一种用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置及方法与流程

1.本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置及方法。


背景技术：

2.高盐废水主要来源于工农业生产、工业生产过程中产生的废水、海水等，来水中除了含有有机污染物以外，还含有大量的无机盐，如cl-、na
+
、ca
2+
、mg
2+
和so
42-等，具有高盐、高硬的水质特点。针对此类废水，目前较为成熟、有效的处理工艺主要包括物理化学法、生物化学法及其组合工艺，其中物理化学法主要有：电化学法、膜分离法、深度氧化法、离子交换法和焚烧法等。盐的存在对微生物有明显的抑制作用，影响生化反应的进行，目前应用较多的是膜分离法。
3.反渗透膜作为目前在废水处理中浓缩脱盐的主要工艺，因其过滤精度高、出水水质好、工艺流程短和占地面积小等优势，广泛应用在中水回用、零排放系统中。
4.但对于原水具有较高硬度，不满足直接进如入反渗透膜的条件时，需要在进膜前端增加预处理工艺，降低来水的硬度，常用的软化方法有离子交换树脂法、石灰法和加药法。其中，离子交换树脂法在使用一段时间后，存在树脂再生的问题，石灰法、加药法相对来说成本低很多，但出水水质浊度较高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置及方法，能够提高出水水质。
6.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
7.本发明提供了一种用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置，包括顺次相连的调节池1、高密沉淀池3、管道混合器4、管式微滤膜装置和ro膜装置；所述高密度沉淀池3设置有加药装置；所述管道混合器4设置有加酸装置；所述高盐高硬废水的电导率为20000～35000μs/cm、总硬度≥6100mg/l。
8.优选的，所述管式微滤膜装置包括浓水箱5、循环泵6、管式微滤膜组件7和化学清洗水箱14；所述浓水箱5的进水口与所述管道混合器4的出水口相连，所述浓水箱5、循环泵6和管式微滤膜组件7顺次相连，所述化学清洗水箱14的入口与浓水箱5的出口相连。
9.优选的，还包括增压泵2、中间水池8和提升泵9；所述增压泵2设置于所述调节池1和高密沉淀池3之间，所述中间水池8设置于所述管式微滤膜组件7和提升泵9之间，所述提升泵9设置于所述中间水池8和ro膜装置之间。
10.优选的，所述ro膜装置包括微米过滤器10、高压泵11、ro膜组件12和清水池13；所述微米过滤器10与所述提升泵9相连，所述微米过滤器10、高压泵11和ro膜组件12顺次相连，所述清水池13的入口与所述ro膜组件12的出口相连。
11.优选的，还包括顺次相连的第一排泥泵15、污泥浓缩池16、第二排泥泵17和板框压
滤机18；所述第一排泥泵15的入口与所述高密沉淀池3的出泥口相连。
12.优选的，所述高密沉淀池3的进水端和出水端均设置在线ph仪、在线浊度仪和在线水量监测仪，所述管式微滤膜装置的进水端设置在线电导率仪，进水端和出水端均设置在线水量监测仪，所述ro膜装置的进水端和出水端均设置在线水量监测仪，出水端还设置有在线电导率仪。
13.本发明提供了利用上述技术方案所述用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置处理高盐高硬废水的方法，包括以下步骤：
14.将高盐高硬废水通入调节池1，将所得出水通入高密沉淀池3，进行沉淀，得到第一出水和污泥；
15.将所述第一出水通入管道混合器4，通过所述管道混合器4的加酸装置，调节出水的ph值至8～8.5，得到第二出水；
16.将所述第二出水通入管式微滤膜装置，进行微滤，得到第三出水；
17.将所述第三出水通入ro膜装置，进行反渗透，得到处理后清水。
18.优选的，所述高密沉淀池3设置有加药装置，所述加药装置所加药物包括naoh、na2co3、pac、pam和cao，以所述高密沉淀池3的进水量为基准，所述naoh的加药量≥7.2l/h，所述na2co3的加药量≥52l/h，所述pac的加药量≥2l/h，所述pam的加药量≥7.2l/h，所述cao的加药量≥1m3/h。
