CN105776669A - 一种组合式高回收率膜处理***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式高回收率膜处理***及方法，该***由物化处理单元、氧化单元、中间水池、膜分离脱盐单元、合格水回用池、混凝加药单元、脱盐加药单元和清洗单元组成；其中，物化处理单元、氧化单元、中间水池与膜分离脱盐单元连接，膜分离脱盐单元经浓水回流管路回连至物化处理单元，物化处理单元设有焦化废水进水口，膜分离脱盐单元设有连接合格水回用池的合格水出水口；混凝加药单元与物化处理单元连接；脱盐加药单元和清洗单元分别与膜分离脱盐单元连接。通过物理处理、化学处理与膜分离技术相结合对焦化废水进行深度处理，发挥各自优势，达到去除焦化废水中污染物，生产出满足工业用水标准的回用水；而且有效提高了水资源利用率。

Description

一种组合式高回收率膜处理***及方法

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种处理焦化废水的组合式高回收率膜处理***及方法。

背景技术

焦化废水是在煤高温干馏、煤制焦炭、煤气净化、化工产品精制与回收过程中产生的高浓度、难降解、有毒的工业废水。焦化废水的来源主要包括：剩余氨水约占总水量50％以上；终冷水约占总水量10％～20％；回收分离水约占总水量的10％～15％。

随着国家对环境保护治理力度的加大，新的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)已经实施，原有生化处理方式已经不能满足新标准要求。另一方面，行业内普遍推广干熄焦工艺使得原来用于熄焦的焦化废水无处消纳。为了提高水资源的利用率,如何解决使众多焦化企业可以实现焦化废水深度处理并达标回用，从而满足新的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求，是目前焦化企业急需解决的问题。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种组合式高回收率膜处理***及方法，能对焦化废水进行深度处理，去除废水中污染物，生产出满足工业用水标准的回用水。

为解决上述技术问题，本发明提供一种组合式高回收率膜处理***，该***由物化处理单元、氧化单元、中间水池、膜分离脱盐单元、合格水回用池、混凝加药单元、脱盐加药单元和清洗单元组成；其中，

所述物化处理单元、氧化单元、中间水池与膜分离脱盐单元顺次连接，所述膜分离脱盐单元经该膜分离脱盐单元的浓水回流管路回连至所述物化处理单元，所述物化处理单元设有焦化废水进水口，所述膜分离脱盐单元设有连接所述合格水回用池的合格水出水口；

所述混凝加药单元与所述物化处理单元连接；

所述脱盐加药单元和清洗单元分别与所述膜分离脱盐单元连接。

本发明还提供一种组合式高回收率膜处理方法，采用本发明所述的处理***，该方法包括以下步骤：

预处理：所处理焦化废水进入物化处理单元，经混凝加药单元后在物化处理单元进行高效澄清处理，之后进入氧化单元进行高级氧化处理，高级氧化处理后的出水进入中间水池；

脱盐处理：中间水池内预处理后的废水进入膜分离脱盐单元，在膜分离脱盐单元依次经超滤膜、纳滤膜及反渗透膜进行脱盐处理，经过膜分离脱盐单元处理后的产水进入合格回用水池用于工厂回用补水；

所述脱盐处理中的纳滤装置浓水经浓水回流管路返回至预处理进行再处理；

所述脱盐处理中经脱盐加药单元和清洗单元分别为所述膜分离脱盐单元投加药剂和进行清洗。

本发明的有益效果为：通过物化处理单元、氧化单元与膜分离脱盐单元配合，形成了一种多种工艺组合的处理***，确保了作为膜分离脱盐单元的膜***的安全稳定运行，提高***综合回收率，该处理***可以针对不同水质灵活调整运行参数，出水水质优于工业回用水标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的组合式高回收率膜处理***示意图；

图中：1-高效澄清池；2-高级氧化池；3-中间水池；4-超滤装置；5-超滤产水池；6-纳滤装置；7-纳滤产水池；8-反渗透装置；9-反渗透浓水池；10-浓水反渗透装置；11-合格回用水池；12-最终浓水池；13-纳滤浓水池；14-浓水回流管路。

具体实施方式

下面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，都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种组合式高回收率膜处理***，该***由物化处理单元、氧化单元、中间水池、膜分离脱盐单元、合格水回用池、混凝加药单元、脱盐加药单元和清洗单元组成；其中，

