含铍废水处理系统

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2023-12-01 15:22:30

权利要求书： 1.含铍废水处理系统，其特征在于，包括依次连接的膜澄清单元(12)、膜分离单元、膜浓缩单元；

所述膜分离单元为去除部分二价无机盐的纳滤单元(3)；

所述膜浓缩单元反渗透过滤单元(4)，所述反渗透过滤单元(4)包括依次连接的拦截大部分无机盐的浓缩脱盐装置(41)、进一步拦截无机盐的精脱盐装置(42)；

所述膜澄清单元(12)进液口还设有初步过滤单元(11)，所述初步过滤单元(11)包括布袋/板框过滤装置(111)，所述初步过滤单元(11)、膜澄清单元(12)之间设有循环罐(8)。

2.如权利要求1所述的含铍废水处理系统，其特征在于，所述纳滤单元(3)与浓缩脱盐装置(41)之间设有第一中间罐(6)，所述精脱盐装置(42)的浓液出口与第一中间罐(6)相连；

所述浓缩脱盐装置(41)、精脱盐装置(42)之间设有第二中间罐(7)；

所述膜澄清单元(12)与纳滤单元(3)之间设有第三中间罐(9)。

3.如权利要求1所述的含铍废水处理系统，其特征在于，膜澄清单元(12)为无机膜过滤装置、有机膜过滤装置、卷式膜过滤装置、碟式膜过滤装置、板式膜过滤装置、中空纤维膜过滤装置、管式膜过滤装置中的一种，其截留分子量为5000Da、8000Da、10000Da、30000Da、

50000Da、80000Da、100000Da、150000Da、200000Da、250000Da中的一种。

4.如权利要求1所述的含铍废水处理系统，其特征在于，所述布袋/板框过滤装置的过滤精度为0.5μm、1μm、5μm、10μm中的一种。

5.如权利要求1所述的含铍废水处理系统，其特征在于，所述纳滤单元(3)包括卷式、蝶式或板式膜纳滤装置。

6.如权利要求1所述的含铍废水处理系统，其特征在于，反渗透过滤单元(4)包括第一反渗透膜过滤装置、第二反渗透膜过滤装置。

7.如权利要求6所述的含铍废水处理系统，其特征在于，第一反渗透膜过滤装置的截留分子量为300Da,150Da，100Da，50Da，30Da,10Da中的一种。

8.如权利要求6所述的含铍废水处理系统，其特征在于，第二反渗透膜过滤装置的过滤精度为300Da,150Da，100Da，50Da，30Da,10Da中的一种。

说明书：含铍废水处理系统技术领域[0001] 本实用新型涉及废水技术领域，具体而言，涉及一种含铍废水处理系统。背景技术[0002] 对于含铍废水的处理，传统的物理化学方法，如化学沉淀法、离子交换法、吸附法、电解法、凝聚法、氧化还原法和铁氧体法等，均要求用石灰乳对综合废水进行沉淀去除大部

分铍盐，然后，采用沉降分离和絮凝的办法，并借助物理过滤进行分离去除。由于废水体积

庞大，铍盐浓度很低，这样消耗掉大量石灰乳，甚至于借助絮凝剂的办法提升沉降效果，以

稳定后续物理过滤运行工艺。以上传统的物理化学法不仅不能达到很好的分离效果，且工

艺冗长，运行费用高，同时，传统的物理化学法添加大量的沉淀剂和絮凝剂又增加了新的环

保压力。

[0003] 近年来，在有色金属生产废水治理领域逐渐将生物法作为主要发展方向。但是由于菌体活性对环境要求高，而产生含铍污水的领域相当广泛，组分复杂。因此，需要庞大而

苛刻的前处理作为最终生物法含铍废水治理的前提条件，甚至于根据污水的不同采用不同

的菌种进行生物治理，很难适应不同领域排放的各种复杂含铍废水体系。另外，生物法菌体

机械强度低、密度小、颗粒细，在吸附金属后，存在固液分离困难。对于工况复杂或含量低的

含铍废水，菌体易失去活性或不易达到最佳的生物活性条件，使整个含铍废水治理工艺变

得极不稳定。

[0004] 因此亟需一种综合处理成本较低，能耗较小的含铍含铍废水处理系统。实用新型内容

[0005] 本实用新型的主要目的在于提供一种含铍废水处理系统，以解决现有技术中高盐蛋白废水综合处理成本高，能耗大的问题。

[0006] 为了实现上述目的，根据本实用新型提供了一种含铍废水处理系统，包括依次连接的膜澄清单元、膜分离单元、膜浓缩单元；

[0007] 所述膜分离单元为去除部分二价无机盐的纳滤单元；[0008] 所述膜浓缩单元反渗透过滤单元，所述反渗透过滤单元包括依次连接的拦截大部分无机盐的浓缩脱盐装置、进一步拦截无机盐的精脱盐装置。

