集成式工业废水处理系统及方法与流程

1.本技术涉及工业废水处理领域，尤其涉及一种集成式工业废水处理系统及方法。


背景技术：

2.工业废水作为工业生产过程中产生的废水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物等。由于工业废水的种类繁多，成分复杂，因此必须根据废水中污染物的成分及浓度等因素，采取相应的净化处理措施进行处理后，才可排放。
3.对于工业废水处理方式的选择，主要取决于废水中的污染物性质、组成、状态以及对水质的要求，据此将污染物从废水中分离，达到排放标准或回收要求。
4.随着工业的迅速发展，废水的种类及数量迅猛增加，对环境的污染也日趋广泛和严重，因此对于及时有效处理工业废水的需求愈来愈高。市面上的能够应急处理工业废水的装置结构较为复杂，建设安装周期较长，生产和维护成本相对较高。


技术实现要素：

5.本技术的主要目的在于提供一种集成式工业废水处理系统及方法，以解决目前的问题。
6.为了实现上述目的，本技术提供了如下技术：
7.本技术第一方面提供一种集成式工业废水处理系统，包括集装箱；
8.所述集装箱内部集成有预处理单元、一级dtro单元和二级mtro单元；其中，所述预处理单元、所述一级dtro单元和所述二级mtro单元依次管连接；
9.所述预处理单元，用于对工业废水进行预处理，得到粗滤滤液并向所述一级dtro单元输送；
10.所述一级dtro单元，用于对所述粗滤滤液进行一次反渗透浓缩，得到一级浓缩液和一级透过液；
11.所述二级mtro单元，用于对所述一级透过液进一步浓缩，得到二级浓缩液和二级透过液；
12.所述二级mtro单元包括流量传感器和第一高压泵；
13.所述流量传感器，用于向所述第一高压泵反馈所述一级透过液的流量值；
14.所述第一高压泵，用于向所述二级mtro单元输送所述一级透过液，并根据所述一级透过液的流量值自动匹配运行频率和输送流量；
15.所述一级dtro单元、所述流量传感器和所述第一高压泵依次管连接。
16.优选地，所述一级dtro单元包括进水泵、除垢单元、第二高压泵、第一减震器、在线循环泵、dtro膜组件和第一压力调节阀；
17.所述进水泵，用于传输所述粗滤滤液；
18.所述除垢单元，用于对所述粗滤滤液再次除垢；
19.所述第二高压泵，用于向所述dtro膜组件输送除垢后的所述粗滤滤液；
20.所述第一减震器，用于吸收所述第二高压泵产生的压力脉冲；
21.所述在线循环泵，用于回流部分所述一级浓缩液至其进水口处；
22.所述dtro膜组件，用于对所述粗滤滤液进行浓缩处理，得到所述一级浓缩液和所述一级透过液；
23.所述第一压力调节阀，用于调节所述dtro膜组件内部压力；
24.所述进水泵、所述除垢单元、所述第二高压泵、所述第一减震器、所述在线循环泵、所述dtro膜组件和所述第一压力调节阀依次管连接，其中所述在线循环泵位于所述dtro膜组件的进水口处，所述第一压力调节阀位于所述dtro膜组件的一级浓缩液出水口处。
25.优选地，所述除垢单元包括阻垢剂罐、阻垢剂泵和保安过滤器；
26.所述阻垢剂罐，用于向所述粗滤滤液提供阻垢剂；
27.所述阻垢剂泵，用于辅助所述阻垢剂罐向所述粗滤滤液中加入阻垢剂进行除垢；
28.所述保安过滤器，用于对除垢后的所述粗滤滤液进行预过滤；
29.所述保安过滤器一端与所述进水泵管连接，所述保安过滤器另一端与所述第二高压泵管连接，所述阻垢剂罐通过所述阻垢剂泵与所述进水泵的出水口管连接。
30.优选地，所述dtro膜组件包括：
31.至少一个反渗透膜柱，用于对所述粗滤滤液进行反渗透浓缩处理，得到所述一级浓缩液回流至所述在线循环泵进水口，所述一级透过液进入所述mtro膜组件。
32.优选地，所述二级mtro单元包括第二减震器、mtro膜组件和第二压力调节阀和第一回流调节阀；
33.所述第二减震器，用于吸收所述第一高压泵产生的压力脉冲；所述mtro膜组件，用于对所述一级透过液进一步反渗透得到所述二级浓缩液和所述二级透过液；
34.所述第二压力阀，用于调节所述mtro膜组件内部的压力；
35.所述第一回流调节阀，用于回流所述二级浓缩液至所述一级dtro单元；
