CN107162256A - 一种用于工业污水固液分离的处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于工业污水固液分离的处理工艺，包括以下步骤：a、将废水进行初步过滤处理，沉淀后除去大颗粒悬浮物和浮油，并调节pH至中性；b.初滤后的废水送入陶瓷膜处理器，除去剩余浮油和金属离子，处理后得到污泥和滤水；c、将步骤b得到的滤水的一部分增压后泵入反渗透装置进行浓缩分离处理，得到产水和浓缩水；另一部分滤水流入能量回收装置的低压进水口；d、将步骤c中得到的浓缩水流入能量回收装置的高压进水口给流入能量回收装置的滤水增压；e、将步骤d中从能量回收装置的低压出水口流出的浓缩水返回步骤b中陶瓷膜处理器进行循环处理。本发明的用于工业污水固液分离的处理工艺，降低了系统运行成本低，减少浓液外排带来的环境污染。

Description

一种用于工业污水固液分离的处理工艺

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种用于工业污水固液分离的处理工艺。

背景技术

随着近代工业，尤其是有机化工、石油化工、染料、医药、农药等化工产业的迅速发展，各种难降解有机废水日益增多，这些废水普遍具有污染物浓度高、毒性大、可生化性差的特点，严重污染水体环境、危害人体健康。这类工业废水经过常规的物化、生化处理后，废水中仍含大量有毒、生物难降解有机污染物，需要进一步深度处理才能达到排放标准或回用要求。因此，开发工业废水深度处理技术对节水减排和环境保护意义重大。

膜分离技术是产生于20世纪初，于20世纪60年代后获得迅速发展的一门分离技术。膜分离技术由于兼具分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等优点，目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域，产生了巨大的经济效益和社会效益，已成为当今分离科学中最重要的手段之一。膜分离技术中所用的膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子材料，它能把流体分隔成不相通的两个部分，使其中的一种或几种物质能够透过该膜，而将其它物质分离出来。高效、节能、环保、分子级过滤、过滤过程简单、易于控制的膜分离技术已被公认为21是世纪最重大产业技术之一，是一种新兴的绿色工业科技。

陶瓷膜(ceramic membrane)又称无机陶瓷膜，是以无机陶瓷材料经过高温烧结等特殊工艺制备而形成的非对称膜。由于具有独特的强度及耐腐蚀性，其一进入市场便成为膜领域发展最为迅速、也最有发展前景的品种之一。陶瓷膜过滤器是一种应用陶瓷膜分离技术对液体物料进行分离、纯化的过滤净化设备，广泛应用于食品、制药、化工、冶金、水处理等多个技术领域。其具有优良的热稳定性和孔稳定性能。不但强度高，耐化学腐蚀，清洗再生性能好，而且具备高效过滤与精密过滤的双重优点。

陶瓷膜分离技术是基于多孔陶瓷介质的筛分效应而进行的物质分离技术，采用与传统“死端过滤”、“滤饼过滤”等过滤方式截然不同的动态“错流过滤”方式：即在压力驱动下，原料液在膜管内侧膜层表面以一定的流速高速流动，小分子物质(液体)沿与之垂直方向透过微孔膜，大分子物质(或固体颗粒)被膜截留，使流体达到分离浓缩和纯化的目的。陶瓷膜过滤设备在使用一段时间后，由于COD成分在膜表面的沉积，必须进行反冲洗处理，而反冲洗处理对于改善由于有机质导致的膜过滤效率下降的效果并不明显；而在有机膜的使用过程中，同样面临COD成分沉积导致的过滤下降以及膜寿命缩短的情况。

工业废水深度处理方法主要包括固定化生物技术、混凝沉淀法、吸附法和超滤、反渗透等膜处理法。

第一种固定化生物技术可选择性固定优势菌种，同时能有针对性地处理含有难降解有机物废水。但此技术对菌种的要求高，适合处理一些特定的难降解废水。

第二种混凝沉淀法是在生产过程中用混凝剂比如铝盐、铁盐、聚铁、聚铝及聚丙烯酰胺等来加强沉淀效果，同时要调节好pH值，使废水中悬浮物在混凝剂作用下能够加快聚集、下沉，达到固液分离，从而可以去除废水中悬浮有机物，有效地降低废水浊度，但该技术对废水的pH值要求高。

第三种吸附法利用固体表面具有吸附溶质、胶质的能力，因此，当废水通过比表面积很大的吸附剂时，其中的污染物就可能会被吸附到固体颗粒上。这种方法可以获得较好的效果，但只适合处理含有固体颗粒较多的废水，且吸附剂用量大、费用高，容易产生二次污染。

