一种反渗透浓水的预处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种反渗透浓水的预处理系统，包括原水储槽、进料泵、化学除硬反应池、混凝增压泵、砂滤罐、中水储槽、离子交换增压泵、离子交换混合床、pH回调反应池、超滤增压泵、超滤装置、产水储槽和反洗泵。本系统针对高含盐量、低化学需氧量的反渗透浓水，采用该系统进行预处理后，Ca2++Mg2+≤0.02ppm，SiO2≤10ppm，出水浊度≤0.5NTU，SS≤1ppm，COD≤100ppm，该系统处理后的出水进入膜蒸馏，可以达到很高的浓缩倍数，而且膜通量保持相对稳定。
【专利说明】一种反渗透浓水的预处理系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于水处理【技术领域】，涉及浓水的反渗透，尤其是一种反渗透浓水的预处理系统。
【背景技术】
[0002]反渗透技术适用于低浓度含盐废水的浓缩，淡水回收率为70%?80%，同时产生20-30%的反渗透浓水，该反渗透浓水中含有各种有机、无机污染物，若直接排放会对土壤、地表水及地下水中造成严重污染。目前，反渗透浓水的处理方法主要有回流法、生产用水回用法、资源化利用法，以及近年来出现的膜蒸馏法。膜蒸馏法是一种处理反渗透浓水的低能耗高效率方法，与其他处理方法相比可在较低的操作温度和操作压力下可将盐水浓度提高至接近饱和，对各种离子和大分子等不挥发组分的截留率能够高达99%以上，此外，其热源可以是低品质热量如太阳能、地热能等。近年来，反渗透技术逐渐成为石化、电力、冶金等行业废水和循环水深度回用处理的首选技术。
[0003]由于反渗透浓水中含有大量的Ca2+、Mg2+、Si032_等离子及各种有机物，在膜蒸馏处理时，这些物质会在膜表面沉积，使膜的透过通量减少，并且会使膜表面润湿，导致出水的电导率增加。因此，反渗透浓水在进行膜蒸馏处理前需要进行预处理，以除去Ca2+、Mg2+、SiO广等离子及各种有机物。目前常用的预处理方法有酸化预处理法、阻垢预处理法以及除硬预处理法等。酸化预处理法即用盐酸将反渗透浓水酸化至PH值为4.0，此法在一定程度上可以避免CaC03、MgC03等难溶盐在膜表面的沉积，减小膜污染。阻垢预处理法则是在反渗透浓水中加入适量的阻垢剂。在膜蒸馏浓缩过程中，随着晶核的聚集，阻垢剂可以吸附在晶体表面，排斥其他离子的聚集从而阻止晶体生长和沉淀。在浓缩倍数不高的情况下，阻垢剂可以有效阻止难溶盐在膜表面的沉积，但是在浓缩倍数很高的情况下，阻垢剂并不能达到阻垢目的，因此不能维持膜蒸馏通量的稳定并且使出水电导率维持在低水平，同时过量的阻垢剂会形成新的污染。化学除硬预处理法即在反渗透浓水中加入Na0H、Na2C03等碱类，生成难溶盐而除去Ca2+、Mg2+等离子。然而除硬后CaC03、Mg (OH) 2等仍处于饱和状态，一经浓缩即会在膜表面沉积。
[0004]因此，为了实现反渗透浓水的高度浓缩，提高水回收率，需开发有效的预处理系统以保证膜蒸馏过程的持续稳定运行。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高含盐量、低化学需氧量的反渗透浓水的预处理系统，该系统提高了 Ca2+、Mg2+等硬度离子、SiO32-及化学需氧量(COD)的去除率，提高了膜蒸馏浓缩倍数，保证了膜蒸馏过程长时间持续稳定，减少了膜污染，延长了膜的寿命。
[0006]本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是:
[0007]一种反渗透浓水的预处理系统，包括原水储槽、进料泵、化学除硬反应池、混凝增压泵、砂滤罐、中水储槽、离子交换增压泵、离子交换混合床、pH回调反应池、超滤增压泵、超滤装置、产水储槽和反洗泵，其特征在于:所述原水储槽的下部出口通过进料泵与化学除硬反应池的顶部进口相连，化学除硬反应池的底部出口通过混凝增压泵与砂滤罐的顶端进口相连，砂滤罐的中下部出口与中水储槽的顶端进口相连，中水储槽的下部出口通过离子交换增压泵与离子交换混合床的顶端进口相连，该离子交换混合床内封装有阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，离子交换混合床的底部出口与PH回调反应池的顶端进口相连，pH回调反应池的下部出口通过超滤增压泵与超滤装置的下部进口相连，超滤装置的顶部出口与产水储槽的进口相连，产水储槽的下部出口通过一反洗泵与产水储槽的进口相连。
[0008]而且，所述阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂。
[0009]本实用新型的优点和积极效果是:
[0010]1、本系统针对高含盐量、低化学需氧量的反渗透浓水进行预处理后，Ca2++Mg2+ ≤ 0.02ppm, SiO2 ≤ IOppm,出水浊度≤ 0.5NTU, SS ≤ lppm, COD ≤ IOOppm,该系统处理后的出水进入膜蒸馏，可以达到很高的浓缩倍数，而且膜通量保持相对稳定。