36.所述第二减震器设置在所述第一高压泵与所述mtro膜组件之间，所述第二压力阀设置在所述mtro膜组件的二级浓缩液出水口，所述第一回流调节阀两端分别与所述第二压力阀和所述进水泵管链接。
37.优选地，所述二级mtro单元还包括第二回流调节阀；
38.所述第二回流调节阀，用于回流所述二级浓缩液至所述流量传感器；
39.所述第二回流调节阀两端分别与所述第二压力阀和所述流量传感器管连接。
40.优选地，所述预处理单元包括原水罐、砂滤过滤器和芯式过滤器；
41.所述原水罐，用于对工业废水的收集存储并进行ph调节；
42.所述砂滤过滤器，用于过滤调节ph值后的工业废水中的杂质；
43.所述芯式过滤器，用于对所述砂滤过滤器过滤后的工业废水再次过滤，得到粗滤滤液；
44.所述原水罐、所述砂滤过滤器和所述芯式过滤依次管连接。
45.优选地，所述砂滤过滤器和所述芯式过滤器的进水口和出水口处均设置有压力表；所述砂滤过滤器采用石英砂过滤器，过滤精度为50μm，所述芯式过滤器的过滤精度为10μm。
46.优选地，所述集装箱内壁设置有保温层，所述保温层适用于调节所述集装箱内温度。
47.本技术第二方面提供了一种实施上述所述的集成式工业废水处理系统的方法，包括如下步骤：
48.s1、加入工业废水；
49.s2、对工业废水进行预处理，得到粗滤滤液，输送至一级dtro单元；
50.s3、通过一级dtro单元对所述粗滤滤液进行反渗透浓缩，得到一级浓缩液和一级透过液，将所述一级透过液输送至二级mtro单元；
51.s4、通过二级mtro单元对所述一级透过液进一步反渗透浓缩，得到二级浓缩液和二级透过液。
52.与现有技术相比较，本技术能够带来如下技术效果：
53.本技术通过将预处理单元、一级dtro单元和二级mtro单元均集成在集装箱内，对工业废水进行处理净化。在满足装置整体更加简便的同时，还能够有效应对应急项目的使用。具体的，在二级mtro单元内设置第一高压泵和流量传感器，由此实现一级dtro单元与二级mtro单元的连接，同时仅需采用第一高压泵与流量传感器相互配合的方式即可将一次反渗透浓缩的透过液传送至二级mtro单元内进行再次浓缩处理，无需设置多余的器件，也无需加入额外的试剂调节，就能够获得符合排放标准的二级透过液。第一高压泵根据流量传感器反馈的一级透过液的流量值自动匹配运行频率和输出流量，有效的提高了系统对于工业废水处理的效率。预处理单元、一级dtro单元和二级mtro单元集成在集装箱内部便于移动，同时系统整体能够一体化全自动运行，向其内部通入水电即可工作，操作也更加简便，建设周期较短，生产和维修成本也相对更低。
54.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本技术的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
55.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。
56.图1示出本发明的系统组成示意图；
57.图2示出本发明一级dtro单元的组成示意图；
58.图3示出本发明二级mtro单元的组成示意图；
59.图4示出本发明方法的实施流程图。
具体实施方式
60.以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
61.其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为
了便于描述本技术或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
63.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
64.另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
65.实施例1
66.如图1和图3所示，本技术第一方面提供一种集成式工业废水处理系统，包括集装箱100；
67.集装箱100内部集成有预处理单元200、一级dtro单元300和二级mtro单元400；其中，预处理单元200、一级dtro单元300和二级mtro单元400依次管连接；
