權利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述中間處理模塊的數量為復數個(gè)，復數個(gè)所述中間處理模塊沿廢水處理方向依次連接。
6.根據權利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述預處理模塊包括沿廢水流向依次設置的格柵過(guò)濾單元、調節池、初級HDST單元、初級AOPs單元、BAF單元，所述初級過(guò)濾模塊包括沿廢水流向依次設置的初級超濾單元和所述初級反滲透單元，所述中級膜濃縮系統包括沿廢水流向依次設置的中級HDST單元、中級砂濾單元、中級超濾單元和所述中級反滲透單元，所述終級膜濃縮系統包括沿廢水流向依次設置的終級HDST單元、終級砂濾單元、終級AOPs單元、脫碳單元、樹(shù)脂軟化單元、所述濃水納濾單元和所述高壓反滲透單元。
7.根據權利要求6所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述初級HDST單元、所述中級HDST單元和所述終級HDST單元分別用于單獨除氟、除硅、除硬或同步除氟除硅除硬。
8.根據權利要求6所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述初級AOPs單元和所述終級AOPs單元分別包括臭氧單獨氧化單元、臭氧/過(guò)氧化氫協(xié)同氧化單元、臭氧/填料催化氧化單元、芬頓氧化單元中的至少一種。
9.根據權利要求6所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，其特征在于，所述樹(shù)脂軟化單元中的樹(shù)脂包括弱酸樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂中的一種或更多種，所述樹(shù)脂軟化單元包括采用交換樹(shù)脂對所述中級廢水中的鈣、鎂硬度離子交換吸附，置換釋放出氫離子。
10.一種基于如權利要求1至9中任意一項所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統的鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)所述初級膜濃縮系統調節水質(zhì)水量處理、軟化處理、生物處理后，過(guò)濾其中的懸浮物和/或有機物和/或無(wú)機鹽并濃縮得到初級回用水和初級廢水；步驟2，所述初級廢水經(jīng)過(guò)所述中級膜濃縮系統軟化處理，過(guò)濾濃縮得到中級回用水和中級廢水；步驟3，所述中級廢水經(jīng)過(guò)所述終級膜濃縮系統進(jìn)行軟化處理和氧化處理后，先經(jīng)過(guò)所述濃水納濾單元納濾分鹽得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入所述高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述的不足，本發(fā)明提供一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統以及處理工藝，通過(guò)多級膜濃縮實(shí)現更高濃度的蒸發(fā)進(jìn)水水質(zhì)，最終通過(guò)納濾選擇性截留使富含硫酸鈉的濃縮液經(jīng)硫酸鈉蒸發(fā)結晶產(chǎn)出硫酸鈉產(chǎn)品鹽；富含氯化鈉的產(chǎn)水經(jīng)高壓反滲透及氯化鈉蒸發(fā)結晶產(chǎn)出氯化鈉產(chǎn)品鹽，避免總溶解固體含量極高的濃鹽水直接排入自然水體。
本發(fā)明提供的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，包括：沿廢水流向依次設置的初級膜濃縮系統、中級膜濃縮系統、終級膜濃縮系統和蒸發(fā)結晶系統，初級膜濃縮系統包括預處理模塊和初級過(guò)濾模塊，初級過(guò)濾模塊具有初級反滲透單元，中級膜濃縮系統包括中級軟化處理模塊和中級過(guò)濾模塊，中級過(guò)濾模塊包括中級反滲透單元，終級膜濃縮系統包括終級氧化處理模塊、終級軟化處理模塊、終級過(guò)濾模塊，終級過(guò)濾模塊包括沿廢水流向依次設置的濃水納濾單元和高壓反滲透單元，蒸發(fā)結晶系統包括硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊和氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊，生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)預處理后通過(guò)初級反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為初級回用水、濃縮液作為初級廢水進(jìn)入中級膜濃縮系統，經(jīng)過(guò)中級反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為中級回用水、濃縮液作為中級廢水進(jìn)入終級濃縮系統，經(jīng)過(guò)濃水納濾單元納濾分鹽后得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊。
