专利名称：工业废水深度除盐回用方法
技术领域：
本发明是一种工业废水深度除盐回用方法。属于水、废水或污水的多级处理。
背景技术：
世界性水资源短缺使水资源可持续利用与节水回用得到极大重视，污水回用不但可以节约大量的新鲜水，而且可以大幅度减少污水外排。工业废水受污染程度较大，发达国家一般将工业废水在生产现场经过简单处理，进入设施完善的城市污水处理系统与生活污水混合后进行处理，单独回用在工业发达国家并不多见。工业废水除盐回用处理流程比城市污水处理流程长，一般采用二级生化处理-过滤-活性炭吸附-反渗透-回用于生产的流程。国内有炼油厂将二级处理达标后的外排水经絮凝沉淀、过滤和杀菌处理后回用作循环冷却水补水。经过调研发现，对于低硬度、低腐蚀性、低含盐污水可以采用该工艺，但对于盐含量较高的工业废水，在深度处理回用时必须要脱除部分无机盐，才能满足回用水的要求。 目前国内、国外常用的除盐方式主要有电渗析、反渗透和离子交换法。电渗析法容易结垢， 占地面积较大，目前主要用于地下水处理，用于污水处理回用方面还未见报导。反渗透膜对进水水质要求极为严格，虽然除盐较为彻底，但膜易受污染、能耗较高。离子交换法比较常用，主要用于净水处理，但要消耗大量的酸、碱进行再生处理；离子交换树脂也易受来水有机物污染。中国专利200520087169. 1公开了一种污水回用处理装置。该专利采用电吸附法去除经生化处理的污水中盐、部分有机物。该装置适合的水质为电导率小于2500 μ S/cm。 当电导率大于2500 μ S/cm,系统将会出现明显的结垢趋势，导致系统运行不稳定、需要频繁的化学清洗，同时出水水质也难以满足循环水补水水质要求。综上所述，现有技术中对于经二级生化处理后到达排放标准的外排水，进一步脱盐达到回用水标准，还存在如下技术问题1.电渗析法容易结垢，占地面积较大，目前主要用于地下水处理，用于污水处理回用方面还未见报导。2.反渗透膜对进水水质要求极为严格，虽然除盐较为彻底，但膜易受污染、能耗较
尚ο3.离子交换树脂也易受来水有机物污染。4.电吸附法去除盐，仅适用于水质电导率小于2500μ S/cm。当电导率大于 2500 μ S/cm，系统将会出现明显的结垢趋势，导致系统运行不稳定、需要频繁的化学清洗， 同时出水水质也难以满足循环水补水水质要求。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技本中的不足之处，而提供一种既不需要电渗析、反渗透膜装置，也无须离子交换树脂，而且在水质电导率大于2500 μ S/cm的条件下，维持系统运行稳定，不结垢，同时出水水质能够满足循环水补水水质要求的工业废水深度除盐回用方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到本发明的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于待处理工业废水顺序经过降低硬度操作单元、高效过滤操作单元和电吸附除盐操作单元处理后，即达到回用水标准，具体处理步骤如下a.降低硬度、沉淀、中和电导率小于4500 μ S/cm,以碳酸钙计总硬度大于350mg/L的待处理工业废水进入所述降低硬度操作单元，投加碱性物质调节系统PH，搅拌下，混合反应0. 5 30min后，沉淀并除去沉淀物，沉降时间1 8小时，再用酸性物质调节pH在5. 0 9. 0之间，备进入所述高效过滤操作单元；b.高效过滤来自步骤a处理后的工业废水，进入高效过滤操作单元，经高效过滤，进一步除去其中的悬浮物，备进入所述电吸附除盐操作单元；c.电吸附除盐经步骤b高效过滤后的工业废水，进入所述电吸附除盐操作单元，电吸附模块的模对工作电压ι. ο 1. 8V，除盐工作时间20 lOOmin，再生反洗时间20 lOOmin，产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。设置降低硬度操作单元的主要目的防止污水中的硬度离子在后续除盐处理中成垢，影响除盐系统的连续稳定运行。在高效过滤单元中将降低硬度操作单元产水的悬浮物进一步处理，主要目的是消除悬浮物对除盐系统连续稳定运行的影响。在电吸附除盐单元中对高效过滤单元产水进行除盐处理，目的是部分去除水中的阴阳离子，使之达到循环水补水水质要求。电吸附除盐是利用带电电极表面吸附水中离子及带电荷粒子的现象，使水中溶解盐类及其它带电污染物在电极表面富集浓缩而实现部分脱盐的一种新型水处理技术。