物化处理单元、氧化单元、中间水池与膜分离脱盐单元顺次连接，膜分离脱盐单元经该膜分离脱盐单元的浓水回流管路回连至物化处理单元，物化处理单元设有焦化废水进水口，膜分离脱盐单元设有连接合格水回用池的合格水出水口；

混凝加药单元与物化处理单元连接；

脱盐加药单元和清洗单元分别与膜分离脱盐单元连接。

上述膜处理***中，物化处理单元采用具有搅拌装置的高效澄清池；

混凝加药单元投加药剂为石灰及纯碱。

上述膜处理***中，氧化单元采用臭氧催化高级氧化池，该高级氧化池内设置具有多孔性高效催化剂。

上述膜处理***中，膜分离脱盐单元包括：超滤装置、超滤产水池、纳滤装置、纳滤产水池、反渗透装置、反渗透浓水池、浓水反渗透装置、最终浓水池、纳滤浓水池和浓水回流管路；其中，

超滤装置、超滤产水池、纳滤装置、纳滤产水池、反渗透装置、反渗透浓水池和浓水反渗透装置顺次连接，浓水反渗透装置分别设有浓水出水口和合格水出水口，浓水出水口与最终浓水池连接；

纳滤装置还设有纳滤浓水排水口，该纳滤浓水排水口与纳滤浓水池连接，纳滤浓水池经浓水回流管路回连至预处理单元的高效澄清池。

上述膜处理***中，超滤装置采用死端过滤的超滤装置；

纳滤装置的纳滤膜元件、反渗透装置的反渗透膜元件均采用聚酰胺复合膜；

纳滤装置与反渗透装置前均设有过滤精度为5μm的保安过滤器。

上述膜处理***中，所述混凝加药单元为与物化处理单元连接的石灰及纯碱装置；

所述脱盐加药单元为与所述膜分离脱盐单元的超滤装置连接的次氯酸钠装置和氢氧化钠装置，与所述膜分离脱盐单元的纳滤及反渗透装置连接的阻垢剂装置、杀菌剂装置和还原剂装置。

上述膜处理***中，清洗单元包括：用于清洗超滤装置的超滤膜元件的超滤清洗装置和用于清洗纳滤装置的纳滤膜元件及反渗透装置的反渗透膜元件的膜清洗装置。

本发明的处理***以膜分离技术为核心,将物化处理与多种膜分离技术进行组合的方法对焦化废水进行深度处理，形成一种组合式处理***，处理后回收率高、运行费用低、运行稳定，解决了目前焦化企业建设的污水处理***一般仅满足炼焦行业间接排放标准，而无法满足新的《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)要求的问题，最终达到回用标准并提高回收率，帮助企业达到节能减排的目标。

本发明实施例还提供一种组合式高回收率膜处理方法，采用上述的处理***，该方法包括以下步骤：

预处理：所处理焦化废水进入物化处理单元，经混凝加药单元后在物化处理单元进行高效澄清处理，之后进入氧化单元进行高级氧化处理，高级氧化处理后的出水进入中间水池；

脱盐处理：中间水池内预处理后的废水进入膜分离脱盐单元，在膜分离脱盐单元依次经超滤膜、纳滤膜及反渗透膜进行脱盐处理，经过膜分离脱盐单元处理后的产水进入合格回用水池用于工厂回用补水；

所述脱盐处理中的纳滤装置浓水经浓水回流管路返回至预处理进行再处理；

所述脱盐处理中经脱盐加药单元和清洗单元分别为所述膜分离脱盐单元投加药剂和进行清洗。

上述膜处理方法的预处理步骤中，向作为物化处理单元的高效澄清池内投加石灰及纯碱并进行充分搅拌，进行高效澄清处理；

在作为氧化单元的臭氧催化的高级氧化池内通过臭氧催化氧化进行高级氧化处理分解有机物，降低COD含量。

下面结合附图和具体实施例对本发明的膜处理***及方法作进一步说明。

本发明处理***适用于处理经过生化***处理后的焦化废水通常满足炼焦行业废水间接排放标准，但仍含有较高的COD及溶解盐不能做为回用水源；

将此种污水送入物化处理单元，该物化处理单元主要采用高效澄清池，投加药剂选择熟石灰及纯碱液，通过混凝沉淀降低硬度及COD，经过软化后的污水进入氧化单元，氧化单元主要采用臭氧催化的高级氧化池，通过臭氧催化氧化作用进一步降低水体中的有机物含量；物化处理单元与氧化单元构成了对焦化废水的预处理；

