納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置和方法
【專利摘要】納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置和方法，通過對反滲透濃鹽水的回用循環處理既能提高水資源利用率又能增加環保效益，其特征在于，包括用于反滲透濃鹽水的納濾膜處理系統和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統，所述納濾膜處理系統的進口端連接反滲透濃鹽水容器的出口端，所述納濾膜處理系統的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統的納濾軟化水進口端，所述反滲透膜處理系統的產水出口端連接反滲透產水容器，所述反滲透膜處理系統的內部反滲透濃鹽水排出口連接所述反滲透濃鹽水容器的內部反滲透濃鹽水入口。
【專利說明】
納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置和方法
技術領域
[0001]本發明涉及對工業廢水處理后產生的反滲透濃鹽水再進行再處理和回用的技術，特別是一種納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置和方法。所述工業廢水是指在例如冶金行業、電力行業及化工行業等工業項目產生的廢水，所述反滲透濃鹽水是指采用反滲透膜技術處理工業廢水后產生的濃鹽水。本發明通過對反滲透濃鹽水的回用循環處理既能提高水資源利用率又能增加環保效益。
【背景技術】
[0002]反滲透膜技術在現代工業中的應用越來越廣泛。由于反滲透膜工藝的特點，在水的利用上，會有25-30%左右的濃鹽水產生。冶金行業、電力行業及化工行業等工業項目所產生的工業廢水經過反滲透膜技術處理后會有較多的反滲透濃鹽水，所述反滲透濃鹽水如果直接排放，第一是對環境有污染，第二是造成水資源的浪費。本發明人認為，如果能對這部分反滲透濃鹽水進行回收循環處理，則會形成很好的社會效益和環境效益，特別是如處理得當，還會形成很高的經濟效益。
[0003]工業廢水在采用反滲透膜技術處理前，CODcr—般控制在30-40mg/L，硬度400-600mg/L ο經過反滲透工藝處理后，反滲透濃鹽水中的⑶Dcr為120mg/L左右，硬度為1000-1800mg/L左右。所述COD指化學需氧量，即Chemical Oxygen Demand的縮寫。所述CODcr指采用重鉻酸鉀K2Cr207作為氧化劑測定出的化學耗氧量。COD或CODcr為廢水中有機物質相對含量的一項綜合性指標。高⑶Dcr值、高硬度值、高含鹽量反滲透濃鹽水，很難處理，給企業造成很大的環保壓力。
【發明內容】
[0004]本發明針對現有技術中存在的缺陷或不足，提供一種納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置和方法。所述工業廢水是指在例如冶金行業、電力行業及化工行業等工業項目產生的廢水，所述反滲透濃鹽水是指采用反滲透膜技術處理工業廢水后產生的濃鹽水。本發明通過對反滲透濃鹽水的回用循環處理既能提高水資源利用率又能增加環保效益。所述納濾膜簡稱NF(Nano Filtrat1n)，是能夠截留納米級物質的分離膜。所述反滲透膜簡稱R0(Reverse Osmosis membrane)，是能夠采用反滲透原理截留水中鹽分的分離膜。
[0005]本發明技術方案如下:
[0006]納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，包括用于反滲透濃鹽水的納濾膜處理系統和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統，所述納濾膜處理系統的進口端連接反滲透濃鹽水容器的出口端，所述納濾膜處理系統的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統的納濾軟化水進口端，所述反滲透膜處理系統的產水出口端連接反滲透產水容器，所述反滲透膜處理系統的內部反滲透濃鹽水排出口連接所述反滲透濃鹽水容器的內部反滲透濃鹽水入口。
[0007]所述反滲透濃鹽水容器上設置有待處理反滲透濃鹽水入口，所述反滲透濃鹽水容器的出口端通過濃鹽水提升栗連接介質過濾器，所述介質過濾器連接第一保安過濾器，所述第一保安過濾器通過第一高壓栗連接所述納濾膜處理系統中的納濾膜機組，所述納濾膜機組連接軟化水容器。
[0008]所述濃鹽水提升栗的出口側分成兩路，其中一路為旁路即通過第一閥門直接連接所述第一保安過濾器，另一路通過第二閥門連接所述介質過濾器。
[0009]所述納濾膜機組采用三段式結構，在第二段和第三段之間設置增壓栗。
