一种高盐废水浓缩系统的制作方法

1.本实用新型属于高盐废水处理技术领域，具体涉及一种高盐废水浓缩系统。


背景技术：

2.高盐废水是指总含盐质量分数至少1％的废水。其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等。这种废水含有多种物质(包括盐、油、有机重金属和放射性物质)。含盐废水的产生途径广泛，水量也逐年增加。去除含盐污水中的有机污染物对环境造成的影响至关重要。
3.采用生物法进行处理，高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用，高含盐量有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为cl-、so
42-、na

、ca
2
等盐类物质。虽然这些离子都是微生物生长所必需的营养元素，在微生物的生长过程中起着促进酶反应，维持膜平衡和调节渗透压的重要作用。但是若这些离子浓度过高，会对微生物产生抑制和毒害作用，主要表现：盐浓度高、渗透压高、微生物细胞脱水引起细胞原生质分离；盐析作用使脱氢酶活性降低；氯离子高对细菌有毒害作用；盐浓度高，废水的密度增加，活性污泥易上浮流失，从而严重影响生物处理系统的净化效果。
4.采用物化法处理，运行费用高，且难以达到预期的净化效果。
5.现有技术中，申请号201821518419.6的中国专利一种处理高盐高浓废水的组合装置，其技术要点是：包括高盐水池、低盐水池、混凝沉淀池、过滤装置、蒸发装置、机械格栅、调节池、厌氧反应器、好氧处理池、生物强化装置和泥水分离装置，高盐废水通过管道依次经过高盐水池、混凝沉淀池、过滤装置和蒸发装置处理，出水进入调节池；低盐废水通过机械格栅过滤后直接进入调节池，与蒸发装置出水进行水质水量的均匀，利用微生物去除污染物，但是由于高浓度的盐类物质对微生物具有抑制作用，所以制约了生物法降解的工艺发展。申请号为201810013141.5的中国专利一种高盐废水处理设备，其包括原水罐、进料泵、mvr蒸发器、出料泵、晶浆罐a、离心机a、焚烧炉、蒸发器、离心机b、晶浆罐b、固体物储存罐，蒸发器内设置有加热管路，蒸发器设置有进水口、出料口、二次蒸汽出口；原水罐连接mvr蒸发器，mvr蒸发器的出水口连接晶浆罐a，晶浆罐a的出料口连接离心机a，离心机a的固体物排放口连接焚烧炉、液体排放口连接进水口，焚烧炉的蒸汽出口连接加热管路入口，出料口通过晶浆罐b后连接离心机b，离心机b的固体物排放口连接固体物储存罐，离心机b的液体排放口连接进水口，二次蒸汽出口、加热管路的出口连接mvr蒸发器。该处理设备较复杂，成本高。
6.综上，需要研发高盐废水更高效的处理系统。


技术实现要素：

7.为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种高盐废水浓缩系统，能高效处理高盐废水。
8.本实用新型采用的技术方案是：其包括电化学脱盐软化装置，与所述电化学脱盐软化装置连接的高级氧化处理装置，与所述高级氧化处理装置连接的树脂软化处理装置，与所述树脂软化处理装置连接的反渗透装置，与所述反渗透装置连接的edm装置；所述电化学脱盐软化装置上设置有高盐废水进水口，所述反渗透装置上设置有反渗透装置浓水出水口和反渗透装置产水口，所述反渗透装置浓水出水口与edm装置的进水口连接。
9.进一步地，所述edm装置设置有edm装置浓水出水口和edm装置产水口，所述edm装置产水口与电化学脱盐软化装置连接。
10.进一步地，所述电化学脱盐软化装置上设置有回收水入口和电化学脱盐软化装置出水口，所述回收水入口与edm装置产水口连接，所述电化学脱盐软化装置出水口与所述高级氧化处理装置连接。
11.进一步地，所述电化学脱盐软化装置包括反应器，设置在所述反应器内的电解器，设置在所述反应器内用于清除电解器产生水垢的自动清渣装置以及为电解器供电的电源。
12.进一步地，所述高级氧化处理装置包括用于反应的臭氧反应塔以及与所述臭氧反应塔连接且用于向所述臭氧反应塔内提供臭氧的臭氧发生器。
