一種用於工業汙水固液分離的處理工藝的製作方法

2023-10-27 10:17:17

本發明涉及汙水處理設備技術領域，尤其涉及一種用於工業汙水固液分離的處理工藝。

背景技術：

隨著近代工業，尤其是有機化工、石油化工、染料、醫藥、農藥等化工產業的迅速發展，各種難降解有機廢水日益增多，這些廢水普遍具有汙染物濃度高、毒性大、可生化性差的特點，嚴重汙染水體環境、危害人體健康。這類工業廢水經過常規的物化、生化處理後，廢水中仍含大量有毒、生物難降解有機汙染物，需要進一步深度處理才能達到排放標準或回用要求。因此，開發工業廢水深度處理技術對節水減排和環境保護意義重大。

膜分離技術是產生於20世紀初，於20世紀60年代後獲得迅速發展的一門分離技術。膜分離技術由於兼具分離、濃縮、純化和精製的功能，又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控制等優點，目前已廣泛應用於食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。膜分離技術中所用的膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機或高分子材料，它能把流體分隔成不相通的兩個部分，使其中的一種或幾種物質能夠透過該膜，而將其它物質分離出來。高效、節能、環保、分子級過濾、過濾過程簡單、易於控制的膜分離技術已被公認為21是世紀最重大產業技術之一，是一種新興的綠色工業科技。

陶瓷膜(ceramicmembrane)又稱無機陶瓷膜，是以無機陶瓷材料經過高溫燒結等特殊工藝製備而形成的非對稱膜。由於具有獨特的強度及耐腐蝕性，其一進入市場便成為膜領域發展最為迅速、也最有發展前景的品種之一。陶瓷膜過濾器是一種應用陶瓷膜分離技術對液體物料進行分離、純化的過濾淨化設備，廣泛應用於食品、製藥、化工、冶金、水處理等多個技術領域。其具有優良的熱穩定性和孔穩定性能。不但強度高，耐化學腐蝕，清洗再生性能好，而且具備高效過濾與精密過濾的雙重優點。

陶瓷膜分離技術是基於多孔陶瓷介質的篩分效應而進行的物質分離技術，採用與傳統「死端過濾」、「濾餅過濾」等過濾方式截然不同的動態「錯流過濾」方式：即在壓力驅動下，原料液在膜管內側膜層表面以一定的流速高速流動，小分子物質(液體)沿與之垂直方向透過微孔膜，大分子物質(或固體顆粒)被膜截留，使流體達到分離濃縮和純化的目的。陶瓷膜過濾設備在使用一段時間後，由於cod成分在膜表面的沉積，必須進行反衝洗處理，而反衝洗處理對於改善由於有機質導致的膜過濾效率下降的效果並不明顯；而在有機膜的使用過程中，同樣面臨cod成分沉積導致的過濾下降以及膜壽命縮短的情況。

工業廢水深度處理方法主要包括固定化生物技術、混凝沉澱法、吸附法和超濾、反滲透等膜處理法。

第一種固定化生物技術可選擇性固定優勢菌種，同時能有針對性地處理含有難降解有機物廢水。但此技術對菌種的要求高，適合處理一些特定的難降解廢水。

第二種混凝沉澱法是在生產過程中用混凝劑比如鋁鹽、鐵鹽、聚鐵、聚鋁及聚丙烯醯胺等來加強沉澱效果，同時要調節好ph值，使廢水中懸浮物在混凝劑作用下能夠加快聚集、下沉，達到固液分離，從而可以去除廢水中懸浮有機物，有效地降低廢水濁度，但該技術對廢水的ph值要求高。

第三種吸附法利用固體表面具有吸附溶質、膠質的能力，因此，當廢水通過比表面積很大的吸附劑時，其中的汙染物就可能會被吸附到固體顆粒上。這種方法可以獲得較好的效果，但只適合處理含有固體顆粒較多的廢水，且吸附劑用量大、費用高，容易產生二次汙染。

