一种污水深度处理再回收利用系统

摘要

本发明公开了一种污水深度处理再回收利用系统，包括压滤单元，超滤单元、纳滤单元、反渗透单元和海水淡化单元，所述的压滤单元、超滤单元、纳滤单元和反渗透单元通过管道依次连接；所述的海水淡化单元包括1号海水淡化单元和2号海水淡化单元，所述1号海水淡化单元通过管道与所述的反渗透膜的浓水连接，所述2号海水淡化单元通过管道与所述的纳滤膜的浓水连接。本发明的有益效果为：实现了纳滤和反渗透单元中浓水的无害化和资源化，同时处理成本低，真正实现了污水的零排放，减少了水资源的浪费，避免了冶炼废水对环境的污染。

权利要求

1.一种污水深度处理再回收利用系统，包括压滤单元，超滤单元、纳滤单元、反渗透单元和海水淡化单元，所述的压滤单元、超滤单元、纳滤单元和反渗透单元通过管道依次连接，其特征在于，所述的压滤单元包括压滤机、沉淀池和清水池，所述的压滤机的出水通过管道与所述的沉淀池连接，所述的沉淀池与所述的清水池连接；所述的超滤单元包括超滤原水箱，超滤原水泵，袋式过滤器、超滤膜和超滤产水箱，所述的超滤原水箱与所述的超滤原水泵连接，所述的超滤原水泵与所述袋式过滤器连接，所述的袋式过滤器连接与所述的超滤膜连接，所述超滤膜的出水通过管道与所述的超滤产水箱连接；所述的纳滤单元包括1号原水泵、1号保安过滤器、1号高压泵、纳滤膜、纳滤产水箱，所述的超滤产水箱通过1号原水泵与所述的1号保安过滤器连接，所述的1号保安过滤器与所述的1号高压泵连接，所述的

1号高压泵与所述的纳滤膜连接，所述的纳滤膜的出水通过管道与所述的纳滤产水箱连接；

所述的反渗透单元包括2号原水泵，2号保安过滤器、2号高压泵、反渗透膜和回用水箱，所述的纳滤产水箱的出水通过2号原水泵与所述的2号保安过滤器连接，所述的2号保安过滤器与所述的2号高压泵连接，所述的2号高压泵连接与所述的反渗透膜连接，所述的反渗透膜的出水通过管道与所述的回用水箱连接；所述的海水淡化单元包括1号海水淡化单元和2号海水淡化单元，所述的1号海水淡化单元通过管道与所述的反渗透膜的浓水连接，所述的2号海水淡化单元通过管道与所述的纳滤膜的浓水连接；

所述的超滤膜的错流水通过管道进入曝气池，所述的曝气池的出水通过管道进入所述的压滤机；

所述的1号海水淡化单元包括1号海水淡化原水箱、3号原水泵，3号高压泵、3号保安过滤器和1号海水淡化膜，所述的1号海水淡化原水箱的出水通过所述的3号原水泵与所述的3号保安过滤器连接，所述的3号保安过滤器和3号高压泵连接，所述的3号高压泵与所述的1号海水淡化膜连接；所述1号海水淡化膜的出水通过管道进入所述的回用水箱，所述1号海水淡化膜的浓水通过管道与所述的超滤原水箱连接；

所述的2号海水淡化单元包括2号海水淡化原水箱、4号原水泵，多介质过滤器、4号高压泵、4号保安过滤器和2号海水淡化膜，所述的2号海水淡化原水箱与所述的4号原水泵连接，所述的4号原水泵连接与所述的多介质过滤器连接，所述的多介质过滤器的出水与所述的4号保安过滤器连接，所述的4号保安过滤器与所述的4号高压泵连接，所述的4号高压泵和2号海水淡化膜连接；所述2号海水淡化膜的出水通过管道进入所述的回用水箱，所述2号海水淡化膜的浓水通过管道与冲渣池连接；

