CN114873816A

CN114873816A - 一种磷酸盐废水零排放处理系统

Info

Publication number: CN114873816A
Application number: CN202210440161.7A
Authority: CN
Inventors: 孙洪贵; 陈俊明; 王肖肖
Original assignee: Xiamen Shida Membrane Engineering Co ltd
Current assignee: Xiamen Shida Membrane Engineering Co ltd
Priority date: 2022-04-25
Filing date: 2022-04-25
Publication date: 2022-08-09

Abstract

本发明公开了一种磷酸盐废水零排放处理系统，包括依次连接的原水池、pH调节装置、沉淀池、沉降过滤器、澄清池和多介质过滤器；所述多介质过滤器的输出端连接有树脂软化器；树脂软化器；所述树脂软化器的输出端连接有软化水池；所述软化水池的输出端连接超滤装置；所述超滤装置的输出端连接有超滤产水池；所述超滤产水池的输出端连接有R0装置，所述R0装置的输出端分别连接有浓/淡水池和R0产水池；所述浓/淡水池的输出端连接有ED装置；所述ED装置的输出端分别连接有ED淡水池和ED浓水池；所述ED浓水池连接有MVR装置；本发明大大减少了工业生产的用水量，极大的缓解水资源匮乏与解决环境污染的问题，同时方便回收固体副产品。

Description

一种磷酸盐废水零排放处理系统

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，特别地是一种磷酸盐废水零排放处理系统。

背景技术

磷酸盐废水是指总含率质量分数至少2％的废水。其主要来自木质活性炭生产企业。木质活性炭生产企业生产过程中产生的磷酸盐废水，如果将它直接排放，将会对环境造成污染；如果回收，技术难度很大，现有技术中还没有成型的废水零排放处理工艺。

零排放是指在工艺生产过程中产生的废水经过处理后能够再次循环使用，无任何废液排出工厂。水中的盐类物质经过浓缩、蒸发、结晶处理后变为固体委外处理或回收作为化工原料。废水零排放技术能降低耗水量、充分利用资源、节省成本、减少环境污染等优势，具有明显的社会、经济和环境效益。

其中零排放的优势如下：

1、可从排放的污水中回收90％～99％的水，回用于工业生产。

2、大大减少了工业生产的用水量，极大的缓解水资源匮乏的问题。

3、彻底解决环境污染问题。

4、回收固体副产品。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种磷酸盐废水零排放处理系统，以解决背景技术中提出的问题。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种磷酸盐废水零排放处理系统，包括原水池、pH调节装置、沉淀池和沉降过滤器；所述原水池的输出端连接所述pH调节装置，调节pH后的原水进入沉淀池沉降；所述沉淀池的输出端连接所述沉降过滤器；所述沉降过滤器的输出端连接有澄清池；所述澄清池的输出端连接有多介质过滤器；所述多介质过滤器的输出端连接有树脂软化器；所述树脂软化器的输出端连接有软化水池；所述软化水池的输出端连接超滤装置；所述超滤装置的输出端连接有超滤产水池；所述超滤产水池的输出端连接有R0装置，所述R0装置的输出端分别连接有浓/淡水池和R0产水池；所述浓/淡水池的输出端连接有ED装置；所述ED装置的输出端分别连接有ED淡水池和ED浓水池；所述ED浓水池连接有MVR装置。

进一步地，所述pH调节装置为PE塑料桶，根据料液pH反馈情况，采用计量泵在线添加药剂方式调节液体pH值。

进一步地，所述沉降过滤器为板框过滤器，压力运行方式。

进一步地，所述多介质过滤器的反洗水、树脂软化器的再生水及反冲洗水通过管道返回所述沉淀池。

进一步地，所述超滤装置的浓水/反洗水通过管道返回所述沉淀池。

进一步地，所述R0装置为反渗透装置用于膜分离技术除去水中大部分离子。

进一步地，所述ED装置为电渗析的处理装置，在直流电场作用下用于阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性。

