专利名称：冷轧钢厂反渗透浓水处理系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶金行业废水处理技术领域，具体涉及一种冷轧钢厂反渗透浓水处理系统。
背景技术：
冷轧生产过程会产生大量的废水，包括酸碱废水、含油及乳化液废水、平整液废水。其常规的处理工艺为中和反应、混凝、气浮、接触氧化、沉淀、过滤达到废水排放标准后排放，要实现节能减排，必须对这些水进行回收利用，常见的工艺是采用超滤和反渗透进行深度脱盐处理后作为循环冷却水回用。在反渗透工艺运用于废水深度处理再回用的实际运行过程中会产生约1/3 1/4左右的反渗透浓水，该类浓水中的COD大都在200mg/L左右， 不能达到国家排放标准。目前，对于一级反渗透浓水常用的处置方法有(1)用于烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺单元的直流喷渣或是浇洒地坪等；( 将浓水与其它水或废水进行混合后排放；C3)对反渗透浓水蒸发干燥，将水分回收利用，将固体渣排放收集。用于烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺单元的直流喷渣或是浇洒地坪，确实是很好的用途，但是简单的喷渣消耗水量较少，专门的热喷渣处理并不是所有钢厂都有。将浓水与其它水或废水进行混合后排放会直接增加生产废水的排放量，不符合国家的节水政策。对反渗透浓水蒸发干燥或是增设专门的废水处理装置，同样也会增加工程投资和废水处理的运行费用。采用污水回用技术将污水处理后循环利用，不仅可以节约大量水资源，并且可以大幅度减少污水的排放，因而成为工业企业节水减排的重点。怎样来提高源水的回收率，减少反渗透浓水的排放量一直是水处理设计人员探索的方向。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，该系统具有结构简单、废水回收率高的特点。为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，其特征在于它包括第一输水管、调节池、第一输送泵、第二输水管、臭氧接触反应器、第三输水管、衰减池、第四输水管、MBR膜生物反应池、抽吸泵、第五输水管、中间产水池、高压泵、第六输水管、反渗透机组；第一输水管的输入端接反渗透浓水(一级反渗透浓水)，第一输水管的输出端与调节池的输入口相连通，第二输水管的输入端与调节池的出水口相连通，第二输水管的输出端与臭氧接触反应器的布水器的输入口相连通，第二输水管上设有第一输送泵；第三输水管的输入端与臭氧接触反应器的出水口相连通，第三输水管的输出端与衰减池的输入口相通，第四输水管的输入端与衰减池的出水口相连通，第四输水管的输出端与MBR膜生物反应池的输入口相连通；第五输水管的输入端与MBR膜生物反应池的出水口相连通，第五输水管的输出端与中间产水池的输入口相连通，第五输水管上设有抽吸泵；第六输水管的输入端与中间产水池的出水口相连通，第六输水管的输出端与反渗透机组的输入口相连通，第六输水管上设有高压泵。[0007]所述的臭氧接触反应器包括反应器体、第一臭氧输送管、第二臭氧输送管、臭氧破坏装置、布水器、臭氧接触反应器填料、臭氧布气板；布水器、臭氧接触反应器填料和臭氧布气板位于反应器体内，布水器位于臭氧接触反应器填料的上方(布水器位于反应器体内的顶部)，臭氧布气板位于臭氧接触反应器填料的下方(臭氧布气板位于反应器体内的底部)，布水器的输入口位于反应器体外，臭氧布气板的输入口位于反应器体外；第一臭氧输送管的输入端接臭氧源(提供臭氧)，第一臭氧输送管的输出端与臭氧布气板的输入口相连通，第二臭氧输送管的输入端与反应器体顶部的臭氧出口相连通，第二臭氧输送管的输出端与臭氧破坏装置的输入口相连通(将臭氧接触反应器内排出的剩余臭氧破坏后排入大气，以免产生二次污染)。