一种高cod工业废水零排放处理系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种高COD工业废水零排放处理系统及方法，所述系统包括：通过管道顺次连接的回用水调节池、曝气生物滤池、石灰澄清池、变孔隙滤池、超滤装置、多段法反渗透装置、浓水反渗透装置、提浓段脱盐装置、多效蒸发系统和固体回收装置；曝气生物滤池、变孔隙滤池和超滤装置均设有反洗装置，所述反洗装置均与回用水调节池连接。本发明能够减少超滤、反渗透装置的化学清洗次数，保证膜元件的使用寿命，减少因替换元件而产生的费用，并且实现高COD工业废水的零排放。
【专利说明】一种高COD工业废水零排放处理系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高COD工业废水零排放处理系统及方法，属于废水处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]COD (Chemical Oxygen demand)又称化学需氧量,指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗的氧的量，它反映了水中受还原性物质污染的程度，水中还原性物质主要包括有机物、亚硝酸盐，亚铁盐、硫化物等可以被氧化的物质。化学需氧量越高表明水中有机污染物越多。COD含量高的水排放到自然水体里面，使藻类大量生长，会大量消耗水中的溶解氧，使水体中的鱼类等水生物缺氧死亡，破坏水体的生态系统，并进一步造成水体厌氧发臭，从而使水体失去使用功能。
[0003]目前，现有工业废水处理技术无法应对高COD负荷，导致超滤、反渗透系统的频繁化学清洗，缩短膜元件的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种高COD工业废水零排放处理系统及方法，能够减少超滤、反渗透装置的化学清洗次数，保证膜元件的使用寿命，减少因替换元件而产生的费用，并且实现高COD工业废水的零排放。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案:一种高COD工业废水零排放处理系统，包括通过管道顺次连接的回用水调节池、曝气生物滤池、石灰澄清池、变孔隙滤池、超滤装置、多段法反渗透装置、浓水反渗透装置、提浓段脱盐装置、多效蒸发系统和固体回收装置；曝气生物滤池、变孔隙滤池和超滤装置均设有反洗装置，所述反洗装置均与回用水调节池连接。
[0006]前述的高COD工业废水零排放处理系统中，变孔隙滤池与超滤装置之间设置自清洗过滤器，自清洗过滤器也设有与回用水调节池连接的反洗装置。
[0007]前述的高COD工业废水零排放处理系统中，多段法反渗透装置为一级三段反渗透装置；浓水反渗透装置为一级两段反渗透装置；提浓段脱盐装置为一级三段反渗透装置。
[0008]前述的高COD工业废水零排放处理系统中，提浓段脱盐装置采用叠管式反渗透DTRO。
[0009]前述的高COD工业废水零排放处理系统中，变孔隙滤池与超滤装置之间设置自清洗过滤器，自清洗过滤器也设有与回用水调节池连接的反洗装置。
[0010]前述的高COD 工业废水零排放处理系统还包括与石灰澄清池连接的污泥处理系统。
[0011]前述的高COD工业废水零排放处理系统中，多效蒸发系统包括三个蒸发器，第一个蒸发器以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个蒸发器均以前一个蒸发器生成的二次蒸汽作为加热蒸汽。[0012]前述的高COD工业废水零排放处理系统还包括加药系统还包括加药系统，所述加药系统包括石灰加药系统、反渗透还原剂加药装置、反渗透阻垢剂加药装置、超滤杀菌剂加药装置、硫酸加药装置、絮凝剂加药装置和助凝剂加药装置；
[0013]石灰加药系统、絮凝剂加药装置和助凝剂加药装置均与石灰澄清池连接；
[0014]硫酸加药装置设置在石灰澄清池的出水渠内；
[0015]超滤杀菌剂加药装置与超滤装置连接；
[0016]反渗透还原剂加药装置、反渗透阻垢剂加药装置均设置在超滤装置与多段法反渗透装置连接的管道上。
