公布日：2023.10.31
申請日：2023.08.17
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/60(2023.01)N;C02F1/58(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1
/56(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)，除氟除硅反應(yīng)池、絮凝池和沉淀池順序?qū)U水供水裝置供給的廢水進行預(yù)處理，超濾膜反應(yīng)器對預(yù)處理水進行超濾處理，超濾膜反應(yīng)器的超濾濃水口和超濾產(chǎn)水口分別與廢水供水裝置和高壓反滲透模塊連通，高壓反滲透模塊內(nèi)高壓反滲透膜對超濾產(chǎn)水進行高壓反滲透處理，壓反滲透模塊的高壓反滲透產(chǎn)水口和高壓反滲透濃水出水口分別與反滲透模塊和蒸發(fā)模塊連通，反滲透模塊內(nèi)反滲透膜對高壓反滲透產(chǎn)水進行反滲透處理，反滲透模塊的反滲透產(chǎn)水口和反滲透濃水口分別與中水回用裝置和廢水供水裝置連通，蒸發(fā)模塊對高壓反滲透濃水蒸發(fā)結(jié)晶，本發(fā)明的工藝流程簡單，處理成本低，運行效果穩(wěn)定，污染物去除率高。
權(quán)利要求書
1.一種天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)，其特征在于：包括預(yù)處理模塊(1)、超濾模塊(2)、高壓反滲透模塊(3)、反滲透模塊(4)、蒸發(fā)模塊(5)、廢水供水裝置和中水回用裝置，所述預(yù)處理模塊包括除氟除硅反應(yīng)池(11)、絮凝池(12)和沉淀池(13)，所述除氟除硅反應(yīng)池的進水口與廢水供水裝置連通，除氟除硅反應(yīng)池的出水口與絮凝池進水口連通，絮凝池的出水口與沉淀池進水口連通，沉淀池的上層清液排出口與超濾模塊的進水口連通，超濾模塊內(nèi)設(shè)有超濾膜反應(yīng)器(21)，所述超濾膜反應(yīng)器能夠?qū)M入其內(nèi)的中間處理水進行超濾處理，超濾膜反應(yīng)器的超濾濃水口與廢水供水裝置連通，超濾膜反應(yīng)器的超濾產(chǎn)水口與高壓反滲透模塊進水口連通，高壓反滲透模塊內(nèi)設(shè)有高壓反滲透膜(31)，所述高壓反滲透膜能夠?qū)M入高壓反滲透模塊的超濾產(chǎn)水進行高壓反滲透處理，高壓反滲透模塊的高壓反滲透產(chǎn)水口與反滲透模塊的進水口連通，高壓反滲透模塊的高壓反滲透濃水出水口與蒸發(fā)模塊的進水口連通，蒸發(fā)模塊內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器(51)，蒸發(fā)器能夠?qū)⒏邏悍礉B透濃水進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，蒸發(fā)模塊的冷凝水出水口與中水回用裝置連通，反滲透模塊內(nèi)設(shè)有反滲透膜(41)，所述反滲透膜能夠?qū)M入其內(nèi)的高壓反滲透產(chǎn)水進行反滲透處理，反滲透模塊的反滲透產(chǎn)水口與中水回用裝置連通，反滲透模塊的反滲透濃水口與廢水供水裝置連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)，其特征為：所述廢水供水裝置包括廢水供水管道(6)和廢水調(diào)節(jié)池(7)，所述廢水供水管道與廢水調(diào)節(jié)池進水口連通，廢水調(diào)節(jié)池的出水口與除氟除硅反應(yīng)池連通，所述廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有曝氣器，所述曝氣器能夠?qū)U水調