臭氧接触反应器填料采用陶瓷或耐臭氧氧化的塑料，填料比表面积为200 300m2/m3。所述的MBR膜生物反应池包括反应池体、MBR分离膜、压缩空气进气管、曝气头、排泥管；MBR分离膜和曝气头位于反应池体内，曝气头位于MBR分离膜的下方(曝气头位于反应池体内的底部)，曝气头与压缩空气进气管的输出端相连通(产生曝气)；反应池体的底部设有排泥管，排泥管上设有阀门(定期排泥)。所述的第六输水管通过三通接头由管道与阻垢剂投加装置的输出口相连通(在第六输水管上设有阻垢剂投加点，通过阻垢剂投加装置向第六输水管上投加阻垢剂)。所述的反渗透浓水指冷轧废水经过中和反应、混凝、气浮、冷却、生化降解、沉淀、 过滤，以及后续的超滤、第一反渗透深度处理后产生的一级反渗透浓水。本实用新型的有益效果是本实用新型的结构简单，运行可靠；一级反渗透浓水经过臭氧接触氧化-MBR生化反应处理后，可以使出水COD含量< 15mg/L，能有效保证后续反渗透装置的稳定运行，经过二级反渗透处理后的出水可以作为工业生产净化水重复利用，使整套系统的回收率由原来的60 70%，提高到90%以上(本实用新型具有废水回收率高的特点)，并且二级反渗透产生的浓水COD含量< 60mg/L，满足排放标准，摆脱了现有的冷轧厂废水总体回收率低的困境。
图1是本实用新型的结构示意图；图中1-第一输水管；2-调节池；3-第一输送泵；4-第二输水管；5-臭氧接触反应器；6-第一臭氧输送管；7-第二臭氧输送管；8-臭氧破坏装置；9-布水器；10-臭氧接触反应器填料；11-臭氧布气板；12-第三输水管；13-衰减池；14-第四输水管；15-压缩空气进气管；16-MBR膜生物反应池；17-曝气头；18-排泥管；19-抽吸泵；20-第五输水管； 21-中间产水池；22-高压泵；23-第六输水管；24-反渗透机组。
具体实施方式
如图1所示，冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，它包括第一输水管1、调节池2、第一输送泵3、第二输水管4、臭氧接触反应器5、第三输水管12、衰减池13、第四输水管14、MBR 膜生物反应池16、抽吸泵19、第五输水管20、中间产水池21、高压泵22、第六输水管23、反渗透机组M ；第一输水管1的输入端接反渗透浓水(一级反渗透浓水)，第一输水管1的输出端与调节池2的输入口相连通，第二输水管4的输入端与调节池2的出水口相连通(最好是下部或底部相连)，第二输水管4的输出端与臭氧接触反应器5的布水器9的输入口相连通，第二输水管4上设有第一输送泵3 (用于提升废水)；第三输水管12的输入端与臭氧接触反应器5的出水口相连通，第三输水管12的输出端与衰减池13的输入口相通(输出端位于衰减池13的上方)，第四输水管14的输入端与衰减池13的出水口相连通，第四输水管14的输出端与MBR膜生物反应池16的输入口相连通；第五输水管20的输入端与MBR 膜生物反应池16的出水口相连通，第五输水管20的输出端与中间产水池21的输入口相连通，第五输水管20上设有抽吸泵19 ；第六输水管23的输入端与中间产水池21的出水口相连通，第六输水管23的输出端与反渗透机组M的输入口相连通，第六输水管23上设有高压泵22。所述的臭氧接触反应器5包括反应器体、第一臭氧输送管6、第二臭氧输送管7、臭氧破坏装置8、布水器9、臭氧接触反应器填料10、臭氧布气板11 ；布水器9、臭氧接触反应器填料10和臭氧布气板11位于反应器体内，布水器(由多个喷水头组成，均勻布水)9位于臭氧接触反应器填料10的上方(布水器位于反应器体内的顶部)，臭氧布气板(由多个喷气头组成，均勻布气)11位于臭氧接触反应器填料10的下方(臭氧布气板位于反应器体内的底部)，布水器的输入口位于反应器体外，臭氧布气板11的输入口位于反应器体外；第一臭氧输送管6的输入端接臭氧源(提供臭氧)，第一臭氧输送管6的输出端与臭氧布气板11的输入口相连通，第二臭氧输送管7的输入端与反应器体顶部的臭氧出口相连通，第二臭氧输送管7的输出端与臭氧破坏装置8的输入口相连通(将臭氧接触反应器内排出的剩余臭氧破坏后排入大气，以免产生二次污染)。