[0009] 进一步地，所述纳滤单元与浓缩脱盐装置之间设有第一中间罐，所述精过滤装置的浓液出口与第一中间罐相连；

[0010] 所述浓缩脱盐装置、精脱盐装置之间设有第二中间罐；[0011] 所述膜澄清单元与纳滤单元之间设有第三中间罐。[0012] 进一步地，膜澄清单元包括无机膜过滤装置、有机膜过滤装置、卷式膜过滤装置、碟式膜过滤装置、板式膜过滤装置、中空纤维膜过滤装置、管式膜过滤装置中的一种，其截

留分子量为5000Da、8000Da、10000Da、30000Da、50000Da、80000Da、100000Da、150000Da、

200000Da、250000Da中的一种。

[0013] 进一步地，所述膜澄清单元进液口还设有初步过滤单元，所述初步过滤单元包括布袋/板框过滤装置，所述初步过滤单元、膜澄清单元之间设有循环罐。

[0014] 进一步地，所述布袋/板框过滤装置的过滤精度为0.5μm、1μm、5μm、10μm中的一种。[0015] 进一步地，所述纳滤单元包括卷式、蝶式或板式膜纳滤装置。[0016] 进一步地，反渗透过滤单元包括第一反渗透膜过滤装置、第二反渗透膜过滤装置。[0017] 进一步地，第一反渗透膜过滤装置的截留分子量为300Da,150Da，100Da，50Da，30Da,10Da中的一种，第二反渗透膜过滤装置的过滤精度为300Da,150Da，100Da，50Da，

30Da,10Da中的一种。

[0018] 可见，本实用新型含铍废水处理系统由此解决膜浓缩脱盐过程不“不出液”的问题，并且还解决了出水盐含量超标不能回用于生产的技术难题。获取了最优的综合处理成

本，达到节能降耗的目的。

[0019] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用

新型的实践了解到。

附图说明[0020] 构成本实用新型的一部分的附图用来辅助对本实用新型的理解，附图中所提供的内容及其在本实用新型中有关的说明可用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不

当限定。

[0021] 在附图中：[0022] 图1为本实用新型含铍废水处理系统的设备流程示意图。具体实施方式[0023] 下面结合附图对本实用新型进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。在结合附图对本实用新型进行说明前，需要特

别指出的是：

[0024] 本实用新型中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

[0025] 此外，下述说明中涉及到的本实用新型的实施例通常仅是本实用新型一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没

有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范

围。

[0026] 关于本实用新型中术语和单位。本实用新型的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

[0027] 如图1所示：[0028] 含铍废水处理系统，1.含铍废水处理系统，包括依次连接的膜澄清单元12、膜分离单元、膜浓缩单元；

[0029] 所述膜分离单元为去除部分二价无机盐的纳滤单元3；[0030] 所述膜浓缩单元反渗透过滤单元4，所述反渗透过滤单元4包括依次连接的拦截大部分无机盐的浓缩脱盐装置41、进一步拦截无机盐的精脱盐装置42。

[0031] 所述纳滤单元3与浓缩脱盐装置41之间设有第一中间罐6，所述精过滤装置的浓液出口与第一中间罐6相连；

[0032] 所述浓缩脱盐装置41、精脱盐装置42之间设有第二中间罐7；[0033] 所述膜澄清单元12与纳滤单元3之间设有第三中间罐9。[0034] 膜澄清单元12包括无机膜过滤装置、卷式膜过滤装置、碟式膜过滤装置、板式膜过滤装置、中空纤维膜过滤装置、管式膜过滤装置，截留分子量为5000Da；8000D；a10000Da；

30000Da；50000Da、80000Da、100000Da、150000Da、200000Da、250000Da中的一种。

[0035] 所述膜澄清单元12进液口还设有初步过滤单元11，所述初步过滤单元11包括布袋/板框过滤装置111，所述初步过滤单元11、膜澄清单元12之间设有循环罐8。

[0036] 所述布袋/板框过滤装置111的过滤精度为0.5μm、1μm、5μm、10μm中的一种。[0037] 所述纳滤单元3包括卷式膜纳滤装置。[0038] 反渗透过滤单元4包括第一反渗透膜过滤装置、第二反渗透膜过滤装置。[0039] 第一反渗透膜过滤装置的截留分子量为300Da,150Da，100Da，50Da，30Da,10Da中的一种。

[0040] 第二反渗透膜过滤装置的过滤精度为300Da,150Da，100Da，50Da，30Da,10Da中的一种。

[0041] 废水预处理[0042] 各个工艺生产环节的废水经过分类后进入到不同的收集池，废水在收集池中沉降之后，采用布袋/板框过滤装置过滤掉大部分的大颗粒杂质，在需要对废水进行pH调节的情

况下，可以在之后进行pH值调节，一般采用在收集池后设置pH调节池，pH调节池中的上清液

经过布袋/板框过滤得到预处理液。

[0043] 膜澄清[0044] 经过精密过滤后的混合废水进入膜澄清工序：膜澄清工序作用在于去除细微固体悬浮物和大分子杂质作用。

[0045] 膜澄清装置采用的膜元件根据材料分为：无机膜和有机膜；根据过滤精度分为：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)；根据膜结构形式的不同分为：办板式、卷式、碟