13.进一步地，所述树脂软化处理装置包括阳离子交换树脂、反应罐体和树脂软化输送泵；所述反应罐体与高级氧化处理装置连接，所述阳离子交换树脂设置在反应罐体内，所述反应罐体与高级氧化处理装置之间设置有树脂软化输送泵。
14.进一步地，所述反渗透装置包括反渗透膜、反渗透输送泵、高压膜壳以及机架；所述反渗透膜装填在高压膜壳内，所述高压膜壳固定在机架上，所述反渗透膜的进水端与树脂软化处理装置连接，所述反渗透膜的出水端与edm装置的进水口连接，所述反渗透膜与高级氧化处理装置之间设置有反渗透输送泵。
15.进一步地，所述edm装置包括电渗析器和与所述电渗析器连接的整流器。
16.本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型使用时，高含盐废水从电化学脱盐软化装置上的高盐废水进水口进入电化学脱盐软化装置内，进行电化学脱盐软化，处理后进入高级氧化处理装置，臭氧和臭氧反应塔内的废水进行氧化反应，从臭氧反应塔排出的废水进入树脂软化处理装置内进行处理，树脂软化处理装置内的阳离子交换树脂起到核心处理作用，去除水中可溶解的离子，废水经过树脂软化处理装置后，可除去水中的硬度。从树脂软化处理装置排出的废水进入反渗透装置内，有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。经过反渗透处理后，合格的产水从反渗透装置产水口排出，用来回用，反渗透处理后同时还产生了浓水，反渗透装置的浓水从反渗透装置浓水出水口排到edm装置的进水口，从edm装置的进水口进入到edm装置内也就是进入电渗析器，废水在所述edm装置的电渗析器内通过电渗析，进一步完成电渗析处理，极大降低浓盐水的量，实现高含盐废水的浓缩。
18.本实用新型减少系统浓水量，提高水的回收率，降低整体设备投资，降低废水运行成本，回收水中盐分将盐分资源化。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例1的系统连接示意图；
20.图2为本实用新型实施例2的系统连接示意图；
21.图3为高级氧化处理装置的组成示意图；
22.图4为树脂软化处理装置的组成示意图。
23.图5为反渗透装置的组成示意图。
24.附图标记：1电化学脱盐软化装置、2高级氧化处理装置、3树脂软化处理装置、3-1阳离子交换树脂、3-2反应罐体、3-3树脂软化输送泵、4反渗透装置、4-1反渗透膜、4-2反渗透输送泵、4-3高压膜壳、4-4机架、5edm装置。
具体实施方式
25.为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
26.为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
27.实施例1
28.参照图1，本实用新型涉及一种高盐废水浓缩系统，其包括电化学脱盐软化装置1，与所述电化学脱盐软化装置1连接的高级氧化处理装置2，与所述高级氧化处理装置2连接的树脂软化处理装置3，与所述树脂软化处理装置3连接的反渗透装置4，与所述反渗透装置4连接的edm装置5；所述电化学脱盐软化装置1上设置有高盐废水进水口，所述反渗透装置4上设置有反渗透装置浓水出水口和反渗透装置产水口，所述反渗透装置浓水出水口与edm装置5的进水口连接。
29.所述电化学脱盐软化装置1包括反应器，设置在所述反应器内的电解器，设置在所述反应器内用于清除电解器产生水垢的自动清渣装置以及为电解器供电的电源。电解器将水电离产生氢氧根，电解器主要由阴极和阳极组成，阳极能杀菌，阴极可除垢。在电流的作用下，水在阴极电解生成oh-，oh-打破阴极附近溶液中碱度与硬度的平衡，溶液中的hco3-转化为co
32-，同时水中ca
2
、mg
2
等成垢离子在静电引力的作用下，向阴极区迁移，生成沉淀物caco3、mgco3、ca(oh)2、mg(oh)2析出。生成沉淀物的同时，在电场作用下，caco3等水垢在阴极板表面的结晶形式由坚硬的方解石结构，转变为较为疏松的纹石型结构，更易于剥离清除，阴极板上的水垢沉积到一定厚度时，定期清理。