[0017]前述的高COD工业废水零排放处理系统中，所述加药系统还包括碳酸钠加药系统，碳酸钠加药系统设置在曝气生物滤池与石灰澄清池连接的管道上。
[0018]前述的高COD工业废水零排放处理系统中，所述变孔隙滤池的出口连接有清水池；所述加药系统还包括与清水池连接的次氯酸钠加药装置。
[0019]一种采用前述系统实现高COD工业废水零排放处理的方法为:工业废水进入回用水调节池，经提升泵提升进入曝气生物滤池进行生化处理，同时进行过滤和吸附以降低C0D;然后进入石灰澄清池中进行软化处理和混凝反应沉淀，沉淀后的澄清水调节pH后进入变孔隙滤池进行过滤；滤池出水加压后，进入超滤装置进行微孔过滤，保证反渗透的进水水质；再依次进入多段法反渗透装置、浓水反渗透装置、提浓段脱盐装置进行膜处理；处理后的水进入多效蒸发系统进行蒸发结晶，结晶进入固体回收装置进行固体回收或废弃物处置，蒸馏水回流到淡水箱，回用于循环水系统；
[0020]上述废水处理过程中，曝气生物滤池、变孔隙滤池、自清洗过滤器和超滤装置的反洗装置生成的反洗水直接回流至回用水调节池进行回收。
[0021]前述的高COD工业废水零排放处理方法中，自清洗过滤器选用连续运行、自动反洗过滤器，过滤精度为10(^111，正常情况下，过滤差压不大于30即&，自清洗过滤器依据进、出口压差或者周期制水量进行自动反洗。
[0022]前述的高COD工业废水零排放处理方法中，从石灰澄清池留出的泥水通过污泥处理系统进行分离，水回流至回用水调节池，而污泥进行无害化处置。
[0023]前述的高COD工业废水零排放处理方法中，多效蒸发系统采用三效蒸发方式，包括三个蒸发器，第一个蒸发器以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个蒸发器均以前一个蒸发器生成的二次蒸汽作为加热蒸汽，并且每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽。
[0024]前述的高COD工业废水零排放处理方法中，在工业废水处理过程中，通过加药系统加入药剂对废水进行处理，具体为:
[0025](I)通过石灰加药系统、絮凝剂加药装置和助凝剂加药装置分别向石灰澄清池中加入石灰、絮凝剂和助凝剂，发生混凝反应，产生沉淀物；
[0026](2)通过硫酸加药装置向石灰澄清池的出水渠内加入硫酸，以调节澄清池出水的PH值；
[0027](3)通过超滤杀菌剂加药装置向超滤装置反洗时加入杀菌剂；
[0028](4)在工业废水进入多段法反渗透装置前，通过反渗透还原剂加药装置加入还原剂来还原水中的余氯以防止对反渗透膜元件造成氧化，并通过反渗透阻垢剂加药装置加入阻垢剂来控制反渗透浓水中无机盐垢的析出。[0029]前述的高COD工业废水零排放处理方法中，在工业废水进入石灰澄清池前，可以通过碳酸钠加药系统加入碳酸钠来降低水的非碳酸盐硬度，而是否投加碳酸钠，需要根据工业废水水质确定；通过次氯酸钠加药装置向清水池加入次氯酸钠，以保证后续工艺的杀囷效果。
[0030]前述的高COD工业废水零排放处理方法中，在进水水质较好时，超滤装置采用全量过滤方式；在进水水质差时，超滤装置采用错流过滤方式。
[0031]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0032]1)采用曝气生物滤池与石灰澄清、变孔隙滤池组成新的预处理工艺，使待处理废水中的有机物在适当的温度、溶解氧、碱度等条件下，作为微生物新陈代谢的底物，通过微生物代谢得以降解，增殖的微生物则作为剩余污泥从水中分离出去，废水的有机物污染物就被去除了。相对于其它物理、化学的处理工艺，曝气生物滤池工艺具有处理效果好、占地省、耐冲击能力强、管理简便等优点；石灰澄清工艺则能显著降低在反渗透工艺中结垢的离子，并且能够降低并抑制生物化学处理工艺段出水中残存的微生物，降低了微生物污堵的程度。
