一種工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝。它采用石灰軟化除堿澄清池、濾池、超濾裝置和一級反滲透裝置作為第一級濃縮和回用系統(tǒng)；采用弱酸型陽離子交換器、強酸型陽離子交換器、除碳器和濃水反滲透裝置作為第二級濃縮和回用系統(tǒng)；采用提濃反滲透裝置作為第三級濃縮和回用系統(tǒng)；蒸發(fā)結(jié)晶器作為對最后濃縮液無機離子的結(jié)晶分離裝置；前三段系統(tǒng)串連起來組成處理工藝。它特別適用于各種企業(yè)工業(yè)污水減量化和零排放處理工程。本工藝系統(tǒng)的出水可回用作循環(huán)冷卻水補充水、鍋爐補水的水源及其它用途。蒸發(fā)結(jié)晶物可以作為化工原料--鹽鹵水使用。污水中的硬度物質(zhì)、懸浮物(SS)等其它污染物以干污泥的形式進行固廢處理。
【專利說明】-種工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保污水處理和節(jié)能減排領(lǐng)域，特別是一種工業(yè)污水回用及零排放的 反滲透膜法處理工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要使用大量的水。通常以地表水或地下水為水源，通過 凈化和化學(xué)水處理，得到滿足生產(chǎn)裝置需要的不同品質(zhì)的工藝用水。在凈化和化學(xué)水處理 過程中，得到純化水的同時亦會產(chǎn)生一定量的廢水，比如過濾器反洗排水、反滲透濃水、離 子交換器再生廢水等。在生產(chǎn)過程中，部分工業(yè)設(shè)備或工藝介質(zhì)需要冷卻，這就需要循環(huán)冷 卻水，循環(huán)冷卻水在循環(huán)過程中由于蒸發(fā)或受流程上管道和設(shè)備污染，造成循環(huán)水中鹽份 和污染物濃縮，這時為維持循環(huán)水各種離子平衡就需要補充干凈的水，排放掉部分循環(huán)水。 另外，工業(yè)設(shè)備部分工藝排放水經(jīng)生化處理達(dá)標(biāo)后也需要排放。這幾方面的污水占了工業(yè) 污水的大部分比例。這些污水的特點是含鹽高，有機物和其他污染物濃度也比較高，如果將 這些污水直接排放，不僅浪費寶貴的水資源，而且會給已經(jīng)非常脆弱的自然環(huán)境帶來更大 的危害，同時也不符合國家所要求的循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展模式。為此，各級地方政府在項目立項 時就要求企業(yè)的污水不準(zhǔn)外排（零排放）。
[0003] 同時，我國水資源也越來越緊張。全國各地對企業(yè)用水量都控制得很嚴(yán)。要保證 企業(yè)的正常生產(chǎn)，裝置必須的用水量需要得到很好的保證。從排放的污水中尋找水源，這樣 既達(dá)到減排目的，又能減少對自然水源的需求量，做到"開源節(jié)流"的目的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，針對 目前國家的環(huán)保要求和企業(yè)對污水的零排放和高回用率的要求，主要解決常規(guī)情況下反滲 透膜在處理工業(yè)污水時出現(xiàn)的回收率低，濃縮倍率不能太高，造成后面的蒸發(fā)裝置投資過 大及運行不好的問題。同時為污水在濃縮過程中出現(xiàn)的硬度物質(zhì)結(jié)垢、水中富集的懸浮物 (SS)的處理找到了解決技術(shù)方案。它特別適用于各種企業(yè)工業(yè)污水減量化和零排放處理工 程。本工藝系統(tǒng)的出水可回用作循環(huán)冷卻水補充水、鍋爐補水的水源及其它用途。蒸發(fā)結(jié) 晶物可以作為化工原料--鹽鹵水使用。污水中的硬度物質(zhì)、懸浮物（SS)等其它污染物以 干污泥的形式進行固廢處理。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。