所述的MBR膜生物反应池16包括反应池体、MBR分离膜、压缩空气进气管15、曝气头17、排泥管18 ；MBR分离膜和曝气头17位于反应池体内，曝气头17位于MBR分离膜的下方(曝气头17位于反应池体内的底部)，曝气头17与压缩空气进气管15的输出端相连通 (产生曝气)；反应池体的底部设有排泥管18，排泥管18上设有阀门(定期排泥)。所述的第六输水管23通过三通接头由管道与阻垢剂投加装置的输出口相连通 (在第六输水管上设有阻垢剂投加点，通过阻垢剂投加装置向第六输水管上投加阻垢剂)。冷轧钢厂反渗透浓水处理工艺，它包括如下步骤1)反渗透浓水(一级反渗透浓水)先进入调节池(废水在调节池停留时间4 6 小时，主要作用是抗冲击负荷，均化水质)，经调节池调节处理后的反渗透浓水进入臭氧接触反应器，用臭氧的强氧化性将反渗透浓水中难生化降解有机物无机化或者降解为可生化物质，将大分子有机物分解为小分子有机物；2)经过臭氧接触反应器处理后的出水进入衰减池(衰减池中不需加入什么)，废水经过衰减池后进入MBR膜生物反应池(或称MBR膜生物反应器)，在这里废水(即经处理后的反渗透浓水)中的有机物通过MBR膜生物反应池中的活性污泥进行生物降解，同时在MBR膜生物反应池中投加粉末活性炭，通过粉末活性炭吸附一部分难以被微生物降解的有机物，然后通过MBR膜生物反应池的分离膜进行固液分离后的出水由抽吸泵抽入中间产水池，得到中间产水；3)中间产水经过高压泵打入反渗透机组进行第二次反渗透脱盐处理(反渗透机组为现有设备)；该反渗透机组去除中间产水中绝大部分溶解的盐分，经过反渗透机组处理后的出水(经检测，出水COD含量彡15mg/L，整套系统的回收率在90%以上)作为回用水使用出水与第一反渗透深度处理产生的脱盐水混合后作为工业生产净化水重复使用， 第二次反渗透脱盐处理产生的浓盐水COD含量能够达标排放(经检测，COD含量< 60mg/ L)；反渗透机组产生的浓水(浓盐水)直接排放。臭氧接触反应器内水力停留时间为2 5min ；臭氧接触反应器内的填料为陶瓷或其他耐臭氧氧化的塑料，填料比表面积为200 300m2/m3 ；衰减池的水力停留时间为20 50min ；MBR膜生物反应池内的粉末活性炭的投加方式是直接投加，投加浓度为0. 5g/L 2g/L，在每次排放MBR膜生物反应池的出水(混合液)时，根据所排放的体积，补加粉末活性炭，补加量仍然为0. 5g/L 2g/L ；MBR膜生物反应池内的MBR分离膜为中空纤维膜，材质为聚偏氟乙烯，分离膜表面的孔径大小为0. 1 0. 4um ；MBR膜生物反应池(或称MBR生化反应池)的溶解氧的含量为2 ;3mg/L ；MBR膜生物反应池的水力停留时间为6 10小时； MBR膜生物反应池的污泥负荷0. 5-0. 8kgC0D/kgMLSS · d ；抽吸泵采用间歇运行方式，由时间继电器控制，开IOmin (可调)，停細化(可调)， 采用间歇抽吸操作模式旨在通过定期的停止膜过滤，使沉积在膜表面上的污泥在水力作用下从膜表面脱落出来，使膜的过滤性能得以恢复。为使MBR膜生物反应池中的活性污泥(活性污泥投加在反应池中)中的细菌适应反渗透浓水中高盐度环境，投加的活性污泥是经过耐盐驯化后的活性污泥，活性污泥能在含盐量< 10g/L的有机废水中生存繁殖。活性污泥耐盐驯化过程如下1)首先测出待处理的反渗透浓水的盐度(即含盐量)，m(g/L)，通常m ( 10g/L,2)选用60天为驯化时间，每一个驯化时段为6天，一共分为10个驯化时段，各个驯化时段的废水盐度依次配制为0. Im ；0. 