该技术具有对进水水质要求低，运行稳定、能耗低、使用寿命长、设备维护简单、不产生二次污染等特点。以上三个操作单元协调配合，共同完成了本发明的任务。本发明的目的还可以通过如下措施来达到本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤a.中所述降低硬度、沉淀、中和操作单元中，投加碱性物质调节系统pH在7. O 12. O之间，混合反应0. 5 30min，沉淀物沉降时间1 8小时，酸性物质调节pH在5. O 9. O之间，然后高效过滤。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤a.中所述降低硬度、沉淀、中和操作单元中，投加碱性物质调节系统PH在8. 5 11. 5之间，混合反应5 lOmin，沉淀物沉降时间3 5小时，酸性物质调节pH在6. O 7. 5之间，然后高效过滤。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤a.中所述碱性物质是氢氧化钠、石灰、氢氧化钙中的任意一种；所述酸性物质是硫酸或盐酸。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤a.中所述搅拌下，混合反应，搅拌采用鼓风搅拌、机械搅拌或管道搅拌方式中的任意一种；除去沉淀物的沉淀方式是自然沉淀、 斜板沉降、絮凝沉降中的任意一种或者其任意两种以上组合。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤b.中所述高效过滤操作单元中，采用的过滤方式是砂滤、纤维过滤、微滤、超滤中的任意一种。
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本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤b.中所述高效过滤操作单元中，加入絮凝剂或电解产生絮凝剂，絮凝剂投加量范围为0 50ppm，絮凝反应时间为0. 5 30min， 然后高效过滤。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤b.中所述高效过滤操作单元中，加入絮凝剂或电解产生絮凝剂，絮凝剂投加量范围为0 30ppm，絮凝反应时间为5 20min，然后高效过滤。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤b.中所述高效过滤操作单元中，投加的杀菌剂，其投加量为0 20ppm。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤b.中所述杀菌剂是氯气、二氧化氯、 次氯酸钠、臭氧中的任意一种，其投加量为0 lOppm。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤c.中所述电吸附除盐操作单元，其模块运行方式是单级、两级以上串联、并联或串联并联的组合形式。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤C.所述电吸附除盐操作单元中，电吸附模块的模对工作电压1. O 1. 8V，除盐工作时间20 lOOmin，再生反洗时间20 lOOmin，产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。本发明的工业废水深度除盐回用方法，步骤C.所述电吸附除盐操作单元中，电吸附模块的模对工作电压1. 2 1. 6V，除盐工作时间30 60min，再生反洗时间30 60min， 产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。本发明的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于所述具体处理步骤如下a.降低硬度、沉淀、中和电导率小于4500 μ S/cm,以碳酸钙计总硬度大于350mg/L的待处理工业废水进入所述降低硬度操作单元，投加碱性物质调节系统PH在8. 5 11. 5之间，搅拌下，混合反应 5 IOmin后，沉淀并除去沉淀物，沉降时间3 5小时，再用酸性物质调节pH在6. O 7. 5 之间，备进入所述高效过滤操作单元；b.