[0006] -種工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：它采用基于三 級反滲透膜法水處理工藝的濃縮和回用系統(tǒng)構(gòu)成工業(yè)污水回用及零排放工藝；其中：采用 石灰軟化除堿澄清池、濾池、超濾裝置和一級反滲透裝置作為第一級濃縮和回用系統(tǒng)；采用 弱酸型陽離子交換器、強酸型陽離子交換器、除碳器和濃水反滲透裝置作為第二級濃縮和 回用系統(tǒng)；采用提濃反滲透裝置作為第三級濃縮和回用系統(tǒng)；蒸發(fā)結(jié)晶器作為對最后濃縮 液無機離子的結(jié)晶分離裝置；前三段系統(tǒng)串連起來組成處理工藝。
[0007] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：該處理工藝 是在由石灰軟化除堿澄清池、濾池、超濾裝置、一級反滲透裝置、弱酸型陽離子交換器、強酸 型陽離子交換器、除碳器、濃水反滲透裝置、提濃反滲透裝置、蒸發(fā)結(jié)晶器、污泥收集裝置和 污泥脫水裝置組成的系統(tǒng)中進行處理；污水先進入石灰軟化除堿澄清池，石灰軟化除堿澄 清池的出水進入濾池，多余的污泥進入污泥收集裝置，濾池出水進入超濾裝置，濾池定期反 洗的廢水排入石灰軟化除堿澄清池的進水，超濾裝置的出水進入一級反滲透裝置，超濾裝 置定期反洗的廢水排入石灰軟化除堿澄清池的進水，一級反滲透裝置的出水回收可直接利 用，一級反滲透裝置的濃水進入弱酸型陽離子交換器，弱酸型陽離子交換器的出水進入強 酸型陽離子交換器，弱酸型陽離子交換器再生廢水排入石灰軟化除堿澄清池的進水，強酸 型陽離子交換器的出水進入除碳器，強酸型陽離子交換器再生廢水排入石灰軟化除堿澄清 池的進水，除碳器的出水進入濃水反滲透裝置，濃水反滲透裝置濃水進入提濃反滲透裝置， 濃水反滲透裝置出水回收可直接利用，提濃反滲透裝置濃水進入蒸發(fā)結(jié)晶器，提濃反滲透 裝置出水可與工業(yè)原水混合后回收利用，蒸發(fā)結(jié)晶器結(jié)晶體可以進行固體廢物回收利用， 污泥收集裝置的出水進入污泥脫水裝置，污泥脫水裝置脫水后的干泥可外運進行固廢處 理，污泥脫水裝置出水回流到石灰軟化除堿澄清池的進水，與污水一起進入石灰軟化除堿 澄清池。
[0008] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：該一級反滲 透裝置的產(chǎn)水的無機礦物質(zhì)的含量小于普通的自來水，可用于鍋爐補給水或其他的工業(yè)用 水。
[0009] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：通過兩級軟 化后的一級反滲透濃水進入濃水反滲透裝置前可以投加堿性物質(zhì)，控制其pH值在8. 5?12 之間，保證濃水反滲透裝置在堿性水條件下運行，這樣在正常的回收率下可以有效防止反 滲透膜受有機污染和硅的污染。
[0010] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：該堿性物質(zhì) 為 NaOH。
[0011] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：該濃水反滲 透裝置的產(chǎn)水的無機礦物質(zhì)的含量與普通的自來水相當(dāng)，可用于鍋爐補給水或其他的工業(yè) 用水。
[0012] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：該濃水反滲 透裝置排放的濃水進入提濃反滲透裝置之前投加阻垢劑，通過提濃反滲透裝置再將濃水 反滲透裝置的濃水濃縮3?5倍，提濃反滲透裝置排放的濃水的TDS可以達(dá)到80000? 150000mg/l〇
[0013] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：根據(jù)原污水 中TDS含量的情況，提濃反滲透裝置可以采用一級提濃反滲透工藝，也可以采用二級提濃 反滲透工藝。
[0014] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：該提濃反滲 透裝置的反滲透將采用低面積、寬流道、短流程、抗污染能力強的膜組件。
