公布日：2023.10.31
申請(qǐng)日：2023.08.17
分類號(hào)：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(kāi)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(jìn)行預(yù)處理，超濾膜反應(yīng)器對(duì)預(yù)處理水進(jìn)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(duì)超濾產(chǎn)水進(jìn)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(duì)高壓反滲透產(chǎn)水進(jìn)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(duì)高壓反滲透濃水蒸發(fā)結(jié)晶，本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)單，處理成本低，運(yùn)行效果穩(wěn)定，污染物去除率高。
權(quán)利要求書(shū)
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(jìn)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(jìn)水口連通，絮凝池的出水口與沉淀池進(jìn)水口連通，沉淀池的上層清液排出口與超濾模塊的進(jìn)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(jìn)入其內(nèi)的中間處理水進(jìn)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(jìn)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(jìn)入高壓反滲透模塊的超濾產(chǎn)水進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)入其內(nèi)的高壓反滲透產(chǎn)水進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(guò)管道與超濾膜反應(yīng)器進(jìn)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(guò)重力管道與濃水桶連通，濃水桶通過(guò)管道與蒸發(fā)模塊的進(jìn)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(guò)管道連通，蒸發(fā)模塊的冷凝水出水口通過(guò)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(guò)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(duì)廢水進(jìn)行除氟和除硅反應(yīng)；步驟二：對(duì)除氟和除硅反應(yīng)后的廢水進(jìn)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(duì)廢水進(jìn)行沉淀處理；步驟四：將經(jīng)過(guò)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(duì)其進(jìn)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(guò)高壓反滲透模塊的反滲透膜進(jìn)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(jìn)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(duì)高壓反滲透濃水進(jìn)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(guò)攪拌器對(duì)除氟除硅反應(yīng)池內(nèi)廢水進(jìn)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(duì)廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，然后向絮凝池投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2‰的陰離子聚丙烯酰胺(PAM)進(jìn)行絮凝反應(yīng)至少10分鐘，每升廢水投加質(zhì)量分?jǐn)?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(guò)第二增壓泵送入高壓反滲透模塊，高壓反滲透模塊運(yùn)行壓力為2.8-4.2MPa，所述高壓反滲透產(chǎn)水通過(guò)第三增壓泵送入反滲透模塊，反滲透模塊運(yùn)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(guò)調(diào)節(jié)池對(duì)廢水進(jìn)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(guò)自吸泵將沉淀池上層清水抽吸進(jìn)入砂濾炭濾罐進(jìn)行過(guò)濾，然后將過(guò)濾后的廢水送入中間水桶，再通過(guò)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(bǔ)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(jiǎn)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(wèn)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(jìn)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(jìn)水口連通，絮凝池的出水口與沉淀池進(jìn)水口連通，沉淀池的上層清液排出口與超濾模塊的進(jìn)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(jìn)入其內(nèi)的中間處理水進(jìn)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(jìn)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(jìn)入高壓反滲透模塊的超濾產(chǎn)水進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)入其內(nèi)的高壓反滲透產(chǎn)水進(jìn)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(guò)預(yù)處理模塊進(jìn)行除氟除硅處理后，再進(jìn)行超濾處理、高壓反滲透處理和反滲透處理，處理過(guò)程中廢水不會(huì)損傷超濾膜、高壓反滲透膜和反滲透膜，廢水通過(guò)膜技術(shù)處理后，能夠?qū)U水濃縮減量，進(jìn)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(gè)工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，廢水處理效率高。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，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(jìn)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(jìn)行均質(zhì)化處理。廢水先進(jìn)入廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)，經(jīng)過(guò)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(jìn)一步改進(jìn)，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(jìn)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(guò)管道與超濾膜反應(yīng)器進(jìn)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(guò)膜處理前，先經(jīng)過(guò)砂濾炭濾罐進(jìn)行處理，可以先將廢水中大顆粒固體物進(jìn)行過(guò)濾去除，防止堵塞膜系統(tǒng)。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，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(guò)重力管道與濃水桶連通，濃水桶通過(guò)管道與蒸發(fā)模塊的進(jìn)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(jìn)行儲(chǔ)存，當(dāng)高壓反滲濃水達(dá)到一定的量后，再排入蒸發(fā)模塊內(nèi)，由蒸發(fā)器進(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)，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(guò)管道連通，蒸發(fā)模塊的冷凝水出水口通過(guò)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(guò)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(duì)經(jīng)過(guò)處理后水進(jìn)行收集，比那與根據(jù)需要送到車間進(jìn)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(duì)廢水進(jìn)行除氟和除硅反應(yīng)；
步驟二：對(duì)除氟和除硅反應(yīng)后的廢水進(jìn)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(duì)廢水進(jìn)行沉淀處理；
步驟四：將經(jīng)過(guò)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(duì)其進(jìn)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(guò)高壓反滲透模塊的反滲透膜進(jìn)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(jìn)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(duì)高壓反滲透濃水進(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)，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(guò)攪拌器對(duì)除氟除硅反應(yīng)池內(nèi)廢水進(jìn)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(duì)廢水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，然后向絮凝池投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2‰的陰離子聚丙烯酰胺(PAM)進(jìn)行絮凝反應(yīng)至少10分鐘，每升廢水投加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-2‰的陰離子聚丙烯酰胺1-5mg。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述超濾產(chǎn)水通過(guò)第二增壓泵送入高壓反滲透模塊，高壓反滲透模塊運(yùn)行壓力為2.8-4.2MPa，所述高壓反滲透產(chǎn)水通過(guò)第三增壓泵送入反滲透模塊，反滲透模塊運(yùn)行壓力為0.1-2.0MPa。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟一中先將廢水送入調(diào)節(jié)池，通過(guò)調(diào)節(jié)池對(duì)廢水進(jìn)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(jìn)一步改進(jìn)，步驟四中，先通過(guò)自吸泵將沉淀池上層清水抽吸進(jìn)入砂濾炭濾罐進(jìn)行過(guò)濾，然后將過(guò)濾后的廢水送入中間水桶，再通過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程中無(wú)需針對(duì)總氮指標(biāo)進(jìn)行處理，并且廢水的高硬度也不會(huì)對(duì)膜系統(tǒng)造成影響；本發(fā)明的中水回用膜系統(tǒng)通過(guò)高壓反滲透，使得進(jìn)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(duì)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(wú)風(fēng)險(xiǎn)水平，再進(jìn)行中水回用膜處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，有效降低了中水回用膜處理系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，且本發(fā)明的工藝流程簡(jiǎn)單，運(yùn)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(yáng);唐家磊）