19.优选的，所述管式微滤膜装置所用管式微滤膜组件7的运行压力为0.2～0.5mpa。
20.优选的，所述ro膜装置中ro膜组件12的运行压力为2.0～6.0mpa。
21.本发明提供了一种用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置，包括顺次相连的调节池1、高密沉淀池3、管道混合器4、管式微滤膜装置和ro膜装置；所述高密度沉淀池3设置有加药装置；所述管道混合器4设置有加酸装置；所述高盐高硬废水的电导率为20000～35000μs/cm、总硬度≥6100mg/l。本发明利用高密沉淀池的加药装置，通过加药法去除废水中钙离子、镁离子，降低废水的硬度，然后通过管式微滤膜的高效分离降低来水的浊度，可实现相对完全的固液分离，去除悬浮物，增强了化学软化和除硅的效果，提高了产水水质的稳定性，出水可满足ro膜的进膜要求，通过管道混合器4加酸装置调节ph后，在ro膜装置进行反渗透，将废水中的大量盐分、金属离子等脱除，实现废水浓缩脱盐，本发明的处理装置能够加强软化和脱盐的处理效果，ro膜出水可满足循环水补水标准，极大程度的提高了排水的水质，适用于企业处理厂区内高盐高硬废水，提高企业的经济效益和环境效益。
22.ro膜装置产生的浓水可根据用户要求，采用蒸发结晶工艺，回收工业盐，提供企业效益，避免对环境造成污染。
23.本发明通过高密沉淀池3采用加药法降低废水总硬度，且不需要再生，出水端采用管式微滤膜装置作为反渗透膜的保护屏障，对来水进行过滤分离，降低出水浊度，延长反渗透膜的使用寿命，能够维持反渗透膜的性能。
24.对于高硬度高盐废水处理，采用传统生物化学法时，废水中盐成分对微生物具有限制作用，处理效果差，本发明的处理装置避免了废水中水质成分对处理效果的限制，使系统运行更加稳定，自动化控制系统的设计能减少人力的投入，降低用户的使用成本。
25.本发明采用独特的管式微滤膜装置+ro膜装置，紧凑的工艺设计，使设备占地面积省，美观性强，获得高品质出水的同时，能提高膜透过液的产率，运行费用低，设备检修、维
护方便，设备运行可实现自动化。
附图说明
26.图1为本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置的示意图，其中，1-调节池，2-增压泵，3-高密沉淀池，4-管道混合器，5-浓水箱，6-循环泵，7-管式微滤膜组件，8-中间水池，9-提升泵，10-微米过滤器，11-高压泵，12-ro膜组件，13-清水池，14-化学清洗水箱，15-第一排泥泵，16-污泥浓缩池，17-第二排泥泵，18-板框压滤机。
具体实施方式
27.本发明提供了一种用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置，包括顺次相连的调节池1、高密沉淀池3、管道混合器4、管式微滤膜装置和ro膜装置；所述高密度沉淀池3设置有加药装置；所述管道混合器4设置有加酸装置；所述高盐高硬废水的电导率为20000～35000μs/cm、总硬度≥6100mg/l。
28.在本发明中，若无特殊说明，所需部件或装置均为本领域技术人员熟知结构的市售设备。
29.在本发明中，所述高盐高硬废水的电导率为20000～35000μs/cm、总硬度≥6100mg/l，ph值为8～8.5；本发明对所述高盐高硬废水的来源没有特殊的限定，按照本领域熟知的方式获取即可。
30.本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置包括调节池1，所述调节池1的材质优选为碳钢或pe，停留时间优选为2h。本发明利用所述调节池1调节均衡来水的水质、水量，防止进水流量、压力变化影响系统运行，保证进水水量及压力的稳定性。
31.本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置包括高密沉淀池3；所述高密沉淀池3为一体化设备；所述高密沉淀池3设置有加药装置、自动刮泥装置和搅拌装置。
32.在本发明中，所述加药装置为自动加药装置，所加药物优选包括naoh、na2co3、pac、pam和cao，以所述高密沉淀池3的进水量为基准，所述naoh的加药量优选≥7.2l/h，所述na2co3的加药量优选≥52l/h，所述pac的加药量优选≥2l/h，所述pam的加药量优选≥7.2l/h，所述cao的加药量优选≥1m3/h。本发明通过加药装置调节高密沉淀池出水，使其硬度降至1mmol/l，ph值达到10～10.3。