第四種超濾、反滲透等膜處理法通過超濾除去廢水中的大多數濁度、有機物，減輕對反滲透膜的汙染，可延長膜的壽命，減少運行成本。反滲透膜不僅能去除廢水中的有機物，而且還可以進行脫鹽、脫色，出水水質好，可直接為生產循環用水，可實現能源化工廢水的零排放和能源化工清潔生產。但是，超濾、反滲透等膜處理法對進水水質、膜的要求高，不可直接適用於所有廢水的處理，並且反滲透膜分離技術存在膜汙染、堵塞、腐蝕、使用壽命短等問題，尤其是當給水tds高於6000mg/l時，其脫鹽率會急劇下降，膜處理成本也會提高。

能量回收裝置的作用就是把反滲透系統高壓濃海水的壓力能量回收再利用，從而降低反滲透海水淡化的制水能耗和制水成本。能量回收裝置有不同的應用方式：

1.回收的能量可直接用於提高海水給水的壓力；

2.可用於提高第二段給水的升壓，以提高或均衡第二段膜組件的產水量；

3.製備含鹽量更低的淡水，用於第二級反滲透的給水升壓。不同的能量回收裝置回收效率不同，回收效率低的約為35％～70％，回收效率高的可達90％～95％。

能量回收裝置按照工作原理主要可分為透平式和正位移式兩種類型。透平式能量回收裝置主要有水力透平式，通常需要經過「壓能-機械能-壓能」兩步轉換過程，能量回收效率一般在50～70％之間。正位移式能量回收裝置利用反滲透系統排出的高壓濃水直接增壓進料海水的方式來回收能量，能量回收效率一般都在92％～95％之間。

水力(渦輪)透平式能量回收裝置採用離心式原理，由安裝葉輪的水泵側和安裝透平轉子的透平側組成，葉輪和透平轉子間通過一根中心軸相連接。反滲透裝置排出的高壓濃水直接衝擊渦輪驅動透平轉子把壓力能轉換為機械能(軸功)，通過中心軸把機械能傳遞水泵側的葉輪，葉輪再把機械能轉換為壓力能，對進入反滲透系統的海水實施增壓。因此，水力透平式能量回收裝置完全由濃水提供能量，不需要外加電能。

水力透平式出現最早，技術成熟，流程簡易，組裝方便，產品已形成系列化，但由於其在能量回收過程中存在2次能量轉換，在轉化過程中存在能量損失，所以能量回收效率較低。其能量回收效率曲線和離心水泵的效率曲線相似，隨著進水流量的增加而提高，因此，適宜在大容量海水淡化系統中應用。

壓力交換式能量回收裝置採用正位移原理，低壓海水從一端進入px設備，來自反滲透膜的高壓濃鹽水從另一端進入px設備。壓力能量在設備內進行交換後，低壓海水轉變成高壓海水流出，而高壓濃鹽水轉變成低壓濃鹽水流出。這種能量轉換效率非常高可達95％以上，比渦輪機的轉換效率高1/3。經px加壓後的高壓海水使進入反滲透裝置的海水得到分流，通過高壓泵的海水流量大幅度降低，從而降低了對高壓水泵的能耗要求，因此安裝此裝置後可使海水淡化的運行費用大為降低。由於px的使用，反滲透裝置的比能耗最低可以小於2.0kw·h/m3。

隨著反滲透海水淡化技術的發展，對能量回收技術和裝置的研究與開發也引起高度關注和重視。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題就在於：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種用於工業汙水固液分離的處理工藝，該工藝降低了系統運行成本低，減少濃液外排帶來的環境汙染。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種用於工業汙水固液分離的處理工藝，包括以下步驟：