所述的1号海水淡化膜和2号海水淡化膜的孔径为0.0005μm。

2.根据权利要求1所述的污水深度处理再回收利用系统，其特征在于，所述的沉淀池与硫酸加药装置连接。

3.根据权利要求1所述的污水深度处理再回收利用系统，其特征在于，所述的超滤原水箱与盐酸加药装置连接。

4.根据权利要求1所述的污水深度处理再回收利用系统，其特征在于，所述的1号保安过滤器、2号保安过滤器、3号保安过滤器和4号保安过滤器的进水口加阻垢剂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的污水深度处理再回收利用系统在冶炼废水深度处理中的应用。

说明书

一种污水深度处理再回收利用系统

技术领域

[0001] 本发明属于污水处理领域，具体涉及一种污水深度处理再回收利用系统。

背景技术

[0002] 近年来，随着我国社会经济的不断发展，冶金行业得到了迅猛发展，冶金工业用水量也随着不断增大，成为耗水大户。

[0003] 目前，国内很多有色金属冶炼企业已经进行了冶炼污水回用的工作，大部分是采用传统的处理技术，如混凝沉淀、气浮、过滤等，但因冶炼污水成分复杂，经传统工艺处理后的水不能有效去除其中的污染物，无法满足生产用水要求，限制了回用的范围，大部分达标排放。因此，针对企业排污水的水质状况，采用有效的深度处理工艺，可以使回用水满足各用水点的要求，最终实现水资源的循环利用。这一需求促进了更多、更新的水处理技术的发展。

[0004] 近年来，随着国家和地方污水排放标准的提高，膜分离技术逐渐成为石油化工、电力、冶金等行业中工业废水和循环水深度处理的首选技术。目前，污水深度净化中常用的膜主要有四类微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜，这四种膜在分离过程中的驱动力均为压力，在压力作用下溶剂和部分溶质能够透过膜而其余组分被截留，它们组成了一个可分离从离子到微粒的膜分离过程。

[0005] CN101041485A公开了一种基于膜过滤技术的金属冶炼厂污水回用方法，包括以下步骤：1)混凝将金属冶炼厂处理后能达标排放的污水添加水处理混凝剂，使污水中的胶体混凝，形成矾花。2)砂滤过滤：将混凝后的污水通过砂滤罐过滤，除去污水中的大颗粒的固体悬浮物、胶体等杂质。3)纤维滤芯过滤：将经砂滤过滤后的污水通过纤维滤芯过滤，进一步除去水体中的悬浮物及较小的杂质。4)超滤过滤：将经纤维滤芯过滤后的污水泵入超滤系统过滤，除去微小的悬浮物、有机物和细菌等物质，得超滤透析液和浓缩液。5)纳滤(或反渗透)过滤：将经超滤过滤后的透析液用增压泵泵入纳滤(或反渗透)系统过滤，去除水中的重金属、钙离子等离子，得纳滤(或反渗透)透析液和浓缩液。6)浓缩液的处理：将超滤和纳滤(或反渗透)所得浓缩液合并贮于水槽中，经过石灰混凝沉淀后排放，该发明采用膜系统进行污水处理，实现了回用要求，降低了生产成本，提高了水资源的利用率，但是该发明并未对膜系统产生的大量浓缩液进行处理有效处理，仅采用混凝沉淀后排放，不仅造成了水资源的浪费，同时也给环境造成极大的污染。

[0006] CN102476885A公开了一种废水处理系统，包括用于滤除金属冶炼废水中的重金属离子及破除高浓度氰化物的电凝模块；用于将电凝处理模块的出水进行初步浓缩，以达到反渗透要求的预处理模块；用于进行二次浓缩处理的反渗透模块；用于进行深度浓缩处理的蒸发结晶模块，该发明采用蒸发结晶的方法对经过反渗透处理后的剩余浓水进行深度净化和浓缩，将剩余浓水中的离子通过结晶成固体的方式进行分离，从而可以得到纯度较高的可利用水质，大大提高了回收利用率，但该浓水的处理成本较高，很难为企业所接受。

[0007] 膜分离技术应用于冶炼废水的深度处理已成为一种趋势，而反渗透、纳滤技术由于其结构紧凑、占地面积小、操作安全、易实现自动化控制且出水水质稳定可靠，已成为研究应用的热点。但是膜分离技术会产生大量的浓水，其中含有各种有机物和无机污染物，若直接排放既会造成水资源的严重浪费，还会带来严重污染。