30.电源为交流电源，为反应器内的电解器供电，自动清渣装置将电解产生的水垢清理出反应器，反应器为废水处理进行反应的场所，所述反应器上设置有高盐废水进水口，高盐废水从高盐废水进水口进入反应器后，电解器将水电解除垢，本实施例中，电化学脱盐软化装置1型号为hxz-4000。
31.参照图3，所述高级氧化处理装置2包括用于反应的臭氧反应塔2-1，以及与所述臭氧反应塔2-1连接且用于向所述臭氧反应塔2-1内提供臭氧的臭氧发生器2-2。臭氧反应塔2-1和电化学脱盐软化装置1连接，更为具体的臭氧反应塔2-1和电化学脱盐软化装置的反应器连接。
32.对本实用新型的废水处理过程进行说明：待处理的高含盐废水从电化学脱盐软化装置1从电化学脱盐软化装置1上的高盐废水进水口进入电化学脱盐软化装置1内，进行电
化学脱盐软化，处理后进入高级氧化处理装置2，也就是进入臭氧反应塔2-1，臭氧发生器2-2向臭氧反应塔2-1内输送用于反应的臭氧，臭氧和臭氧反应塔2-1内的废水进行氧化反应，从臭氧反应塔2-1排出的废水进入树脂软化处理装置3内进行处理，树脂软化处理装置3内设置有用于降解废水的树脂，实现废水的进一步降解，从树脂软化处理装置3排出的废水进入反渗透装置4，经过反渗透处理后，合格的产水从反渗透装置产水口排出，同时反渗透装置4的浓水从反渗透装置浓水出水口排到edm装置5的进水口，从edm装置5的进水口进入到edm装置5内，所述edm装置为电渗析置换装置,edm全称为electrodialysis metathesis。废水在所述edm装置内通过电渗析，进一步完成电渗析处理，实现高含盐废水的浓缩。
33.本实用新型通过特定的系统设置，提供了先进ed膜浓缩工艺，实现了高盐废水的浓缩和处理。
34.实施例2
35.参照图2，本实施例和实施例1的区别在于，本实施例中，所述edm装置5设置有edm装置浓水出水口和edm装置产水口，所述edm装置产水口与电化学脱盐软化装置1连接。
36.所述电化学脱盐软化装置1上设置有回收水入口和电化学脱盐软化装置出水口，所述回收水入口与edm装置产水口连接，所述电化学脱盐软化装置出水口与所述高级氧化处理装置2连接。
37.本实施例中，废水在edm装置5中处理后，为了提高水处理的充分程度，除了浓水以外的产水从edm装置产水口排出到回收水入口，从所述回收水入口进入电化学脱盐软化装置1，进行再处理。
38.实施例3
39.参照图2-5，本实施例和实施例2的区别在于，本实施例中，参照图4，所述树脂软化处理装置3包括阳离子交换树脂3-1、反应罐体3-2和树脂软化输送泵3-3。优选地，阳离子交换树脂3-1为弱阳阳离子树脂，所述反应罐体3-2与高级氧化处理装置2连接，所述阳离子交换树脂3-1设置在反应罐体3-2内，所述反应罐体3-2与高级氧化处理装置2之间设置有树脂软化输送泵3-3。
40.参照图5，所述反渗透装置4包括反渗透膜4-1、反渗透输送泵4-2、高压膜壳4-3以及机架4-4；所述反渗透膜4-1装填在高压膜壳4-3上，所述高压膜壳4-3固定在机架4-4上，机架4-4起到支撑的作用，高压膜壳4-3为反渗透膜4-1的反渗透膜装填容器，反渗透输送泵4-2为反渗透膜4-1供水。所述反渗透膜4-1的进水端与高级氧化处理装置2连接，所述反渗透膜4-1的出水端与edm装置5的进水口连接，所述反渗透膜4-1与高级氧化处理装置2之间设置有反渗透输送泵4-2。
41.所述edm装置5包括电渗析器和与所述电渗析器连接的整流器，所述整流器为电渗析器提供直流电。
42.所述edm装置5的进水口设置在电渗析器上。在所述电渗析器中进行废水的电渗析。电渗析是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择渗透性(与膜电荷相反的离子透过膜，相同的离子则被膜截留)。使溶液中的离子做定向移动以脱除或富集电解质的膜分离操作。电渗析可使电解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。电渗析器的除盐过程为当含盐水通过电渗析器，由于水中的离子是带电的，在直流电源的作用下，阳离子和阴离子各自会作定向迁移，阳离子向负极迁移，阴离子
