本发明专利技术提供了一种膜浓缩预处理系统和方法，系统包括通过管道依次串接的活性炭吸附单元、除硅除氟单元、软化除硬单元和超滤单元；除硅除氟单元包括依次连通的除硅反应腔、除氟反应腔和第一沉淀组件，第一沉淀组件通过管道与软化除硬单元连通；软化除硬单元包括依次连通的除硬反应腔和第二沉淀组件，第二沉淀组件通过管道与超滤单元连通。本发明专利技术可以对一级膜系统的浓水进行预处理，使之符合高压反渗透膜系统、高压纳滤膜系统等二级膜系统的进水标准。
1、焦化废水作为钢铁生产过程中排放的工业废水之一，其处理回用问题对钢铁行业可持续发展具有重要的战略意义。钢铁行业工业废水“零排放”的概念是指工业废水经过深度处理、膜系统提纯等处理方式后，提取其中的盐分，同时将污染物高倍浓缩回收再利用。钢铁行业中的焦化废水污染物复杂多样、有机物污染物浓度较高，以及氟离子、二氧化硅等指标较高。
2、焦化废水零排放分盐处理工艺主要包括一级膜预处理、一级膜处理单元(包括低压反渗透系统)、二级膜预处理、二级膜处理单元(包括纳滤分盐系统和高压反渗透浓缩提纯系统)和蒸发结晶单元等。其中，焦化废水经一级膜预处理，再经过一级膜处理单元的一级反渗透膜浓缩后，废水中的污染物浓度又达到新高，无法保证后端膜系统(二级膜处理单元)稳定运行，因此需要进一步对一级膜处理单元排出的一级膜浓水进行预处理，以达到纳滤分盐系统和高压反渗透浓缩提纯系统的进水要求，膜系统的稳定运行主要关注以下几项水质指标：有机污染物cod、二氧化硅、氟离子、钙镁离子。但是传统单一的预处理方式药剂消耗较多、运营成本较高、人工负荷大，且耐冲击负荷能力较弱，水质波动对膜系统的稳定运行造成的影响较大，无法系统协调处理浓盐水有机污染物与钙镁离子等无机物。
>2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种膜浓缩预处理系统，其包括通过管道依次串接的活性炭吸附单元、除硅除氟单元、软化除硬单元和超滤单元；3、所述除硅除氟单元包括依次连通的除硅反应腔、除氟反应腔和第一沉淀组件，所述第一沉淀组件通过管道与所述软化除硬单元连通；
4、所述软化除硬单元包括依次连通的除硬反应腔和第二沉淀组件，所述第二沉淀组件通过管道与所述超滤单元连通。
5、可选的，所述活性炭吸附单元包括第一回流管、活性炭吸附塔和活性炭补充装置，所述活性炭补充装置用于向所述活性炭吸附塔补充活性炭，所述第一回流管将所述活性炭吸附塔的进口和出口连通，当所述活性炭吸附塔的出水cod浓度超过第一预设值时，所述活性炭吸附塔的出水通过所述第一回流管回到所述活性炭吸附塔的进口重新处理。
6、可选的，所述活性炭补充装置包括活性炭再生组件和活性炭补充组件，所述活性炭再生组件用于接收所述活性炭吸附塔排出的活性炭并对活性炭进行再生，以及将再生后的活性炭输送给所述活性炭吸附塔，所述活性炭补充组件用于通过管道向所述活性炭吸附塔补充活性炭。
7、可选的，所述除硅除氟单元包括与所述除硅反应腔连通的第一ph调节腔，所述第一ph调节腔与所述活性炭吸附单元的出口连通；所述软化除硬单元包括与所述除硬反应腔连通的第二ph调节腔，所述第二ph调节腔与所述第一沉淀组件的出水口连通；所述除硅除氟单元包括偏铝酸钠投加组件和硫酸铝投加组件，所述偏铝酸钠投加组件的投加口通向所述除硅反应腔，所述硫酸铝投加组件的投加口通向所述除氟反应腔；所述软化除硬单元包括碳酸钠投加组件，所述碳酸钠投加组件的投加口通向所述除硬反应腔。
8、可选的，所述第一沉淀组件包括连通的第一絮凝腔和第一沉淀腔，所述第一絮凝腔与所述除氟反应腔连通，所述第一沉淀腔通过管道与所述软化除硬单元连通，用于将所述第一沉淀腔的出水输送至所述软化除硬单元；所述第二沉淀组件包括连通的第二絮凝腔和第二沉淀腔，所述第二絮凝腔与所述除硬反应腔连通，所述第二沉淀腔通过管道与所述超滤单元连通，用于将所述第二沉淀腔的出水输送至所述超滤单元。
9、可选的，所述膜浓缩预处理系统包括污泥处理单元，所述污泥处理单元包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池通过管道分别与所述第一沉淀组件、所述第二沉淀组件连通，用于接收并处理所述第一沉淀组件和所述第二沉淀组件排出的污泥。