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水進行均質(zhì)化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)，其特征為：所述超濾模塊還包括砂濾炭濾罐(22)、中間水桶(23)和自吸泵，所述沉淀池的上層清液排出口與砂濾炭濾罐的進水口連通，所述自吸泵能夠?qū)⒊恋沓氐纳蠈忧逡何肷盀V炭濾罐內(nèi)，砂濾炭濾罐的出水口與中間水桶連通，中間水桶通過管道與超濾膜反應(yīng)器進水口連通，所述中間水桶內(nèi)還設(shè)有第一增壓泵，所述第一增壓泵能夠?qū)⒅虚g水桶的水經(jīng)管道打入超濾膜反應(yīng)器內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)，其特征為：還設(shè)有第一水泵、第二水泵、第三水泵、第二增加泵、第三增壓泵和濃水桶(32)，所述第一水泵和第二水泵分別能夠?qū)⒊瑸V膜反應(yīng)器的超濾濃水和反滲透模塊的的反滲透濃水打入廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，第二增壓泵能夠?qū)⒊瑸V膜反應(yīng)器的超濾產(chǎn)水打入高壓反滲透模塊內(nèi)，第三增壓泵能夠?qū)⒏邏悍礉B透模塊的高壓反滲透產(chǎn)水送入反滲透模塊內(nèi)，所述高壓反滲透模塊的高壓反滲透濃水出水口通過重力管道與濃水桶連通，濃水桶通過管道與蒸發(fā)模塊的進水口連通，第三水泵能夠?qū)馑爸械母邏悍礉B濃水送入蒸發(fā)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)，其特征為：所述中水回用裝置包括產(chǎn)水桶(8)，所述反滲透模塊的反滲透產(chǎn)水口與產(chǎn)水桶通過管道連通，蒸發(fā)模塊的冷凝水出水口通過重力流管道與產(chǎn)水桶連通，所述產(chǎn)水桶內(nèi)設(shè)有回用水泵，所述回用水泵能夠通過產(chǎn)水回用管道將產(chǎn)水桶內(nèi)產(chǎn)水送入車間回用。
6.一種天然石墨純化廢水零排工藝方法，其特征在于：包括以下工藝步驟：步驟一：將向廢水中投加除氟除硅劑對廢水進行除氟和除硅反應(yīng)；步驟二：對除氟和除硅反應(yīng)后的廢水進行pH調(diào)節(jié)，將廢水的pH調(diào)節(jié)到5.0-8.0范圍內(nèi)；步驟三：向廢水中投加絮凝劑，并對廢水進行沉淀處理；步驟四：將經(jīng)過沉淀處理后的上層清液送入超濾單元，由超濾膜反應(yīng)器對其進行超濾處理，超濾膜反應(yīng)器產(chǎn)生超濾產(chǎn)水(211)和超濾濃水(212)；步驟五：超濾產(chǎn)水送入高壓反滲透模塊，通過高壓反滲透模塊的反滲透膜進行高壓反滲透處理，高壓反滲透模塊產(chǎn)生高壓反滲透產(chǎn)水(33)和高壓反滲透濃水(34)；步驟六：高壓反滲透產(chǎn)水送入反滲透模塊，由反滲透模塊的反滲透膜進行反滲透處理，反滲透模塊產(chǎn)生反滲透產(chǎn)水(42)和反滲透濃水(43)，反滲透產(chǎn)水用于中水回用；步驟七：將高壓反滲透濃水送入蒸發(fā)模塊，采用蒸發(fā)器對高壓反滲透濃水進行蒸發(fā)，蒸發(fā)模塊的蒸發(fā)冷凝水(52)用于中水回用，蒸發(fā)模塊蒸發(fā)蒸出的結(jié)晶(53)作為固廢處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然石墨純化廢水零排工藝方法，其特征為：所述步驟一中，將廢水送入除氟除硅反應(yīng)池，向除氟除硅反應(yīng)池投加含鋁鐵鹽復(fù)合物的除氟除硅劑，每升廢水投加除氟除硅劑為0.5-5g，并通過攪拌器對除氟除硅反應(yīng)池內(nèi)廢水進行攪拌使除氟除硅劑與廢水充分反應(yīng)，廢水與除氟除硅劑反應(yīng)5-60分鐘后，將廢水送入絮凝池，先向絮凝池投加石灰對廢水進行pH調(diào)節(jié)，然后向絮凝池投加質(zhì)量分數(shù)為1-2‰的陰離子聚丙烯酰胺(PAM)進行絮凝反應(yīng)至少10分鐘，每升廢水投加質(zhì)量分數(shù)為1-2‰的陰離子聚丙烯酰胺1-5mg。