68.预处理单元200，用于对工业废水进行预处理，得到粗滤滤液并向一级dtro单元输送；
69.一级dtro单元300，用于对粗滤滤液进行一次反渗透浓缩，得到一级浓缩液和一级透过液；
70.二级mtro单元400，用于对一级透过液进一步浓缩，得到二级浓缩液和二级透过液；
71.二级mtro单元包括流量传感器600和第一高压泵500；
72.流量传感器600，用于向第一高压泵500反馈一级透过液的流量值；
73.第一高压泵500，用于向二级mtro单元400输送一级透过液，并根据一级透过液的流量值自动匹配运行频率和输送流量；
74.一级dtro单元、流量传感器600和第一高压泵500依次管连接。
75.本技术主要包括预处理单元200、一级dtro单元300和二级mtro单元400，工业废水经过预处理单元200预处理之后，依次流入一级dtro单元300和二级mtro单元400进行二次反渗透浓缩，获得符合排放标准的二级透过液。其中二级mtro单元400内设置有第一高压泵500和流量传感器600，以二者相互配合的方式即可实现两个单元之间的流量输送，无需配备其他器件，系统整体更加简便，能够有效的缩短系统建设周期。
76.下面将具体描述上述预处理单元200、一级dtro单元300和二级mtro单元400在具体实施例中的应用组成。
77.如图2所示，优选地，一级dtro单元300包括进水泵310、除垢单元320、第二高压泵330、第一减震器370、在线循环泵340、dtro膜组件350和第一压力调节阀360；
78.进水泵310，用于传输粗滤滤液；
79.除垢单元320，用于对粗滤滤液再次除垢；
80.第二高压泵330，用于向dtro膜组件输送除垢后的粗滤滤液；
81.第一减震器370，用于吸收所述第二高压泵330产生的压力脉冲；
82.在线循环泵340，用于回流部分一级浓缩液至其进水口处；
83.dtro膜组件350，用于对粗滤滤液进行浓缩处理，得到一级浓缩液和一级透过液；
84.第一压力调节阀360，用于调节dtro膜组件350内部压力；
85.进水泵310、除垢单元320、第二高压泵330、第一减震器370、在线循环泵340、dtro膜组件350和第一压力调节阀360依次管连接，其中在线循环泵340位于dtro膜组件350的进水口处，第一压力调节阀360位于dtro膜组件350的一级浓缩液出水口处。
86.优选地，除垢单元320包括阻垢剂罐321、阻垢剂泵322和保安过滤器323；
87.阻垢剂罐321，用于向粗滤滤液提供阻垢剂；
88.阻垢剂泵322，用于辅助阻垢剂罐向粗滤滤液中加入阻垢剂进行除垢；
89.保安过滤器323，用于对除垢后的粗滤滤液进行预过滤；
90.保安过滤器323一端与进水泵310管连接，保安过滤器323另一端与第二高压泵管330连接，阻垢剂罐321通过阻垢剂泵322与进水泵310的出水口管连接。
91.优选地，dtro膜组件350包括：
92.至少一个反渗透膜柱，用于对粗滤滤液进行反渗透浓缩处理，得到一级浓缩液回流至在线循环泵进水口，一级透过液进入mtro膜组件。
93.工业废水经过预处理单元200预处理后得到的粗滤滤液，向一级dtro单元300输送，其中由进水泵310将粗滤滤液引入一级dtro单元300内部，在进入dtro膜组件350进行一次反渗透浓缩之前，先向其中加入阻垢剂，去除粗滤滤液中残留的固态杂质。具体的，阻垢剂需要在进入保安过滤器323过滤之前加入，由阻垢剂泵322辅助阻垢剂罐321，将其内部的阻垢剂在粗滤滤液流向保安过滤器323的过程中加入。经过保安过滤器323过滤的粗滤滤液由第二高压泵330传输至dtro膜组件350内部进行一级反渗透浓缩。
94.此处，需要说明的是，dtro膜组件350中包括至少一个反渗透膜柱，其中，反渗透膜柱为碟管式反渗透膜柱，抗污染性及对于工业废水的适应性都强。还需要说明的是，在第二高压泵330与dtro膜组件350之间，位于dtro膜组件350的进水口处设置有在线循环泵340，能够在第二高压泵330的基础上，进一步的提高液体进入dtro膜组件350中的膜压力，同时，还可以通过在线循环泵340将dtro膜组件350一级浓缩液出水口的一部分浓缩液再次回流至第一在线循环泵340的泵口，实现增加透过液减少浓缩液的目的，提高一级dtro单元300的回收率。在线循环泵340流出的高压力及高流量的液体直接进入反渗透膜柱，以此保障反渗透膜柱的膜表面有足够的流量和错流流速，同时剩余的一级浓缩液流至浓缩液储池，等待处理。还需要说明的是，在第二高压泵330与在线循环泵之间设置第一减震器370，用于吸收第二高压泵330在工作过程中产生的压力脉冲。