10、可选的，所述污泥浓缩池与所述除硅除氟单元连通，从而将所述污泥浓缩池的上清液输送至所述除硅除氟单元进行除硅除氟处理。
11、可选的，所述超滤单元具有产水口和浓水口，所述超滤单元的浓水口通过管道与所述除硅除氟单元连通，从而将超滤单元的浓水输送至所述除硅除氟单元进行除硅除氟处理，所述超滤单元的产水口用于和后端膜系统连通。
12、基于本专利技术的另一个方面，本专利技术还提供一种膜浓缩预处理方法，应用于如上所述的膜浓缩预处理系统，膜浓缩预处理方法包括：
13、将废水依次输送至活性炭吸附单元、除硅除氟单元、软化除硬单元和超滤单元进行处理；
14、其中，当所述活性炭吸附单元的出水cod浓度超过第一预设值时，将所述活性炭吸附单元的出水输送至所述活性炭吸附单元的进口重新处理；
15、当所述除硅除氟单元的出水的二氧化硅浓度超过第二预设值或氟离子浓度超过第三预设值时，将所述除硅除氟单元的出水输送至所述除硅除氟单元的进口重新处理；
16、当所述软化除硬单元的出水的硬度超过第四预设值时，将所述软化除硬单元的出水输送至所述软化除硬单元的进口重新处理。
17、可选的，将进入除硅反应腔的进水的ph值调节至8-9，在所述除硅反应腔中投加偏铝酸钠，在除氟反应腔中投加硫酸铝；将进入除硬反应腔的进水的ph值调节至10-12，在所述除硬反应腔中投加碳酸钠。
18、如上配置，本专利技术充分利用了活性炭吸附与化学混凝沉淀两种工艺技术，活性炭吸附单元的出水含碳可以进一步促进除硅除氟单元和软化除硬单元的化学沉淀，同时避免了碳粉对膜元件的影响(比如堵塞膜元件)；本专利技术综合考虑了除硅、除氟、除硬的加药顺序，充分利用药剂，减少了药剂成本；本专利技术在超滤单元之前设置除硅除氟单元和软化除硬单元，经过除硅除氟单元和软化除硬单元的两轮化学混凝沉淀，提高了膜浓缩预处理系统的耐冲击负荷能力，确保了超滤单元的进水水质稳定受控，达到了深度除硅、除氟、除硬和固液分离的技术效果，通过多步除硅、除氟、除硬，大大降低了膜元件出现堵塞的频率，本专利技术具有硬度去除率高、系统运行稳定的特点。一级膜系统的浓水经本专利技术的处理，可以符合高压反渗透膜系统、高压纳滤膜系统等二级膜系统的进水标准。
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【技术保护点】
1.一种膜浓缩预处理系统，其特征在于，包括通过管道依次串接的活性炭吸附单元、除硅除氟单元、软化除硬单元和超滤单元；
2.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述活性炭吸附单元包括第一回流管、活性炭吸附塔和活性炭补充装置，所述活性炭补充装置用于向所述活性炭吸附塔补充活性炭，所述第一回流管将所述活性炭吸附塔的进口和出口连通，当所述活性炭吸附塔的出水COD浓度超过第一预设值时，所述活性炭吸附塔的出水通过所述第一回流管回到所述活性炭吸附塔的进口重新处理。
3.如权利要求2所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述活性炭补充装置包括活性炭再生组件和活性炭补充组件，所述活性炭再生组件用于接收所述活性炭吸附塔排出的活性炭并对活性炭进行再生，以及将再生后的活性炭输送给所述活性炭吸附塔，所述活性炭补充组件用于通过管道向所述活性炭吸附塔补充活性炭。
4.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述除硅除氟单元包括与所述除硅反应腔连通的第一pH调节腔，所述第一pH调节腔与所述活性炭吸附单元的出口连通；所述软化除硬单元包括与所述除硬反应腔连通的第二pH调节腔，所述第二pH调节腔与所述第一沉淀组件的出水口连通；所述除硅除氟单元包括偏铝酸钠投加组件和硫酸铝投加组件，所述偏铝酸钠投加组件的投加口通向所述除硅反应腔，所述硫酸铝投加组件的投加口通向所述除氟反应腔；所述软化除硬单元包括碳酸钠投加组件，所述碳酸钠投加组件的投加口通向所述除硬反应腔。