2m ；0. 3m-0. 9m ；1. Om03)按照上述配水盐度配置混合废水进行污泥驯化。(说明上述活性污泥驯化方法属于很常规的方法)本实用新型中提到的臭氧破坏装置可以作为成套设备从市场上购买。所述的反渗透浓水指冷轧废水经过中和反应、混凝、气浮、冷却、生化降解、沉淀、 过滤，以及后续的超滤、第一反渗透深度处理后产生的一级反渗透浓水。本实用新型的工作过程是1、冷轧废水经过中和反应、混凝、气浮、冷却、生化降解、沉淀、过滤，以及后续的超滤、第一反渗透深度处理后产生的一级反渗透浓水由第一输水管1进入调节池2，再由第一输水泵3和第二输水管4送入臭氧接触反应器5中，臭氧接触反应器为圆柱形反应器，底部的布气板采用微孔钛板曝气，孔径为50 80 μ m，另外在臭氧接触反应器内设有高比表面积的填料；在反应过程中，反渗透浓水(废水)从上向下流动，臭氧气体从下向上流动，通过布气板将臭氧气体均勻分散到废水中，通过填料切割分散液相中的水，并强化液相紊动程度来提高臭氧吸收率，以便缩短废水接触停留时间，实现废水高效充氧；在这里，利用臭氧的强氧化性将废水中难生化物质部分无机化或者降解为可生化物质，将大分子有机物分解为小分子有机物。2、经过臭氧氧化处理后的出水通过第三输水管12自流进入衰减池13，经过衰减池13后，水中大部分残余臭氧分解，从而避免对后续MBR生化反应造成影响。3、经过衰减池13后的出水由第四输水管14送入MBR膜生物反应池16，在这里废水中的有机物通过反应池中的活性污泥进行生物降解，同时在膜生物反应池中投加粉末活性炭，粉末活性炭的存在增大了固液接触面积，在活性炭表面吸附有微生物细胞、酶、有机物以及氧，所有这些都为微生物的新陈代谢和对有机物的生物降解去除提供了良好的环境，也提高了系统的抗冲击负荷能力，提高了处理过程的稳定性，另外还可以通过粉末活性炭吸附一部分难以被微生物降解的有机物。在反应过程中，一方面污染物扩散到达活性炭孔中被吸附固定，活性炭吸附能力随之逐步降低，另一方面，在菌体作用下，被吸附污染物被微生物利用降解通过扩散作用进入水中，活性炭又逐步恢复，形成一个动态的作用周期， 污染物在这一周期的不断反复中被氧化分解。4、经过上述生化反应过程的废水在抽吸泵19的抽吸作用下通过分离膜进行固液分离后由第五输送管20输入中间产水池21 ；抽吸泵19采用间歇运行方式，由时间继电器控制，开IOmin (可调)，停^iin (可调)，采用间歇抽吸操作模式旨在通过定期的停止膜过滤，使沉积在膜表面上的污泥在水力作用下从膜表面脱落出来，使膜的过滤性能得以恢复； 由于粉末活性碳的吸附和凝聚作用，使活性炭絮体颗粒粒径变大，提高了污泥过滤性能，通过抽吸泵的间歇运行，能有效减慢MBR膜污染的发展趋势。5、中间产水池21的水由高压泵22加压通过第六输水管23送入反渗透机组M，经过反渗透机组的反渗透膜除去MBR膜生物反应池的出水中的溶解性盐类物质，同时进一步截留部分溶解性有机物质，有效保证反渗透产水满足回用水要求；同时在第六输送管23上投加阻垢剂防止浓水中盐类结晶物质在反渗透膜表面结垢，保证反渗透系统正常运行；反渗透机组的产水可以与一级反渗透产生的脱盐水混合后工作为工业生产净化水重复使用； 反渗透机组产生的浓盐水直接排放。