经过预处理后的焦化废水进入膜分离脱盐单元，首先经过超滤装置过滤，去除水体中的悬浮物、胶体等杂质，保护后续膜装置安全运行；超滤产水通过增压泵进入纳滤装置进行预脱盐，一般水回收率为80％，二价及高价盐脱盐率为90％以上；由于纳滤浓水中硬度较高,将该部分水返回至高效澄清池脱硬处理,提高***回收率。

经过纳滤装置后的产水进入反渗透***进一步脱除一价离子,达到回用水标准；

反渗透浓水进入浓水反渗透装置进一步提高***回收率，产水进入回用水池。

具体的，本发明处理***对焦化废水处理的具体步骤为：

首先进行预处理，将污水送入物化处理单元，该物化处理单元采用高效澄清池，将配置好的石灰乳及纯碱液通过投加装置进入高效澄清池的混合区，通过作为搅拌装置的前混合搅拌器使药液与焦化废水充分混合；石灰乳及纯碱的加药量可由现场试验来调整，以经过充分反应降低水体中的永久硬度与暂时硬度，并降低悬浮性COD含量，***定期排泥实现去除水体硬度的目的，最终产水进入作为氧化单元的高级氧化池；

在高级氧化池中设置催化剂，采用臭氧氧化与高效催化剂相结合的方式对焦化废水进行高级氧化处理，以达到降低COD含量，确保后续膜装置安全运行的目标，废水与臭氧充分混合在催化剂填料层中充分反应，提高臭氧利用率；

经过高效澄清与高级氧化后，完成对焦化废水的预处理；

经过预处理后的焦化废水进中间水池，通过提升泵进入超滤装置过滤，过滤后产水进入超滤产水池。超滤产水通过提升泵进入纳滤保安过滤器，防止突发风险影响纳滤膜元件；纳滤保安过滤器出水通过增压泵提高压力后进入纳滤装置进行除盐，纳滤产水进入纳滤产水池，纳滤浓水返回高效沉淀池再次处理；

纳滤产水经过提升泵进入反渗透装置过滤，经过多级预处理后可以确保反渗透装置回收率达到80％以上；经过过滤后产水进入回用水池。反渗透浓水进入反渗透浓水池，再次经过一组浓水反渗透***回收产水，该装置回收率一般控制在50％左右，因此，综合产水率可达到90％。

为保证膜装置的运行稳定与脱盐效果，因此需要投加相应药剂。对于超滤装置，可根据膜元件污染情况在反洗的过程投加次氯酸钠提高反洗效果，同时利用压缩空气擦洗进一步恢复超滤膜元件产水通量。对于纳滤、反渗透及浓水反渗透装置，需要对进水监控ph、ORP、温度等指标，在运行期间根据进水量及氧化还原电位指标投加阻垢剂、还原剂以及杀菌剂。

对于超滤装置的运行，通常采用30min为一个运行周期。在运行周期里包括了产水、反洗、空气擦洗、正洗等步骤，每个步骤的持续时间可根据运行状况调整。

对于纳滤、反渗透及浓水反渗透的膜装置的运行，通常采用连续运行。通过变频器调节给水泵供水量保证膜装置处于恒流运行。膜装置在开机前需用产水连续冲洗，冲洗时间约为3-5min，目的是排除设备内存积水及可能进入的空气。膜装置停机之前需用回用水连续冲洗，时间控制在5～10min，目的是将装置内浓水完全置换。

在纳滤、反渗透及浓水反渗透装置前设置保安过滤器装置，内装过滤精度为5μm的滤芯，用于保护异常情况出现颗粒物导致膜元件损伤。

当超滤装置产水量下降或跨膜压差达到膜元件标准值时，需要运行超滤清洗装置。超滤清洗装置主要由超滤清洗泵、超滤清洗水箱、次氯酸钠加药装置、电加热器、自动阀门及监控仪表组成。清洗采用自控程序完成配药、药液循环清洗、药液排放、冲洗等步序，最终实现超滤装置恢复运行。

当纳滤、反渗透及浓水反渗透装置产水量下降或段间压差达到膜元件标准值时，需要运行化学清洗装置。化学清洗装置主要由化学清洗清洗泵、化学清洗清洗水箱、化学清洗清洗保安过滤器、电加热器、手动阀门及监控仪表组成。清洗采用人工配药、药液循环清洗、药液排放、冲洗等步序，最终实现纳滤、反渗透及浓水反渗透装置恢复运行。