第四种超滤、反渗透等膜处理法通过超滤除去废水中的大多数浊度、有机物，减轻对反渗透膜的污染，可延长膜的寿命，减少运行成本。反渗透膜不仅能去除废水中的有机物，而且还可以进行脱盐、脱色，出水水质好，可直接为生产循环用水，可实现能源化工废水的零排放和能源化工清洁生产。但是，超滤、反渗透等膜处理法对进水水质、膜的要求高，不可直接适用于所有废水的处理，并且反渗透膜分离技术存在膜污染、堵塞、腐蚀、使用寿命短等问题，尤其是当给水TDS高于6000mg/L时，其脱盐率会急剧下降，膜处理成本也会提高。

能量回收装置的作用就是把反渗透系统高压浓海水的压力能量回收再利用，从而降低反渗透海水淡化的制水能耗和制水成本。能量回收装置有不同的应用方式：

1.回收的能量可直接用于提高海水给水的压力；

2.可用于提高第二段给水的升压，以提高或均衡第二段膜组件的产水量；

3.制备含盐量更低的淡水，用于第二级反渗透的给水升压。不同的能量回收装置回收效率不同，回收效率低的约为35％～70％，回收效率高的可达90％～95％。

能量回收装置按照工作原理主要可分为透平式和正位移式两种类型。透平式能量回收装置主要有水力透平式，通常需要经过“压能-机械能-压能”两步转换过程，能量回收效率一般在50～70％之间。正位移式能量回收装置利用反渗透系统排出的高压浓水直接增压进料海水的方式来回收能量，能量回收效率一般都在92％～95％之间。

水力(涡轮)透平式能量回收装置采用离心式原理，由安装叶轮的水泵侧和安装透平转子的透平侧组成，叶轮和透平转子间通过一根中心轴相连接。反渗透装置排出的高压浓水直接冲击涡轮驱动透平转子把压力能转换为机械能(轴功)，通过中心轴把机械能传递水泵侧的叶轮，叶轮再把机械能转换为压力能，对进入反渗透系统的海水实施增压。因此，水力透平式能量回收装置完全由浓水提供能量，不需要外加电能。

水力透平式出现最早，技术成熟，流程简易，组装方便，产品已形成系列化，但由于其在能量回收过程中存在2次能量转换，在转化过程中存在能量损失，所以能量回收效率较低。其能量回收效率曲线和离心水泵的效率曲线相似，随着进水流量的增加而提高，因此，适宜在大容量海水淡化系统中应用。

压力交换式能量回收装置采用正位移原理，低压海水从一端进入PX设备，来自反渗透膜的高压浓盐水从另一端进入PX设备。压力能量在设备内进行交换后，低压海水转变成高压海水流出，而高压浓盐水转变成低压浓盐水流出。这种能量转换效率非常高可达95％以上，比涡轮机的转换效率高1/3。经PX加压后的高压海水使进入反渗透装置的海水得到分流，通过高压泵的海水流量大幅度降低，从而降低了对高压水泵的能耗要求，因此安装此装置后可使海水淡化的运行费用大为降低。由于PX的使用，反渗透装置的比能耗最低可以小于2.0kW·h/m³。

随着反渗透海水淡化技术的发展，对能量回收技术和装置的研究与开发也引起高度关注和重视。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种用于工业污水固液分离的处理工艺，该工艺降低了系统运行成本低，减少浓液外排带来的环境污染。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于工业污水固液分离的处理工艺，包括以下步骤：

a、将废水进行初步过滤处理，沉淀后除去大颗粒悬浮物和浮油，并调节pH至中性；

b.将步骤a中初滤后的废水送入陶瓷膜处理器中进行进一步过滤处理，除去剩余浮油和金属离子，处理后得到污泥和滤水；

c、将步骤b得到的滤水的一部分增压后泵入反渗透装置进行浓缩分离处理，得到产水和浓缩水；另一部分滤水流入能量回收装置的低压进水口；

d、将步骤c中得到的浓缩水流入能量回收装置的高压进水口给流入能量回收装置的滤水增压；

e、将步骤d中从能量回收装置的低压出水口流出的浓缩水返回步骤b中陶瓷膜处理器进行循环处理。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述能量回收装置为PX能量回收装置。