[0010]所述納濾膜處理系統包括納濾膜機組，所述納濾膜機組上設置有納濾濃水排出口，所述納濾濃水排出口連接納濾濃水利用裝置或納濾濃水再處理裝置。
[0011 ]所述第一保安過濾器連接納濾加藥裝置。
[0012]所述反滲透膜處理系統包括反滲透膜機組，所述反滲透膜機組的進口端通過第二高壓栗連接第二保安過濾器，所述第二保安過濾器通過軟化水提升栗連接軟化水容器，所述反滲透膜機組上設置所述內部反滲透濃鹽水排出口。
[0013]所述第二保安過濾器連接反滲透加藥裝置。
[0014]納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的方法，其特征在于，利用納濾膜處理系統將待處理反滲透濃鹽水處理成納濾軟化水，利用反滲透膜處理系統將所述納濾軟化水處理成反滲透產水，通過所述反滲透膜處理系統截留下的內部反滲透濃鹽水混入到所述待處理反滲透濃鹽水中進行無排放循環處理。
[0015]利用介質過濾技術濾除所述待處理反滲透濃鹽水中的部分懸浮物，利用保安過濾技術濾除介質過濾產水中的部分雜質，利用保安過濾技術濾除所述納濾軟化水中的部分雜質，利用阻垢類藥劑調節介質過濾產水和納濾軟化水以避免結垢堵塞，利用第一高壓栗提供納濾壓力，利用第二高壓栗提供反滲透壓力，所述待處理反滲透濃鹽水的硬度為1000?1800mg/L，C0Dcr為100?200mg/L，所述反滲透產水的硬度為0.5?lmg/L，C0Dcr^0，電導率<50us/cm。
[0016]本發明的技術效果如下:本發明納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置和方法(又稱NF&R0組合工藝)，通過對反滲透濃鹽水的回用循環處理既能提高水資源利用率又能增加環保效益。本發明由于直接采用納濾膜軟化而不需采用藥劑軟化，大大降低了運行費用和系統占地面積；同時由于沒有固體污染物的存在，減小了環保壓力;加上反滲透二次濃鹽水即內部反滲透濃鹽水的全部回流，大大提高了濃鹽水利用率。本發明由于占地面積小，在原有的系統增設時也易于設計和實施，同時又具有投資少、運行費用低的優勢。
[0017]本發明具有以下特點:納濾膜NF技術使所述反滲透濃鹽水中的有機物CODcr去除率不低于80%，高達90%。所述納濾膜NF技術使所述反滲透濃鹽水的硬度去除率不低于94%，高達96%。所述反滲透膜RO技術使所述反滲透濃鹽水中的有機物的去除率不低于96%，高達99%。所述反滲透膜RO技術使所述反滲透濃鹽水的硬度去除率不低于98%，高達99%。所述納濾膜NF技術單機組回收率75?80%。所述反滲透膜RO技術單機組回收率75?80%，配合濃水循環，高達100%。所述反滲透膜RO機組濃水全部回收至所述的納濾膜NF機組進水例如混入到所述待處理反滲透濃鹽水中，使本發明的NF&R0組合的全回收率在70.58?76%。所述納濾膜系統使所述反滲透濃鹽水的硬度降低至120mg/L或以下，所述納濾膜系統使所述反滲透濃鹽水有機物降低到10mg/L或以下。所述反滲透系統使得所述納濾膜系統產水的硬度進一步降低至lmg/L或以下。所述反滲透系統使得所述納濾膜系統產水的TDS(soluble total sol id，溶解性總固體)進一步降低至40mg/L或以下。所述介質過濾技術可以去除掉所述濃鹽水中60-80%以上的SS(suspended solid，懸浮物)。
[0018]本發明具有針對介質過濾器的旁路設計，即通過第一閥門直接連接所述第一保安過濾器，而不經過介質過濾器，這就可以根據不同的濃鹽水水質特點，選擇帶介質過濾和不帶介質過濾兩種操作方式，以實現節能目的。介質過濾器也可以采用更加精密的微濾MF或超濾UF作為過濾單元，實現對濃鹽水濁度和SS的截留。
[0019]納濾膜NF是一種荷電膜，滿足道南(Donnan)效應并對離子具有選擇截留性的過濾膜。在道南(Donnan)效應、位阻和孔內介電ξ的共同作用下，NF膜對分子量多200有機物的截留率高達90%以上。NF膜對高價態離子的截留率很高，對單價離子的截留率較低。濃鹽水硬度主要為Ca2+、Mg2+、C032—、S042—、Ν03—等離子組成的，所以利用納濾膜NF對高價離子很高的截留技術可去除濃鹽水中高達96%的硬度。
[0020]納濾膜機組(又稱納濾機組或NF機組)和反滲透膜機組(又稱反滲透機組或RO機組)都可以采用多段式結構，例如三段式或二段式等。納濾機組采用三段式設計，在二段和三段間設計增壓栗，根據水質情況，通過段間增壓栗和閥門的啟閉操作，可以實現納濾NF機組75 % -80 %的回收率，硬度去除率96 %，CODcr去除率90 %。反滲透機組RO可以實現高的回收率，二段式設計，RO機組回收率可以達到80%以上，通過反滲透RO機組濃鹽水的全部回流，RO單機組回收率達100%。反滲透RO機組所產二次濃鹽水全部回流至濃鹽水池，實現水資源的高效利用。