本发明的膜处理***通过物理处理、化学处理与膜分离技术相结合对焦化废水进行深度处理，发挥各自优势，达到去除焦化废水中污染物，生产出满足工业用水标准的回用水；而且该组合处理工艺有效提高水资源利用率，对我国焦化行业污水深度处理及回用提供技术支持，具有良好的经济效益与社会效益，市场前景广阔。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种组合式高回收率膜处理***，其特征在于，该***由物化处理单元、氧化单元、中间水池、膜分离脱盐单元、合格水回用池、混凝加药单元、脱盐加药单元和清洗单元组成；其中，

所述物化处理单元、氧化单元、中间水池与膜分离脱盐单元顺次连接，所述膜分离脱盐单元经该膜分离脱盐单元的浓水回流管路回连至所述物化处理单元，所述物化处理单元设有焦化废水进水口，所述膜分离脱盐单元设有连接所述合格水回用池的合格水出水口；

所述混凝加药单元与所述物化处理单元连接；

所述脱盐加药单元和清洗单元分别与所述膜分离脱盐单元连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式高回收率膜处理***，其特征在于，所述物化处理单元采用具有搅拌装置的高效澄清池；

所述混凝加药单元投加药剂为石灰及纯碱。

3.如权利要求1或2所述的一种组合式高回收率膜处理工艺，其特征在于，

所述氧化单元采用臭氧催化的高级氧化池，该高级氧化池内设置具有多孔性高效催化剂。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种组合式高回收率膜处理***，其特征在于，所述膜分离脱盐单元包括：超滤装置、超滤产水池、纳滤装置、纳滤产水池、反渗透装置、反渗透浓水池、浓水反渗透装置、最终浓水池、纳滤浓水池和所述浓水回流管路；其中，

所述超滤装置、超滤产水池、纳滤装置、纳滤产水池、反渗透装置、反渗透浓水池和浓水反渗透装置顺次连接，所述浓水反渗透装置分别设有浓水出水口和所述合格水出水口，所述浓水出水口与所述最终浓水池连接；

所述纳滤装置还设有纳滤浓水排水口，该纳滤浓水排水口与所述纳滤浓水池连接，所述纳滤浓水池经所述浓水回流管路回连至所述预处理单元的高效澄清池。

5.如权利要求4所述的一种组合式高回收率膜处理***，其特征在于，所述超滤装置采用死端过滤的超滤装置；

所述纳滤装置的纳滤膜元件、反渗透装置的反渗透膜元件均采用聚酰胺复合膜；

所述纳滤装置与所述反渗透装置前均设有过滤精度为5μm的保安过滤器。

6.如权利要求1所述的一种组合式高回收率膜处理***，其特征在于，所述脱盐加药单元为与所述膜分离脱盐单元的超滤装置连接的次氯酸钠装置和氢氧化钠装置，与所述膜分离脱盐单元的纳滤及反渗透装置连接的阻垢剂装置、杀菌剂装置和还原剂装置。

7.一种组合式高回收率膜处理方法，其特征在于，采用权利要求1至5任一项所述的处理***，该方法包括以下步骤：

预处理：所处理焦化废水进入物化处理单元，经混凝加药单元后在物化处理单元进行高效澄清处理，之后进入氧化单元进行高级氧化处理，高级氧化处理后的出水进入中间水池；

脱盐处理：中间水池内预处理后的废水进入膜分离脱盐单元，在膜分离脱盐单元依次经超滤膜、纳滤膜及反渗透膜进行脱盐处理，经过膜分离脱盐单元处理后的产水进入合格回用水池用于工厂回用补水；

所述脱盐处理中的纳滤装置浓水经浓水回流管路返回至预处理进行再处理；

所述脱盐处理中经脱盐加药单元和清洗单元分别为所述膜分离脱盐单元投加药剂和进行清洗。

8.根据权利要求7所述的一种组合式高回收率膜处理方法，其特征在于，所述预处理步骤中，向作为物化处理单元的高效澄清池内投加石灰及纯碱并进行充分搅拌，进行高效澄清处理；

在作为氧化单元的臭氧催化的高级氧化池内通过臭氧催化氧化进行高级氧化处理分解有机物，降低COD含量。