进一步地，所述MVR装置用于蒸发溶液。

进一步地，所述ED淡水池的输出端与所述超滤产水池相连。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明的磷酸盐废水零排放处理系统采用膜分离技术+ED技术将磷酸盐从废水中分离出去，浓水最终由下一段工序MVR蒸发得到固体粉末，实现废水零排放，具体技术方案由预处理系统、超滤系统、ED系统、RO系统组成，水处理总量600m³/d，污水处理站最终产水为500m3/d的回用水(磷酸根子含量<100mg/l)、100m³/d的浓盐水(磷酸根含量>90g/l)。拟处理后中水可以回用到生产线上，浓水经过蒸发后得到固体粉末，保证该系统可从排放的污水中回收90％～99％的水，回用于工业生产，大大减少了工业生产的用水量，极大的缓解水资源匮乏与解决环境污染的问题，同时方便回收固体副产品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明连续流体分离系统示意图；

图2是本发明实施例的进水水质表；

图3是本发明实施例的产水水质表。

附图中：1-原水池；2-pH调节装置；3-沉淀池；4-沉降过滤器；5-澄清池；6-多介质过滤器；7-树脂软化器；8-软化水池；9-超滤装置；10-超滤产水池；11-R0装置；12-R0产水池；13-浓/淡水池；14-ED装置；15-ED浓水池；16-ED淡水池；17-MVR装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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发明的限制。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种磷酸盐废水零排放处理系统，包括原水池1、pH调节装置2、沉淀池3和沉降过滤器4；所述原水池1的输出端连接所述pH调节装置2，调节pH后的原水进入沉淀池3沉降；所述沉淀池3的输出端连接沉降过滤器4；所述沉降过滤器4的输出端连接有澄清池5；所述澄清池5的输出端连接有多介质过滤器6；所述多介质过滤器6的输出端连接有树脂软化器7；所述树脂软化器7的输出端连接有软化水池8；所述软化水池8的输出端连接超滤装置9；所述超滤装置9的输出端连接有超滤产水池10；所述超滤产水池10的输出端连接有R0装置11，所述R0装置11的输出端分别连接有浓/淡水池13和R0产水池12；所述浓/淡水池13的输出端连接有ED装置14；所述ED装置14的输出端分别连接有ED淡水池16和ED浓水池15；所述ED淡水池16的输出端与所述超滤产水池10相连；所述ED浓水池15连接有MVR装置17。

本发明的磷酸盐废水零排放处理系统采用膜分离技术+ED技术将磷酸盐从废水中分离出去，浓水最终由下一段工序MVR蒸发得到固体粉末，实现废水零排放，具体技术方案由预处理系统、超滤系统、ED系统、RO系统组成，水处理总量600m³/d，污水处理站最终产水为500m3/d的回用水(磷酸根子含量<100mg/l)、100m³/d的浓盐水(磷酸根含量>90g/l)。拟处理后中水可以回用到生产线上，浓水经过蒸发后得到固体粉末，保证该系统可从排放的污水中回收90％～99％的水，回用于工业生产，大大减少了工业生产的用水量，极大的缓解水资源匮乏与解决环境污染的问题，同时方便回收固体副产品。

具体的，本实施例方案中，所述pH调节装置2为PE塑料桶，根据料液pH反馈情况，采用计量泵在线添加药剂方式调节液体pH值。

具体的，本实施例方案中，所述沉降过滤器4为板框过滤器，压力运行方式。

具体的，本实施例方案中，所述多介质过滤器6的反洗水、树脂软化器7的再生水及反冲洗水通过管道返回所述沉淀池3。

需要说明的是，多介质过滤器6为钢制圆柱形罐体，采用石英砂为过滤介质，压力式运行；在整体处理工程中，符合理想滤料上小下大的空隙分布梯度，效率高，滤速可达到8～10m，截污容量大，多介质过滤器6能够达到过滤作用，广泛应用于污水站的建设和改造。

多介质过滤器6通过过滤器反洗设备与沉淀池3连接；预处理主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、锰离子、铁离子、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质。处理设施包括沉淀出水池、原水泵、多介质过滤器、过滤器反洗设备等。

