公布日：2023.11.10
申请日：2023.09.13
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F5/00(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N;C02F3/
28(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种高含硫氯盐杂环有机物污水的处理系统及处理方法，该处理系统包括依次连接的一级处理单元、二级处理单元及三级处理单元；其中，一级处理单元沿污水流向包括依次连通的一级高效沉淀池、锰砂过滤器、一级超滤系统及一级RO浓缩装置；二级处理单元包括依次连通的反渗透水池、二级高效沉淀池、臭氧接触氧化池、曝气生物池、反硝化池、一级臭氧催化池、二级超滤系统、离子交换池及二级RO浓缩装置；三级处理单元包括依次连通的软化除硅装置、二级臭氧催化池及高压反渗透装置。该处理系统减少了高效沉淀池等工序的负荷，得到合格回用水去循环水装置使用，得到的杂盐外售，实现了含高硫氯盐杂环有机物污水的零排放，减少了对环境的影响。
权利要求书
1.一种高含硫氯盐杂环有机物污水的处理系统，其特征在于，包括依次连接的一级处理单元、二级处理单元及三级处理单元；其中，所述一级处理单元沿污水流向包括依次连通的一级高效沉淀池、锰砂过滤器、一级超滤系统及一级RO浓缩装置；所述二级处理单元包括依次连通的反渗透水池、二级高效沉淀池、臭氧接触氧化池、曝气生物池、反硝化池、一级臭氧催化池、二级超滤系统、离子交换池及二级RO浓缩装置；其中，所述反渗透水池设置有浓缩水入口，其与一级RO浓缩装置的浓缩水出口连接；所述反渗透水池还设置有电厂脱硫废水入口和电厂化水中和废水入口，其分别与电厂脱硫废水排出口连接以及与电厂化水中和废水排出口连接；所述三级处理单元包括依次连通的软化除硅装置、二级臭氧催化池及高压反渗透装置；其中，二级RO浓缩装置的浓缩水出口与所述软化除硅装置的入水口连接；所述一级RO浓缩装置的一级回用水出口、二级RO浓缩装置的二级回用水出口、高压反渗透装置的三级回用水出口均和回用水池连通，以将回用水输送至回用水池中。
2.根据权利要求1所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理系统，其特征在于，还包括杂盐回收单元，所述杂盐回收单元和所述高压反渗透装置的浓缩水出口连通；优选地，所述杂盐回收单元包括依次连接的多效蒸发系统和离心干燥装置；更优选地，所述多效蒸发系统包括顺次连接的一效降膜蒸发器、二效降膜蒸发器和强制循环结晶器；优选地，所述多效蒸发系统的蒸汽经冷却降温成冷凝水后排入所述回用水池。
3.一种高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)一次高密度沉淀：污水进入一级高效沉淀池中，根据进水条件加入絮凝剂进行絮凝沉降，调节pH值；(2)锰砂过滤：经絮凝沉降后的污水通入锰砂过滤器中去除有害金属离子；(3)一次超滤：经步骤(2)过滤的污水进入一级超滤系统中去除大分子物质；(4)一次RO浓缩：一次超滤后的污水经一级RO浓缩装置脱水浓缩后得到一级回用水和一级浓缩水，一级回用水进入回用水池中回收，一级浓缩水进入反渗透水池中与电厂脱硫废水、电厂化水中和废水混合得到混合污水；(5)二次高密度沉淀：混合污水从反渗透水池进入二级高效沉淀池中，根据进水条件加入絮凝剂进行絮凝沉淀，调节pH值；(6)臭氧接触氧化：经步骤(5)絮凝沉降后的污水与臭氧接触反应，将难降的大分子有机物分解为易降解的有机物；(7)曝气生物：经臭氧氧化后的污水进入曝气生物池进行有机物降解；(8)反硝化：经曝气后的污水进入反硝化池中去除污水中的氨氮；(9)一次臭氧催化：经反硝化后的污水进入一级臭氧催化池中进行催化氧化，去除污水中的杂环有机物COD；(10)二次超滤：经一次臭氧催化后的污水进入二级超滤系统中进一步去除COD；(11)离子交换：经二次超滤后的污水进入离子交换池中，通过弱酸离子树脂去除钙镁离子；(12)二次RO浓缩：去除钙镁离子后的污水经二级RO浓缩装置脱水浓缩后得到二级回用水和二级浓缩水，二级回用水进入回用水池中回收；(13)软化除硅：二级RO浓缩装置的二级浓缩水进入软化去硅装置，加入聚丙烯酸PAA，与硅、镁形成稳定化合物后沉淀，再通过微过滤膜分离出化合物；(14)二次臭氧催化：经软化除硅后的污水进入二级臭氧催化池中进行催化氧化进一步去除杂环有机物COD；(15)高压反渗透：二次臭氧催化后的污水进入高压反渗透装置进行脱水浓缩，得到三级回用水和反渗透浓缩水，三级回用水进入回用水池中回收。
