納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置的制造方法
【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，通過(guò)對(duì)反滲透濃鹽水的回用循環(huán)處理既能提高水資源利用率又能增加環(huán)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(tǒng)和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統(tǒng)，所述納濾膜處理系統(tǒng)的進(jìn)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(tǒng)的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統(tǒng)的納濾軟化水進(jìn)口端，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的產(chǎn)水出口端連接反滲透產(chǎn)水容器，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的內(nèi)部反滲透濃鹽水排出口連接所述反滲透濃鹽水容器的內(nèi)部反滲透濃鹽水入口。
【專利說(shuō)明】
納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及對(duì)工業(yè)廢水處理后產(chǎn)生的反滲透濃鹽水再進(jìn)行再處理和回用的技術(shù)，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(yè)廢水是指在例如冶金行業(yè)、電力行業(yè)及化工行業(yè)等工業(yè)項(xiàng)目產(chǎn)生的廢水，所述反滲透濃鹽水是指采用反滲透膜技術(shù)處理工業(yè)廢水后產(chǎn)生的濃鹽水。本發(fā)明通過(guò)對(duì)反滲透濃鹽水的回用循環(huán)處理既能提高水資源利用率又能增加環(huán)保效益。
【背景技術(shù)】
[0002]反滲透膜技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。由于反滲透膜工藝的特點(diǎn)，在水的利用上，會(huì)有25-30%左右的濃鹽水產(chǎn)生。冶金行業(yè)、電力行業(yè)及化工行業(yè)等工業(yè)項(xiàng)目所產(chǎn)生的工業(yè)廢水經(jīng)過(guò)反滲透膜技術(shù)處理后會(huì)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(duì)環(huán)境有污染，第二是造成水資源的浪費(fèi)。本發(fā)明人認(rèn)為，如果能對(duì)這部分反滲透濃鹽水進(jìn)行回收循環(huán)處理，則會(huì)形成很好的社會(huì)效益和環(huán)境效益，特別是如處理得當(dāng)，還會(huì)形成很高的經(jīng)濟(jì)效益。
[0003]工業(yè)廢水在采用反滲透膜技術(shù)處理前，CODcr—般控制在30-40mg/L，硬度400-600mg/L ο經(jīng)過(guò)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(xué)需氧量，即Chemical Oxygen Demand的縮寫(xiě)。所述CODcr指采用重鉻酸鉀K2Cr207作為氧化劑測(cè)定出的化學(xué)耗氧量。COD或CODcr為廢水中有機(jī)物質(zhì)相對(duì)含量的一項(xiàng)綜合性指標(biāo)。高⑶Dcr值、高硬度值、高含鹽量反滲透濃鹽水，很難處理，給企業(yè)造成很大的環(huán)保壓力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)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(yè)廢水是指在例如冶金行業(yè)、電力行業(yè)及化工行業(yè)等工業(yè)項(xiàng)目產(chǎn)生的廢水，所述反滲透濃鹽水是指采用反滲透膜技術(shù)處理工業(yè)廢水后產(chǎn)生的濃鹽水。本發(fā)明通過(guò)對(duì)反滲透濃鹽水的回用循環(huán)處理既能提高水資源利用率又能增加環(huán)保效益。所述納濾膜簡(jiǎn)稱NF(Nano Filtrat1n)，是能夠截留納米級(jí)物質(zhì)的分離膜。所述反滲透膜簡(jiǎn)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(fā)明技術(shù)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(tǒng)和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統(tǒng)，所述納濾膜處理系統(tǒng)的進(jìn)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(tǒng)的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統(tǒng)的納濾軟化水進(jìn)口端，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的產(chǎn)水出口端連接反滲透產(chǎn)水容器，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的內(nèi)部反滲透濃鹽水排出口連接所述反滲透濃鹽水容器的內(nèi)部反滲透濃鹽水入口。
[0007]所述反滲透濃鹽水容器上設(shè)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(guò)濃鹽水提升栗連接介質(zhì)過(guò)濾器，所述介質(zhì)過(guò)濾器連接第一保安過(guò)濾器，所述第一保安過(guò)濾器通過(guò)第一高壓栗連接所述納濾膜處理系統(tǒng)中的納濾膜機(jī)組，所述納濾膜機(jī)組連接軟化水容器。