[0033]传统工艺多数采用常规的混凝澄清过滤工艺，只能去除工业废水中的部分悬浮物。而采用“曝气生物滤池+石灰澄清+变孔隙滤池”的预处理工艺，可以降低水中的C0D、氨氮以及去除99%以上的悬浮物，减轻后续工艺负荷，使得COD处理负荷不大于1.0kgCODcr/m3.d，氨氮处理负荷不大于0.45kgNH4+/m3.d，保证出水浊度≤2NTU，碳酸盐硬度≤lmmol/1,氨氮<5mg/L。本工艺能高效地处理废水中的有机物、结垢离子、悬浮物、胶体等，为后续的膜分离过程创造了良好的条件，使得系统高回收率得以实现。
[0034]2)采用多段法反渗透+浓水反渗透+叠管式反渗透的组合工艺，在来水水质TDS<2000mg/L时，多段法反渗透采用一级三段的排列方式和低通量设计(小于17LMH)，回收率达到80%，采用段间增压的模式，保证产水量；浓水反渗透选用抗污染低能耗膜元件，一级两段设计，降低能耗；提浓段脱盐装置采用叠管式反渗透，选用一级三段设计，采用的膜具有传统反渗透膜所不具备的超强抗污染能力，使其在处理较差水质时能够保证更长时间连续稳定的运行而不需要频繁清洗，提浓段脱盐装置的通量不大于281mh，能保证水温在15-35°C时的系统正常运行及产水量。由于进水水质复杂，实际运行中的变化可能较大，产水水质水量具有波动性，设计选型时要考虑比常规运行能适应更高运行压力的膜元件。本工艺的应用使废水处理流程变短，系统空间更紧凑，占地面积变小，最大程度地提高的整个系统的回收率，使得进入蒸发段的水量最小化，减少了蒸发段的工艺负荷，降低投资，实现零排放的目的。
[0035]3)污泥处理系统通过脱水机进行泥水分离，水回流到回用水调节池，而污泥进行
无害化处置。
[0036]4)采用多效蒸发系统对经过多次浓缩后的废水进行固液分离，蒸馏水回流到淡水箱，回用于循环水系统，而固体(无机盐)进行无害化处置或回收。
[0037]5)曝气生物滤池、变孔隙滤池、自清洗过滤器和超滤装置的反洗装置生成的反洗水直接回流至回用水调节池进行回收，使得总的产水率可达92%。
[0038]本发明解决了反渗透工艺中结垢、有机物污堵、微生物污堵、膜材料降解等问题，统一考虑投资、运行费用在内的处理成本，采取经济可行的处理工艺，保证高回收率处理系统能够稳定、可靠、经济地运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1是本发明实施例的工艺流程图；
[0040]图2是本发明实施例的多效蒸发系统的工艺流程图；
[0041]图3是本发明实施例的多段法反渗透装置的结构示意图；
[0042]图4是本发明实施例的浓水反渗透装置的结构示意图；
[0043]图5是本发明实施例的提浓段脱盐装置的结构示意图。
[0044]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的说明。
【具体实施方式】
[0045]本发明的实施例:
[0046]一、设计规模
[0047]1、设计进水规模为550m3/h。
[0048]2、设计水质:
[0049]需处理的工业废水包括污水处理站达标废水、循环水站排污水、除盐水站排污水与未预见排水。
[0050]综合废水水质预计如下:
[0051]pH7 ~9 ；
[0052]浊度~40 ；
[0053]Ca2+190mg/L ；
[0054]Mg2+54mg/L ；
[0055]Na++K+240mg/L ；
[0056]Fe3+0.5mg/L ；
[0057]HCO3 — 430mg/L ；
[0058]Cl 370mg/L ；
[0059]SO1~440mg/L ；
[0060]C0Dcrl50mg/L ；
[0061]B0D554mg/L ；
[0062]总含盐量(TDS)2000mg/L ;
[0063](3)产水水量及水质:
[0064]产水527.5m3/h ；
[0065]产水水质:TDS〈500mg/L，满足循环水补水或锅炉补给水预脱盐要求。
[0066]二、工艺选择
[0067]如图1所示，工业废水进入回用水调节池，经提升泵提升进入曝气生物滤池进行生化处理，同时进行过滤和吸附以降低COD ;然后进入石灰澄清池中进行软化处理和混凝反应沉淀，沉淀后的澄清水调节PH后进入变孔隙滤池进行过滤；滤池出水加压后，进入超滤装置进行微孔过滤，保证反渗透的进水水质；再依次进入多段法反渗透装置、浓水反渗透装置、提浓段脱盐装置进行膜处理；处理后的水进入多效蒸发系统进行蒸发结晶，结晶进入固体回收装置进行固体回收或废弃物处置，蒸馏水回流到淡水箱，回用于循环水系统。