发明内容

[0008] 本发明的目的是提供一种污水深度处理再回收利用系统，通过设置海水淡化单元，实现了纳滤和反渗透单元中浓水的无害化和资源化，同时处理成本低，真正实现了废水的零排放，减少了水资源的浪费，避免了冶炼废水对环境的污染。

[0009] 为了解决以上技术问题，本发明提供了一种污水深度处理再回收利用系统，包括压滤单元，超滤单元、纳滤单元、反渗透单元和海水淡化单元，所述的压滤单元、超滤单元、纳滤单元和反渗透单元通过管道依次连接。

[0010] 所述的压滤单元包括压滤机、沉淀池和清水池，所述的压滤机的出水通过管道与所述的沉淀池连接，所述的沉淀池与所述的清水池连接。

[0011] 所述的超滤单元包括超滤原水箱，超滤原水泵，袋式过滤器、超滤膜和超滤产水箱，所述的超滤原水箱与所述的超滤原水泵连接，所述的超滤原水泵与所述袋式过滤器连接，所述的袋式过滤器连接与所述的超滤膜连接，所述超滤膜的出水通过管道与所述超滤产水箱连接。

[0012] 所述的纳滤单元包括1号原水泵、1号保安过滤器、1号高压泵、纳滤膜、纳滤产水箱，所述的超滤产水箱通过1号原水泵与所述的1号保安过滤器连接，所述的1号保安过滤器与所述的1号高压泵连接，所述的1号高压泵与所述的纳滤膜连接，所述的纳滤膜的出水通过管道与所述的纳滤产水箱连接。

[0013] 所述的反渗透单元包括2号原水泵，2号保安过滤器、2号高压泵、反渗透膜和回用水箱，所述的纳滤产水箱的出水通过2号原水泵与所述的2号保安过滤器连接，所述的2号保安过滤器与所述的2号高压泵连接，所述的2号高压泵连接与所述的反渗透膜连接，所述的反渗透膜的出水通过管道与所述的回用水箱连接。

[0014] 所述的海水淡化单元包括1号海水淡化单元和2号海水淡化单元，所述的1号海水淡化单元通过管道与所述的反渗透膜的浓水连接，所述的2号海水淡化单元通过管道与所述的纳滤膜的浓水连接。

[0015] 进一步地，所述的沉淀池与硫酸加药装置连接。

[0016] 进一步地，所述的超滤原水箱与盐酸加药装置连接。

[0017] 进一步地，所述的超滤膜的错流水通过管道进入曝气池，所述的曝气池的出水通过管道进入所述的压滤机。

[0018] 进一步地，所述的1号海水淡化单元包括1号海水淡化原水箱、3号原水泵，3号高压泵、3号保安过滤器和1号海水淡化膜，所述的1号海水淡化原水箱的出水通过所述的3号原水泵与所述的3号保安过滤器连接，所述的3号保安过滤器和3号高压泵连接，所述的3号高压泵与所述的1号海水淡化膜连接

[0019] 更进一步地，所述1号海水淡化膜的出水通过管道进入所述的回用水箱，所述1号海水淡化膜的浓水通过管道与所述的超滤原水箱连接。

[0020] 进一步地，所述的2号海水淡化单元包括2号海水淡化原水箱、4号原水泵，多介质过滤器、4号高压泵、4号保安过滤器和2号海水淡化膜，所述的2号海水淡化原水箱与所述的4号原水泵连接，所述的4号原水泵连接与所述的多介质过滤器连接，所述的多介质过滤器的出水与所述的4号保安过滤器连接，所述的4号保安过滤器与所述的4号高压泵连接，所述的4号高压泵和2号海水淡化膜连接。

[0021] 更进一步地，所述的1号海水淡化膜和2号海水淡化膜的孔径为0.001-0.0001μm。

[0022] 更进一步地，所述2号海水淡化膜的出水通过管道进入所述的回用水箱，所述2号海水淡化膜的浓水通过管道与所述的冲渣池连接。

[0023] 进一步地，所述的1号保安过滤器、2号保安过滤器、3号保安过滤器和4号保安过滤器的进水口加阻垢剂。

[0024] 本发明还提供了一种上述污水深度处理再回收利用系统在冶炼废水深度处理中的应用。

[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0026] (1)本发明利用超滤、纳滤和反渗透相结合进行污水的深度处理，出水水质好，实现了中水的回用，减少了水资源的浪费，提高了水资源利用率。