4.根据权利要求3所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，还包括杂盐回收，高压反渗透浓缩水进入多效蒸发系统经蒸发浓缩、结晶、离心后干燥得到杂盐，离心母液返回蒸多效蒸发系统继续蒸发，同时蒸发过程产生的蒸汽经冷凝得到的冷凝水进入回用水池中回收。
5.根据权利要求3所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，步骤(1)中的污水中含有包括杂环有机物、氯离子、钠离子和硫酸根离子；优选的，杂环有机物COD为60mg/l以上，氯离子浓度为250mg/l以上，钠离子浓度为300mg/l以上，硫酸根离子浓度为200mg/l以上；优选的，步骤(4)中的混合污水中至少含有钠、硫、氯以及杂环有机物；更优选的，步骤(4)中的杂环有机物COD为300mg/l以上，氯离子浓度为3000mg/l以上，钠离子浓度为3000mg/l以上，硫酸根离子浓度为3000mg/l以上。
6.根据权利要求3-5任一项所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)的进水条件是：进水量为300-500m3/h，PH值为7-9，温度为20-30℃；和/或，所述步骤(1)的絮凝剂的用量为10-30kg/h；所述絮凝剂为PAM；和/或，采用硫酸和/或氢氧化钠调节PH值；和/或，所述步骤(5)的进水条件是：进水量为150-170m3/h，PH值为6-9，温度为20-30℃。
7.根据权利要求3-5任一项所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，所述步骤(6)的臭氧接触氧化过程中，臭氧流量为16-20kg/h，和/或，进水量为105-133m3/h；和/或，所述步骤(7)的曝气生物过程中，进料温度为20-30℃，pH值为6-9，空气流量为105-133m3/h。
8.根据权利要求3-5任一项所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，所述步骤(8)的反硝化过程中，补充碳源为醋酸钠；优选地，醋酸钠的用量为16-20kg/d；和/或，所述步骤(9)的一次臭氧催化中，催化氧化时间为2.6h，和/或，臭氧流量为5-10kg/h。
9.要求根据权利要求3-5任一项所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，所述步骤(11)的离子交换过程中，再生水量为2-5m3/h，和/或，进水量为97-125m3/h；和/或，所述步骤(13)的软化除硅过程中，PPA的用量为8-15kg/h，和/或，进水量为19.2-30.7m3/h。
10.根据权利要求3-5任一项所述的高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，其特征在于，所述步骤(14)二次臭氧催化过程中，催化氧化时间为2.6h，和/或，进水量为19-30.5m3/h，和/或，臭氧用量为2-6kg/h；和/或，所述杂盐包括硫酸盐、氯化盐和碳酸盐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高含硫氯盐杂环有机物污水的处理系统及处理方法，该处理系统通过巧妙工艺设计减少了高效沉淀池等工序的负荷，减少投资，得到合格的回用水去循环水装置使用，得到的杂盐外售，实现了含硫含氯含盐污水的零排放，减少了对环境的影响。
为了达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种高含硫氯盐杂环有机物污水的处理系统，包括依次连接的一级处理单元、二级处理单元及三级处理单元；
其中，所述一级处理单元沿污水流向包括依次连通的一级高效沉淀池、锰砂过滤器、一级超滤系统及一级RO浓缩装置；
所述二级处理单元包括依次连通的反渗透水池、二级高效沉淀池、臭氧接触氧化池、曝气生物池、反硝化池、一级臭氧催化池、二级超滤系统、离子交换池及二级RO浓缩装置；其中，所述反渗透水池设置有浓缩水入口，其与一级RO浓缩装置的浓缩水出口连接；所述反渗透水池还设置有电厂脱硫废水入口和电厂化水中和废水入口，其分别与电厂脱硫废水排出口连接以及与电厂化水中和废水排出口连接；
所述三级处理单元包括依次连通的软化除硅装置、二级臭氧催化池及高压反渗透装置；其中，二级RO浓缩装置的浓缩水出口与所述软化除硅装置的入水口连接；
所述一级RO浓缩装置的一级回用水出口、二级RO浓缩装置的二级回用水出口、高压反渗透装置的三级回用水出口均和回用水池连通，以将回用水输送至回用水池中。
进一步地，还包括杂盐回收单元，所述杂盐回收单元和所述高压反渗透装置的浓缩水出口连通；
优选地，所述杂盐回收单元包括依次连接的多效蒸发系统和离心干燥装置；
更优选地，所述多效蒸发系统包括顺次连接的一效降膜蒸发器、二效降膜蒸发器和强制循环结晶器；