[0015] 所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：該提濃反滲 透裝置的產(chǎn)水的無機礦物質(zhì)的含量與普通的自來水相當(dāng)或略高，可作為循環(huán)水補充水或其 他的工業(yè)用水使用。
[0016] 本發(fā)明方法的優(yōu)點如下：
[0017] 1、本發(fā)明方法中，污水首先進入石灰軟化除堿澄清池、濾池、超濾裝置和一級反滲 透裝置組成的一級濃縮和回用系統(tǒng)。工業(yè)污水通過石灰軟化澄清池、濾池、超濾裝置后，殘 留硬度一般為0. 8?I. 2mmol/L，殘留堿度為0. 8mmol/L，SDI小于3。在這樣的進水條件下 一級反滲透回收率可達(dá)到60?75%，脫鹽率可達(dá)到95 % (按三年后較差情況考慮）以上。 一級濃縮和回用工藝產(chǎn)水的無機物含量一般低于自來水，完全可以作為鍋爐補給水或工業(yè) 原水使用。一級濃縮和回用系統(tǒng)得到的濃水進入二級濃縮和回用系統(tǒng)。
[0018] 2、本發(fā)明方法中一級濃縮和回用工藝的濃水（電導(dǎo)率一般為IOOOOii S/cm左右） 進入弱型陽離子交換器、強型陽離子交換器、除碳器、濃水反滲透裝置組成的二級濃縮和回 用系統(tǒng)。通過弱型陽離子交換器、強型陽離子交換器較徹底去除水中剩余的硬度和堿度，保 證出水硬度為I. 5mg/L，除碳器后水中CO2含量小于5mg/l，然后通過pH調(diào)節(jié)，使?jié)馑礉B 透在堿性條件下運行，針對進水水質(zhì)，濃水反滲透可以不加阻垢劑，濃水反滲透裝置回收率 可達(dá)到60?70%，脫鹽率可達(dá)到95% (按三年后較差情況考慮）以上。二級濃縮和回用 工藝產(chǎn)水礦物質(zhì)與自來水相當(dāng)，也完全可以作為鍋爐補給水或工業(yè)原水使用。二級濃縮和 回用系統(tǒng)得到的濃水進入三級濃縮和回用系統(tǒng)。
[0019] 3、本發(fā)明方法中，經(jīng)過二級濃縮和回用系統(tǒng)后，得到的濃水水質(zhì)相當(dāng)惡劣，含鹽量 一般約為20000?40000mg/L，有機物含量可達(dá)到400mg/L。由于普通反滲透膜結(jié)構(gòu)的影響， 采用常規(guī)的反滲透膜處理工藝基本不可能實現(xiàn)水進一步濃縮和回用。但為了提高系統(tǒng)的濃 水倍率，本專利增加了三級提濃反滲透濃縮和回用系統(tǒng)，反滲透膜采用特殊反滲透膜元件。 該反滲透組件作為革命性的反滲透膜產(chǎn)品，特別適用于高濃度、高鹽分廢水的濃縮、回收和 達(dá)標(biāo)排放。它對進水水源的適應(yīng)范圍極廣，在抗污染性能上有著無法比擬的優(yōu)勢。對進水 水質(zhì)極高的耐受性，如下表所示：
[0020]

【權(quán)利要求】
1. 一種工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在于：它采用基于三級 反滲透膜法水處理工藝的濃縮和回用系統(tǒng)構(gòu)成工業(yè)污水回用及零排放工藝；其中：采用石 灰軟化除堿澄清池（1)、濾池（2)、超濾裝置（3)和一級反滲透裝置（4)作為第一級濃縮和 回用系統(tǒng)；采用弱酸型陽離子交換器（5)、強酸型陽離子交換器（6)、除碳器（7)和濃水反滲 透裝置（8)作為第二級濃縮和回用系統(tǒng)；采用提濃反滲透裝置（9)作為第三級濃縮和回用 系統(tǒng)；蒸發(fā)結(jié)晶器（10)作為對最后濃縮液無機離子的結(jié)晶分離裝置；前三段系統(tǒng)串連起來 組成處理工藝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在 于：該處理工藝是在由石灰軟化除堿澄清池（1)、濾池（2)、超濾裝置（3)、一級反滲透裝置 (4) 、弱酸型陽離子交換器（5)、強酸型陽離子交換器（6)、除碳器（7)、濃水反滲透裝置（8)、 