公布日：2023.04.18
申請日：2023.01.06
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)N;C02F5/00(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F3/00(2023.01)N;C02F103/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)以及處理工藝，處理系統(tǒng)包括依次設(shè)置的初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)、中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)、終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括預(yù)處理模塊和初級(jí)過濾模塊，初級(jí)過濾模塊具有初級(jí)反滲透單元，中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括中級(jí)軟化處理模塊和中級(jí)過濾模塊，中級(jí)過濾模塊包括中級(jí)反滲透單元，終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括終級(jí)氧化處理模塊、終級(jí)軟化處理模塊、終級(jí)過濾模塊，終級(jí)過濾模塊包括沿依次設(shè)置的濃水納濾單元和高壓反滲透單元，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊和氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊；本發(fā)明的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)以及處理工藝，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放。
權(quán)利要求書
1.一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：沿廢水流向依次設(shè)置的初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)、中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)、終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，所述初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括預(yù)處理模塊和初級(jí)過濾模塊，所述初級(jí)過濾模塊具有初級(jí)反滲透單元，所述中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括中級(jí)軟化處理模塊和中級(jí)過濾模塊，所述中級(jí)過濾模塊包括中級(jí)反滲透單元，所述終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括終級(jí)氧化處理模塊、終級(jí)軟化處理模塊、終級(jí)過濾模塊，所述終級(jí)過濾模塊包括沿廢水流向依次設(shè)置的濃水納濾單元和高壓反滲透單元，所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊和氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，生產(chǎn)廢水經(jīng)過預(yù)處理后通過初級(jí)反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為初級(jí)回用水、濃縮液作為初級(jí)廢水進(jìn)入所述中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)，經(jīng)過所述中級(jí)反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為中級(jí)回用水、濃縮液作為中級(jí)廢水進(jìn)入所述終級(jí)濃縮系統(tǒng)，經(jīng)過所述濃水納濾單元納濾分鹽后得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入所述高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述初級(jí)回用水、所述中級(jí)回用水和所述高壓回用水混合后得到廠區(qū)回用水，所述初級(jí)回用水、所述中級(jí)回用水和所述高壓回用水的回用水質(zhì)滿足以下公式：C=（C1×Q1+C2×Q2+C3×Q3）/（Q1+Q2+Q3），其中，C為標(biāo)準(zhǔn)回用水污染物濃度，C1為初級(jí)回用水污染物濃度，C2為中級(jí)回用水污染物濃度，C3為中級(jí)回用水污染物濃度，Q1為初級(jí)回用水水量，Q2為中級(jí)回用水水量，Q3為高壓回用水產(chǎn)水量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)還包括冷凍結(jié)晶模塊、混鹽蒸發(fā)結(jié)晶模塊以及雜鹽干化系模塊，所述硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉產(chǎn)品鹽，硫酸鈉母液進(jìn)入所述冷凍結(jié)晶系統(tǒng)結(jié)晶得到芒硝，芒硝經(jīng)過熱熔后輸入所述硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊進(jìn)口，所述氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉產(chǎn)品鹽，氯化鈉母液和芒硝母液進(jìn)入所述混鹽蒸發(fā)結(jié)晶模塊，蒸發(fā)結(jié)晶得到混鹽，所述混鹽再熔后進(jìn)入所述終級(jí)濃縮系統(tǒng)進(jìn)口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理模塊包括格柵過濾單元、調(diào)節(jié)池、初級(jí)HDST單元、生物處理單元、濾池過濾單元中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述中間處理模塊的數(shù)量為復(fù)數(shù)個(gè)，復(fù)數(shù)個(gè)所述中間處理模塊沿廢水處理方向依次連