CN112811701A - 一种含碳酸盐废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含碳酸盐废水的处理方法，含碳酸盐废水通过调节池、多介质过滤器、超滤系统、反渗透系统、一级树脂软化系统、浓水反渗透系统、高级氧化系统、管式微滤系统、二级树脂软化系统、高压反渗透系统、污泥压滤系统、蒸发冷冻结晶系统、蒸发结晶系统、废水处理系统、回用水池等工艺处理，得到十水碳酸钠产品盐以及副产品硫酸钠和氯化钠产品盐。本处理方法抗污染能力强、浓缩倍数高、回收率高、结晶盐品质高、自动化程度高、投资省、运行费用低。
Description
技术领域
本发明涉及一种含碳酸盐废水的处理方法，属于环境保护中的水处理领域。
背景技术
当前，化工园区、矿井水含碳酸盐废水的处理，常采用的工艺为化学软化沉淀+过滤+多段反渗透+蒸发结晶。此工艺需通过投加大量的石灰将废水中的碳酸根去除，同时加入大量的酸中和，药剂消耗量巨大，污泥量巨大，运行费用巨高，杂盐量大，占地面积大，对环境负面影响较大。
矿井水及工业废水零排放是严格执行环保政策要求的，在含碳酸盐废水处理领域中，急需一种工艺路线成熟、抗污染性能好、浓缩倍数高、水回用率高、运行费用低、投资省、污泥量少、有效缓解或解决堵塞问题的处理方法和设备。
发明内容
针对现有技术存在的问题本发明提供了一种含碳酸钠废水的处理方法，包括以下步骤：
（1）含碳酸盐废水排至调节池进行水质水量调节之后，通过泵提升至多介质过滤器。
（2）经过多介质过滤器初步过滤后，通过泵提升进入超滤系统，超滤系统产水通过反渗透高压泵提升进入反渗透系统。
（3）反渗透系统浓水进入一级树脂软化系统，去除废水中的硬度，反渗透系统产水进入回用水池。
（4）一级树脂软化系统产水通过浓水反渗透高压泵进入浓水反渗透系统。
（5）浓水反渗透系统产水进入回用水池，浓水反渗透系统浓水进入高级氧化系统，降低废水中的COD。
（6）高级氧化系统产水通过泵提升进入管式微滤系统，去除废水中的二氧化硅。
（7）管式微滤系统产水通过泵进入二级树脂软化系统，进一步去除浓缩后的废水中的硬度，管式微滤系统浓水进入污泥压滤系统。
（8）二级树脂软化系统产水通过高压反渗透高压泵进入高压反渗透系统。
（9）高压反渗透系统产水进入回用水池，高压反渗透系统浓水进入蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统，经过蒸发浓缩和冷冻结晶后得到十水碳酸钠，以及副产品硫酸钠和氯化钠，并回收利用，蒸发结晶蒸馏水进入回用水池。
（10）一级树脂软化系统和二级树脂软化系统再生废水、超滤系统废水、多介质过滤器反洗废水、污泥压滤系统滤液进入废水收集池，通过泵进入废水处理系统，向废水处理系统投加氢氧化钠、碳酸盐反应10分钟，投加絮凝剂和助凝剂反应10分钟，沉淀60分钟，上清液自流至调节池，污泥通过污泥压滤系统处理。
当蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统故障维修清洗时，用步骤（11）替代步骤（9），步骤（11）具体如下：高压反渗透系统产水进入回用水池，高压反渗透系统浓水直接进入蒸发事故池，蒸发事故池池底以及四壁均做防渗处理。
高压反渗透系统最高操作压力120bar，高压反渗透膜为高压卷式反渗透膜，DTRO膜，STRO膜中的一种。
设置二级树脂软化系统，保证废水中硬度降到最低，保障膜系统的正常运行。
一级树脂软化系统和二级树脂软化系统再生废水、超滤系统废水、多介质过滤器反洗废水经过废水处理系统处理之后再进入调节池重新处理。
通过蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统优化组合设计，产品盐总回收率≥90%。
最终回用水的TDS≤500mg/L，回用水量占进水量的97.5%以上。
本发明具有以下优点：
（1）有效解决污堵问题；专门为处理含碳酸盐废水设计，允许进水水质波动，多级树脂软化有效解决钙硬及镁硬对膜的结垢影响；采用管式微滤系统有效解决二氧化硅对膜的结垢影响；简化预处理，降低投资。
（2）系统浓缩倍数高，水回用率高；采用高压反渗透技术，是当前膜领域的一种独特的膜元件，设计操作压力最高可达120bar，能够将TDS浓缩至10g/L以上，产水水质好，水回用率高。
（3）污泥量减少，运行费用低，投资降低；通过改变工艺思路，得到十水碳酸钠产品盐，节约大量的药剂，有效减少污泥量，从而节约大量的运行费用以及污泥处置费，减少预处理系统，减少占地面积，建设周期短，因此大大降低投资。
（4）得到价值高的合格的产品盐，降低杂盐量；通过蒸发冷冻结晶和蒸发结晶优化组合设计，得到价值高的合格的十水碳酸钠，同时还得到合格的硫酸钠和氯化钠，有效降低杂盐量。
（5）模块化设计，运行灵活；每个工艺段均按照模块化设计，系统操作灵活。手自一体，也可连续或间歇运行。
（6）自动化程度高，操作方便；整套系统为全自动运行，具有完善的检测和控制系统，可根据运行情况实时调整系统运行参数，实时发出报警信号，对系统形成保护。
（7）处理方法考虑全面，考虑去除浊度、硬度、二氧化硅、COD等杂质，减少膜浓缩过程中膜表面结垢的风险。
附图说明
图1是本发明实施案例的处理方法示意图。
具体实施方式
下面以含碳酸盐的矿井水处理项目为实施案例进行介绍。
