公布日：2023.10.27

申請日：2023.07.10

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F11/12(2019.01)I;C02F1/60(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F5/06(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N

摘要

本發明公開了一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理方法，涉及廢水預處理領域，一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理的裝置，包括一體化除硬除硅單元、卷式超濾單元、弱酸陽床單元和污泥脫水單元，所述一體化除硬除硅單元的一端設有預處理系統進水口，所述一體化除硬除硅單元內設有除硬池、除硅池、絮凝池和沉淀池，所述一體化除硬除硅單元的底端設有污泥回流管道，所述一體化除硬除硅單元內設有絮凝導流筒，本發明通過一體化除硬除硅單元保證污染物去除效果的同時有效節省了占地面積，并通過卷式超濾單元代替傳統懸浮物去除選擇的過濾V型濾池、多介質過濾器等、砂濾和UF工藝極大程度地降低了預處理系統的占地面積與基建成本。

權利要求書

1.一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理裝置，包括一體化除硬除硅單元(1)、卷式超濾單元(2)、弱酸陽床單元(3)和污泥脫水單元(4)，其特征在于，所述一體化除硬除硅單元(1)的一端設有預處理系統進水口(5)，所述一體化除硬除硅單元(1)內設有除硬池(6)、除硅池(7)、絮凝池(8)和沉淀池(9)，所述一體化除硬除硅單元(1)的底端設有污泥回流管道(10)，所述一體化除硬除硅單元(1)內設有絮凝導流筒(11)，所述一體化除硬除硅單元(1)內設有斜管(12)和刮泥機(13)，所述卷式超濾單元(2)的內部設有ISEP卷式超濾膜(14)，所述弱酸陽床單元(3)的外壁一端設有預處理系統出水口(16)，所述污泥脫水單元(4)的外壁一端設有預處理系統排泥口(15)。

2.根據權利要求1所述的一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理裝置，其特征在于，所述除硬池(6)、除硅池(7)、絮凝池(8)和沉淀池(9)之間平行設置。

3.根據權利要求1所述的一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理裝置，其特征在于，所述絮凝導流筒(11)設有若干個，且絮凝導流筒(11)平行設置在絮凝池(8)的內部。

4.根據權利要求1所述的一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理裝置，其特征在于，所述斜管(12)設置在刮泥機(13)的頂部，且斜管(12)和刮泥機(13)均位于沉淀池(9)的內部。

5.根據權利要求1所述的一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理裝置，其特征在于，所述一體化除硬除硅單元(1)、卷式超濾單元(2)、弱酸陽床單元(3)和污泥脫水單元(4)之間通過管道連接。

6.根據權利要求1所述的一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理裝置，其特征在于，所述一體化除硬除硅單元(1)與卷式超濾單元(2)之間設有兩條管道，一體化除硬除硅單元(1)與污泥脫水單元(4)之間設有一條管道，卷式超濾單元(2)和弱酸陽床單元(3)之間設有一條管道，弱酸陽床單元(3)的一側與另一側之間設有一條管道。