[0068]上述废水处理过程中，曝气生物滤池、变孔隙滤池、自清洗过滤器和超滤装置的反洗装置生成的反洗水直接回流至回用水调节池进行回收；石灰澄清池的泥水进入污泥脱水处理装置进行固体回收或废弃物处置。
[0069]三、主要设备性能
[0070]1、曝气生物滤池(BAF)
[0071]用于降低工业废水的COD、BOD及NH3-N。由于进水中的有机物难降解，COD处理负荷不大于1.0kgCODcr/m3.d,氨氮处理负荷不大于0.45kgNH4+/m3.d,同时保证出水氨氮小于5mg/L。
[0072]曝气生物滤池(BAF)在滤池中装填粒状陶瓷滤料，滤料表面生长着高活性生物膜，滤池底部曝气，可利用滤料的高比表面积带来的高活性生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化。BAF具有比传统接触氧化法高2~3倍的水力负荷，兼具生化降解和截流SS的双重功能。因此，曝气生物滤池集吸附、氧化及过滤于一体，通过周期性反冲洗，使生物膜得以更新；氧的传输效率高，供氧动力消耗小，处理效果好，尤其是对氨氮的处理效果明显，污泥量少，出水悬浮物低。
[0073]曝气生物滤池内部应设有布水布气装置和滤料，池体采用混凝土结构，滤池分6格，单格有效尺寸7.0mX 8m，水力负荷1.3~1.63m3/m2.h。采用气水联合反冲洗方式，气反冲洗强度IOL/sm2，水反冲洗强 度5L/sm2。滤料层高约3m，陶粒直径2~4mm。BAF生物滤池用于去除有机物及氨氮，由于进水中的有机物难降解，COD处理负荷不大于1.0kgCODcr/m3.d，氨氮处理负荷不大于0.45kgNH4+/m3.d，同时保证出水氨氮小于5mg/L，设备的处理能力 550m3/ho
[0074]2、石灰澄清池
[0075]BAF出水重力流进入机械澄清池，去除浊度和悬浮物，总停留时间1.3h。澄清池内投加混凝剂和助凝剂，同时投加石灰，并以池内回流的污泥作为凝结核，使矾花颗粒逐渐变大，在澄清池内经泥水分离去沉淀物，清水通过溢流堰收集后排出池体，污泥沉淀到池底，排入污泥收集池，由排泥泵将高浓度污泥排入全厂污水处理站内的污泥处理系统，脱水外运处置。
[0076]澄清池设2座，直径16m，配搅拌机2台。澄清池处理能力不小于550m3/h，停留时间不小于1.5小时，出水保证悬浮物< 10mg/L,控制出水碳酸盐硬度< lmmol/L。
[0077]3、变孔隙滤池
[0078]石灰澄清池出水进入变孔隙滤池进一步去除浊度和细小的悬浮物。钢筋混凝土结构，室内布置。其滤池分3格，单池处理量180m3/h，滤速6~8m/h，强制滤速12m/h，配备长柄滤头，ABS材质；出水池度I~2NTU ;滤料为直径0.9~1.2mm,厚度700mm,碌石规格2~15_，厚度300mm ;滤池的各阀均为程控阀门，反洗采用气水反洗,配反洗水泵2台(I用
I备，Q=650m3/h, H=20m)。
[0079]设备分成3台，其出力跟澄清池出力相匹配，当I台故障或检修时，其它设备稍加大出力运行，就能满足出水量的要求。正常运行流速不超过6m/h，强制滤速不超过8m/h，运行周期术24h。正常情况下，滤池出水浊度≤2NTU，SDI (污染指数)≤4。
[0080]4、自清洗过滤器[0081]为保护超滤膜，超滤前设置自清洗过滤器。选用连续运行、自动反洗过滤器，过滤精度为100 μ m,正常情况下，过滤差压不大于30KPa，过滤器依据进、出口压差或者周期制水量进行自动反洗。在过滤器组套内单体过滤元件反洗过程应内部轮流交替进行，自动切换工
[0082]作、反洗状态，确保整套过滤器连续出水。
[0083]每套过滤器的出力能满足超滤装置的实际产水量及过滤器的自反洗水量之和的要求。
[0084]5、超滤装置(UF)