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然石墨純化廢水零排工藝方法，其特征為：所述超濾產(chǎn)水通過第二增壓泵送入高壓反滲透模塊，高壓反滲透模塊運行壓力為2.8-4.2MPa，所述高壓反滲透產(chǎn)水通過第三增壓泵送入反滲透模塊，反滲透模塊運行壓力為0.1-2.0MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然石墨純化廢水零排工藝方法，其特征為：步驟一中先將廢水送入調(diào)節(jié)池，通過調(diào)節(jié)池對廢水進行均質(zhì)化處理，再將廢水送入除氟除硅池。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天然石墨純化廢水零排工藝方法，其特征為：步驟四中，先通過自吸泵將沉淀池上層清水抽吸進入砂濾炭濾罐進行過濾，然后將過濾后的廢水送入中間水桶，再通過第一增壓泵將中間水桶的水送入超濾膜反應(yīng)器。
發(fā)明內(nèi)容
為了彌補以上不足，本發(fā)明提供了一種天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)和方法，該天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)和方法能夠?qū)崿F(xiàn)天然石墨純化廢水零排放，且本工藝簡單，污染物去除率高，處理成本低，廢水最終能夠作為水資源回用，節(jié)約水資源。
本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種天然石墨純化廢水零排工藝系統(tǒng)，包括預(yù)處理模塊、超濾模塊、高壓反滲透模塊、反滲透模塊、蒸發(fā)模塊、廢水供水裝置和中水回用裝置，所述預(yù)處理模塊包括除氟除硅反應(yīng)池、絮凝池和沉淀池，所述除氟除硅反應(yīng)池的進水口與廢水供水裝置連通，除氟除硅反應(yīng)池的出水口與絮凝池進水口連通，絮凝池的出水口與沉淀池進水口連通，沉淀池的上層清液排出口與超濾模塊的進水口連通，超濾模塊內(nèi)設(shè)有超濾膜反應(yīng)器，所述超濾膜反應(yīng)器能夠?qū)M入其內(nèi)的中間處理水進行超濾處理，超濾膜反應(yīng)器的超濾濃水口與廢水供水裝置連通，超濾膜反應(yīng)器的超濾產(chǎn)水口與高壓反滲透模塊進水口連通，高壓反滲透模塊內(nèi)設(shè)有高壓反滲透膜，所述高壓反滲透膜能夠?qū)M入高壓反滲透模塊的超濾產(chǎn)水進行高壓反滲透處理，高壓反滲透模塊的高壓反滲透產(chǎn)水口與反滲透模塊的進水口連通，高壓反滲透模塊的高壓反滲透濃水出水口與蒸發(fā)模塊的進水口連通，蒸發(fā)模塊內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器，蒸發(fā)器能夠?qū)⒏邏悍礉B透濃水進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，蒸發(fā)模塊的冷凝水出水口與中水回用裝置連通，反滲透模塊內(nèi)設(shè)有反滲透膜，所述反滲透膜能夠?qū)M入其內(nèi)的高壓反滲透產(chǎn)水進行反滲透處理，反滲透模塊的反滲透產(chǎn)水口與中水回用裝置連通，反滲透模塊的反滲透濃水口與廢水供水裝置連通。