進(jìn)一步地，初級回用水、中級回用水和高壓回用水混合后得到廠(chǎng)區回用水，初級回用水、中級回用水和高壓回用水的回用水質(zhì)滿(mǎn)足忍以下公式：C=（C1×Q1+C2×Q2+C3×Q3）/（Q1+Q2+Q3），其中，C為標準回用水污染物濃度，C1為初級回用水污染物濃度，C2為中級回用水污染物濃度，C3為中級回用水污染物濃度，Q1為初級回用水水量，Q2為中級回用水水量，Q3為高壓回用水產(chǎn)水量。
進(jìn)一步地，蒸發(fā)結晶系統還包括冷凍結晶模塊、混鹽蒸發(fā)結晶模塊以及雜鹽干化系模塊，硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊，蒸發(fā)結晶得到硫酸鈉產(chǎn)品鹽，硫酸鈉母液進(jìn)入冷凍結晶系統結晶得到芒硝，芒硝經(jīng)過(guò)熱熔后輸入硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊進(jìn)口，氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊，蒸發(fā)結晶得到氯化鈉產(chǎn)品鹽，氯化鈉母液和芒硝母液進(jìn)入混鹽蒸發(fā)結晶模塊，蒸發(fā)結晶得到混鹽，混鹽再熔后進(jìn)入終級濃縮系統進(jìn)口。
進(jìn)一步地，預處理模塊包括格柵過(guò)濾單元、調節池、初級HDST單元、生物處理單元、濾池過(guò)濾單元中的至少一個(gè)。
進(jìn)一步地，中間處理模塊的數量為復數個(gè)，復數個(gè)中間處理模塊沿廢水處理方向依次連接。
進(jìn)一步地，預處理模塊包括沿廢水流向依次設置的格柵過(guò)濾單元、調節池、初級HDST（High-densitySedimentationTank高密度沉淀池）軟化單元、初級AOPs（AdvancedOxidationProcess高級氧化法）單元、BAF（BiologicalAeratedFilter，曝氣生物濾池）單元，初級過(guò)濾模塊包括沿廢水流向依次設置的初級超濾單元和初級反滲透單元，中級膜濃縮系統包括沿廢水流向依次設置的中級HDST單元、中級砂濾單元、中級超濾單元和中級反滲透單元，終級膜濃縮系統包括沿廢水流向依次設置的終級HDST單元、終級砂濾單元、終級AOPs單元、脫碳單元、樹(shù)脂軟化單元、濃水納濾單元和高壓反滲透單元。
進(jìn)一步地，初級HDST單元、中級HDST單元和終級HDST單元分別用于單獨除氟、除硅、除硬或同步除氟除硅除硬。
進(jìn)一步地，初級AOPs單元和終級AOPs單元分別包括臭氧單獨氧化單元、臭氧/過(guò)氧化氫協(xié)同氧化單元、臭氧/填料催化氧化單元、芬頓氧化單元中的至少一種。
進(jìn)一步地，樹(shù)脂軟化單元中的樹(shù)脂包括弱酸樹(shù)脂、螯合樹(shù)脂中的一種或更多種，樹(shù)脂軟化單元包括采用交換樹(shù)脂對中級廢水中的鈣、鎂硬度離子交換吸附，置換釋放出氫離子。
根據本發(fā)明的另一方面，還提供了一種基于上述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統的鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理工藝，包括以下步驟：步驟1，生產(chǎn)廢水經(jīng)過(guò)初級膜濃縮系統調節水質(zhì)水量處理、軟化處理、生物處理后，過(guò)濾其中的懸浮物和/或有機物和/或無(wú)機鹽并濃縮得到初級回用水和初級廢水；步驟2，初級廢水經(jīng)過(guò)中級膜濃縮系統軟化處理，過(guò)濾濃縮得到中級回用水和中級廢水；步驟3，中級廢水經(jīng)過(guò)終級膜濃縮系統進(jìn)行軟化處理和氧化處理后，先經(jīng)過(guò)濃水納濾單元納濾分鹽得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結晶模塊。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統，通過(guò)對鋼鐵廠(chǎng)生產(chǎn)廢水依次進(jìn)行初級膜濃縮、中級膜濃縮、終級膜濃縮，通過(guò)多級膜濃縮實(shí)現更高濃度的蒸發(fā)進(jìn)水水質(zhì)，最終體現為：通過(guò)納濾選擇性截留使富含硫酸鈉的濃縮液經(jīng)硫酸鈉蒸發(fā)結晶產(chǎn)出硫酸鈉產(chǎn)品鹽；使富含氯化鈉的產(chǎn)水經(jīng)高壓反滲透及氯化鈉蒸發(fā)結晶產(chǎn)出氯化鈉產(chǎn)品鹽，滿(mǎn)足系統連續穩定運行、產(chǎn)水及結晶鹽回用等要求。顯著(zhù)降低現有工藝處理成本，提高鋼鐵生產(chǎn)廢水排放處理系統運行穩定性。本發(fā)明中的各系統可單獨使用，也可采取組合工藝使用，可以根據不同項目的具體要求，靈活調整系統布局，具有操作方便，出水穩定、運行成本低的特點(diǎn)，避免總溶解固體含量極高的濃鹽水直接排入自然水體，達到零排放的效果，綠色環(huán)保。
（發(fā)明人：李武林;陳遠遠;季獻華;曾振國;賈伯林;李寬;謝衛;劉艷萍;銀磊）