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理模塊包括沿廢水流向依次設(shè)置的格柵過濾單元、調(diào)節(jié)池、初級(jí)HDST單元、初級(jí)AOPs單元、BAF單元，所述初級(jí)過濾模塊包括沿廢水流向依次設(shè)置的初級(jí)超濾單元和所述初級(jí)反滲透單元，所述中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括沿廢水流向依次設(shè)置的中級(jí)HDST單元、中級(jí)砂濾單元、中級(jí)超濾單元和所述中級(jí)反滲透單元，所述終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括沿廢水流向依次設(shè)置的終級(jí)HDST單元、終級(jí)砂濾單元、終級(jí)AOPs單元、脫碳單元、樹脂軟化單元、所述濃水納濾單元和所述高壓反滲透單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述初級(jí)HDST單元、所述中級(jí)HDST單元和所述終級(jí)HDST單元分別用于單獨(dú)除氟、除硅、除硬或同步除氟除硅除硬。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述初級(jí)AOPs單元和所述終級(jí)AOPs單元分別包括臭氧單獨(dú)氧化單元、臭氧/過氧化氫協(xié)同氧化單元、臭氧/填料催化氧化單元、芬頓氧化單元中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述樹脂軟化單元中的樹脂包括弱酸樹脂、螯合樹脂中的一種或更多種，所述樹脂軟化單元包括采用交換樹脂對所述中級(jí)廢水中的鈣、鎂硬度離子交換吸附，置換釋放出氫離子。
10.一種基于如權(quán)利要求1至9中任意一項(xiàng)所述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)的鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：步驟1，生產(chǎn)廢水經(jīng)過所述初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)調(diào)節(jié)水質(zhì)水量處理、軟化處理、生物處理后，過濾其中的懸浮物和/或有機(jī)物和/或無機(jī)鹽并濃縮得到初級(jí)回用水和初級(jí)廢水；步驟2，所述初級(jí)廢水經(jīng)過所述中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)軟化處理，過濾濃縮得到中級(jí)回用水和中級(jí)廢水；步驟3，所述中級(jí)廢水經(jīng)過所述終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)進(jìn)行軟化處理和氧化處理后，先經(jīng)過所述濃水納濾單元納濾分鹽得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入所述高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入所述氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述的不足，本發(fā)明提供一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)以及處理工藝，通過多級(jí)膜濃縮實(shí)現(xiàn)更高濃度的蒸發(fā)進(jìn)水水質(zhì)，最終通過納濾選擇性截留使富含硫酸鈉的濃縮液經(jīng)硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出硫酸鈉產(chǎn)品鹽；富含氯化鈉的產(chǎn)水經(jīng)高壓反滲透及氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出氯化鈉產(chǎn)品鹽，避免總?cè)芙夤腆w含量極高的濃鹽水直接排入自然水體。
本發(fā)明提供的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，包括：沿廢水流向依次設(shè)置的初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)、中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)、終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)和蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括預(yù)處理模塊和初級(jí)過濾模塊，初級(jí)過濾模塊具有初級(jí)反滲透單元，中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括中級(jí)軟化處理模塊和中級(jí)過濾模塊，中級(jí)過濾模塊包括中級(jí)反滲透單元，終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括終級(jí)氧化處理模塊、終級(jí)軟化處理模塊、終級(jí)過濾模塊，終級(jí)過濾模塊包括沿廢水流向依次設(shè)置的濃水納濾單元和高壓反滲透單元，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)包括硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊和氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，生產(chǎn)廢水經(jīng)過預(yù)處理后通過初級(jí)反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為初級(jí)回用水、濃縮液作為初級(jí)廢水進(jìn)入中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)，經(jīng)過中級(jí)反滲透單元濃縮，產(chǎn)水作為中級(jí)回用水、濃縮液作為中級(jí)廢水進(jìn)入終級(jí)濃縮系統(tǒng)，經(jīng)過濃水納濾單元納濾分鹽后得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊。