7.一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理方法，其特征在于；其使用方法包括以下步驟：S1：單元設置步驟，首先設置四個單元，分別為一體化除硬除硅單元(1)、卷式超濾單元(2)、弱酸陽床單元(3)和污泥脫水單元(4)，然后將一體化除硬除硅單元(1)、卷式超濾單元(2)、弱酸陽床單元(3)和污泥脫水單元(4)之間通過管道連接，完成各個單元之間的廢水流動處理和循環流動處理；S2：一體化除硬除硅單元內部預處理步驟，通過控制不同藥劑的投加實現廢水中鈣、鎂、硅物質的去除，同時基于高密度沉淀池原理在提高沉淀效率的同時降低系統占地面積，除硬池(6)可通過石灰、純堿軟化法、燒堿和純堿軟化法實現廢水中硬度的去除，除硬池(6)頂部設有加藥裝置與加藥口用以廢水中除硬藥劑的投加，除硬池(6)頂部設有攪拌裝置，可實現進入所述除硬池內物料的充分混合，除硅池(7)中可通過鎂劑與偏鋁酸鈉藥劑的投加實現對廢水中硅的去除，除硅池(7)頂部設有加藥裝置與加藥口用以廢水中除硬藥劑的投加，除硅池(7)頂部設有攪拌裝置，可實現進入除硅池(7)內物料的充分混合，絮凝池(8)中可投加絮凝藥劑實現所述除硬池與除硅池反應中生成的沉淀物質的絮凝與沉降，絮凝池(8)設有攪拌裝置和絮凝導流筒(11)，可實現進入所述絮凝池內物料的充分混合，沉淀池(9)用于實現經所述絮凝池絮凝后的廢水的固液分離，經過沉淀池(9)固液分離后的污泥進入所述污泥脫水單元(4)，分離后的上清液進入超濾單元進一步實現細小懸浮顆粒物的去除；S3：高鹽廢水預處理步驟，高鹽廢水首先進入一體化除硬除硅單元(1)進行除硬除硅處理，一體化除硬除硅單元(1)處理后的廢水進入卷式超濾單元(2)，通過卷式超濾單元(2)實現對廢水中細小懸浮顆粒物的去除，卷式超濾單元(2)選擇ISEP卷式超濾膜(14)代替了傳統復雜的多級沉淀工藝，以適應于一體化除硬除硅單元(1)出水中存在懸浮物的水質特性，經卷式超濾單元(2)分離后產生的含有懸浮物的超濾濃水回流至前端一體化除硬除硅單元(1)，經卷式超濾單元(2)分離后的超濾產水硬度滿足后端膜分離的設計要求可直接進入膜分離系統，經卷式超濾單元(2)分離后的超濾產水可進入弱酸陽床單元(3)進行深度除硬處理，保證預處理系統的處理效果，污泥脫水單元(4)可實現整套預處理系統內產生污泥的脫水處理。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理方法，以解決上述背景技術中提出的膜分離技術是指以選擇性透過膜為分離介質，通過在膜兩側施加某種推動力，使原料側組分選擇性的透過膜，從而達到分離和濃縮的目的。具有操作簡便、產水穩定、成本較低等優點。經膜分離后的高鹽濃縮液通過蒸發結晶技術可實現廢水的固液分離以及資源的回收利用。由于廢水成分復雜，廢水在進入膜分離和蒸發結晶系統之前往往需要增加預處理系統以避免膜分離過程中出現膜污染以及蒸發結晶中出現的設備結垢問題。在工程運用中，膜分離和蒸發結晶的處理工藝的預處理系統存在以下問題：1.硬度去除不徹底；高硬度的廢水在進入膜分離系統時，極易引成膜結垢的現象，造成膜通量下降，產水水量降低的問題。另一方面，經過膜濃縮處理后更高鈣、鎂離子濃度的濃縮液會引起蒸發結晶分鹽系統蒸發器換熱間壁的結垢問題，影響蒸發效率。而在工程中預處理系統大都會考慮到廢水中硬度的去除，但其處理工藝多為單一的加藥軟化處理。單一的處理工藝無法保證在水質波動較大時對硬度的去除效果。硬度去除不徹底仍會導致后續膜系統、蒸發結晶系統污堵、結垢。

2.硅的去除問題；硅元素在自然水體中具有豐富性與低水溶性，受硅酸濃度、溫度、pH、共存離子種類等的影響，在膜分離系統成垢途徑也呈現多種復雜類型，同時硅酸水垢致密堅硬，不溶于普通酸堿，處理難度更大。另一方面，在膜濃縮后硅垢會進行累積影響蒸發結晶系統的穩定運行。然而在工程中預處理工藝主要聚焦于廢水中硬度的去除以及碳酸水垢造成的后續系統的污染問題，而對于硅污染問題的關注較少。

3.基建成本高和占地面積大；為保障膜分離濃縮系統+蒸發結晶分鹽系統的穩定運行，在預處理系統多選擇藥劑軟化法去除廢水中Ca2+、Mg2+等離子，而在加藥過程中會導致廢水中懸浮物的產生。因此，工程中多會選擇過濾V型濾池、多介質過濾器等、砂濾和UF工藝實現廢水中SS的有效去除。復雜工藝流程也導致預處理單元存在基建成本高、占地面積大的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理裝置，包括一體化除硬除硅單元、卷式超濾單元、弱酸陽床單元和污泥脫水單元，所述一體化除硬除硅單元的一端設有預處理系統進水口，所述一體化除硬除硅單元內設有除硬池、除硅池、絮凝池和沉淀池，所述一體化除硬除硅單元的底端設有污泥回流管道，所述一體化除硬除硅單元內設有絮凝導流筒，所述一體化除硬除硅單元內設有斜管和刮泥機，所述卷式超濾單元的內部設有ISEP卷式超濾膜，所述弱酸陽床單元的外壁一端設有預處理系統出水口，所述污泥脫水單元的外壁一端設有預處理系統排泥口。