95.还需要说明的是，反渗透膜柱内部设置的导流盘和膜片的数量均为多个，交错设置，相邻两个导流盘之间的距离为3mm，导流盘表面布设多个凸点，以使粗滤滤液在流动过程中增加其湍流，从而降低膜面的浓差极化，降低膜污染。膜片呈同心环状，圆形结构极大的提高了膜片在dtro膜组件内部的稳定性，降低了刺穿的可能性，从而提升系统运行的稳定性，并延长膜的寿命。
96.如图3所示，优选地，二级mtro单元400包括第二减震器700、mtro膜组件420和第二压力调节阀430和第一回流调节阀440；
97.第二减震器700，用于吸收第一高压泵500产生的压力脉冲；
98.mtro膜组件420，用于对一级透过液进一步反渗透得到二级浓缩液和二级透过液；
99.第二压力阀430，用于调节mtro膜组件内部的压力；
100.第一回流调节阀440，用于回流二级浓缩液至一级dtro单元；
101.第二减震器700设置在第一高压泵500与mtro膜组件420之间，第二压力阀430设置在mtro膜组件420的二级浓缩液出水口，第一回流调节阀440两端分别与第二压力阀430和进水泵310管连接。
102.优选地，二级mtro单元还包括第二回流调节阀410；
103.第二回流调节阀410，用于回流二级浓缩液至流量传感器600；
104.第二回流调节阀410两端分别与第二压力阀430和流量传感器600管连接。
105.由于污染物对一级dtro膜组件350有一定的透过率，因此虽能对cod、bod、氨氮、总氮等污染物做大部分截留，但单级一级dtro单元350无法确保工业废水出水达标排放，故一级dtro单元350产水直接进入二级mtro单元420，二级mtro单元420产水正常后可达标排放，二级mtro单元420的二级浓缩液由于其水质较好，因此能够直接回流至一级dtro单元350进水处，增加系统清液得率。具体的，经过一级dtro单元350一次反渗透浓缩后的一级透过液，在第一高压泵500的动力之下传输至二级mtro单元400内，由mtro膜组件420进一步反渗透浓缩得到二级透过液和二级浓缩液。初始浓缩时，第二回流调节阀410关闭，经过mtro膜组件420反渗透所得的二级浓缩液，由于二级浓缩液的水质远好于工业废水原水，因此通过第一回流调节阀440回流至一级dtro单元350的进水泵处与一级dtro单元350的进水合并继续处理，二级透过液符合排放标准后外排，提高系统回收率。当流量传感器600检测到一级透过液流量小于第一高压泵500的工作流量时，第二回流调节阀410开启，部分二级浓缩液回流至二级mtro单元400的进水口，也即二级mtro单元400通过流量传感器600和第一高压泵500相互配合实现浓缩液自补偿，整体运行不受一级系统产水量的影响。更进一步的，mtro膜组件420其膜芯内部流动结构具有开放式流道，流道间距约为0.8mm-4mm，可极大降低流动阻力，降低浓差极化，其出水稳定，对于cod、氨氮及总氮的脱出率可达到90％以上，能有效脱除污水中的所有溶解性盐及分子量大于100的有机物，能够去除可溶性的金属盐、有机污染物、细菌、胶体粒子、发热物质，其脱盐率大于99％，同时膜片采用工业抗污染ro膜或纳滤膜，且mtro膜组件420的格网采用梯形结构，一级透过液在格网形成的流道内流动，阻力更小，同时内部横向的加强筋可以增加流道时的紊流，降低膜的浓差极化作用，从而使得mtro膜组件420的耐污染能力得到极大提高。还需要说明的是，可以根据实际情况与其他卷式膜组件共用配件，实现直接替换，更具备通用性。
106.优选地，预处理单元包括原水罐210、砂滤过滤器220和芯式过滤器230；
107.原水罐210，用于对工业废水的收集存储并进行ph调节；
108.砂滤过滤器220，用于过滤调节ph值后的工业废水中的杂质；