進(jìn)一步地，初級(jí)回用水、中級(jí)回用水和高壓回用水混合后得到廠區(qū)回用水，初級(jí)回用水、中級(jí)回用水和高壓回用水的回用水質(zhì)滿足忍以下公式：C=（C1×Q1+C2×Q2+C3×Q3）/（Q1+Q2+Q3），其中，C為標(biāo)準(zhǔn)回用水污染物濃度，C1為初級(jí)回用水污染物濃度，C2為中級(jí)回用水污染物濃度，C3為中級(jí)回用水污染物濃度，Q1為初級(jí)回用水水量，Q2為中級(jí)回用水水量，Q3為高壓回用水產(chǎn)水量。
進(jìn)一步地，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)還包括冷凍結(jié)晶模塊、混鹽蒸發(fā)結(jié)晶模塊以及雜鹽干化系模塊，硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，蒸發(fā)結(jié)晶得到硫酸鈉產(chǎn)品鹽，硫酸鈉母液進(jìn)入冷凍結(jié)晶系統(tǒng)結(jié)晶得到芒硝，芒硝經(jīng)過熱熔后輸入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊進(jìn)口，氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，蒸發(fā)結(jié)晶得到氯化鈉產(chǎn)品鹽，氯化鈉母液和芒硝母液進(jìn)入混鹽蒸發(fā)結(jié)晶模塊，蒸發(fā)結(jié)晶得到混鹽，混鹽再熔后進(jìn)入終級(jí)濃縮系統(tǒng)進(jìn)口。
進(jìn)一步地，預(yù)處理模塊包括格柵過濾單元、調(diào)節(jié)池、初級(jí)HDST單元、生物處理單元、濾池過濾單元中的至少一個(gè)。
進(jìn)一步地，中間處理模塊的數(shù)量為復(fù)數(shù)個(gè)，復(fù)數(shù)個(gè)中間處理模塊沿廢水處理方向依次連接。
進(jìn)一步地，預(yù)處理模塊包括沿廢水流向依次設(shè)置的格柵過濾單元、調(diào)節(jié)池、初級(jí)HDST（High-densitySedimentationTank高密度沉淀池）軟化單元、初級(jí)AOPs（AdvancedOxidationProcess高級(jí)氧化法）單元、BAF（BiologicalAeratedFilter，曝氣生物濾池）單元，初級(jí)過濾模塊包括沿廢水流向依次設(shè)置的初級(jí)超濾單元和初級(jí)反滲透單元，中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括沿廢水流向依次設(shè)置的中級(jí)HDST單元、中級(jí)砂濾單元、中級(jí)超濾單元和中級(jí)反滲透單元，終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)包括沿廢水流向依次設(shè)置的終級(jí)HDST單元、終級(jí)砂濾單元、終級(jí)AOPs單元、脫碳單元、樹脂軟化單元、濃水納濾單元和高壓反滲透單元。
進(jìn)一步地，初級(jí)HDST單元、中級(jí)HDST單元和終級(jí)HDST單元分別用于單獨(dú)除氟、除硅、除硬或同步除氟除硅除硬。
進(jìn)一步地，初級(jí)AOPs單元和終級(jí)AOPs單元分別包括臭氧單獨(dú)氧化單元、臭氧/過氧化氫協(xié)同氧化單元、臭氧/填料催化氧化單元、芬頓氧化單元中的至少一種。
進(jìn)一步地，樹脂軟化單元中的樹脂包括弱酸樹脂、螯合樹脂中的一種或更多種，樹脂軟化單元包括采用交換樹脂對中級(jí)廢水中的鈣、鎂硬度離子交換吸附，置換釋放出氫離子。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種基于上述的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)的鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理工藝，包括以下步驟：步驟1，生產(chǎn)廢水經(jīng)過初級(jí)膜濃縮系統(tǒng)調(diào)節(jié)水質(zhì)水量處理、軟化處理、生物處理后，過濾其中的懸浮物和/或有機(jī)物和/或無機(jī)鹽并濃縮得到初級(jí)回用水和初級(jí)廢水；步驟2，初級(jí)廢水經(jīng)過中級(jí)膜濃縮系統(tǒng)軟化處理，過濾濃縮得到中級(jí)回用水和中級(jí)廢水；步驟3，中級(jí)廢水經(jīng)過終級(jí)膜濃縮系統(tǒng)進(jìn)行軟化處理和氧化處理后，先經(jīng)過濃水納濾單元納濾分鹽得到納濾濃縮液作為硫酸鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊，納濾產(chǎn)水進(jìn)入高壓反滲透單元濃縮，濃縮產(chǎn)水作為高壓回用水、濃縮液作為氯化鈉蒸發(fā)原水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶模塊。
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)廢水零排放處理系統(tǒng)，通過對鋼鐵廠生產(chǎn)廢水依次進(jìn)行初級(jí)膜濃縮、中級(jí)膜濃縮、終級(jí)膜濃縮，通過多級(jí)膜濃縮實(shí)現(xiàn)更高濃度的蒸發(fā)進(jìn)水水質(zhì)，最終體現(xiàn)為：通過納濾選擇性截留使富含硫酸鈉的濃縮液經(jīng)硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出硫酸鈉產(chǎn)品鹽；使富含氯化鈉的產(chǎn)水經(jīng)高壓反滲透及氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)出氯化鈉產(chǎn)品鹽，滿足系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行、產(chǎn)水及結(jié)晶鹽回用等要求。顯著降低現(xiàn)有工藝處理成本，提高鋼鐵生產(chǎn)廢水排放處理系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。本發(fā)明中的各系統(tǒng)可單獨(dú)使用，也可采取組合工藝使用，可以根據(jù)不同項(xiàng)目的具體要求，靈活調(diào)整系統(tǒng)布局，具有操作方便，出水穩(wěn)定、運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，避免總?cè)芙夤腆w含量極高的濃鹽水直接排入自然水體，達(dá)到零排放的效果，綠色環(huán)保。
（發(fā)明人：李武林;陳遠(yuǎn)遠(yuǎn);季獻(xiàn)華;曾振國;賈伯林;李寬;謝衛(wèi);劉艷萍;銀磊）