（1）流量为20000m3/d的含碳酸盐的矿井水（TDS≤2400mg/L，碳酸盐≤1100 mg/L，总硬度≤90 mg/L）通过管线进入调节池，水质水量调节后通过提升泵进入多介质过滤器。
（2）经过多介质过滤器初步过滤后，通过提升泵进入超滤系统，经过超滤膜过滤的滤液通过反渗透高压泵进入反渗透系统。
（3）反渗透系统的浓水量为11350m3/d，反渗透系统浓水通过提升泵进入一级树脂软化系统，反渗透系统产水进入回用水池。
（4）通过一级树脂软化系统，将废水中钙镁硬度大部分去除，通过浓水反渗透高压泵进入浓水反渗透系统。
（5）浓水反渗透系统的浓水量为10120m3/d；浓水反渗透系统浓水进入高级氧化系统，降低废水中的COD，高级氧化系统产水通过泵提升进入管式微滤系统，浓水反渗透系统产水进入回用水池。
（6）通过管式微滤系统，降低浓水中的二氧化硅，产水通过提升泵进入二级树脂软化系统；管式微滤系统浓液排至污泥压滤系统，浓液通过污泥压滤系统脱水成泥饼，污泥压滤系统滤液进入废水收集池。
（7）二级树脂软化系统产水通过高压反渗透高压泵进入高压反渗透系统，高压反渗透系统的浓水量为484m3/d，高压反渗透浓水进入蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统，高压反渗透产水进入回用水池。
（8）通过蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统优化组合设计得到合格的十水碳酸钠，硫酸钠、氯化钠以及少量杂盐，蒸馏水进入回用水池；蒸馏水水量为300m3/d；十水碳酸钠干基品质达到《工业碳酸钠》（GB210.1-2004）Ⅱ类合格品，硫酸钠达到《工业无水硫酸钠》（GB/T 6009-2014）Ⅱ类一等品的标准，氯化钠达到《工业盐》（GB/T 5462-2015）精制工业盐工业干盐二级标准，杂盐量≤12T/d。
（9）反渗透系统操作压力10~15bar；浓水反渗透操作压力20~30bar；高压反渗透操作压力70~120bar。
（10）最终产水TDS≤500mg/L，回用水量占进水量的97.5%以上。
（11）树脂软化系统再生废水、超滤系统废水、多介质过滤器反洗废水、污泥压滤系统滤液进入废水收集池，通过泵进入废水处理系统，废水处理系统产水进入调节池，废水处理系统污泥排至污泥压滤系统。
Claims (7)
1.一种含碳酸盐废水的处理方法，其特征在于包含以下步骤：
（1）含碳酸盐废水排至调节池进行水质水量调节之后，通过泵提升至多介质过滤器；
（2）经过多介质过滤器初步过滤后，通过泵提升进入超滤系统，超滤系统产水通过反渗透高压泵提升进入反渗透系统；
（3）反渗透系统浓水进入一级树脂软化系统，去除废水中的硬度，反渗透系统产水进入回用水池；
（4）一级树脂软化系统产水通过浓水反渗透高压泵进入浓水反渗透系统；
（5）浓水反渗透系统产水进入回用水池，浓水反渗透系统浓水进入高级氧化系统，降低废水中的COD;
（6）高级氧化系统产水通过泵提升进入管式微滤系统，去除废水中的二氧化硅；
（7）管式微滤系统产水通过泵进入二级树脂软化系统，进一步去除浓缩后的废水中的硬度，管式微滤系统浓水进入污泥压滤系统；
（8）二级树脂软化系统产水通过高压反渗透高压泵进入高压反渗透系统；
（9）高压反渗透系统产水进入回用水池，高压反渗透浓水进入蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统，经过蒸发浓缩和冷冻结晶后得到十水碳酸钠，以及副产品硫酸钠和氯化钠，并回收利用，蒸发结晶蒸馏水进入回用水池；
（10）一级树脂软化系统和二级树脂软化系统再生废水、超滤系统废水、多介质过滤器反洗废水、污泥压滤系统滤液进入废水收集池，通过泵进入废水处理系统，向废水处理系统投加氢氧化钠、碳酸盐反应10分钟，投加絮凝剂和助凝剂反应10分钟，沉淀60分钟，上清液自流至调节池，污泥通过污泥压滤系统处理。
2.根据权利要求1所述的一种含碳酸盐废水的处理方法，其特征在于，当蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统故障维修清洗时，用步骤（11）替代步骤（9），步骤（11）具体如下：高压反渗透产水进入回用水池，高压反渗透浓水直接进入蒸发事故池，蒸发事故池池底以及四壁均做防渗处理。
3.根据权利要求1或2所述的一种含碳酸盐废水的处理方法，其特征在于，高压反渗透系统最高操作压力120bar，高压反渗透膜为高压卷式反渗透膜，DTRO膜，STRO膜中的一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种含碳酸盐废水的处理方法，其特征在于，设置二级树脂软化系统，保证废水中硬度降到最低，保障膜系统的正常运行。
5.根据权利要求1或2所述的一种含碳酸盐废水的处理方法，其特征在于，一级树脂软化系统和二级树脂软化系统再生废水、超滤系统废水、多介质过滤器反洗废水经过废水处理系统处理之后再进入调节池重新处理。
6.根据权利要求1或2所述的一种含碳酸盐废水的处理方法，其特征在于，通过蒸发冷冻结晶系统和蒸发结晶系统优化组合设计，产品盐总回收率≥90%。
7.根据权利要求1或2所述的一种含碳酸盐废水的处理方法，其特征在于，最终回用水的TDS≤500mg/L，回用水量占进水量的97.5%以上。
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