[0085]超滤装置能截留0.002-0.1ym之间的颗粒和杂质(胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物)。超滤产水水质:浊度〈0.2NTU ；SDI ( 3 ;系统回收率≥90%。
[0086]超滤装置的设置为3个系列，每个系列都能单独运行或反洗，也可同时运行。
[0087]超滤膜元件选用中空纤维膜元件产品；设计能保证水温在15_35°C时的系统正常运行及产水量。
[0088]超滤装置是本系统最重要的预处理设施，具有优越的膜性能(包括孔隙率、结构形态、表面性能、机械强度、耐化学性能等)。
[0089]本装置需配套反洗系统，反洗水源为超滤产水，反洗由程序控制，反洗泵设置连锁保护。需单独配套清洗系统。
[0090]采取全量过滤和错流过滤相结合的过滤方式，排水及较清净的反洗水必须回收(即与化学清洗排水分开)。在进水水质较好时，采用全量过滤；水质差时，可切换为错流过滤，以增加操作弹性、节约用水。
[0091]每套超滤装置反洗排水须安装流量控制装置，以控制水的回收率。每套超滤装置进水设流量调节阀，每套超滤膜组件产品水管和进、排水管设取样点和必须的检测表计，数量及位置能有效地监督、诊断并确定系统的缺陷。
[0092]超滤装置采用DCS控制、可以全自动运行。
[0093]超滤装置反洗装置包括反洗水泵(变频控制)、100 μ m反洗过滤器、反洗加药装置(包括反洗氧化剂装置和其它加药装置)、阀门、管道、拆卸灵活密封可靠的接头及就地流量及压力表等。反洗加药装置根据不同膜品种进行配置。
[0094]任何一系列超滤装置的反洗和化学清洗都可以在线进行。超滤化学清洗系统配一套化学清洗装置，清洗系统应包括清洗药箱(含电加热设备)、清洗泵、清洗过滤器、阀门、管道及就地流量及压力表等。
[0095]6、多段法反渗透装置(MPRO)
[0096](I)反渗透装置
[0097]如图3所示，有一定压力的反渗透进水经过保安过滤器，再通过高压泵提供足够的压力进入反渗透装置，反渗透装置设置为一级三段，即第一段进水经过反渗透膜元件分离，汇集的第一段浓水作为第二段的进水，再经过第二段反渗透膜元件分离，汇集的第二段浓水作为第三段的进水，经过第三段反渗透膜元件分离后，第三段的浓水外排，第一、二、三段的透过膜元件侧的产水汇集到产水管作为终端产品水。
[0098]反渗透保安过滤器用在反渗透装置前面去除大的颗粒，防止划伤、污堵膜元件，当过滤器进出口压差大于设定的值(0.2MPa)时，更换滤芯。保安过滤器为不锈钢焊接的圆柱形容器，采用大流量折叠式滤芯，滤芯长度为40”，滤芯材质为PP，过滤精度为5 μ m，每支产水量40m3/h。配套进出水管压力表、进出口压差变送器，进出口压力及压差可集中在DCS上显示，压差报警。
[0099]反渗透膜能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，允许水分子透过。反渗透膜组是整个系统的重要执行机构，系统脱盐率≥ 98%(—年内)；脱盐率> 95%(三年内)；膜元件的使用寿命及使用性能保证≥3年，回收率>80%。反渗透选用低压宽流道抗污染膜产品，设计保证水温在15-35°C时的系统正常运行及产水量。
[0100]反渗透装置设置2个系列，每个系列组装一个组合架。每列都能单独运行，也可同时运行。
[0101]反渗透装置具有分段清洗功能，设置固定化学清洗管线。
[0102]每套反渗透装置的高压泵进、出口都装有低压保护开关和高压保护开关。
[0103]反渗透装置保证膜所承受的静背压不超出膜厂家的规定值，每套反渗透出水口设关断门、止回门、防爆膜片等。
[0104]反渗透装置浓水排放系统设置保证系统停用时最高一层膜组件不会被排空。
[0105]反渗透装置具有程序启停功能，反渗透具有停用后能启动自动低压水冲洗功能。
[0106]反渗透装置测量配置点及数量满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。每只膜壳淡水管及每套总产水管设取样口及取样阀点，以有效地诊断并确定系统的缺陷。
[0107]反渗透膜组件安装在组合架上，组合架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架，紧固件、夹具等其它附件，管道、法兰、阀门均采用与介质对应的不锈钢材质。