权利要求1.冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，其特征在于它包括第一输水管(1)、调节池(2)、第一输送泵(3)、第二输水管(4)、臭氧接触反应器(5)、第三输水管(12)、衰减池(13)、第四输水管(14)、MBR膜生物反应池(16)、抽吸泵(19)、第五输水管(20)、中间产水池(21)、高压泵(22)、第六输水管(23)、反渗透机组(24)；第一输水管(1)的输入端接反渗透浓水，第一输水管(1)的输出端与调节池(2)的输入口相连通，第二输水管(4)的输入端与调节池(2) 的出水口相连通，第二输水管(4)的输出端与臭氧接触反应器(5)的布水器(9)的输入口相连通，第二输水管(4)上设有第一输送泵(3);第三输水管(12)的输入端与臭氧接触反应器 (5)的出水口相连通，第三输水管(12)的输出端与衰减池(13)的输入口相通，第四输水管 (14)的输入端与衰减池(13)的出水口相连通，第四输水管(14)的输出端与MBR膜生物反应池(16)的输入口相连通；第五输水管(20)的输入端与MBR膜生物反应池(16)的出水口相连通，第五输水管(20)的输出端与中间产水池(21)的输入口相连通，第五输水管(20)上设有抽吸泵(19);第六输水管(23)的输入端与中间产水池(21)的出水口相连通，第六输水管(23)的输出端与反渗透机组(24)的输入口相连通，第六输水管(23)上设有高压泵(22)。
2.根据权利要求1所述的冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，其特征在于所述的臭氧接触反应器(5)包括反应器体、第一臭氧输送管(6)、第二臭氧输送管(7)、臭氧破坏装置(8)、 布水器(9)、臭氧接触反应器填料(10)、臭氧布气板(11)；布水器(9)、臭氧接触反应器填料 (10)和臭氧布气板(11)位于反应器体内，布水器(9)位于臭氧接触反应器填料(10)的上方，臭氧布气板(11)位于臭氧接触反应器填料(10)的下方，布水器的输入口位于反应器体外，臭氧布气板(11)的输入口位于反应器体外；第一臭氧输送管(6)的输入端接臭氧源， 第一臭氧输送管(6)的输出端与臭氧布气板(11)的输入口相连通，第二臭氧输送管(7)的输入端与反应器体顶部的臭氧出口相连通，第二臭氧输送管(7)的输出端与臭氧破坏装置 (8)的输入口相连通。
3.根据权利要求1所述的冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，其特征在于所述的MBR膜生物反应池(16)包括反应池体、MBR分离膜、压缩空气进气管(15)、曝气头(17)、排泥管 (18);MBR分离膜和曝气头(17)位于反应池体内，曝气头(17)位于MBR分离膜的下方，曝气头(17)与压缩空气进气管(15)的输出端相连通；反应池体的底部设有排泥管(18)，排泥管 (18)上设有阀门。
4.根据权利要求1所述的冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，其特征在于所述的第六输水管(23)通过三通接头由管道与阻垢剂投加装置的输出口相连通。
专利摘要本实用新型涉及一种冷轧钢厂反渗透浓水处理系统。冷轧钢厂反渗透浓水处理系统，其特征在于它包括第一输水管、调节池、第一输送泵、第二输水管、臭氧接触反应器、第三输水管、衰减池、第四输水管、MBR膜生物反应池、抽吸泵、第五输水管、中间产水池、高压泵、第六输水管和反渗透机组；第三输水管的输入端与臭氧接触反应器的出水口相连通，第四输水管的输出端与MBR膜生物反应池的输入口相连通；第五输水管的输入端与MBR膜生物反应池的出水口相连通，第五输水管的输出端与中间产水池的输入口相连通；第六输水管的输入端与中间产水池的出水口相连通，第六输水管的输出端与反渗透机组的输入口相连通。该系统具有结构简单、废水回收率高的特点。
文档编号C02F9/14GK202208672SQ20112026740
公开日2012年5月2日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者万焕堂, 贺杏华 申请人:中冶南方工程技术有限公司