片式、管式膜和中空纤维膜。

[0046] 操作指标如下：[0047][0048] 膜分离以及浓缩阶段[0049] 工艺过程如下：[0050] 膜澄清液进入浓缩工序膜分离单元除去二价无机盐：被拦截二价无机物后的混合废水透过浓缩膜分离单元膜形成清液进入浓缩段。

[0051] 浓缩脱盐阶段拦截绝大部分无机：拦截细绝大部分无机盐形成浓液排出系统进行热浓缩干燥获得固体；混合废水经过拦截细绝大部分无机盐透过膜形成浓缩脱盐清液。由

于浓缩段膜面浓度非常高，因此，清液中还含有部分无机盐不能达到技术标准。清液经浓缩

工序高压浓缩段排出，还需经过浓缩工序低压精过滤才能达到预期的技术标准。

[0052] 精脱盐段由于膜面浓度很低，所以出系统清液能够达到预期的技术标准回用于生产，达到节能降耗的目的：经过低压精过滤拦截小部分无机盐后形成浓液，返回到浓缩工序

高压浓缩段与膜分离单元出来的清液混合进入高压浓缩系统；截留小部分无机盐后的清液

则达到预期技术指标回用于生产。

[0053] 浓缩工艺的作用在于：采用运行成本很低的高压膜过滤进行浓缩，去除大量的水分。然后，采用低压热浓缩结晶或其他的蒸发干燥方法回收无机盐固体，达到大幅度降低综

合运行成本的目的。

[0054] 其相比于现有技术的优点在于：与低压热浓缩结晶或其他的蒸发干燥方法回收无机盐固体，或低压热浓缩结晶或其他的蒸发干燥与单级高压膜过滤相结合：a.单一低压热

浓缩结晶或其他的蒸发干燥方法回收无机盐固体，由于无机盐浓度低、体积庞大，运行费用

非常高。膜过滤成本为热浓缩成本10％?15％，因此，热浓缩与高压膜浓缩相结合综合运行

费用大幅度降低；b.单一高压膜浓缩设备投入高，运行时膜面浓度高清液很难达到预定技

术标准，采用高压膜浓缩与低压膜浓缩相结合，既能保证出系统浓液无机盐含量高，又能使

清液达到预定的技术标准；c.采用高压膜浓缩与低压膜浓缩前增加膜分离单元，去除大量

的二价无机盐，以降低后续高压浓缩段的负荷，工艺配置科学合理，适当降低高压浓缩段运

行压力，能明显降低设备综合运行费用。d.采用高压膜浓缩与低压膜浓缩前增加膜分离单

元，去除大量的二价无机盐，以降低后续高压浓缩段的负荷，能明显降低膜面无机盐运行浓

度，膜污染程度小，极大延迟的膜的使用寿命。

[0055] 膜澄清系统[0056] 澄清系统处于着整个工艺中负荷最重、污染最大的环境之中，因此，除了选取特殊结构提高膜的抗污染性能，还应从运行工艺上进行针对性的设计。鉴于澄清膜所处的工况，

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宜采用开放式运行工艺。开放式工艺最大的缺点是只能间歇式运行。因此，对于1300m/d的

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处理量需要80m的循环罐才能适应工艺的需要，为了清洗维护方便可以采用20m 和60m 循

环罐各一个并联。因为，膜澄清工序任务相对独立且不宜与其他工序混料，

[0057] 纳滤系统[0058] 纳滤系统的功能相对独立。由于纳滤对盐具有一定的拦截效率，因此，能够减轻后续工序的负荷，并保证后续工序持续稳定的运行。纳滤系统运行压力较高适合采用半开半

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闭工艺，由于纳滤系统相当庞大、管路特别复杂，因此，生产中采用两个15m的中间罐作为

盛装液体和清洗维护使用。

[0059] 另外，为了降低整个系统浓液排放量，纳滤浓液不宜单独排放。从技术(不至于稀释分离段出液)和经济性，将纳滤浓液返回到拦截段入口较为合理。

[0060] 膜浓缩脱盐系统[0061] 浓缩脱盐系统作为整个大系统的核心部分，其他工序都围绕浓缩脱盐系统配置。根据作用不同浓缩脱盐工序由浓缩段、精过滤段组成。由于要克服高盐溶液在膜面的渗透

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压，浓缩脱盐工序运行压力非常高，只适合采用半开半闭工艺，工艺中配置10m 和20m中间

罐各一个。

[0062] 虽然进入系统的料液经过纳滤膜膜分离单元截留了一部分盐，但是，由于料液中的盐含量太高，因此溶剂需要很高的渗透压才能克服膜面凝胶层阻力透过膜形成清液。

[0063] 本实用新型将浓缩脱盐和精过滤后的清水用于整个膜系统的清洗。为了保持长3

期、足够的清水回用于膜清洗系统，工艺中设置两个50m清水罐。清水罐附属清水泵采用恒

压控制技术，以保证自动阀一旦开启就能有足够的清洗水输送到各个工序、工段。清洗水回

生产系统可设计成溢流的方式，以节约能耗。

[0064] 以上对本实用新型的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本实用新型。基于本实用新型的上述内容，本领域普通技术人员在没

有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范

围。