[0011]2、本系统使得反渗透浓水经过处理后提高了 Ca2+、Mg2+等硬度离子、Si032_及COD的去除率，Ca硬度、Mg硬度的去除率达到95%以上，减少了硅垢污染和生物性污染，极大地提高了反渗透浓水的浓缩倍数，使膜蒸馏可以长时间稳定运行，减少了膜污染，延长了膜寿命，为膜蒸馏浓缩反渗透浓水创造了有利条件。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的结构连接示意图；
[0013]图2为使用本系统的预处理方法的工艺流程图。
【具体实施方式】:
[0014]为能进一步了解本实用新型的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本实用新型的保护范围。
[0015]一种反渗透浓水的预处理系统，由原水储槽1、进料泵2、化学除硬反应池3、混凝增压泵4、砂滤罐5、中水储槽6、离子交换增压泵7、离子交换混合床8、pH回调反应池9、超滤增压泵10、超滤装置11、产水储槽12和反洗泵13构成，在原水储槽的下部出口通过进料泵与化学除硬反应池的顶部进口相连，通过该化学除硬反应池的顶部进口可以向该化学除硬反应池中加入NaOH和似20)3进行除硬；化学除硬反应池的底部出口通过混凝增压泵与砂滤罐的顶端进口相连，通过该顶端进口向该砂滤罐中可以加入无机絮凝剂如FeCl3和有机絮凝剂如聚丙烯酰胺进行强化混凝，而后进行固液分离；砂滤罐的中下部出口与中水储槽的顶端进口相连，通过砂滤罐的中下部出口可以将固液分离后的液体注入中水储槽；中水储槽的下部出口通过离子交换增压泵与离子交换混合床的顶端进口相连，该离子交换混合床内封装有阴离子交换树脂和阳离子交换树脂(图中未标号)；离子交换混合床的底部出口与pH回调反应池的顶端进口相连,通过该pH回调反应池的顶端进口可以向该pH回调反应池内加入酸等进行调溶液的pH值；pH回调反应池的下部出口通过超滤增压泵与超滤装置的下部进口相连，超滤装置的顶部出口与产水储槽的进口相连，产水储槽的下部出口通过一反洗泵与产水储槽的进口相连，以实现对产水储槽的清洗。
[0016]使用本系统处理反渗透浓水的原理如下:
[0017]使用本系统处理反渗透浓水的方法首先使用NaOH调节pH值至10.0-12.0，在此条件下，Mg2+与0H_反应生成难溶于水的Mg(OH)2除掉镁硬度，再加入适量Na2CO3生成难溶于水的CaCO3而除掉钙硬度。由于Mg(OH)2可能为絮状沉淀并且所述反渗透浓水中含有其他有机污染物，在沉淀前先加入无机混凝剂和有机絮凝剂，利用无机混凝剂的电中和作用和有机絮凝剂的架桥作用优化混凝条件，实现强化混凝的作用。加入混凝剂后，混凝反应30-60min，再利用砂滤罐进行固液分离，这一步不仅可以除去Mg(0H)2、CaCO3沉淀，而且可以去除大部分的颗粒性C0D。化学除硬后CaC03、Mg(0H)2等仍处于饱和状态，为避免膜污染，通过强酸性阳离子交换树脂进一步除去Ca2+、Mg2+。反渗透浓水中含有SiO32-通过膜蒸馏过程浓缩后，其浓度会变得非常高，早已超过了其溶度积，为避免造成膜蒸馏时的膜污染，需通过强碱性阴离子交换树脂除掉所述反渗透浓水中的SiO广。经过上述处理后Ca硬度、Mg硬度的去除率达到95%以上，但是出水的浊度升高，并含有悬浮固体，因此在进行膜蒸馏前需通过聚丙烯中空纤维超滤膜除掉悬浮物及原反渗透浓水中的大分子有机污染物。在进入到超滤系统前需要进行PH回调使进水pH值在超滤膜酸碱耐受范围内。超滤处理后，出水Ca2++Mg2+ ( 0.02ppm, SiO2 ( lOppm，产水浊度≤ 0.5NTU, SS ( lppm, COD ( 100g/L。 [0018]利用上述反渗透浓水的预处理系统对反渗透浓水进行处理的方法，步骤如下:
[0019]⑴取某企业膜分离过程得到的反渗透浓水，检测该反渗透浓水的组成成份及含量，检测方法见表1:
[0020]表1反渗透浓水的组成成份及含量的测试方法表
[0021]
【权利要求】
1.一种反渗透浓水的预处理系统，包括原水储槽、进料泵、化学除硬反应池、混凝增压泵、砂滤罐、中水储槽、离子交换增压泵、离子交换混合床、PH回调反应池、超滤增压泵、超滤装置、产水储槽和反洗泵，其特征在于:所述原水储槽的下部出口通过进料泵与化学除硬反应池的顶部进口相连，化学除硬反应池的底部出口通过混凝增压泵与砂滤罐的顶端进口相连,砂滤罐的中下部出口与中水储槽的顶端进口相连，中水储槽的下部出口通过离子交换增压泵与离子交换混合床的顶端进口相连，该离子交换混合床内封装有阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，离子交换混合床的底部出口与PH回调反应池的顶端进口相连，pH回调反应池的下部出口通过超滤增压泵与超滤装置的下部进口相连，超滤装置的顶部出口与产水储槽的进口相连，产水储槽的下部出口通过一反洗泵与产水储槽的进口相连。
2.根据权利要求1所述的反渗透浓水的预处理系统，其特征在于:所述阴离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，阳离子交换树脂为强酸性阳离子交换树脂。
【文档编号】C02F9/04GK203498203SQ201320631647
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日
【发明者】徐义明, 何清凤, 黄晶晶, 李凭力, 陈英才, 吴浩赟, 陆晓咏, 耿洪鑫, 黄益平 申请人:中建安装工程有限公司, 天津大学