水处理装置的操作方法_4

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预 定范围内,因为当太小时,它导致膜分离单元内的浓差极化或者加速污染物的沉积,当太大 时,它导致膜分离单元内部过多的压力损失或损害。
[0146] S卩,必须注意取决于待处理水Α或者待处理水Β的量,方法可涉及在其应用中的困 难,除非调整(提高或降低)待处理的总量。
[0147] 〈方法⑷和(5) >
[0148] 作为降低排放浓度的另一方法,可提到以下方法。
[0149] 方法(4):在将浓缩水A3与待处理水B和处理水B0中的至少一种混合以前对至 少一部分浓缩水A3进行吸附处理或分解处理。
[0150] 方法(5):在排放浓缩水B3以前对至少一部分浓缩水B3进行吸附处理或分解处 理。
[0151] 吸附的具体实例包括在活性炭、凝聚剂或离子交换树脂上吸附。分解处理的实例 包括通过用臭氧加速氧化、超临界氧化或电解降低分子量的处理。
[0152] 在方法(4)中,由浓缩水A3处理的水可与处理水A4相同。在方法(5)中,由浓缩 水B3处理的水可与处理水Μ相同。
[0153] 通过膜分离单元Υ或者膜分离单元Ζ的浓缩水A3或Β3可能包含一定浓度的痕量 悬浮固体、可能由于长期操作产生的锈、微生物和水垢。这些材料可干扰吸附或分解处理。 因此,优选在进行方法(4)或(5)以前通过使浓缩水A3或Β3经受澄清处理而除去这些材 料。
[0154] 图2显示方法(4)或(5)的程序的一个实例。在图2中,膜分离单元Υ的浓缩水 A3中和膜分离单元Ζ的浓缩水Β3中的目标物质浓度通过第一提纯单元12和第二提纯单元 37降低。提纯单元12和37可通过阀V4、V5、V8和V9控制。具体而言,当不需要降低浓度 时,阀V4和V8完全关闭,而过多的目标物质浓度可通过逐步打开阀V4和V8中的至少一个 而降低。
[0155] 其操作方法不特别受限,并且可根据这类因素如处理成本和操作性而适当地选 择。
[0156] 由于安全原因,优选优先操作第一提纯单元12,并在单独的第一提纯单元12的能 力不足以充分降低水质指数CB3或CB4时操作第二提纯单元37。还优选进行方法(4)和方 法(5)。
[0157] 这样,第二提纯单元37可用作第一提纯单元12的后援,并且可降低目标物质对膜 分离单元Z具有不利影响的可能风险。另一优点是除去不同于目标物质的物质可降低膜分 离单元Z上的负载,因此预期贡献于改进渗透水B2的质量。
[0158] 〈方法(6) >
[0159] 还提到将第三待处理水C加入混合水中的以下方法(6)。
[0160] 方法(6):生产作为包含处理水A4、处理水B0和第三待处理水C的混合水的混合 水B1。
[0161] 第三待处理水C优选为包含少量目标物质或者不包含目标物质的水。
[0162] 图3显示方法(6)的程序的一个实例。
[0163] 在图3中,待处理水C通过第三待处理水管线31,并根据需要借助第三预处理单元 34加入混合罐25中。
[0164] 然而,可将待处理水C加入第二待处理水罐22中,由此与待处理水B混合,最后与 处理水A4混合,或者可加入第一待处理水罐2中,由此与待处理水A混合,最后与处理水B0 混合。作为选择,可将待处理水C直接加入管线中,其中代替在罐中混合,使处理水A4、处理 水B0或者处理水A4和B0的混合水进入以产生混合水B1。即,加入待处理水C的方法和位 置不受限,条件是得到包含处理水A4、处理水B0和待处理水C的混合水B1。
[0165] 降低回收率&或Rz的方法(1)或(2)降低渗透水A2或渗透水B2的量。相反,方 法(6)可通过降低对膜分离单元Z的浓缩比的限制而保持渗透水量。因此,当可提供具有 低浓度目标物质的待处理水C时,方法(6)是非常理想的。
[0166] 具体而言,当监控浓缩水B3或处理水Μ的第二水质指数传感器36产生超过设定 值的值时,混合罐25中的目标物质浓度可借助控制单元41通过操作第三进水栗33和阀V6 和/或通过调整第二进水栗23的输出而降低。
[0167] 当膜分离单元Ζ具有高操作压力时,例如当待处理水Β包含海水作为主要组分时, 优选确定待处理水C的供应量使得膜分离单元Ζ的操作压力不超过预设阈值。
[0168] 关于膜分离单元的最大操作压力,单元或组件的耐压性由厂商设定。膜渗透通量 的最大值也由厂商根据厂商说明设定。
[0169] 〈方法(7) >
[0170] 下面描述方法(7)。膜分离单元Υ的浓缩水A3中所含目标物质基本由在膜分离单 元Υ中浓缩的处理水Α0 (进料水Α1)产生,并且需要降低处理水Α0 (进料水Α1)中目标物 质的浓度以降低浓缩水A3中目标物质的浓度。即,目标物质需要在预处理单元X中除去。
[0171] 尽管在预处理单元X具有足够的脱除性能时不产生问题,当预处理单元X的脱除 性能不充分时,目标物质在膜分离单元Υ中变得浓缩。当预处理单元X的脱除性能不充分 时,可进行以下方法(7)。