【附圖說明】
[0021]圖1是實施本發明納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置的結構示意圖。
[0022]附圖標記列示如下:10-待處理反滲透濃鹽水入口； 11-第一閥門；12-第二閥門；13-納濾濃水排出口； 14-內部反滲透濃鹽水排出口； 15-內部反滲透濃鹽水入口； 100-反滲透濃鹽水容器(池或箱)；101-濃鹽水提升栗；102-介質過濾器;201-第一保安過濾器;202-第一高壓栗;203-納濾膜機組(NF機組)；204-納濾加藥裝置(NF加藥裝置)；205-軟化水容器(池或箱);206-納濾濃水利用裝置或納濾濃水再處理裝置;301-軟化水提升栗;302-第二保安過濾器;303-第二高壓栗;304-反滲透膜機組;305-反滲透加藥裝置(R0加藥裝置)；306-反滲透產水容器(池或箱)。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖(圖1)等對本發明進行說明。
[0024]圖1是實施本發明納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置的結構示意圖。從圖1中也可以理解到NF&R0組合工藝流程的內容或者說納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的方法。如圖1所示，納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，包括用于反滲透濃鹽水的納濾膜處理系統和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統，所述納濾膜處理系統的進口端連接反滲透濃鹽水容器100的出口端，所述納濾膜處理系統的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統的納濾軟化水進口端，所述反滲透膜處理系統的產水出口端連接反滲透產水容器306，所述反滲透膜處理系統的內部反滲透濃鹽水排出口 14連接所述反滲透濃鹽水容器100的內部反滲透濃鹽水入口 15。所述反滲透濃鹽水容器100上設置有待處理反滲透濃鹽水入口 10，所述反滲透濃鹽水容器的出口端通過濃鹽水提升栗101連接介質過濾器102，所述介質過濾器102連接第一保安過濾器201，所述第一保安過濾器201通過第一高壓栗202連接所述納濾膜處理系統中的納濾膜機組203，所述納濾膜機組203連接軟化水容器205。所述濃鹽水提升栗101的出口側分成兩路，其中一路為旁路即通過第一閥門11直接連接所述第一保安過濾器201，另一路通過第二閥門12連接所述介質過濾器102。所述納濾膜機組203采用三段式結構，在第二段和第三段之間設置增壓栗。
[0025]所述納濾膜處理系統包括納濾膜機組203，所述納濾膜機組203上設置有納濾濃水排出口 13，所述納濾濃水排出口 13連接納濾濃水利用裝置或納濾濃水再處理裝置206。所述第一保安過濾器201連接納濾加藥裝置204。所述加藥是指添加阻垢劑，以免運行中造成結垢阻塞。
[0026]所述反滲透膜處理系統包括反滲透膜機組304，所述反滲透膜機組304的進口端通過第二高壓栗303連接第二保安過濾器302，所述第二保安過濾器302通過軟化水提升栗301連接軟化水容器205，所述反滲透膜機組304上設置所述內部反滲透濃鹽水排出口 14。所述第二保安過濾器302連接反滲透加藥裝置305。所述加藥是指添加阻垢劑，以免運行中造成結垢阻塞。
[0027]納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的方法，其特征在于，利用納濾膜處理系統將待處理反滲透濃鹽水處理成納濾軟化水，利用反滲透膜處理系統將所述納濾軟化水處理成反滲透產水，通過所述反滲透膜處理系統截留下的內部反滲透濃鹽水混入到所述待處理反滲透濃鹽水中進行無排放循環處理。利用介質過濾技術濾除所述待處理反滲透濃鹽水中的部分懸浮物，利用保安過濾技術濾除介質過濾產水中的部分雜質，利用保安過濾技術濾除所述納濾軟化水中的部分雜質，利用阻垢類藥劑調節介質過濾產水和納濾軟化水以避免結垢堵塞，利用第一高壓栗提供納濾壓力，利用第二高壓栗提供反滲透壓力，所述待處理反滲透濃鹽水的硬度為1000?1800mg/L，C0Dcr為100?200mg/L，所述反滲透產水的硬度為0.5 ?lmg/L’CODcr^^O，電導率 <50us/cm。