[0108]反渗透附件(管接头和阀门)与反渗透装置各段工作压力等级相匹配。
[0109](2)浓水反渗透装置(CWRO)
[0110]如图4所示，有一定压力的反渗透进水经过保安过滤器，再通过高压泵提供足够的压力进入反渗透装置，反渗透装置设置为一级两段，即第一段进水经过反渗透膜元件分离，汇集的第一段浓水作为第二段的进水，再经过第二段反渗透膜元件分离，汇集的第二段的浓水外排，第一、二段的透过膜元件侧的产水汇集到产水管为终端产品水。
[0111]浓水反渗透装置的作用是回收反渗透装置的浓水，提高反渗透回收率。
[0112]每套设备的净产水量≥ 35m3/h ;系统脱盐率> 98%(—年内)；脱盐率> 95%(三年内)；膜元件的使用寿命及使用性能保证≥ 3年。
[0113]浓水反渗透装置设置I个系列，每个系列组装一个组合架。浓水反渗透膜通量不大于 15L/m2h。
[0114](3)反渗透/浓水反渗透装置冲洗及清洗系统
[0115]当反渗透装置或浓水反渗透装置停止运行时，自动启动冲洗泵，置换膜元件内部的浓水以防止无机盐结垢。
[0116]多段法反渗透(MPRO)装置与浓水反渗透装置(CWRO)共设一套化学清冼装置，当膜组件受到污染后，可进行在线化学清洗。它包括一台5μπι保安过滤器，一台不锈钢清洗泵，一台清洗箱及批配套仪表、阀门、管道等附件，清洗箱需配电加热器(满足6小时能加热至35°C的要求)，所有设备组装在一个底盘上，构成一个单元。清洗系统的材质和防腐涂层能适用于所用的清洗液。
[0117]7、提浓段脱盐装置[0118]如图5所示，有一定压力的反渗透进水经过保安过滤器，再通过高压泵提供足够的压力进入反渗透装置，反渗透装置设置为一级三段，即第一段进水经过叠片式反渗透膜元件分离，汇集的第一段浓水作为第二段的进水，再经过第二段叠片式反渗透膜元件分离，汇集的第二段浓水作为第三段叠片式反渗透膜元件的进水，经过第三段叠片式反渗透膜元件分离后，第三段的浓水外排，第一、二、三段的透过膜元件侧的产水汇集到产水管为终端产品水。
[0119]提浓段脱盐装置主要是为了浓缩浓水反渗透装置(CWRO)的浓水，减少浓水的排放，并且将脱盐后的水回用与膜处理工段反渗透产水一起回用于循环水补充水或锅炉补给水预脱盐水源。
[0120]提浓段脱盐装置采用叠管式反渗透DTR0，脱盐率在95%以上，回收率大于75%，并保证浓盐水量不大于15m3/h。提浓段脱盐装置采用的膜具有传统反渗透膜所不具备的超强抗污染能力，使其在处理较差水质时能够保证更长时间连续稳定的运行而不需要频繁清洗。设计能保证水温在15-35°C时的系统正常运行及产水量。
[0121]8、多效蒸发系统
[0122]采用多效 蒸发系统，是将几个蒸发器串联运行的蒸发操作，使蒸汽热能得到多次利用，
[0123]从而提高热能的利用率，多用于水溶液的处理。
[0124]本实施例采用三效蒸发操作，如图2所示，第一个蒸发器(称为第一效)以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个(称为第二效、第三效)均以其前一效的二次蒸汽作为加热蒸汽，从而可大幅度减少生蒸汽的用量。每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽，故多效蒸发时各效的操作压力及溶液沸腾温度沿蒸汽流动方向依次降低。
[0125]依据二次蒸汽和溶液的流向，多效蒸发的流程可分为:①并流流程。溶液和二次蒸汽同向依次通过各效；由于前效压力高于后效，料液可借压差流动，但末效溶液浓度高而温度低，溶液粘度大，因此传热系数低。②逆流流程。溶液与二次蒸汽流动方向相反，需用泵将溶液送至压力较高的前一效，各效溶液的浓度和温度对粘度的影响大致抵消，各效传热条件基本相同。③错流流程。二次蒸汽依次通过各效，但料液则每效单独进出，这种流程适用于有晶体析出的料液。
[0126]多效蒸发系统设计规模为15m3/h,进入蒸发器的TDS大约为93750mg/L,蒸汽为1500C，0.4MPa。设备设计主要工作技术参数见表1。