33.作为本发明的一个实施例，所述高密沉淀池3配套有中心传动刮泥机，所述中心传动刮泥机的线速度为1.8～2m/min。
34.作为本发明的一个实施例，所述高密沉淀池3配套有4套搅拌机，单套搅拌机的功率均为2.2kw。本发明对所述搅拌机及其转速没有特殊的限定，保证药剂充分混合均匀即可。
35.本发明利用所述高密沉淀池3去除废水中钙、硅、镁等杂质，降低水中的硬度，阻断易对后端膜产品产生损伤的杂质。
36.作为本发明的一个实施例，所述用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置还包括增压泵2，所述增压泵2设置于所述调节池1和高密沉淀池3之间。本发明利用增压泵2将调节池1的出水提升至高密沉淀池3。
37.本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置还包括顺次相连的第一排
泥泵15、污泥浓缩池16、第二排泥泵17和板框压滤机18；所述第一排泥泵15的入口与所述高密沉淀池3的出泥口相连。作为本发明的一个实施例，所述污泥浓缩池16配套中心传动刮泥机，进一步分离污泥浓缩池中的自由水分。作为本发明的一个实施例，所述污泥浓缩池16的池径为3m，所述中心传动刮泥机的线速度为1.8～2m/min，能够减少污泥的体积，提高污泥浓度。
38.本发明利用所述第一排泥泵15将所述高密沉淀池3产生的污泥排至污泥浓缩池16储存，再通过第二排泥泵17排至板框压滤机18，进行压滤脱水，所得干泥外运。在本发明中，所述压滤后所得滤饼的含水率优选为70～80％，更优选为75％；所述板框压滤机18的过滤面积优选为20～40m2，更优选为30m2。在本发明中，压滤脱水后所得干泥可干化焚烧或填埋。
39.本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置包括管道混合器4，所述管道混合器4设置有加酸装置；本发明对所述加酸装置没有特殊的限定，本领域熟知的相应设备即可。本发明通过管道混合器4的加酸装置将酸与高密沉淀池3的出水混合，调节ph值至8～8.5，更优选为8.2，以满足后段进管式微滤膜和ro膜的条件。
40.本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置包括管式微滤膜装置，所述管式微滤膜装置包括浓水箱5、循环泵6、管式微滤膜组件7和化学清洗水箱14；所述浓水箱5的进水口与所述管道混合器4的出水口相连，所述浓水箱5、循环泵6和管式微滤膜组件7顺次相连，所述化学清洗水箱14的入口与浓水箱5的出口相连。本发明利用浓水箱5储水；在增压的作用下，利用循环泵6将浓水箱5的出水通入管式微滤膜组件；利用化学清洗水箱14对管式微滤膜组件进行清洗。作为本发明的一个实施例，所述管式微滤膜组件90％产水(出水tss≤0.5mg/l)流入中间水池8，10％浓液回流至浓水箱5。
41.本发明采用撬装设备的形式将所述管式微滤膜的部件组成一体，布局合理，占地空间小，产生膜污染时，在化学清洗水箱里添加化学清洗药剂进行清洗，能够明显提高清洗效果，使管式微滤膜通量恢复至初始设计值。本发明利用管式微滤膜装置对来水进行过滤分离，增强对废水的软化效果。
42.在本发明中，所述循环泵6的流量优选为260m3/h，扬程优选为50～60m，更优选为55m。
43.在本发明中，所述管式微滤膜组件7优选为德兰梅尔flm8008.38，该管式微滤膜组件的机械性能好，易清洗维护。在本发明中，所述管式微滤膜组件7的循环流速优选为2～4m/s，更优选为3.5m/s，运行压力优选为0.2～0.5mpa，更优选为0.4mpa，能够有效防止膜堵塞。在本发明中，所述管式微滤膜组件的跨膜压差优选为2～6bar，更优选为3.5bar，当通量低于20～30％时，在化学清洗水箱14中配制化学清洗药液，对管式微滤膜组件进行清洗。本发明对所述清洗药剂和清洗过程没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