[0008]所述濃鹽水提升栗的出口側(cè)分成兩路，其中一路為旁路即通過(guò)第一閥門直接連接所述第一保安過(guò)濾器，另一路通過(guò)第二閥門連接所述介質(zhì)過(guò)濾器。
[0009]所述納濾膜機(jī)組采用三段式結(jié)構(gòu)，在第二段和第三段之間設(shè)置增壓栗。
[0010]所述納濾膜處理系統(tǒng)包括納濾膜機(jī)組，所述納濾膜機(jī)組上設(shè)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(guò)濾器連接納濾加藥裝置。
[0012]所述反滲透膜處理系統(tǒng)包括反滲透膜機(jī)組，所述反滲透膜機(jī)組的進(jìn)口端通過(guò)第二高壓栗連接第二保安過(guò)濾器，所述第二保安過(guò)濾器通過(guò)軟化水提升栗連接軟化水容器，所述反滲透膜機(jī)組上設(shè)置所述內(nèi)部反滲透濃鹽水排出口。
[0013]所述第二保安過(guò)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(tǒng)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(tǒng)將所述納濾軟化水處理成反滲透產(chǎn)水，通過(guò)所述反滲透膜處理系統(tǒng)截留下的內(nèi)部反滲透濃鹽水混入到所述待處理反滲透濃鹽水中進(jìn)行無(wú)排放循環(huán)處理。
[0015]利用介質(zhì)過(guò)濾技術(shù)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(guò)濾技術(shù)濾除介質(zhì)過(guò)濾產(chǎn)水中的部分雜質(zhì)，利用保安過(guò)濾技術(shù)濾除所述納濾軟化水中的部分雜質(zhì)，利用阻垢類藥劑調(diào)節(jié)介質(zhì)過(guò)濾產(chǎn)水和納濾軟化水以避免結(jié)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(chǎn)水的硬度為0.5?lmg/L，C0Dcr^0，電導(dǎo)率<50us/cm。
[0016]本發(fā)明的技術(shù)效果如下:本發(fā)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(guò)對(duì)反滲透濃鹽水的回用循環(huán)處理既能提高水資源利用率又能增加環(huán)保效益。本發(fā)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(yùn)行費(fèi)用和系統(tǒng)占地面積；同時(shí)由于沒(méi)有固體污染物的存在，減小了環(huán)保壓力;加上反滲透二次濃鹽水即內(nèi)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(fā)明由于占地面積小，在原有的系統(tǒng)增設(shè)時(shí)也易于設(shè)計(jì)和實(shí)施，同時(shí)又具有投資少、運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)勢(shì)。
[0017]本發(fā)明具有以下特點(diǎn):納濾膜NF技術(shù)使所述反滲透濃鹽水中的有機(jī)物CODcr去除率不低于80%，高達(dá)90%。所述納濾膜NF技術(shù)使所述反滲透濃鹽水的硬度去除率不低于94%，高達(dá)96%。所述反滲透膜RO技術(shù)使所述反滲透濃鹽水中的有機(jī)物的去除率不低于96%，高達(dá)99%。所述反滲透膜RO技術(shù)使所述反滲透濃鹽水的硬度去除率不低于98%，高達(dá)99%。所述納濾膜NF技術(shù)單機(jī)組回收率75?80%。所述反滲透膜RO技術(shù)單機(jī)組回收率75?80%，配合濃水循環(huán)，高達(dá)100%。所述反滲透膜RO機(jī)組濃水全部回收至所述的納濾膜NF機(jī)組進(jìn)水例如混入到所述待處理反滲透濃鹽水中，使本發(fā)明的NF&R0組合的全回收率在70.58?76%。所述納濾膜系統(tǒng)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(tǒng)使所述反滲透濃鹽水有機(jī)物降低到10mg/L或以下。所述反滲透系統(tǒng)使得所述納濾膜系統(tǒng)產(chǎn)水的硬度進(jìn)一步降低至lmg/L或以下。所述反滲透系統(tǒng)使得所述納濾膜系統(tǒng)產(chǎn)水的TDS(soluble total sol id，溶解性總固體)進(jìn)一步降低至40mg/L或以下。所述介質(zhì)過(guò)濾技術(shù)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(fā)明具有針對(duì)介質(zhì)過(guò)濾器的旁路設(shè)計(jì)，即通過(guò)第一閥門直接連接所述第一保安過(guò)濾器，而不經(jīng)過(guò)介質(zhì)過(guò)濾器，這就可以根據(jù)不同的濃鹽水水質(zhì)特點(diǎn)，選擇帶介質(zhì)過(guò)濾和不帶介質(zhì)過(guò)濾兩種操作方式，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。介質(zhì)過(guò)濾器也可以采用更加精密的微濾MF或超濾UF作為過(guò)濾單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yīng)并對(duì)離子具有選擇截留性的過(guò)濾膜。在道南(Donnan)效應(yīng)、位阻和孔內(nèi)介電ξ的共同作用下，NF膜對(duì)分子量多200有機(jī)物的截留率高達(dá)90%以上。NF膜對(duì)高價(jià)態(tài)離子的截留率很高，對(duì)單價(jià)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(duì)高價(jià)離子很高的截留技術(shù)可去除濃鹽水中高達(dá)96%的硬度。