a、將廢水進行初步過濾處理，沉澱後除去大顆粒懸浮物和浮油，並調節ph至中性；

b.將步驟a中初濾後的廢水送入陶瓷膜處理器中進行進一步過濾處理，除去剩餘浮油和金屬離子，處理後得到汙泥和濾水；

c、將步驟b得到的濾水的一部分增壓後泵入反滲透裝置進行濃縮分離處理，得到產水和濃縮水；另一部分濾水流入能量回收裝置的低壓進水口；

d、將步驟c中得到的濃縮水流入能量回收裝置的高壓進水口給流入能量回收裝置的濾水增壓；

e、將步驟d中從能量回收裝置的低壓出水口流出的濃縮水返回步驟b中陶瓷膜處理器進行循環處理。

作為上述技術方案的進一步改進：

所述能量回收裝置為px能量回收裝置。

所述步驟a中的廢水沉澱2～5h，除去汙泥後，將上層廢水通過格欄進行初步過濾，再流入調節池調節ph值。

所述步驟b中的汙泥返回調節池中進行循環處理。

所述汙泥循環處理3～5次之後送入汙泥處理中心進行集中處理。

所述步驟d中經過能量回收裝置增壓的濾水流入循環增壓泵進行增壓。

所述陶瓷膜處理器為管式陶瓷膜處理器。

所述陶瓷膜過濾管靠近上隔板的一端通過固定格欄固定於處理罐的罐壁上。

所述步驟a初步處理時添加絮凝劑。

與現有技術相比，本發明的優點在於：

本發明的用於工業汙水固液分離的處理工藝，將廢水送入陶瓷膜處理器中進行過濾，比普通的膜組件過濾效果更好，對反滲透膜的汙染更小。本發明的用於工業汙水固液分離的處理工藝，採用能量回收裝置，降低了系統運行的成本，並能夠對處理後汙泥中的金屬離子、鹽進行回收利用，回收率高。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的結構示意圖。

圖2是本發明實施例2的結構示意圖。

圖號說明：

1、沉澱池；2、調節池；3、陶瓷膜處理器；31、進水口；32、出水口；33、排汙口；34、排油口；4、反滲透裝置；5、能量回收裝置；6、循環增壓泵；7、高壓泵；8、水箱。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用於說明和解釋本發明，並不用於限制本發明。

為了便於描述，在這裡可以使用空間相對術語，如「在……之上」、「在……上方」、「在……上表面」、「上面的」等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特徵與其他器件或特徵的空間位置關係。應當理解的是，空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為「在其他器件或構造上方」或「在其他器件或構造之上」的器件之後將被定位為「在其他器件或構造下方」或「在其他器件或構造之下」。因而，示例性術語「在……上方」可以包括「在……上方」和「在……下方」兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處於其他方位)，並且對這裡所使用的空間相對描述作出相應解釋。

實施例1

圖1示出了本發明的用於工業汙水固液分離的處理工藝的第一種實施方試，具體包括以下步驟：

a、將廢水送入沉澱池1中，加入絮凝劑進行初步過濾處理，沉澱池1的出水口設有格欄，隔開大顆粒的懸浮物和浮油，沉澱後2～5h後，將上層廢水通過提升泵送入調節池2調節ph至中性。

b.將步驟a中初濾後的廢水送入管式陶瓷膜處理器中進行進一步過濾處理，廢水從陶瓷膜處理器3的進水口31進入，經過陶瓷膜過濾後的濾水從中部的出水口32排出，出去大部分的金屬離子和雜質，汙泥從底部的排汙口33排出，廢水進入陶瓷膜處理器3，由於浮油會浮於水面上，積攢較多的浮油後，從頂部的排油口34排出。

c、將步驟b得到的濾水分成兩部分，一部分通過高壓泵7增壓後泵入反滲透裝置4中進行濃縮分離處理，得到產水和濃縮水；另一部分濾水流入px能量回收裝置5的低壓進水口，經過反滲透裝置4處理後的產水流入水槽8中儲存。

d、將步驟c中得到的濃縮水流入能量回收裝置5的高壓進水口給低壓進水口流入能量回收裝置5的濾水增壓，增壓後的濾水從能量回收裝置5的高壓出水口流出與步驟c中經過高壓泵7增壓後的濾水一起送入反滲透裝置4。

e、將步驟d中從能量回收裝置5的低壓出水口流出的濃縮水返回步驟b中陶瓷膜處理器3進行循環處理。

本實施例中，步驟b中的汙泥返回調節池2中進行循環處理。汙泥循環處理3～5次之後送入汙泥處理中心進行集中處理。

實施例2

圖2示出了本發明的用於工業汙水固液分離的處理工藝的第二種實施方式，與實施例1的區別在於：經過能量回收裝置5增壓後的濾水，如果達不到進入反滲透裝置4所需的水壓，則需要增加一個循環增壓泵6。步驟d中經過能量回收裝置5增壓的濾水從高壓出水口流出，流入循環增壓泵6進行增壓，增壓後的濾水與步驟c中經過高壓泵7增壓後的濾水一起送入反滲透裝置4。

上述只是本發明的較佳實施例，並非對本發明作任何形式上的限制。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均應落在本發明技術方案保護的範圍內。