高效过滤来自步骤a处理后的工业废水，进入高效过滤操作单元，经高效过滤，进一步除去其中的悬浮物，备进入所述电吸附除盐操作单元；c.电吸附除盐经步骤b高效过滤后的工业废水，进入所述电吸附除盐操作单元，电吸附模块的模对工作电压1. 2 1. 6V，除盐工作时间30 60min，再生反洗时间30 60min，产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。本发明的工业废水深度除盐回用方法公开的技术方案，相比现有技术有如下积极效果1.提供了一种既不需要电渗析、反渗透膜装置，也无须离子交换树脂，而且在水质电导率大于2500 μ S/cm的条件下，维持系统运行稳定，不结垢，同时出水水质能够满足循环水补水水质要求的工业废水深度除盐回用方法。2.避免了电渗析法容易结垢，占地面积较大的弊端。3.避免了反渗透膜对进水水质要求极为严格，膜易受污染、能耗较高的不足。4.避免了离子交换树脂易受来水有机物污染的问题。
5.解决了现有技术中的电吸附法去除盐，仅适用于水质电导率小于2500yS/cm。 当电导率大于2500 μ S/cm,系统将会出现明显的结垢趋势，导致系统运行不稳定、需要频繁的化学清洗，同时出水水质也难以满足循环水补水水质要求的技术问题。6.可以将二级生化后达到国家一级排放标准、电导率低于4500 μ S/cm的外排工业废水处理到工业循环水系统的补水要求。该工艺可应用于化工污水、印染污水、纺织污水和炼油污水，具有适用水质范围宽、工艺运行稳定、除盐效率高的特点。
图1是本发明的工业废水深度除盐回用方法工艺流程示意中1-工业废水2-碱3-降低硬度操作单元4-酸5-中和池6-高效过滤操作单元7-电吸附除盐操作单元8-工艺出水。
具体实施例方式本发明下面将结合实施例作进一步详述实施例1采用本发明的技术方案处理工业废水，进水水质为电导率S/cm，以碳酸钙计的硬度900mg/L ；降低硬度单元所投加碱性物质为氢氧化钠，pH值控制在10. 5，混合反应的时间范围为20min，产生的沉淀物去除方式为斜板沉降，沉降时间范围为4小时，中和反应投加的酸性物质为硫酸，PH值控制在6. 8，中和反应的时间为lOmin，降低硬度单元出水水质为电导率2600 μ S/cm,硬度220mg/L (以碳酸钙计)；高效过滤单元过滤方式为砂滤，不投加絮凝剂或杀菌剂；电吸附除盐单元中模块运行方式为两级串联，每对电极加电电压为 1. 55V，工作时间35min，反洗时间35min，产水水质为电导率800 μ S/cm,以碳酸钙计的硬度 80mg/Lo实施例2采用本发明的技术方案处理工业废水，进水水质为电导率4000μ S/cm，以碳酸钙计的硬度1100mg/L ；降低硬度单元所投加碱性物质为氢氧化钠，pH值控制在10. 8，混合反应的时间范围为20min，产生的沉淀物去除方式为斜板沉降，沉降时间范围为4小时，中和反应投加的酸性物质为硫酸，PH值控制在6. 5，中和反应的时间为lOmin，降低硬度单元出水水质为电导率3700μ S/cm，以碳酸钙计的硬度250mg/L ；高效过滤单元过滤方式为砂滤， 不投加絮凝剂或杀菌剂；电吸附除盐单元中模块运行方式为两级串联，每对电极加电电压为1. 60V，工作时间30min，反洗时间30min，产水水质为电导率1000 μ S/cm，以碳酸钙计的硬度 100mg/L。
实施例3采用本发明的技术方案处理工业废水，进水水质为电导率3200μ S/cm，以碳酸钙计的硬度600mg/L ；降低硬度单元所投加碱性物质为氢氧化钠，pH值控制在10. 2，混合反应的时间范围为20min，产生的沉淀物去除方式为斜板沉降，沉降时间范围为4小时，中和反应投加的酸性物质为硫酸，PH值控制在6. 6，中和反应的时间为lOmin，降低硬度单元出水水质为电导率3100μ S/cm，以碳酸钙计的硬度230mg/L ；高效过滤单元过滤方式为砂滤，不投加絮凝剂或杀菌剂；电吸附除盐单元中模块运行方式为两级串联，每对电极加电电压为 1. 55V，工作时间30min，反洗时间30min，产水水质为电导率900 μ S/cm,以碳酸钙计的硬度 90mg/Lo实施例4采用本发明的技术方案处理污水处理场达标污水，进水水质为电导率4400 μ S/ cm,以碳酸钙计的硬度750mg/L ；降低硬度单元所投加碱性物质为氢氧化钠，pH值控制在 10. 