向正极迁移，而离子交换膜具有选择透过性能。淡水室的阴离子向正极迁移，透过阴离子交换膜(简称阴膜)进入浓水室，浓水室内的阴离子不能透过阳离子交换膜(简称阳膜)而留在浓水室内；阳离子向负极迁移，通过阳膜进入浓水室，浓水室中阳离子不能透过阴膜而留在浓水室中。这样，浓水室因阴、阳离子不断进入使浓度增高，淡水室因阴、阳离子不断迁出使浓度降低而获得淡水。
43.对本实用新型的废水处理过程进行说明：待处理的高含盐废水cod为200ppm，tds为10000ppm，该高含盐废水从电化学脱盐软化装置1上的高盐废水进水口进入电化学脱盐软化装置1内，进行电化学脱盐软化，处理后进入高级氧化处理装置2，也就是进入臭氧反应塔2-1，臭氧发生器2-2向臭氧反应塔2-1内输送用于反应的臭氧，臭氧和臭氧反应塔2-1内的废水进行氧化反应，反应后废水的cod为80ppm，tds为10000ppm，从臭氧反应塔2-1排出的废水进入树脂软化处理装置3内进行处理，树脂软化输送泵3-3将废水从高级氧化处理装置2的臭氧反应塔2-1输送到反应罐体3-2内，反应罐体3-2和臭氧反应塔2-1连接，树脂软化处理装置3内的阳离子交换树脂3-1起到核心处理作用，阳离子树脂是以苯乙烯和二乙烯苯聚合，经硫酸磺化而制得的聚合物。生产过程中不含有明胶及其它任何动物提取物。阳离子交换树脂遇水可将其本身的某一种具有活性的离子和水中某电离子相互交换，即发生置换反应，去除水中可溶解的离子，本实施例中，废水经过树脂软化处理装置3后，可除去水中的硬度。从树脂软化处理装置3排出的废水进入反渗透装置4内，所述反渗透膜4-1的进水端与树脂软化处理装置3连接，反渗透输送泵4-2将废水从树脂软化处理装置3的反应罐体3-2泵送至反渗透装置4内，使废水通过反渗透膜4-1，反渗透膜是市售现有产品，反渗透膜是一种模拟生物半透膜制成的具有一定特性的人工半透膜，是反渗透技术的核心构件。反渗透技术原理是在高于溶液渗透压的作用下，依据其他物质不能透过半透膜，而将这些物质和水分离开来。反渗透膜的膜孔径非常小，因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。所述反渗透膜4-1的出水端设置有反渗透装置浓水出水口和反渗透装置产水口，经过反渗透处理后，合格的产水从反渗透装置产水口排出，本实施例中，合格的产水cod为0ppm，tds为300ppm，该合格的产水从反渗透装置产水口排出，用来回用，反渗透处理后同时还产生了浓水，本实施例中反渗透处理后的浓水cod为240ppm，tds为30000ppm，反渗透装置4的浓水从反渗透装置浓水出水口排到edm装置5的进水口，从edm装置5的进水口进入到edm装置5内也就是进入电渗析器，废水在所述edm装置5的电渗析器内通过电渗析，进一步完成电渗析处理，极大降低浓盐水的量，实现高含盐废水的浓缩。废水在edm装置5中处理后，产生edm装置浓水和edm装置产水，本实施例中，edm装置产水cod为240ppm，tds为10000ppm，从edm装置产水口排出到回收水入口，从所述回收水入口进入电化学脱盐软化装置1，进行再处理。edm装置浓水cod为30ppm，tds为200000ppm，水量为edm装置进水量的8％-10％，实现浓缩。
44.本实用新型利用膜法实现高倍浓缩，约20倍，是传统工艺的4倍。
45.本实用新型减少系统浓水量，提高水的回收率，降低整体设备投资，降低废水运行成本，回收水中盐分将盐分资源化。
46.目前，本实用新型的技术方案已经进行了中试，即产品在大规模量产前的小规模实验；中试完成后，在小范围内开展了用户使用调研，调研结果表明用户满意度较高；现在已经着手准备产品正式投产进行产业化(包括知识产权风险预警调研)。
47.以上所述实施方式为本实用新型的优选实施例，而非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，做出的各种改进，都应当被认为包含在本实用新型的保护范围内。