[0020]納濾膜機(jī)組(又稱納濾機(jī)組或NF機(jī)組)和反滲透膜機(jī)組(又稱反滲透機(jī)組或RO機(jī)組)都可以采用多段式結(jié)構(gòu)，例如三段式或二段式等。納濾機(jī)組采用三段式設(shè)計(jì)，在二段和三段間設(shè)計(jì)增壓栗，根據(jù)水質(zhì)情況，通過(guò)段間增壓栗和閥門的啟閉操作，可以實(shí)現(xiàn)納濾NF機(jī)組75 % -80 %的回收率，硬度去除率96 %，CODcr去除率90 %。反滲透機(jī)組RO可以實(shí)現(xiàn)高的回收率，二段式設(shè)計(jì)，RO機(jī)組回收率可以達(dá)到80%以上，通過(guò)反滲透RO機(jī)組濃鹽水的全部回流，RO單機(jī)組回收率達(dá)100%。反滲透RO機(jī)組所產(chǎn)二次濃鹽水全部回流至濃鹽水池，實(shí)現(xiàn)水資源的高效利用。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是實(shí)施本發(fā)明納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)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(nèi)部反滲透濃鹽水排出口； 15-內(nèi)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(zhì)過(guò)濾器;201-第一保安過(guò)濾器;202-第一高壓栗;203-納濾膜機(jī)組(NF機(jī)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(guò)濾器;303-第二高壓栗;304-反滲透膜機(jī)組;305-反滲透加藥裝置(R0加藥裝置)；306-反滲透產(chǎn)水容器(池或箱)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖(圖1)等對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
[0024]圖1是實(shí)施本發(fā)明納濾膜和反滲透膜組合處理反滲透濃鹽水的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。從圖1中也可以理解到NF&R0組合工藝流程的內(nèi)容或者說(shuō)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(tǒng)和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統(tǒng)，所述納濾膜處理系統(tǒng)的進(jìn)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(tǒng)的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統(tǒng)的納濾軟化水進(jìn)口端，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的產(chǎn)水出口端連接反滲透產(chǎn)水容器306，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的內(nèi)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(nèi)部反滲透濃鹽水入口 15。所述反滲透濃鹽水容器100上設(shè)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(guò)濃鹽水提升栗101連接介質(zhì)過(guò)濾器102，所述介質(zhì)過(guò)濾器102連接第一保安過(guò)濾器201，所述第一保安過(guò)濾器201通過(guò)第一高壓栗202連接所述納濾膜處理系統(tǒng)中的納濾膜機(jī)組203，所述納濾膜機(jī)組203連接軟化水容器205。所述濃鹽水提升栗101的出口側(cè)分成兩路，其中一路為旁路即通過(guò)第一閥門11直接連接所述第一保安過(guò)濾器201，另一路通過(guò)第二閥門12連接所述介質(zhì)過(guò)濾器102。所述納濾膜機(jī)組203采用三段式結(jié)構(gòu)，在第二段和第三段之間設(shè)置增壓栗。
[0025]所述納濾膜處理系統(tǒng)包括納濾膜機(jī)組203，所述納濾膜機(jī)組203上設(shè)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(guò)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(yùn)行中造成結(jié)垢阻塞。
[0026]所述反滲透膜處理系統(tǒng)包括反滲透膜機(jī)組304，所述反滲透膜機(jī)組304的進(jìn)口端通過(guò)第二高壓栗303連接第二保安過(guò)濾器302，所述第二保安過(guò)濾器302通過(guò)軟化水提升栗301連接軟化水容器205，所述反滲透膜機(jī)組304上設(shè)置所述內(nèi)部反滲透濃鹽水排出口 14。所述第二保安過(guò)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(yùn)行中造成結(jié)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(tǒng)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(tǒng)將所述納濾軟化水處理成反滲透產(chǎn)水，通過(guò)所述反滲透膜處理系統(tǒng)截留下的內(nèi)部反滲透濃鹽水混入到所述待處理反滲透濃鹽水中進(jìn)行無(wú)排放循環(huán)處理。利用介質(zhì)過(guò)濾技術(shù)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(guò)濾技術(shù)濾除介質(zhì)過(guò)濾產(chǎn)水中的部分雜質(zhì)，利用保安過(guò)濾技術(shù)濾除所述納濾軟化水中的部分雜質(zhì)，利用阻垢類藥劑調(diào)節(jié)介質(zhì)過(guò)濾產(chǎn)水和納濾軟化水以避免結(jié)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(chǎn)水的硬度為0.5 ?lmg/L’CODcr^^O，電導(dǎo)率 <50us/cm。