[0127]表1
[0128]
【权利要求】
1.一种高COD工业废水零排放处理系统，其特征在于:包括通过管道顺次连接的回用水调节池、曝气生物滤池、石灰澄清池、变孔隙滤池、超滤装置、多段法反渗透装置、浓水反渗透装置、提浓段脱盐装置、多效蒸发系统和固体回收装置；曝气生物滤池、变孔隙滤池和超滤装置均设有反洗装置，所述反洗装置均与回用水调节池连接。
2.根据权利要求1所述的高COD工业废水零排放处理系统，其特征在于:多段法反渗透装置为一级三段反渗透装置；浓水反渗透装置为一级两段反渗透装置；提浓段脱盐装置为一级三段反渗透装置。
3.根据权利要求1或2所述的高COD工业废水零排放处理系统，其特征在于:提浓段脱盐装置采用叠管式反渗透DTR0。
4.根据权利要求1或2所述的高COD工业废水零排放处理系统，其特征在于:变孔隙滤池与超滤装置之间设置自清洗过滤器，自清洗过滤器也设有与回用水调节池连接的反洗装置。
5.根据权利要求1或2所述的高COD工业废水零排放处理系统，其特征在于:还包括加药系统，所述加药系统包括石灰加药系统、反渗透还原剂加药装置、反渗透阻垢剂加药装置、超滤杀菌剂加药装置、硫酸加药装置、絮凝剂加药装置和助凝剂加药装置； 石灰加药系统、絮凝剂加药装置和助凝剂加药装置均与石灰澄清池连接； 硫酸加药装置设置在石灰澄清池的出水渠内； 超滤杀菌剂加药装置与超滤装置连接； 反渗透还原剂加药装置、反渗透阻垢剂加药装置均设置在超滤装置与多段法反渗透装置连接的管道上。
6.一种采用权利要求2~5任意一项所述系统实现高COD工业废水零排放处理的方法，其特征在于:工业废水进入回用水调节池，经提升泵提升进入曝气生物滤池进行生化处理，同时进行过滤和吸附以降低COD ;然后进入石灰澄清池中进行软化处理和混凝反应沉淀，沉淀后的澄清水调节pH后进入变孔隙滤池进行过滤；滤池出水加压后，进入超滤装置进行微孔过滤，保证反渗透的进水水质；再依次进入多段法反渗透装置、浓水反渗透装置、提浓段脱盐装置进行膜处理；处理后的水进入多效蒸发系统进行蒸发结晶，结晶进入固体回收装置进行固体回收或废弃物处置，蒸馏水回流到淡水箱，回用于循环水系统； 上述废水处理过程中，曝气生物滤池、变孔隙滤池、自清洗过滤器和超滤装置的反洗装置生成的反洗水直接回流至回用水调节池进行回收。
7.根据权利要求6所述的高COD工业废水零排放处理方法，其特征在于:自清洗过滤器选用连续运行、自动反洗过滤器，过滤精度为100 μ m，正常情况下，过滤差压不大于30KPa,自清洗过滤器依据进、出口压差或者周期制水量进行自动反洗。
8.根据权利要求6所述的高COD工业废水零排放处理方法，其特征在于:从石灰澄清池留出的泥水通过污泥处理系统进行分离，水回流至回用水调节池，而污泥进行无害化处置。
9.根据权利要求6所述的高COD工业废水零排放处理方法，其特征在于:多效蒸发系统采用三效蒸发方式，包括三个蒸发器，第一个蒸发器以生蒸汽作为加热蒸汽，其余两个蒸发器均以前一个蒸发器生成的二次蒸汽作为加热蒸汽，并且每一效的二次蒸汽温度总是低于其加热蒸汽。
10.根据权利要求6所述的高COD工业废水零排放处理方法，其特征在于，在工业废水处理过程中，通过加药系统加入药剂对废水进行处理，具体为: (1)通过石灰加药系统、絮凝剂加药装置和助凝剂加药装置分别向石灰澄清池中加入石灰、絮凝剂和助凝剂，发生混凝反应，产生沉淀物； (2)通过硫酸加药装置向石灰澄清池的出水渠内加入硫酸，以调节澄清池出水的PH值； (3)通过超滤杀菌剂加药装置向超滤装置反洗时加入杀菌剂； (4)在工业废水进入多段法反渗透装置前，通过反渗透还原剂加药装置加入还原剂来还原水中的余氯以防止对反渗透膜元件造成氧化，并通过反渗透阻垢剂加药装置加入阻垢剂来控制反渗透浓水中无机盐垢的 析出。
【文档编号】C02F9/14GK103787552SQ201410046353
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月10日 优先权日:2014年2月10日
【发明者】李宏秀, 秦树篷, 周保卫, 沈明忠, 崔德圣 申请人:中国华电工程(集团)有限公司