作為本發明的一種優選實施方式：所述除硬池、除硅池、絮凝池和沉淀池之間平行設置。

作為本發明的一種優選實施方式：所述絮凝導流筒設有若干個，且絮凝導流筒平行設置在絮凝池的內部。

作為本發明的一種優選實施方式：所述斜管設置在刮泥機的頂部，且斜管和刮泥機均位于沉淀池的內部

作為本發明的一種優選實施方式：所述一體化除硬除硅單元、卷式超濾單元、弱酸陽床單元和污泥脫水單元之間通過管道連接。

作為本發明的一種優選實施方式：所述一體化除硬除硅單元與卷式超濾單元之間設有兩條管道，一體化除硬除硅單元與污泥脫水單元之間設有一條管道，卷式超濾單元和弱酸陽床單元之間設有一條管道，弱酸陽床單元的一側與另一側之間設有一條管道。

一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理方法，其使用方法包括以下步驟：

S1：單元設置步驟，首先設置四個單元，分別為一體化除硬除硅單元、卷式超濾單元、弱酸陽床單元和污泥脫水單元，然后將一體化除硬除硅單元、卷式超濾單元、弱酸陽床單元和污泥脫水單元之間通過管道連接，完成各個單元之間的廢水流動處理和循環流動處理；

S2：一體化除硬除硅單元內部預處理步驟，通過控制不同藥劑的投加實現廢水中鈣、鎂、硅物質的去除，同時基于高密度沉淀池原理在提高沉淀效率的同時降低系統占地面積，除硬池可通過石灰、純堿軟化法、燒堿和純堿軟化法實現廢水中硬度的去除，除硬池頂部設有加藥裝置與加藥口用以廢水中除硬藥劑的投加，除硬池頂部設有攪拌裝置，可實現進入所述除硬池內物料的充分混合，除硅池中可通過鎂劑與偏鋁酸鈉藥劑的投加實現對廢水中硅的去除，除硅池頂部設有加藥裝置與加藥口用以廢水中除硬藥劑的投加，除硅池頂部設有攪拌裝置，可實現進入除硅池內物料的充分混合，絮凝池中可投加絮凝藥劑實現所述除硬池與除硅池反應中生成的沉淀物質的絮凝與沉降，絮凝池設有攪拌裝置和絮凝導流筒，可實現進入所述絮凝池內物料的充分混合，沉淀池用于實現經所述絮凝池絮凝后的廢水的固液分離，經過沉淀池固液分離后的污泥進入所述污泥脫水單元，分離后的上清液進入超濾單元進一步實現細小懸浮顆粒物的去除；

S3：高鹽廢水預處理步驟，高鹽廢水首先進入一體化除硬除硅單元(1)進行除硬除硅處理，一體化除硬除硅單元處理后的廢水進入卷式超濾單元，通過卷式超濾單元實現對廢水中細小懸浮顆粒物的去除，卷式超濾單元選擇ISEP卷式超濾膜代替了傳統復雜的多級沉淀工藝，以適應于一體化除硬除硅單元出水中存在懸浮物的水質特性，經卷式超濾單元分離后產生的含有懸浮物的超濾濃水回流至前端一體化除硬除硅單元，經卷式超濾單元分離后的超濾產水硬度滿足后端膜分離的設計要求可直接進入膜分離系統，經卷式超濾單元分離后的超濾產水可進入弱酸陽床單元進行深度除硬處理，保證預處理系統的處理效果，污泥脫水單元可實現整套預處理系統內產生污泥的脫水處理。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明一種適用于高鹽廢水處理工藝的預處理方法,預處理系統能夠有效去除廢水中的鈣、鎂、硅等物質保證后端膜分離系統以及蒸發結晶系統的穩定運行，本發明針對膜分離工藝預處理系統中硬度去除不徹底的問題，在預處理系統中基于高密度沉淀池原理提出了一種硬度去除效果好、沉淀效率高的一體化除硬除硅單元，并在預處理系統內增加作為深度除硬單元的弱酸陽床單元以保證預處理系統對廢水中硬度的去除效果；針對膜分離工藝預處理系統中對硅污染問題的忽視，在預處理系統中設置了一體化除硬除硅單元，可同步實現除硬除硅。規避了硅酸水垢對膜分離系統及蒸發結晶系統造成的污堵與結垢問題；針對膜分離工藝預處理系統占地面積大、基建成本高的問題，通過一體化除硬除硅單元保證污染物去除效果的同時有效節省了占地面積，并通過卷式超濾單元代替傳統懸浮物去除選擇的過濾V型濾池、多介質過濾器等、砂濾和UF工藝極大程度地降低了預處理系統的占地面積與基建成本。

（發明人：楊建;何建彪;劉鑫;白皓）