44.本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置还包括中间水池8和提升泵9；所述中间水池8设置于所述管式微滤膜组件7和提升泵9之间，所述中间水池8的出水管道与提升泵9的进水口连接；所述提升泵9设置于所述中间水池8和所述ro膜装置之间。作为本发明的一个实施例，所述中间水池8的材质优选为碳钢或pe；本发明利用所述中间水池8储存管式微滤膜组件的产水。
45.本发明利用所述提升泵9将中间水池8的出水提升至ro膜装置的微米过滤器10中。
46.本发明提供的用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置包括ro膜装置，所述ro膜装
置包括微米过滤器10、高压泵11、ro膜组件12和清水池13；所述微米过滤器10与所述提升泵9相连，所述微米过滤器10、高压泵11和ro膜组件12顺次相连，所述清水池13的入口与所述ro膜组件12的出口相连。在本发明中，所述微米级过滤器10的出水口与所述高压泵11相连，所述高压泵11的出水管道与ro膜组件12的进水口连接。本发明采用撬装设备的形式将所述ro膜装置的部件组成一体，流程设计合理，占地面积小。在本发明中，所述ro膜组件12优选为德兰梅尔抗污染flr系列，具有宽进水流道，降低了对膜元件污堵的几率，机械性能好，使用寿命长；所述ro膜组件12的运行压力优选为2.0～6.0mpa，更优选为4.0mpa。
47.在本发明中，所述微米过滤器10的过滤精度优选为5微米。
48.本发明利用ro膜装置对中间水池出水进行浓缩脱盐，使ro膜组件12的出水水质达到电导率≤1000μs/cm、总硬度≤10mg/l。
49.本发明利用清水池13储存处理后清水。
50.作为本发明的一个实施例，所述高密沉淀池3的进水端和出水端均设置在线ph仪、在线浊度仪和在线水量监测仪，所述管式微滤膜装置的进水端设置在线电导率仪，进水端和出水端均设置在线水量监测仪，所述ro膜装置的进水端和出水端均设置在线水量监测仪，出水端还设置有在线电导率仪。本发明对所述在线ph仪、在线浊度仪、在线水量监测仪和在线电导率仪没有特殊的限定，本领域熟知的对应部件即可。
51.本发明所述用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置的整套系统采用plc实时监控设备运行参数，系统一旦发现运行异常，及时发出报警信号。
52.本发明提供了利用上述技术方案所述用于高盐高硬废水软化脱盐的处理装置处理高盐高硬废水的方法，包括以下步骤：
53.将高盐高硬废水通入调节池1，将所得出水通入高密沉淀池3，进行沉淀，得到第一出水和污泥；
54.将所述第一出水通入管道混合器4，通过所述管道混合器4的加酸装置，调节出水的ph值至8～8.5，得到第二出水；
55.将所述第二出水通入管式微滤膜装置，进行微滤，得到第三出水；
56.将所述第三出水通入ro膜装置，进行反渗透，得到处理后清水。
57.本发明将高盐高硬废水通入调节池1，将所得出水通入高密沉淀池3，进行沉淀，得到第一出水和污泥。本发明对所述调节池1调节来水的水量没有特殊的限定，根据实际进水进行调整即可；在本发明的实施例中，调节后水量为8m3/h或10m3/h。
58.在所述沉淀过程中，高密沉淀池3通过自动加药装置所加药物与高盐高硬废水中钙、硅、镁等杂质反应，去除杂质，降低硬度。在本发明中，所述高密沉淀池3的第一出水ph值为10～10.3。
59.在本发明中，所述高密沉淀池3产生的污泥依次通过第一排泥泵15、污泥浓缩池16、第二排泥泵17和板框压滤机18处理，得到干泥，外运处理。
60.得到第一出水后，本发明将所述第一出水通入管道混合器4，通过所述管道混合器4的加酸装置，调节出水的ph值至8～8.5，得到第二出水。在本发明中，所述第一出水在管道混合器4中与酸混合，使得出水的ph值为8～8.5；本发明对所述酸的种类没有特殊的限定，选用本领域熟知的酸即可，在本发明的实施例中，具体为市售盐酸。
61.得到第二出水后，本发明将所述第二出水通入管式微滤膜装置中浓水箱5，然后通
过循环泵6将浓水箱5的出水通入管式微滤膜组件，进行微滤，得到第三出水。在所述微滤过程中，废水中的悬浮物分离除去。
62.得到第三出水后，本发明将所述第三出水通入ro膜装置，进行反渗透，得到处理后清水。本发明优选将所述第三出水通入ro膜装置中微米过滤器10，将来水中剩余悬浮物进一步去除，然后通过高压泵11将所得出水通入ro膜组件12，进行反渗透，去除原水中的胶体、细菌病毒等，并进行浓缩脱盐。