[0027] (2)本发明利用海水淡化单元，处理纳滤和反渗透的浓水，运行成本低，同时，实现了浓水的无害化处理和资源化利用，减少了水资源的浪费。

[0028] (3)本发明的投资小，运行稳定，真正实现了污水的零排放，减少了水资源的浪费，提高了水资源的利用率，避免了冶炼废水对环境的污染，同时运行成本低，市场前景广阔。

附图说明

[0029] 图1为本发明的工艺流程图。

[0030] 图2为1号海水淡化单元的工艺流程图。

[0031] 图3为2号海水淡化单元的工艺流程图。

具体实施方式

[0032] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合图1-3，对本发明的技术方案进行详细的说明，以方便技术人员理解。

[0033] 一种污水深度处理再回收利用系统，包括压滤单元，超滤单元、纳滤单元、反渗透单元和海水淡化单元，所述的压滤单元、超滤单元、纳滤单元和反渗透单元通过管道依次连接。

[0034] 所述的压滤单元包括压滤机、沉淀池和清水池，所述的压滤机的出水通过管道与所述的沉淀池连接，所述的沉淀池与所述的清水池连接。

[0035] 所述的超滤单元包括超滤原水箱，超滤原水泵，袋式过滤器、超滤膜和超滤产水箱，所述的超滤原水箱与所述的超滤原水泵连接，所述的超滤原水泵与所述袋式过滤器连接，所述的袋式过滤器连接与所述的超滤膜连接，所述超滤膜的出水通过管道与所述超滤产水箱连接；通过袋式过滤器去除废水中的大颗粒物，同时，防止超滤膜堵塞，提高超滤膜的工作效率。

[0036] 所述的纳滤单元包括1号原水泵、1号保安过滤器、1号高压泵、纳滤膜、纳滤产水箱，所述的超滤产水箱通过1号原水泵与所述的1号保安过滤器连接，所述的1号保安过滤器与所述的1号高压泵连接，所述的1号高压泵与所述的纳滤膜连接，所述的纳滤膜的出水通过管道与所述的纳滤产水箱连接。

[0037] 所述的反渗透单元包括2号原水泵，2号保安过滤器、2号高压泵、反渗透膜和回用水箱，所述的纳滤产水箱的出水通过2号原水泵与所述的2号保安过滤器连接，所述的2号保安过滤器与所述的2号高压泵连接，所述的2号高压泵连接与所述的反渗透膜连接，所述的反渗透膜的出水通过管道与所述的回用水箱连接。

[0038] 所述的海水淡化单元包括1号海水淡化单元和2号海水淡化单元，所述的1号海水淡化单元通过管道与所述的反渗透膜的浓水连接，所述的2号海水淡化单元通过管道与所述的纳滤膜的浓水连接。

[0039] 进一步地，所述的沉淀池与硫酸加药装置连接。

[0040] 进一步地，所述的超滤原水箱与盐酸加药装置连接。

[0041] 进一步地，所述的超滤膜的错流水通过管道进入曝气池，所述的曝气池的出水通过管道进入所述的压滤机，利用曝气处理，提高了错流水内重金属和有机物的螯合性能，将曝气后的错流水返回压滤单元，实现了错流水内重金属和有机物的进一步去除。

[0042] 进一步地，所述的1号海水淡化单元包括1号海水淡化原水箱、3号原水泵，3号高压泵、3号保安过滤器和1号海水淡化膜，所述的1号海水淡化原水箱的出水通过所述的3号原水泵与所述的3号保安过滤器连接，所述的3号保安过滤器和3号高压泵连接，所述的3号高压泵与所述的1号海水淡化膜连接。