所述步骤a中的废水沉淀2～5h，除去污泥后，将上层废水通过格栏进行初步过滤，再流入调节池调节pH值。

所述步骤b中的污泥返回调节池中进行循环处理。

所述污泥循环处理3～5次之后送入污泥处理中心进行集中处理。

所述步骤d中经过能量回收装置增压的滤水流入循环增压泵进行增压。

所述陶瓷膜处理器为管式陶瓷膜处理器。

所述陶瓷膜过滤管靠近上隔板的一端通过固定格栏固定于处理罐的罐壁上。

所述步骤a初步处理时添加絮凝剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的用于工业污水固液分离的处理工艺，将废水送入陶瓷膜处理器中进行过滤，比普通的膜组件过滤效果更好，对反渗透膜的污染更小。本发明的用于工业污水固液分离的处理工艺，采用能量回收装置，降低了系统运行的成本，并能够对处理后污泥中的金属离子、盐进行回收利用，回收率高。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图号说明：

1、沉淀池；2、调节池；3、陶瓷膜处理器；31、进水口；32、出水口；33、排污口；34、排油口；4、反渗透装置；5、能量回收装置；6、循环增压泵；7、高压泵；8、水箱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例1

图1示出了本发明的用于工业污水固液分离的处理工艺的第一种实施方试，具体包括以下步骤：

a、将废水送入沉淀池1中，加入絮凝剂进行初步过滤处理，沉淀池1的出水口设有格栏，隔开大颗粒的悬浮物和浮油，沉淀后2～5h后，将上层废水通过提升泵送入调节池2调节pH至中性。

b.将步骤a中初滤后的废水送入管式陶瓷膜处理器中进行进一步过滤处理，废水从陶瓷膜处理器3的进水口31进入，经过陶瓷膜过滤后的滤水从中部的出水口32排出，出去大部分的金属离子和杂质，污泥从底部的排污口33排出，废水进入陶瓷膜处理器3，由于浮油会浮于水面上，积攒较多的浮油后，从顶部的排油口34排出。

c、将步骤b得到的滤水分成两部分，一部分通过高压泵7增压后泵入反渗透装置4中进行浓缩分离处理，得到产水和浓缩水；另一部分滤水流入PX能量回收装置5的低压进水口，经过反渗透装置4处理后的产水流入水槽8中储存。

d、将步骤c中得到的浓缩水流入能量回收装置5的高压进水口给低压进水口流入能量回收装置5的滤水增压，增压后的滤水从能量回收装置5的高压出水口流出与步骤c中经过高压泵7增压后的滤水一起送入反渗透装置4。

e、将步骤d中从能量回收装置5的低压出水口流出的浓缩水返回步骤b中陶瓷膜处理器3进行循环处理。

本实施例中，步骤b中的污泥返回调节池2中进行循环处理。污泥循环处理3～5次之后送入污泥处理中心进行集中处理。

实施例2

图2示出了本发明的用于工业污水固液分离的处理工艺的第二种实施方式，与实施例1的区别在于：经过能量回收装置5增压后的滤水，如果达不到进入反渗透装置4所需的水压，则需要增加一个循环增压泵6。步骤d中经过能量回收装置5增压的滤水从高压出水口流出，流入循环增压泵6进行增压，增压后的滤水与步骤c中经过高压泵7增压后的滤水一起送入反渗透装置4。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、将废水进行初步过滤处理，沉淀后除去大颗粒悬浮物和浮油，并调节pH至中性；

b.将步骤a中初滤后的废水送入陶瓷膜处理器(3)中进行进一步过滤处理，除去剩余浮油和金属离子，处理后得到污泥和滤水；

c、将步骤b得到的滤水的一部分增压后泵入反渗透装置(4)进行浓缩分离处理，得到产水和浓缩水；另一部分滤水流入能量回收装置(5)的低压进水口；

d、将步骤c中得到的浓缩水流入能量回收装置(5)的高压进水口给流入能量回收装置(5)的滤水增压；

e、将步骤d中从能量回收装置(5)的低压出水口流出的浓缩水返回步骤b中陶瓷膜处理器(3)进行循环处理。

2.根据权利要求1所述的用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，所述能量回收装置(5)为PX能量回收装置。

3.根据权利要求1所述的用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，所述步骤a中的废水沉淀2～5h，除去污泥后，将上层废水通过格栏进行初步过滤，再流入调节池(2)调节pH值。

4.根据权利要求3所述的用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，所述步骤b中的污泥返回调节池(2)中进行循环处理。

5.根据权利要求4所述的用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，所述污泥循环处理3～5次之后送入污泥处理中心进行集中处理。

6.根据权利要求1所述的用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，所述步骤d中经过能量回收装置(5)增压的滤水流入循环增压泵(6)进行增压。

7.根据权利要求1所述的用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，所述陶瓷膜处理器(3)为管式陶瓷膜处理器。

8.根据权利要求1所述的用于工业污水固液分离的处理工艺，其特征在于，所述步骤a初步处理时添加絮凝剂。