2，混合反应的时间范围为20min，产生的沉淀物去除方式为斜板沉降，沉降时间范围为 4小时，中和反应投加的酸性物质为硫酸，pH值控制在6. 5，中和反应的时间为lOmin，降低硬度单元出水水质为电导率4200μ S/cm，以碳酸钙计的硬度200mg/L ；高效过滤单元过滤方式为砂滤，不投加絮凝剂或杀菌剂；电吸附除盐单元中模块运行方式为两级串联，每对电极加电电压为1. 60V，工作时间30min，反洗时间30min，产水水质为电导率ΙΙΟΟμ S/cm，以碳酸钙计的硬度80mg/L。实施例5采用本发明的技术方案处理污水处理场达标污水，进水水质为电导率3800 μ S/ cm,以碳酸钙计的硬度1000mg/L ；降低硬度单元所投加碱性物质为氢氧化钠，pH值控制在 10. 8，混合反应的时间范围为20min，产生的沉淀物去除方式为斜板沉降，沉降时间范围为 4小时，中和反应投加的酸性物质为硫酸，pH值控制在6. 5，中和反应的时间为lOmin，降低硬度单元出水水质为电导率3500μ S/cm，以碳酸钙计的硬度180mg/L ；高效过滤单元过滤方式为砂滤，不投加絮凝剂或杀菌剂；电吸附除盐单元中模块运行方式为两级串联，每对电极加电电压为1. 55V，工作时间30min，反洗时间30min，产水水质为电导率1000 μ S/cm，以碳酸钙计的硬度70mg/L。实施例6采用本发明的技术方案处理污水处理场达标污水，进水水质为电导率3000 μ S/ cm,以碳酸钙计的硬度600mg/L ；降低硬度单元所投加碱性物质为氢氧化钠，pH值控制在 10. 5，混合反应的时间范围为20min，产生的沉淀物去除方式为斜板沉降，沉降时间范围为 4小时，中和反应投加的酸性物质为硫酸，pH值控制在6. 6，中和反应的时间为lOmin，降低硬度单元出水水质为电导率S/cm，以碳酸钙计的硬度200mg/L ；高效过滤单元过滤方式为砂滤，不投加絮凝剂或杀菌剂；电吸附除盐单元中模块运行方式为两级串联，每对电极加电电压为1. 55V，工作时间3511^11，反洗时间351^11，产水水质为电导率80(^5/011，以碳酸钙计的硬度90mg/L。
权利要求
1.一种工业废水深度除盐回用方法，其特征在于待处理工业废水顺序经过降低硬度操作单元、高效过滤操作单元和电吸附除盐操作单元处理后，即达到回用水标准，具体处理步骤如下a.降低硬度、沉淀、中和电导率小于4500 μ S/cm,以碳酸钙计总硬度大于350mg/L的待处理工业废水进入所述降低硬度操作单元，投加碱性物质调节系统PH，搅拌下，混合反应0. 5 30min后，沉淀并除去沉淀物，沉降时间1 8小时，再用酸性物质调节pH在5. 0 9. 0之间，备进入所述高效过滤操作单元；b.高效过滤来自步骤a处理后的工业废水，进入高效过滤操作单元，经高效过滤，进一步除去其中的悬浮物，备进入所述电吸附除盐操作单元；c.电吸附除盐经步骤b高效过滤后的工业废水，进入所述电吸附除盐操作单元，电吸附模块的模对工作电压1. 0 1. 8V，除盐工作时间20 lOOmin，再生反洗时间20 lOOmin，产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。
2.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤a.中所述降低硬度、沉淀、中和操作单元中，投加碱性物质调节系统pH在7. 0 12. 0之间，混合反应0. 5 30min,沉淀物沉降时间1 8小时，酸性物质调节pH在5. 0 9. 0之间，然后高效过滤。
3.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤a.中所述降低硬度、沉淀、中和操作单元中，投加碱性物质调节系统PH在8. 5 11. 5之间，混合反应5 IOmin,沉淀物沉降时间3 5小时，酸性物质调节pH在6. O 7. 5之间，然后高效过滤。
4.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤a.中所述碱性物质是氢氧化钠、石灰、氢氧化钙中的任意一种；所述酸性物质是硫酸或盐酸。
5.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤a.中所述搅拌下， 混合反应，搅拌采用鼓风搅拌、机械搅拌或管道搅拌方式中的任意一种；除去沉淀物的沉淀方式是自然沉淀、斜板沉降、絮凝沉降中的任意一种或者其任意两种以上组合。