石墨純化廢水經(jīng)過預(yù)處理模塊進行除氟除硅處理后，再進行超濾處理、高壓反滲透處理和反滲透處理，處理過程中廢水不會損傷超濾膜、高壓反滲透膜和反滲透膜，廢水通過膜技術(shù)處理后，能夠?qū)U水濃縮減量，進而降低蒸發(fā)成本；廢水經(jīng)一些列膜處理后，最終產(chǎn)水可以作為水資源回用，可以降低生產(chǎn)成本，節(jié)約水資源，整個工藝系統(tǒng)簡潔，廢水處理效率高。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述廢水供水裝置包括廢水供水管道和廢水調(diào)節(jié)池，所述廢水供水管道與廢水調(diào)節(jié)池進水口連通，廢水調(diào)節(jié)池的出水口與除氟除硅反應(yīng)池連通，所述廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有曝氣器，所述曝氣器能夠?qū)U水調(diào)節(jié)池內(nèi)廢水進行均質(zhì)化處理。廢水先進入廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，經(jīng)過均質(zhì)化處理后，有利于后續(xù)除氟除硅反應(yīng)充分，有效避免氟和硅離子損傷后續(xù)的膜材。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述超濾模塊還包括砂濾炭濾罐、中間水桶和自吸泵，所述沉淀池的上層清液排出口與砂濾炭濾罐的進水口連通，所述自吸泵能夠?qū)⒊恋沓氐纳蠈忧逡何肷盀V炭濾罐內(nèi)，砂濾炭濾罐的出水口與中間水桶連通，中間水桶通過管道與超濾膜反應(yīng)器進水口連通，所述中間水桶內(nèi)還設(shè)有第一增壓泵，所述第一增壓泵能夠?qū)⒅虚g水桶的水經(jīng)管道打入超濾膜反應(yīng)器內(nèi)。廢水通過膜處理前，先經(jīng)過砂濾炭濾罐進行處理，可以先將廢水中大顆粒固體物進行過濾去除，防止堵塞膜系統(tǒng)。
作為本發(fā)明的進一步改進，還設(shè)有第一水泵、第二水泵、第三水泵、第二增加泵、第三增壓泵和濃水桶，所述第一水泵和第二水泵分別能夠?qū)⒊瑸V膜反應(yīng)器的超濾濃水和反滲透模塊的的反滲透濃水打入廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，第二增壓泵能夠?qū)⒊瑸V膜反應(yīng)器的超濾產(chǎn)水打入高壓反滲透模塊內(nèi)，第三增壓泵能夠?qū)⒏邏悍礉B透模塊的高壓反滲透產(chǎn)水送入反滲透模塊內(nèi)，所述高壓反滲透模塊的高壓反滲透濃水出水口通過重力管道與濃水桶連通，濃水桶通過管道與蒸發(fā)模塊的進水口連通，第三水泵能夠?qū)馑爸械母邏悍礉B濃水送入蒸發(fā)模塊。高壓反滲濃水先送入濃水桶進行儲存，當高壓反滲濃水達到一定的量后，再排入蒸發(fā)模塊內(nèi)，由蒸發(fā)器進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，有利于節(jié)能蒸發(fā)器能源。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述中水回用裝置包括產(chǎn)水桶，所述反滲透模塊的反滲透產(chǎn)水口與產(chǎn)水桶通過管道連通，蒸發(fā)模塊的冷凝水出水口通過重力流管道與產(chǎn)水桶連通，所述產(chǎn)水桶內(nèi)設(shè)有回用水泵，所述回用水泵能夠通過產(chǎn)水回用管道將產(chǎn)水桶內(nèi)產(chǎn)水送入車間回用。由產(chǎn)水桶對經(jīng)過處理后水進行收集，比那與根據(jù)需要送到車間進行回用，節(jié)省水資源。
一種天然石墨純化廢水零排工藝方法，包括以下工藝步驟：