5.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述第一沉淀组件包括连通的第一絮凝腔和第一沉淀腔，所述第一絮凝腔与所述除氟反应腔连通，所述第一沉淀腔通过管道与所述软化除硬单元连通，用于将所述第一沉淀腔的出水输送至所述软化除硬单元；所述第二沉淀组件包括连通的第二絮凝腔和第二沉淀腔，所述第二絮凝腔与所述除硬反应腔连通，所述第二沉淀腔通过管道与所述超滤单元连通，用于将所述第二沉淀腔的出水输送至所述超滤单元。
6.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述膜浓缩预处理系统包括污泥处理单元，所述污泥处理单元包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池通过管道分别与所述第一沉淀组件、所述第二沉淀组件连通，用于接收并处理所述第一沉淀组件和所述第二沉淀组件排出的污泥。
7.如权利要求6所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述污泥浓缩池与所述除硅除氟单元连通，从而将所述污泥浓缩池的上清液输送至所述除硅除氟单元进行除硅除氟处理。
8.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述超滤单元具有产水口和浓水口，所述超滤单元的浓水口通过管道与所述除硅除氟单元连通，从而将超滤单元的浓水输送至所述除硅除氟单元进行除硅除氟处理，所述超滤单元的产水口用于和后端膜系统连通。
9.一种膜浓缩预处理方法，应用于如权利要求1至8中任一项所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的膜浓缩预处理方法，其特征在于，将进入除硅反应腔的进水的pH值调节至8-9，在所述除硅反应腔中投加偏铝酸钠，在除氟反应腔中投加硫酸铝；将进入除硬反应腔的进水的pH值调节至10-12，在所述除硬反应腔中投加碳酸钠。
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【技术特征摘要】
1.一种膜浓缩预处理系统，其特征在于，包括通过管道依次串接的活性炭吸附单元、除硅除氟单元、软化除硬单元和超滤单元；
2.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述活性炭吸附单元包括第一回流管、活性炭吸附塔和活性炭补充装置，所述活性炭补充装置用于向所述活性炭吸附塔补充活性炭，所述第一回流管将所述活性炭吸附塔的进口和出口连通，当所述活性炭吸附塔的出水cod浓度超过第一预设值时，所述活性炭吸附塔的出水通过所述第一回流管回到所述活性炭吸附塔的进口重新处理。
3.如权利要求2所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述活性炭补充装置包括活性炭再生组件和活性炭补充组件，所述活性炭再生组件用于接收所述活性炭吸附塔排出的活性炭并对活性炭进行再生，以及将再生后的活性炭输送给所述活性炭吸附塔，所述活性炭补充组件用于通过管道向所述活性炭吸附塔补充活性炭。
4.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述除硅除氟单元包括与所述除硅反应腔连通的第一ph调节腔，所述第一ph调节腔与所述活性炭吸附单元的出口连通；所述软化除硬单元包括与所述除硬反应腔连通的第二ph调节腔，所述第二ph调节腔与所述第一沉淀组件的出水口连通；所述除硅除氟单元包括偏铝酸钠投加组件和硫酸铝投加组件，所述偏铝酸钠投加组件的投加口通向所述除硅反应腔，所述硫酸铝投加组件的投加口通向所述除氟反应腔；所述软化除硬单元包括碳酸钠投加组件，所述碳酸钠投加组件的投加口通向所述除硬反应腔。
5.如权利要求1所述的膜浓缩预处理系统，其特征在于，所述第一沉淀组件包括连通的第...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊斐，杨浩，王倩煜，李恩超，裘慕贤，童敏，余靖邦，
申请(专利权)人：宝武水务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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