[0028]工業廢水回用反滲透濃鹽水根據廢水水源和預處理工藝的特點，濃鹽水中含有較高的C0D、鹽和堿度，處理工藝目前尚不成熟，且運行費用很高，造成企業經濟和環保的壓力都很大。本發明合理有效地解決了這個問題。另外，本發明針對以地表水、地下水和廢水回用水作為水源的反滲透工藝的濃鹽水的處理上，在濃水水質CODcr在120-200mg/L，總硬度1000-1800mg/L，電導率在8500us/cm及以下時，不需要對濃鹽水進行軟化處理，可以直接連接本專利工藝。
[0029]在此指明，以上敘述有助于本領域技術人員理解本發明創造，但并非限制本發明創造的保護范圍。任何沒有脫離本發明創造實質內容的對以上敘述的等同替換、修飾改進和/或刪繁從簡而進行的實施，均落入本發明創造的保護范圍。
【主權項】
1.納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，包括用于反滲透濃鹽水的納濾膜處理系統和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統，所述納濾膜處理系統的進口端連接反滲透濃鹽水容器的出口端，所述納濾膜處理系統的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統的納濾軟化水進口端，所述反滲透膜處理系統的產水出口端連接反滲透產水容器，所述反滲透膜處理系統的內部反滲透濃鹽水排出口連接所述反滲透濃鹽水容器的內部反滲透濃鹽水入口。2.根據權利要求1所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，所述反滲透濃鹽水容器上設置有待處理反滲透濃鹽水入口，所述反滲透濃鹽水容器的出口端通過濃鹽水提升栗連接介質過濾器，所述介質過濾器連接第一保安過濾器，所述第一保安過濾器通過第一高壓栗連接所述納濾膜處理系統中的納濾膜機組，所述納濾膜機組連接軟化水容器。3.根據權利要求2所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，所述濃鹽水提升栗的出口側分成兩路，其中一路為旁路即通過第一閥門直接連接所述第一保安過濾器，另一路通過第二閥門連接所述介質過濾器。4.根據權利要求2所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，所述納濾膜機組采用三段式結構，在第二段和第三段之間設置增壓栗。5.根據權利要求1所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，所述納濾膜處理系統包括納濾膜機組，所述納濾膜機組上設置有納濾濃水排出口，所述納濾濃水排出口連接納濾濃水利用裝置或納濾濃水再處理裝置。6.根據權利要求2所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，所述第一保安過濾器連接納濾加藥裝置。7.根據權利要求1所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，所述反滲透膜處理系統包括反滲透膜機組，所述反滲透膜機組的進口端通過第二高壓栗連接第二保安過濾器，所述第二保安過濾器通過軟化水提升栗連接軟化水容器，所述反滲透膜機組上設置所述內部反滲透濃鹽水排出口。8.根據權利要求7所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置，其特征在于，所述第二保安過濾器連接反滲透加藥裝置。9.納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的方法，其特征在于，利用納濾膜處理系統將待處理反滲透濃鹽水處理成納濾軟化水，利用反滲透膜處理系統將所述納濾軟化水處理成反滲透產水，通過所述反滲透膜處理系統截留下的內部反滲透濃鹽水混入到所述待處理反滲透濃鹽水中進行無排放循環處理。10.根據權利要求9所述的納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的方法，其特征在于，利用介質過濾技術濾除所述待處理反滲透濃鹽水中的部分懸浮物，利用保安過濾技術濾除介質過濾產水中的部分雜質，利用保安過濾技術濾除所述納濾軟化水中的部分雜質，利用阻垢類藥劑調節介質過濾產水和納濾軟化水以避免結垢堵塞，利用第一高壓栗提供納濾壓力，利用第二高壓栗提供反滲透壓力，所述待處理反滲透濃鹽水的硬度為1000?1800mg/L，C0Dcr為100?200mg/L，所述反滲透產水的硬度為0.5?lmg/L，CODcr^O，電導率<50us/cm。
【文檔編號】B01D61/08GK106044948SQ201610365333
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月27日
【發明人】張利利, 劉雪冬, 王立國, 趙士學, 趙步超, 王林
【申請人】北京能泰高科環保技術股份有限公司, 河北恒華盛世環保科技股份有限公司