6.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤b.中所述高效过滤操作单元中，采用的过滤方式是砂滤、纤维过滤、微滤、超滤中的任意一种。
7.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤b.中所述高效过滤操作单元中，加入絮凝剂或电解产生絮凝剂，絮凝剂投加量范围为0 50ppm，絮凝反应时间为0. 5 30min，然后高效过滤。
8.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤b.中所述高效过滤操作单元中，加入絮凝剂或电解产生絮凝剂，絮凝剂投加量范围为0 30ppm，絮凝反应时间为5 20min，然后高效过滤。
9.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤b.中所述高效过滤操作单元中，投加的杀菌剂，其投加量为0 20ppm。
10.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤b.中所述杀菌剂是氯气、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧中的任意一种，其投加量为0 lOppm。
11.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤c.中所述电吸附除盐操作单元，其模块运行方式是单级、两级以上串联、并联或串联并联的组合形式。
12.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤c.所述电吸附除盐操作单元中，电吸附模块的模对工作电压1. 0 1. 8V，除盐工作时间20 lOOmin，再生反洗时间20 lOOmin，产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。
13.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于步骤c.所述电吸附除盐操作单元中，电吸附模块的模对工作电压1. 2 1. 6V，除盐工作时间30 60min，再生反洗时间30 60min，产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。
14.根据权利要求1的工业废水深度除盐回用方法，其特征在于所述具体处理步骤如下a.降低硬度、沉淀、中和电导率小于4500 μ S/cm,以碳酸钙计总硬度大于350mg/L的待处理工业废水进入所述降低硬度操作单元，投加碱性物质调节系统pH在8. 5 11. 5之间，搅拌下，混合反应5 IOmin后，沉淀并除去沉淀物，沉降时间3 5小时，再用酸性物质调节pH在6. O 7. 5之间，备进入所述高效过滤操作单元；b.高效过滤来自步骤a处理后的工业废水，进入高效过滤操作单元，经高效过滤，进一步除去其中的悬浮物，备进入所述电吸附除盐操作单元；c.电吸附除盐经步骤b高效过滤后的工业废水，进入所述电吸附除盐操作单元，电吸附模块的模对工作电压1. 2 1. 6V，除盐工作时间30 60min，再生反洗时间30 60min，产水达到回用水质标准后，排出处理系统，供回水用，再生排污水达标排放。
全文摘要
本发明是一种工业废水深度除盐回用方法。其特征在于待处理工业废水顺序经过降低硬度操作单元、高效过滤操作单元和电吸附除盐操作单元处理后，即达到回用水标准，具体处理步骤a.降低硬度、沉淀、中和b.高效过滤c.电吸附除盐。提供了一种既不需要电渗析、反渗透膜装置，也无须离子交换树脂，而且在水质电导率大于2500μS/cm的条件下，维持系统运行稳定，不结垢，同时出水水质能够满足循环水补水水质要求的工业废水深度除盐回用方法。将二级生化后、电导率低于4500μS/cm的外排工业废水处理到工业循环水系统的补水要求。适用于化工污水、印染污水、纺织污水和炼油污水，适用水质范围宽、工艺运行稳定、除盐效率高。
文档编号C02F9/06GK102452751SQ201010515220
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者梁明, 潘咸峰, 黄斌 申请人:中国石油化工股份有限公司