109.芯式过滤器230，用于对砂滤过滤器220过滤后的工业废水再次过滤，得到粗滤滤液；
110.原水罐210、砂滤过滤器220和芯式过滤器230依次管连接。
111.优选地，砂滤过滤器220和芯式过滤器230的进水口和出水口处均设置有压力表；砂滤过滤器220采用石英砂过滤器，过滤精度为50μm，芯式过滤器的过滤精度为10μm。
112.工业废水成分复杂，存在各种钙、镁、钡、硅等种难溶盐，这些难溶无机盐进入反渗透系统后被高倍浓缩，当其浓度超过该条件下的溶解度时将会在膜表面产生结垢现象。而调节原水ph值能有效防止碳酸盐类无机盐的结垢，故在进入反渗透前须对原水进行ph值调节。具体的，工业废水在进入原水罐之前先通过篮式过滤器去除水中颗粒物质，并在进入原水罐的同时，由集装箱100外部的酸储罐向原水罐中添加酸试剂，调节ph值，原水罐210外部设置回流管路212，回流管路212上设置离心泵211，由离心泵211驱动原水罐210内部搅拌器214搅拌，有利于在酸储罐加入酸试剂之后，将工业废水与酸试剂充分混合反应，调节工业废水的ph值，同时，在回流管路212上设置ph值传感器213，由此判断原水的ph值并自动调节计量泵的频率以调整加酸量，以使进入一级dtro单元300之前ph值达到6.1-6.5，此处，需要说明的是，若工业废水原液本身在此区间内则无需进行调节。
113.还需要说明的是，经过ph调节后的工业废水进入砂滤过滤器220第一次过滤，其中砂滤过滤器220内的填料一般可选石英砂、无烟煤、颗粒多孔陶瓷和锰砂等，优选石英砂过滤器，由此实现去除胶体微粒及高分子有机物的目的。需要特别说明的是，在砂滤过滤器220的进水口和出水口处均设置有压力表，根据出水口与进水口之间的压差判断是否需要进行反洗。具体的，当压差超过2.5bar时，需要执行反洗程序，砂滤器反冲洗的频率取决于进水的悬浮物含量，一般为100～150小时。反冲洗时先用气泵进行气洗，再进行冲洗，砂滤器的过滤精度为50μm。砂滤过滤器可以实现自适应运行，滤料对原水浓度、操作条件、预处置工艺等具有很强的自适应性，即在过滤时滤床自动形成上疏下密状态，有利于在各种运行条件下保证出水水质，反洗时滤料充分散开，清洗效果好。
114.还需要说明的是，经过石英砂过滤器的工业废水进入芯式过滤器230进行再次过滤，芯式过滤器230的进水口和出水口也设置有压力表，当出水口和进水口的压差超过2.0bar时，需要更换滤芯。芯滤能够有效防止各种难溶性硫酸盐、硅酸盐在膜组件内由于高倍浓缩产生结垢现象，延长膜使用寿命。
115.预处理单元200集混凝反应、过滤、连续清洗于一体，简化了水处理工艺流程、占地面积小、结构简单、安装操作灵活方便。降低了原水处理工艺多环节的能耗和人工管理费用，减轻了操作难度。与系统相关的管道、阀门、仪表、清洗系统、电控装置等部件均集成在机架上。同时，应用混凝反应机理和沉降机理，有效地去除水中的悬浮物和胶体物质，有利于在砂滤区进一步降低出水浊度。采用连续自清洗过滤，过滤介质自动循环，连续清洗，无需停机进行反冲洗。配合微絮凝装置，进水最高ss≤mg/l的各种工业用水、城市生活污水、工业用水作为回用水，去除率≥90％，达到过滤效果，降低原水的悬浮物(ss)含量。
116.优选地，集装箱100内壁设置有保温层，保温层适用于调节集装箱内温度。
117.集装箱100内壁设置保温层，通过调节空调的温度来调节集装箱100内部温度，同时在集装箱内还布设机架，与本系统相关的管道、阀门、仪表、清洗系统及电控装置等部件均集成在机架上。由此，系统整体更加集中，有利于实现灵活移动应对加急情形的目的。
118.实施例2
119.如图4所示，本技术第二方面提供一种实施上述所述的集成式工业废水处理系统的方法，包括如下步骤：
120.s1、加入工业废水；
121.s2、对工业废水进行预处理，得到粗滤滤液，输送至一级dtro单元；
122.s3、通过一级dtro单元对所述粗滤滤液进行反渗透浓缩，得到一级浓缩液和一级透过液，将所述一级透过液输送至二级mtro单元；
123.s4、通过二级mtro单元对所述一级透过液进一步反渗透浓缩，得到二级浓缩液和二级透过液。
124.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。