优选地，所述多效蒸发系统的蒸汽经冷却降温成冷凝水后排入所述回用水池。
除此之外，本发明还提供了一种高含硫氯盐杂环有机物污水的处理方法，包括以下步骤：
(1)一次高密度沉淀：污水进入一级高效沉淀池中，根据进水条件加入絮凝剂进行絮凝沉降，调节pH值；
(2)锰砂过滤：经絮凝沉降后的污水通入锰砂过滤器中去除有害金属离子；
(3)一次超滤：经步骤(2)过滤的污水进入一级超滤系统中去除大分子物质；
(4)一次RO浓缩：一次超滤后的污水经一级RO浓缩装置脱水浓缩后得到一级回用水和一级浓缩水，一级回用水进入回用水池中回收，一级浓缩水进入反渗透水池中与电厂脱硫废水、电厂化水中和废水混合得到混合污水；
(5)二次高密度沉淀：混合污水从反渗透水池进入二级高效沉淀池中，根据进水条件加入絮凝剂进行絮凝沉淀，调节pH值；
(6)臭氧接触氧化：经步骤(5)絮凝沉降后的污水与臭氧接触反应，将难降的大分子有机物分解为易降解的有机物；
(7)曝气生物：经臭氧氧化后的污水进入曝气生物池进行有机物降解；
(8)反硝化：经曝气后的污水进入反硝化池中去除污水中的氨氮；
(9)一次臭氧催化：经反硝化后的污水进入一级臭氧催化池中进行催化氧化，去除污水中的杂环有机物COD；
(10)二次超滤：经一次臭氧催化后的污水进入二级超滤系统中进一步去除COD；
(11)离子交换：经二次超滤后的污水进入离子交换池中，通过弱酸离子树脂去除钙镁离子；
(12)二次RO浓缩：去除钙镁离子后的污水经二级RO浓缩装置脱水浓缩后得到二级回用水和二级浓缩水，二级回用水进入回用水池中回收；
(13)软化除硅：二级RO浓缩装置的二级浓缩水进入软化去硅装置，加入聚丙烯酸PAA，与硅、镁形成稳定化合物后沉淀，再通过微过滤膜分离出化合物；
(14)二次臭氧催化：经软化除硅后的污水进入二级臭氧催化池中进行催化氧化进一步去除杂环有机物COD；
(15)高压反渗透：二次臭氧催化后的污水进入高压反渗透装置进行脱水浓缩，得到三级回用水和反渗透浓缩水，三级回用水进入回用水池中回收。
进一步地，还包括杂盐回收，高压反渗透浓缩水进入多效蒸发系统经蒸发浓缩、结晶、离心后干燥得到杂盐，离心母液返回蒸多效蒸发系统继续蒸发，同时蒸发过程产生的蒸汽经冷凝得到的冷凝水进入回用水池中回收。
进一步地，步骤(1)中的污水中含有包括杂环有机物、氯离子、钠离子和硫酸根离子；
优选的，杂环有机物COD为60mg/l以上，氯离子浓度为250mg/l以上，钠离子浓度为300mg/l以上，硫酸根离子浓度为200mg/l以上；
优选的，步骤(4)中的混合污水中至少含有钠、硫、氯以及杂环有机物；
更优选的，步骤(4)中的杂环有机物COD为300mg/l以上，氯离子浓度为3000mg/l以上，钠离子浓度为3000mg/l以上，硫酸根离子浓度为3000mg/l以上。
进一步地，所述步骤(1)的进水条件是：进水量为300-500m3/h，PH值为7-9，温度为20-30℃；
和/或，所述步骤(1)的絮凝剂的用量为10-30kg/h；所述絮凝剂为PAM；
和/或，采用硫酸和/或氢氧化钠调节PH值；
和/或，所述步骤(5)的进水条件是：进水量为150-170m3/h，PH值为6-9，温度为20-30℃。
进一步地，所述步骤(6)的臭氧接触氧化过程中，臭氧流量为16-20kg/h，和/或，进水量为105-133m3/h；
和/或，所述步骤(7)的曝气生物过程中，进料温度为20-30℃，pH值为6-9，空气流量为105-133m3/h。
进一步地，所述步骤(8)的反硝化过程中，补充碳源为醋酸钠；优选地，醋酸钠的用量为16-20kg/d；
和/或，所述步骤(9)的一次臭氧催化中，催化氧化时间为2.6h，和/或，臭氧流量为5-10kg/h。
进一步地，所述步骤(11)的离子交换过程中，再生水量为2-5m3/h，和/或，进水量为97-125m3/h；
和/或，所述步骤(13)的软化除硅过程中，PPA的用量为8-15kg/h，和/或，进水量为19.2-30.7m3/h。
进一步地，所述步骤(14)二次臭氧催化过程中，催化氧化时间为2.6h，和/或，进水量为19-30.5m3/h，和/或，臭氧用量为2-6kg/h；
和/或，所述杂盐包括硫酸盐、氯化盐和碳酸盐。
与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下技术效果：
本发明经过高密度沉淀、锰砂过滤、超滤、反渗透、臭氧接触、曝气生物、臭氧接触氧化、离子交换、软化除硅等组合工序，通过巧妙工艺设计减少了高效沉淀池等工序的负荷，减少投资，得到合格的回用水去循环水装置使用，得到的杂盐外售，实现了含硫含氯盐污水的零排放，减少了对环境的影响。
本发明工艺适合大规模污水处理，污水处理效果好。
（发明人：郑伟;魏茂清;杨帆;陈建军;崔甲军;管向伟;钱枝茂）