树脂软化器7的主要目的是进一步降低料液中的钙镁离子含量，防止后续料液高倍浓缩后产生沉淀；

具体的，本实施例方案中，所述超滤装置9的浓水/反洗水通过管道返回所述沉淀池3。超滤装置9由超滤膜分离技术构成，且超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程高等特点。膜分离技术是一大类技术的总称。和水处理有关的主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。其过滤的精度和滤膜本身的孔径大小有关。超滤可以去除病毒、大分子物质、胶体等。根据实际工程经验，若无超滤保护，电渗析容易受到细菌/大分子有机物及部分絮凝物质影响，最终导致电渗析污染风险的加重，严重时会导致膜通量下降，无法在线清洗。

具体的，本实施例方案中，所述R0装置11为反渗透装置用于膜分离技术除去水中大部分离子。R0装置11为反渗透装置，且反渗透装置用于膜分离技术除去水中大部分离子，R0装置11一端连接有浓淡水池；R0装置11在除盐系统中属关键设备，装置利用膜分离技术除去水中大部分离子、SiO2等，大幅降低TDS。RO是将原水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面处的物质溶度与主体水流中物质浓度不同，产生浓差极化现象。浓差极化会使膜表面盐的浓度高，增大膜的渗透压，引起盐透过率增大，为提高给水的压力而需要多消耗能量，此时应采用清洗的方法进行恢复

具体的，本实施例方案中，所述ED装置14为电渗析的处理装置，在直流电场作用下用于阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性。需要说明的是，电渗析是一种利用离子在直流电场下迁移作用的电化学分离过程，广泛应用于系统的脱盐。电渗析是在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性，使溶液中呈离子状态的溶质和溶剂分离的一种物理化学过程。

电渗析采用自主研发生产的专利产品——含浸法均相膜，相较传统异相膜，电阻更低，电流效率及选择透过性均为行业顶尖。含浸法均相膜拥有选择透过性高，选择透过性≥95％；导电性好，交换容量大，溶胀率和含水率适量，极强的机械性能、耐受酸碱性能、抗污染性能，可在线或者离线清洗。正常使用下，寿命可达5年。

具体的，本实施例方案中，所述MVR装置17用于蒸发溶液。利用工序MVR装置17可以将浓水蒸发得到固体粉末。

综上，废水首先进入到预处理系统，预处理主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、锰离子、铁离子、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质。处理设施包括沉淀出水池、原水泵、多介质过滤器、过滤器反洗设备等。

经过预处理系统处理过的废水进入到多介质过滤器6，多介质过滤器为钢制圆柱形罐体，采用石英砂为过滤介质，压力式运行。在整体处理工程中，符合理想滤料上小下大的空隙分布梯度，效率高，滤速可达到8～10m，截污容量大，多介质过滤器6能够达到保安作用广泛应用于污水站的建设和改造。处理水量30m3/h，出水确保NTU达到进水要求。

多介质过滤器6出水进入树脂软化器7，主要目的进一步降低料液中的钙镁离子含量，保证进入后续深度处理的水质要求；

树脂软化器7产水进入到超滤膜系统。超滤可以去除病毒、大分子物质、胶体等。超滤膜元件的选型根据水质特点来选择透水量大、化学稳定性好、抗污染性能好及机械强度好的膜。超滤膜为PVDF材质，其抗污能力强、化学稳定性好、机械强度好。超滤装置9本体管道选用UPVC管。超滤装置9本体内的管道和阀门采用UPVC管道和阀门，UPVC管道和阀门为化工级、1.6MPa。膜使用寿命在3年以上。在3年之内的任何时期，净出力达到保证值SDI≤3。管道设计流速为1.5～2.5m/s，以减少通过系统的压力损失，实际运行通量：40LMH。超滤装置9安装在撬装框架上，膜元件采用并列布置的方式，每一列的进出水母管设置阀门，以便清洗时与清洗液进出管相连接。每个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。框架上配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具等且框架的设计需满足当地的地震烈度。超滤膜组架配备检漏装置，以检测膜元件的运行状况。设置DCS控制全自动运行。系统的出水量可以满足各种ED工况的运行要求。如单根膜芯出问题，可切关闭单排阀门进行单独更换，不影响其他膜芯的运行。