提濃反滲透裝置（9)、蒸發(fā)結(jié)晶器（10)、污泥收集裝置（11)和污泥脫水裝置（12)組成的系 統(tǒng)中進行處理；污水先進入石灰軟化除堿澄清池（1)，石灰軟化除堿澄清池（1)的出水進入 濾池（2)，多余的污泥進入污泥收集裝置（10)，濾池（2)出水進入超濾裝置（3)，濾池（2) 定期反洗的廢水排入石灰軟化除堿澄清池（1)的進水，超濾裝置（3)的出水進入一級反滲 透裝置（4)，超濾裝置（3)定期反洗的廢水排入石灰軟化除堿澄清池（1)的進水，一級反滲 透裝置（4)的出水回收可直接利用，一級反滲透裝置（4)的濃水進入弱酸型陽離子交換器 (5) ，弱酸型陽離子交換器（5)的出水進入強酸型陽離子交換器（6)，弱酸型陽離子交換器 (5)再生廢水排入石灰軟化除堿澄清池（1)的進水，強酸型陽離子交換器（6)的出水進入除 碳器（7)，強酸型陽離子交換器（6)再生廢水排入石灰軟化除堿澄清池（1)的進水，除碳器 (7)的出水進入濃水反滲透裝置（8)，濃水反滲透裝置（8)濃水進入提濃反滲透裝置（9)，濃 水反滲透裝置（8)出水回收可直接利用，提濃反滲透裝置（9)濃水進入蒸發(fā)結(jié)晶器（10)，提 濃反滲透裝置（9)出水可與工業(yè)原水混合后回收利用，蒸發(fā)結(jié)晶器（10)結(jié)晶體可以進行固 體廢物回收利用，污泥收集裝置（11)的出水進入污泥脫水裝置（12)，污泥脫水裝置（12)脫 水后的干泥可外運進行固廢處理，污泥脫水裝置（12)出水回流到石灰軟化除堿澄清池（1) 的進水，與污水一起進入石灰軟化除堿澄清池（1)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在 于：該一級反滲透裝置（4)的產(chǎn)水的無機礦物質(zhì)的含量小于普通的自來水，可用于鍋爐補 給水或其他的工業(yè)用水。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征 在于：通過兩級軟化后的一級反滲透濃水進入濃水反滲透裝置（8)前可以投加堿性物質(zhì)， 控制其pH值在8. 5?12之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征在 于：該堿性物質(zhì)為NaOH。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征 在于：該濃水反滲透裝置（8)的產(chǎn)水的無機礦物質(zhì)的含量與普通的自來水相當(dāng)，可用于鍋 爐補給水或其他的工業(yè)用水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征 在于：該濃水反滲透裝置（8)排放的濃水進入提濃反滲透裝置（9)之前投加阻垢劑，通過提 濃反滲透裝置（9)再將濃水反滲透裝置（8)的濃水濃縮3?5倍，提濃反滲透裝置（9)排 放的濃水的TDS可以達(dá)到80000?150000mg/l。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征 在于：根據(jù)原污水中TDS含量的情況，提濃反滲透裝置（9)可以采用一級提濃反滲透工藝， 也可以采用二級提濃反滲透工藝。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征 在于：該提濃反滲透裝置（9)的反滲透將采用低面積、寬流道、短流程、抗污染能力強的膜 組件。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的工業(yè)污水回用及零排放的反滲透膜法處理工藝，其特征 在于：該提濃反滲透裝置（9)的產(chǎn)水的無機礦物質(zhì)的含量與普通的自來水相當(dāng)或略高，可 作為循環(huán)水補充水或其他的工業(yè)用水使用。
【文檔編號】C02F1/44GK104276711SQ201410592672
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】何立, 王建新 申請人:上海水合環(huán)境工程有限公司