步驟一：將向廢水中投加除氟除硅劑對廢水進行除氟和除硅反應(yīng)；
步驟二：對除氟和除硅反應(yīng)后的廢水進行pH調(diào)節(jié)，將廢水的pH調(diào)節(jié)到5.0-8.0范圍內(nèi)；
步驟三：向廢水中投加絮凝劑，并對廢水進行沉淀處理；
步驟四：將經(jīng)過沉淀處理后的上層清液送入超濾單元，由超濾膜反應(yīng)器對其進行超濾處理，超濾膜反應(yīng)器產(chǎn)生超濾產(chǎn)水和超濾濃水；
步驟五：超濾產(chǎn)水送入高壓反滲透模塊，通過高壓反滲透模塊的反滲透膜進行高壓反滲透處理，高壓反滲透模塊產(chǎn)生高壓反滲透產(chǎn)水和高壓反滲透濃水；
步驟六：高壓反滲透產(chǎn)水送入反滲透模塊，由反滲透模塊的反滲透膜進行反滲透處理，反滲透模塊產(chǎn)生反滲透產(chǎn)水和反滲透濃水，反滲透產(chǎn)水用于中水回用；
步驟七：將高壓反滲透濃水送入蒸發(fā)模塊，采用蒸發(fā)器對高壓反滲透濃水進行蒸發(fā)，蒸發(fā)模塊的蒸發(fā)冷凝水用于中水回用，蒸發(fā)模塊蒸發(fā)蒸出的結(jié)晶作為固廢(委外)處理。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述步驟一中，將廢水送入除氟除硅反應(yīng)池，向除氟除硅反應(yīng)池投加含鋁鐵鹽復(fù)合物的除氟除硅劑，每升廢水投加除氟除硅劑為0.5-5g，并通過攪拌器對除氟除硅反應(yīng)池內(nèi)廢水進行攪拌使除氟除硅劑與廢水充分反應(yīng)，廢水與除氟除硅劑反應(yīng)5-60分鐘后，將廢水送入絮凝池，先向絮凝池投加石灰對廢水進行pH調(diào)節(jié)，然后向絮凝池投加質(zhì)量分數(shù)為1-2‰的陰離子聚丙烯酰胺(PAM)進行絮凝反應(yīng)至少10分鐘，每升廢水投加質(zhì)量分數(shù)為1-2‰的陰離子聚丙烯酰胺1-5mg。
作為本發(fā)明的進一步改進，所述超濾產(chǎn)水通過第二增壓泵送入高壓反滲透模塊，高壓反滲透模塊運行壓力為2.8-4.2MPa，所述高壓反滲透產(chǎn)水通過第三增壓泵送入反滲透模塊，反滲透模塊運行壓力為0.1-2.0MPa。
作為本發(fā)明的進一步改進，步驟一中先將廢水送入調(diào)節(jié)池，通過調(diào)節(jié)池對廢水進行均質(zhì)化處理，再將廢水送入除氟除硅池。
作為本發(fā)明的進一步改進，步驟四中，先通過自吸泵將沉淀池上層清水抽吸進入砂濾炭濾罐進行過濾，然后將過濾后的廢水送入中間水桶，再通過第一增壓泵將中間水桶的水送入超濾膜反應(yīng)器。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明通過超濾膜反應(yīng)器、高壓反滲透模塊和反滲透模塊形成了一套中水回用膜系統(tǒng)，廢水經(jīng)過該套中水回用膜系處理后可回用于生產(chǎn)，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，節(jié)約了水資源；且本發(fā)明的工藝處理過程中無需針對總氮指標進行處理，并且廢水的高硬度也不會對膜系統(tǒng)造成影響；本發(fā)明的中水回用膜系統(tǒng)通過高壓反滲透，使得進入蒸發(fā)器內(nèi)的濃水蒸發(fā)水量縮減到廢水的20％以內(nèi)，降低了蒸發(fā)成本；本發(fā)明的工藝中還考慮到廢水中的氟和硅對中水回用膜系統(tǒng)的影響，在前端預(yù)處理步驟中先將氟和硅降至無風險水平，再進行中水回用膜處理系統(tǒng)進行處理，有效降低了中水回用膜處理系統(tǒng)運行風險，且本發(fā)明的工藝流程簡單，運行效果穩(wěn)定，污染物去除率高。
（發(fā)明人：徐子穎;張柯;何一群;付培清;劉存陽;唐家磊）