超滤出水再经过深度处理脱盐单元。深度处理脱盐单元主要是采用反渗透+ED的工艺，去除水中的可溶解性固体等物质，使得产水能够满足回用水的水中要求。在电渗析单元中，当磷酸盐废水通过由阴、阳离子交换膜及浓、淡水隔板交替叠装，且在两端设置电极而成的电渗析的隔室时，在直流电场作用下产生离子定向迁移，即阳离子向阴极方向迁移，阴离子向阳极方向迁移，由于离子交换膜具有选择透过性，阴离子交换膜只能让阴离子通过，阳离子交换膜只能让阳离子通过，结果淡水室中的阴离子向阳极方向迁移，透过阴膜进入浓水室，阳离子向阴极方向迁移，透过阳膜进入浓水室；而浓水室中的阴、阳离子，虽然也在直流电场的作用下，分别向阳极和阴极方向迁移，但由于受到隔室两侧阳膜和阴膜的阻挡，无法迁出浓水室，从而留在浓水室中，这样，浓水室因阴、阳离子不断进入而浓度提高，淡水室因阴、阳离子不断移出而使浓度下降，通过隔板边缘特制的孔，分别将各浓、淡隔室的水流汇聚引出，便产生两股主水流，脱盐水和浓缩盐水。电渗析共设置膜堆数量：6个压块，能够处理水量：34m³/h。考虑平时需要洗膜或者检修的时间，整个ED系统是按照每天23h的工作时间来设计，总进水水量为800m³/d，其中最终浓水量为500m³/d；

经过电渗析处理后的浓缩盐水含有大量的磷酸根，该股废水经过MVR蒸发后得到白色固体粉末。脱盐水则进入到反渗透系统中继续过滤制取生产回用水。

参照图2和图3，反渗透膜元件的选型根据循环水的水质特点来选择透水量大、脱盐率高、化学稳定性好、抗污染性能好及机械强度好的膜，膜元件选用DOW公司增强型低压污染高脱盐复合膜。考虑平时需要洗膜或者检修的时间，按照每天23h的工作时间来设计，反渗透总产水量为500m³/d，产水率为69％，膜通量12.75LMH。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：包括原水池、pH调节装置、沉淀池和沉降过滤器；所述原水池的输出端连接所述pH调节装置，调节pH后的原水进入沉淀池沉降；所述沉淀池的输出端连接所述沉降过滤器；所述沉降过滤器的输出端连接有澄清池；所述澄清池的输出端连接有多介质过滤器；所述多介质过滤器的输出端连接有树脂软化器；所述树脂软化器的输出端连接有软化水池；所述软化水池的输出端连接超滤装置；所述超滤装置的输出端连接有超滤产水池；所述超滤产水池的输出端连接有R0装置，所述R0装置的输出端分别连接有浓/淡水池和R0产水池；所述浓/淡水池的输出端连接有ED装置；所述ED装置的输出端分别连接有ED淡水池和ED浓水池；所述ED浓水池连接有MVR装置。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述pH调节装置为PE塑料桶，根据料液pH反馈情况，采用计量泵在线添加药剂方式调节液体pH值。

3.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述沉降过滤器为板框过滤器，压力运行方式。

4.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述多介质过滤器的反洗水、树脂软化器的再生水及反冲洗水通过管道返回所述沉淀池。

5.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述超滤装置的浓水/反洗水通过管道返回所述沉淀池。

6.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述R0装置为反渗透装置用于膜分离技术除去水中大部分离子。

7.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述ED装置为电渗析的处理装置，在直流电场作用下用于阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性。

8.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述MVR装置用于蒸发溶液。

9.根据权利要求1所述的一种磷酸盐废水零排放处理系统，其特征在于：所述ED淡水池的输出端与所述超滤产水池相连接。