[0028]工業(yè)廢水回用反滲透濃鹽水根據(jù)廢水水源和預(yù)處理工藝的特點(diǎn)，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(yùn)行費(fèi)用很高，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的壓力都很大。本發(fā)明合理有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。另外，本發(fā)明針對(duì)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(zhì)CODcr在120-200mg/L，總硬度1000-1800mg/L，電導(dǎo)率在8500us/cm及以下時(shí)，不需要對(duì)濃鹽水進(jìn)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(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明創(chuàng)造，但并非限制本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。任何沒(méi)有脫離本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)質(zhì)內(nèi)容的對(duì)以上敘述的等同替換、修飾改進(jìn)和/或刪繁從簡(jiǎn)而進(jìn)行的實(shí)施，均落入本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(tǒng)和用于納濾軟化水的反滲透膜處理系統(tǒng)，所述納濾膜處理系統(tǒng)的進(jìn)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(tǒng)的納濾軟化水出口端連接所述反滲透膜處理系統(tǒng)的納濾軟化水進(jìn)口端，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的產(chǎn)水出口端連接反滲透產(chǎn)水容器，所述反滲透膜處理系統(tǒng)的內(nèi)部反滲透濃鹽水排出口連接所述反滲透濃鹽水容器的內(nèi)部反滲透濃鹽水入口。2.根據(jù)權(quán)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(shè)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(guò)濃鹽水提升栗連接介質(zhì)過(guò)濾器，所述介質(zhì)過(guò)濾器連接第一保安過(guò)濾器，所述第一保安過(guò)濾器通過(guò)第一高壓栗連接所述納濾膜處理系統(tǒng)中的納濾膜機(jī)組，所述納濾膜機(jī)組連接軟化水容器。3.根據(jù)權(quán)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(cè)分成兩路，其中一路為旁路即通過(guò)第一閥門直接連接所述第一保安過(guò)濾器，另一路通過(guò)第二閥門連接所述介質(zhì)過(guò)濾器。4.根據(jù)權(quán)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(jī)組采用三段式結(jié)構(gòu)，在第二段和第三段之間設(shè)置增壓栗。5.根據(jù)權(quán)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(tǒng)包括納濾膜機(jī)組，所述納濾膜機(jī)組上設(shè)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(jù)權(quán)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(guò)濾器連接納濾加藥裝置。7.根據(jù)權(quán)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(tǒng)包括反滲透膜機(jī)組，所述反滲透膜機(jī)組的進(jìn)口端通過(guò)第二高壓栗連接第二保安過(guò)濾器，所述第二保安過(guò)濾器通過(guò)軟化水提升栗連接軟化水容器，所述反滲透膜機(jī)組上設(shè)置所述內(nèi)部反滲透濃鹽水排出口。8.根據(jù)權(quán)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(guò)濾器連接反滲透加藥裝置。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK205634995SQ201620501441
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】張利利, 劉雪冬, 王立國(guó), 趙士學(xué), 趙步超, 王林
【申請(qǐng)人】北京能泰高科環(huán)保技術(shù)股份有限公司, 河北恒華盛世環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>