63.在本发明中，所述处理后清水储存于清水池13中。
64.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
65.以下实施例中，高密沉淀池3配套有4套搅拌机，单套搅拌机的功率均为2.2kw。
66.实施例1
67.将高盐高硬废水通过进水管道进入调节池1，进水水质为电导率20000μs/cm、总硬度6500mg/l，ph值为8.5，调节池的材质为pe，停留时间为2h，使得水量为10m3/h；
68.将所述调节池1的出水通过增压泵2通入高密沉淀池3，高密沉淀池3的中心传动刮泥机的线速度为2m/min，通过高密沉淀池3的加药装置进行加药，以所述高密沉淀池3的进水量为基准，naoh加药量为7.2l/h、na2co3加药量为58l/h、pac加药量为2l/h，pam加药量为7.2l/h，cao的加药量为1m3/h，进行沉淀，使出水硬度降至1mmol/l，ph达到10.3，得到第一出水和污泥；将所述污泥排至污泥浓缩池16储存，污泥浓缩池16的池径为3m，中心传动刮泥机的线速度为2m/min，再通过第二排泥泵17排至板框压滤机18，进行压滤脱水，所得滤饼的含水率为75％；所述板框压滤机18的过滤面积为30m2；
69.将所述第一出水通入管道混合器4，将盐酸加至管道混合器与来水均匀混合，将高密沉淀池3的出水ph调节至8，得到第二出水；
70.将所述第二出水通入浓水箱5，然后通过循环泵6将浓水箱5的出水通入管式微滤膜组件7，循环泵6的流量为260m3/h，扬程为55m，管式微滤膜组件7为德兰梅尔flm8008.38，循环流速为3.5m/s，运行压力为0.5mpa，跨膜压差为3.5bar，进行微滤，所得出水tss≤0.5mg/l，所得10％的浓液回流至浓水箱5；
71.将所述管式微滤膜组件7产生的90％产水进入中间水池8，中间水池8的材质为pe；
72.将所述中间水池8的出水通过提升泵9进入微米过滤器10(过滤精度为5微米)，出水通过高压泵11进入ro膜组件12，ro膜组件12为德兰梅尔抗污染flr10-400，运行压力为4.0mpa，进行浓缩脱盐，出水水质的电导率为900μs/cm、总硬度为10mg/l。
73.实施例2
74.将高盐高硬废水通过进水管道进入调节池1，进水水质为电导率25000μs/cm、总硬度6100mg/l，ph值为8.5，调节池的材质为pe，停留时间为2h，使得水量为8m3/h；
75.将所述调节池1的出水通过增压泵2通入高密沉淀池3，高密沉淀池3的中心传动刮泥机的线速度为1.8m/min，通过高密沉淀池3的加药装置进行加药，以所述高密沉淀池3的进水量为基准，naoh加药量为7.2l/h、na2co3加药量为52l/h、pac加药量为2l/h，pam加药量为7.2l/h，cao的加药量为1m3/h，进行沉淀，使出水硬度降至1mmol/l，ph达到10.0，得到第
一出水和污泥；将所述污泥排至污泥浓缩池16储存，污泥浓缩池16的池径为3m，中心传动刮泥机的线速度为1.8m/min，再通过第二排泥泵17排至板框压滤机18，进行压滤脱水，所得滤饼的含水率为75％；所述板框压滤机18的过滤面积为30平；
76.将所述第一出水通入管道混合器4，将盐酸加至管道混合器与来水均匀混合，将高密沉淀池3的出水ph调节至8.2，得到第二出水；
77.将所述第二出水通入浓水箱5，然后通过循环泵6将浓水箱5的出水通入管式微滤膜组件7，循环泵6的流量为260m3/h，扬程为50m，管式微滤膜组件7为德兰梅尔flm8008.38，循环流速为3.5m/s，运行压力为0.4mpa，跨膜压差为3.5bar，进行微滤，所得出水tss≤0.5mg/l，所得10％的浓液回流至浓水箱5；
78.将所述管式微滤膜组件7产生的90％产水进入中间水池8，中间水池8的材质为pe，；
79.将所述中间水池8的出水通过提升泵9进入微米过滤器10(过滤精度为5微米)，出水通过高压泵11进入ro膜组件12，ro膜组件12为德兰梅尔抗污染flr10-400，运行压力为3.5mpa，进行浓缩脱盐，使出水水质达到电导率750μs/cm、总硬度为10mg/l。
80.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。