[0172] 方法(7):生产作为包含处理水Α4、处理水Β0和一部分处理水Α0的混合水的混合 水Β1。
[0173] 具体而言,代替使所有处理水Α0在膜分离单元Υ浓缩,仅供入一部分预处理水Α0 作为混合水。这使得可降低混合罐25中的目标物质浓度(水质指数可改进)。
[0174] 如同方法(6)中,加入一部分处理水Α0的方法和位置在方法(7)中不受限制,条 件是得到包含一部分处理水A0、处理水A4和处理水B0的混合水B1。
[0175] 在方法(7)中,优选如上所述保持浓缩水A3的流速。更方便地,优选通过绕过混 合罐25中的处理水A0的量,S卩通过混入的处理水A0的量降低渗透水A2的流速。
[0176] 〈方法(8) >
[0177] 本发明水处理装置操作方法也可进行下文所述方法(8)。
[0178] 方法(8):使至少一部分浓缩水A3再循环至预处理单元X中。
[0179] 该方法是非常理想的,因为它使至少一部分浓缩水A3再循环至第一待处理水罐2 中,并在预处理单元X中再处理,由此降低浓缩水A3的浓度和目标物质浓度
[0180] 图4显示方法(7)和(8)的程序的一个实例。在图4中,通过绕过膜分离单元Y 而将一部分处理水Α0送入混合罐25中。目标物质浓度可通过提高绕过的量而降低。其流 速通过阀V3控制。
[0181] 在方法(8)中,一部分浓缩水A3通过通向第一待处理水罐2的再循环管线8再循 环至待处理水罐2中,并在预处理单元X中再处理,由此降低目标物质浓度。
[0182] 当预处理单元X的处理性能不足时,需要再循环,并且当再循环时,预处理单元X 的处理效率可通过使浓缩水A3再循环通过作为支持处理单元提供的化学处理单元11而改 进。即,优选进行化学处理,同时使浓缩水A3再循环至预处理单元X中。
[0183] 例如,当预处理单元X包括生物处理时,处理水A0和浓缩水A3包含在生物处理以 后保持未分解的持久性物质,且生物降解性可通过进行加速氧化如通过臭氧或过氧化氢, 或者化学处理如化学分解而改进。化学处理的强度可通过适当地调整处理条件如温度、停 留时间和化学浓度而改变。
[0184] 还优选将一部分处理水A0混入浓缩水B3和处理水Μ中的至少一种中作为将浓 缩水Β3或者处理水Μ的水质指数CB3或CΒ4保持在预定值以下的方法。当待处理水Α为污 水且其量大于能够通过膜分离单元Y处理的水量时,这是特别优选的。
[0185] 当该水中的目标物质浓度低于浓缩水B3或者处理水Μ中的时,即当水具有比CB3 或CB4更好的水质指数时,除待处理水A外,也可将第二待处理水B、处理水B0、第三待处理 水C或从系统中排出的任何其它水加入浓缩水B3或者处理水Μ中。
[0186] 图5显示能够进行所有方法(1)-(8)的程序的水处理装置的一个实例。在图5的 实例中,预处理单元X涉及预处理罐(生物处理罐)13,且第一预处理单元4浸没在罐中。
[0187] 如本发明中所用水质指数的实例包括排放水质量标准中所述材料以及在排放到 环境中时具有导致环境污染的潜在风险的材料的那些。特别优选用作水质指数的有通过常 用于排放水质测量中的B0D(生物需氧量)、C0D(化学需氧量)、T0C(总有机碳)、T-N(总 氮)、T-P(总磷)或吸光测定法指定的那些。
[0188] 特别优选能够容易地再现检测水质指数的吸光测定法,即使准确性不像由离线测 量方法提供的那些一样高。由于吸光测定法不意欲用于包含在水中的组分的直接量化,浓 度的粗略评估可有效地通过预先根据有意义的参比物质的浓度产生标准曲线而得到。
[0189] 当待处理水A、B和C中的任一种为工业废水时,水可能包含各种危险物质和有毒 物质。当一定程度地控制危险物质和有毒物质的组分时,还优选关注这类组分监控水质。
[0190] 危险物质和有毒物质的具体实例包括除草剂、杀菌剂、放射性材料、病毒、病原体、 砷、氰和汞。当关于这些目标监控水质时,根据目标组分适当地选择检测器。
[0191] 在本发明中,水质指数监控点最优选为直接监控待从系统中排出的浓缩水B3或 处理水M。然而,还非常理想地在水处理装置中的最高浓度点处监控水质指数。
[0192] 具体而言,当目标物质主要包含在待处理水A中时,代替或者除浓缩水B3的水质 指数CB3或处理水Μ的水质指数CB4外,可监控水质指数CA3或CA4,如图5所示,因为高目标 物质浓度导致浓缩水A3或处理水A4的高浓缩。水质指数CA3或CA4可通过第一水质指数传 感器14监控。
[0193] 当代替本发明中应监控的水质指数CB3或CB4,监控水质指数CA3或CA4时,水质指数 CB3或CB4可通过使用下式由待与待处理水B或处理水B0混合的浓缩水A3或者A4的水质 指数CA3或CA4以及膜分离单元Z中渗透水B2的回收率Rz得到。
[0194] CA3X10(V(100-RZ),或
[0195] CA4X100/(100-?)
[0196] 基于使用上述式得到的水质指数CB3或CB4进行选自本发明方法(
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