[0043] 更进一步地，所述1号海水淡化膜的出水通过管道进入所述的回用水箱，所述1号海水淡化膜的浓水通过管道与所述的超滤原水箱连接。

[0044] 利用1号海水淡化单元将反渗透单元的浓水进一步浓缩处理，产水存储于回用水箱，实现了浓水的资源和减量化，同时将浓缩后的超浓水返回超滤原水箱，通过加药装置和曝气，调节重金属和有机物的螯合性能，利用压滤单元去除浓水中的重金属和有机污染物，从而实现浓水的无害化。

[0045] 进一步地，所述的2号海水淡化单元包括2号海水淡化原水箱、4号原水泵，多介质过滤器、4号高压泵、4号保安过滤器和2号海水淡化膜，所述的2号海水淡化原水箱与所述的4号原水泵连接，所述的4号原水泵连接与所述的多介质过滤器连接，所述的多介质过滤器的出水与所述的4号保安过滤器连接，所述的4号保安过滤器与所述的4号高压泵连接，所述的4号高压泵和2号海水淡化膜连接。

[0046] 更进一步地，所述2号海水淡化膜的出水通过管道进入所述的回用水箱，所述2号海水淡化膜的浓水通过管道与所述的冲渣池连接。

[0047] 利用2号海水淡化单元将纳滤单元的浓水进一步处理，实现浓水的进一步纯化，产水存储与回用水箱，浓缩后的浓水进入冲渣池用于冲渣。

[0048] 更进一步地，所述的1号海水淡化膜和2号海水淡化膜的孔径为0.001-0.0001μm；优选为0.0005μm。

[0049] 进一步地，所述的1号保安过滤器、2号保安过滤器、3号保安过滤器和4号保安过滤器的进水口加阻垢剂。

[0050] 本发明还提供了一种上述污水深度处理再回收利用系统在冶炼废水深度处理中的应用。

[0051] 冶炼废水：水量310t/d、硬度＜10mmol/L、SiO2＜20mg/L、铁＜0.1mg/L、pH7-9、氯离子≤2000mg/L。

[0052] 将冶炼废水经预曝气后，通过压滤机压滤，渣料暂存于渣斗中，滤液自流入沉淀池，利用硫酸加药装置调节废水的pH值为7-8，经重力沉降后，上清液流入清水池暂存，清水池的废水通过泵进入超滤原水箱，调节pH值为6-7，利用超滤单元，去除废水中的悬浮物、颗粒、细菌、病毒、胶体、大分子有机物，水、小分子和溶剂进入超滤产水箱，错流水经曝气处理后返回压滤单元；超滤产水箱的进水经纳滤单元进一步去除重金属离子和有机物，水和一价离子进入纳滤产水箱，纳滤产生箱的进水经反渗透单元进一步去除氯离子、重金属离子和有机物，产水进入回用水箱。

[0053] 本发明利用硫酸和盐酸调节水体中的pH，防止水体中重金属铁发生螯合作用生成沉淀，造成膜的污堵，同时减少后期膜的维护成本。

[0054] 为了实现本实施例浓水的减量化、无害化和资源化，分别利用1号海水淡化单元和2号海水淡化单元对反渗透浓水和纳滤浓水进行处理，本发明选择的海水淡化膜的孔径为
0.0005μm；

[0055] 规格为：长×外径×内径＝1016mm×201mm×29mm；

[0056] 工艺参数：

[0057] 有效面积37m2；

[0058] 最大运行压力83bar。

[0059] 为了降低后续膜系统的污染负荷，降低膜的化学清洗频率，减少运行费用，在所述的1号保安过滤器、2号保安过滤器、3号保安过滤器和4号保安过滤器的进水口加阻垢剂。

[0060] 本发明实施例最终获所得产水的水量为280t/d、产水水质硬度＜2mmol/L、SiO2＜4mg/L、铁＜0.03mg/L、pH6-7、氯离子≤30mg/L，所得浓水的水量为20t/d、水质硬度38-
102mmol/L、SiO224-100mg/L、铁0.31-3.32mg/L、pH6-7、氯离子4057-1528830mg/L。

[0061] 产水可用作软化水使用，进而达到废水的零排放，系统的运行成本低仅为30元/吨。

[0062] 最后说明的是，以上优选实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。