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基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法及系统

490   编辑:北方有色网   来源:江西省修水赣北钨业有限公司  
2026-02-27 16:23:43
权利要求

1.一种基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述方法包括:

确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置;

基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水;

利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水;

基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水;

利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水;

基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放。

2.如权利要求1所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,包括:

基于预构建的PH检测机构对所述初始冶炼废水进行PH值检测,得到初始废水PH值;

将所述初始废水PH值与预设的一级沉淀PH值范围进行比对,若所述初始废水PH值不在一级沉淀PH值范围内,则获取用于调节PH值的酸碱调节剂,基于所述酸碱调节剂对所述初始冶炼废水进行PH调节,得到更新冶炼废水,利用所述PH检测机构及更新冶炼废水获取更新废水PH值;

将所述更新废水PH值与一级沉淀PH值范围进行比对,若所述更新废水PH值不在一级沉淀PH值范围内,则将所述更新冶炼废水作为初始冶炼废水,返回至基于所述酸碱调节剂对所述初始冶炼废水进行PH调节的步骤,直至所述更新废水PH值在一级沉淀PH值范围内,则将所述更新冶炼废水确认为可沉淀废水;

获取一级混凝沉淀剂,基于所述一级沉淀单元将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中,得到初始混合废水;

利用预构建的搅拌机构对所述初始混合废水进行搅拌,得到完全混合废水,基于所述一级沉淀单元对所述完全混合废水进行过滤操作,得到一级沉淀废水。

3.如权利要求2所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水,包括:

基于所述PH检测机构对所述一级沉淀废水进行PH值检测,得到一级沉淀废水PH值,若所述一级沉淀废水PH值不在预设的二级沉淀PH值范围内,则利用所述PH检测机构及酸碱调节剂对所述一级沉淀废水进行PH值调节,得到中间沉淀废水;

获取二级混凝沉淀剂,利用所述二级沉淀单元将二级混凝沉淀剂投入到中间沉淀废水,得到初始二级沉淀废水;

基于预设的沉淀时间对所述初始二级沉淀废水进行静置操作,得到完全二级沉淀废水,基于二级沉淀单元对所述完全二级沉淀废水进行过滤,得到二级沉淀废水。

4.如权利要求3所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水,包括:

基于所述离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度测量值及特征离子浓度估计值,基于所述特征离子浓度测量值及特征离子浓度估计值计算特征离子浓度,其中,所述计算公式如下所述:

;

其中,表示特征离子浓度,表示特征离子浓度估计值,表示特征离子浓度测量值,表示卡尔曼增益;

将所述特征离子浓度与预设的特征离子浓度阈值进行比对,若所述特征离子浓度大于等于特征离子浓度阈值,则返回所述基于所述一级沉淀单元将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中的步骤,直至确认所述特征离子浓度小于特征离子浓度阈值后,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水。

5.如权利要求4所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水,包括:

基于所述离子检测机构对所述高盐废水进行离子检测,得到镁离子浓度及钙离子浓度,基于所述预处理单元对所述高盐废水进行体积测量,得到高盐废水体积,基于所述镁离子浓度、钙离子浓度及高盐废水体积计算烧碱材料质量及碳酸钠材料质量,其中,所述烧碱材料质量计算公式如下所示:

;

其中,为烧碱材料质量,表示烧碱的摩尔质量,表示镁的摩尔质量,表示镁离子浓度,表示碳酸钙的摩尔质量,表示总碱度,表示高盐废水体积,表示烧碱过量投加系数;

其中,所述碳酸钠材料质量的计算公式如下所示:

;

其中,表示碳酸钠材料质量,表示碳酸钠的摩尔质量,表示钙离子浓度,表示钙的摩尔质量,表示碳酸钠过量投加系数;

基于所述烧碱材料质量及碳酸钠材料质量分别获取烧碱材料及碳酸钠材料,利用所述预处理单元、烧碱材料及碳酸钠材料对高盐废水进行水质软化,得到预处理废水。

6.如权利要求5所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,包括:

基于所述纳滤装置对所述预处理废水进行水流量控制,得到进水流量;

获取用于控制出水速率的初始操作压力,基于所述初始操作压力及纳滤装置对所述预处理废水进行膜分离操作,得到出水流量;

基于所述进水流量及出水流量获取出水回收速率,将所述出水回收速率与预设的出水回收速率阈值进行对比,若所述出水回收速率小于出水回收速率阈值,则获取加大操作压力,将所述加大操作压力作为初始操作压力,并返回所述基于所述初始操作压力及纳滤装置对所述预处理废水进行膜分离操作的步骤,直至确认所述出水回收速率大于出水回收速率阈值后,则基于所述出水回收速率获取纳滤产水及纳滤浓水。

7.如权利要求6所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,包括:

基于所述反渗透装置及预设的渗透压力对所纳滤浓水进行初始渗透,得到渗透结果,其中,所述渗透结果为渗透或未渗透,所述反渗透装置包括低压侧及高压侧;

若所述渗透结果为未渗透,则基于所述高压侧获取升高渗透压力,将所述升高渗透压力作为渗透压力,返回所述基于所述反渗透装置及预设的渗透压力对所纳滤浓水进行初始渗透的步骤,直至所述渗透结果为渗透;

若所述渗透结果为渗透,则基于所述低压侧获取渗透速率,将所述渗透速率与预设的最低渗透速率进行对比,若所述渗透速率低于最低渗透速率,则获取渗透温度序列,其中,所述渗透温度序列中包括多个递增的渗透温度,从所述渗透温度序列中依次提取渗透温度,并对所提取的渗透温度执行如下操作:

基于所述渗透温度及低压侧获取更新渗透速率,若所述更新渗透速率大于等于最低渗透速率,则将所述渗透温度确认为最佳最低温度,基于所述最佳最低温度、反渗透装置及渗透压力对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水。

8.如权利要求7所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,包括:

基于所述末端浓水处理指令及所述双极膜装置获取膜堆数及双极膜有效面积,其中,所述双极膜装置包括酸液隔室、中间隔室及碱液隔室;

基于所述离子检测机构对所述反渗透浓水进行盐浓度检测,得到初始盐浓度,基于所述中间隔室及反渗透浓水获取初始浓水体积;

获取用于进行检测的检测时间集及膜堆电流序列,其中,所述检测时间集中包括多个时间间隔相同的检测时间,所述膜堆电流序列包括多个电流强度递增的膜堆电流,利用所述检测时间集及膜堆电流序列将多个时间间隔相同的检测时间及多个电流强度递增的膜堆电流依次进行匹配,得到时间-电流集,其中,所述时间-电流集包括多个组合集,且所述组合集包括一个检测时间及一个膜堆电流,依次从多个组合集提取组合集,并对所提取的组合集执行如下操作:

利用所述双极膜装置、检测时间及膜堆电流对所述反渗透浓水进行电渗析,得到中间酸液,基于所述酸液隔室及中间酸液获取酸液体积,基于所述离子检测机构对所述中间酸液进行浓度检测,得到盐酸浓度,基于所述盐酸浓度及酸液体积获取盐酸质量;

基于所述膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及预构建的评估模型进行计算,得到评估指数;

将所述评估指数与预设的标准评估指数进行对比,若所述评估指数大于标准评估指数,则将所述膜堆电流确认为最佳低耗电流;

利用所述最佳低耗电流、双极膜装置及反渗透浓水获取回收酸液及回收碱液。

9.如权利要求8所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,其特征在于,所述基于所述膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及预构建的评估模型进行计算,得到评估指数,包括:

基于所述检测时间、膜堆电流、膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及评估模型进行计算,得到评估指数,且所述评估模型如下所示:

;

其中,表示评估指数,表示盐酸浓度,表示酸液体积,表示初始盐浓度,表示初始浓水体积,表示盐酸质量,表示双极膜有效面积,表示检测时间,表示膜堆电流,表示膜堆数,表示法拉第常数,、及表示权重系数,、、分别表示标准酸收率、标准产能及标准电流效率。

10.一种基于膜分离的钨冶炼废水零排放系统,其特征在于,所述装置包括:

环境确认模块,用于确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置;

沉淀处理模块,用于基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水;

利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水;

基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水;

浓缩减量模块,用于利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水;

电渗析模块,用于基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及钨冶炼废水处理技术领域,尤其涉及一种基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法及系统。

背景技术

[0002]随着工业发展,冶金行业废水排放问题日益严峻,特别是钨冶炼过程中产生的高盐度、高污染废水对环境构成严重威胁。

[0003]目前普遍采用沉淀、膜分离等技术组合进行处理,但传统工艺存在明显不足:一方面,反渗透等膜技术产生的浓水难以有效处理,通常依赖高能耗的蒸发结晶,造成资源浪费;另一方面,现有技术无法实现废水中有价值组分的回收利用,导致资源流失和二次污染。

[0004]此外,整个处理系统缺乏智能化的水质监测与流程控制,难以根据废水特性进行精准处理,影响系统运行效率和经济性。因此,亟需开发一种能够实现水资源回用和资源回收的智能化废水零排放系统。

发明内容

[0005]本发明提供一种基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法及系统,其主要目的在于提高钨冶炼废水零排放的效率和可持续性。

[0006]为实现上述目的,本发明提供的一种基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法,包括:

[0007]确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置;

[0008]基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水;

[0009]利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水;

[0010]基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水;

[0011]利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水;

[0012]基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放。

[0013]可选地,所述基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,包括:

[0014]基于预构建的PH检测机构对所述初始冶炼废水进行PH值检测,得到初始废水PH值;

[0015]将所述初始废水PH值与预设的一级沉淀PH值范围进行比对,若所述初始废水PH值不在一级沉淀PH值范围内,则获取用于调节PH值的酸碱调节剂,基于所述酸碱调节剂对所述初始冶炼废水进行PH调节,得到更新冶炼废水,利用所述PH检测机构及更新冶炼废水获取更新废水PH值;

[0016]将所述更新废水PH值与一级沉淀PH值范围进行比对,若所述更新废水PH值不在一级沉淀PH值范围内,则将所述更新冶炼废水作为初始冶炼废水,返回至基于所述酸碱调节剂对所述初始冶炼废水进行PH调节的步骤,直至所述更新废水PH值在一级沉淀PH值范围内,则将所述更新冶炼废水确认为可沉淀废水;

[0017]获取一级混凝沉淀剂,基于所述一级沉淀单元将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中,得到初始混合废水;

[0018]利用预构建的搅拌机构对所述初始混合废水进行搅拌,得到完全混合废水,基于所述一级沉淀单元对所述完全混合废水进行过滤操作,得到一级沉淀废水。

[0019]可选地,所述利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水,包括:

[0020]基于所述PH检测机构对所述一级沉淀废水进行PH值检测,得到一级沉淀废水PH值,若所述一级沉淀废水PH值不在预设的二级沉淀PH值范围内,则利用所述PH检测机构及酸碱调节剂对所述一级沉淀废水进行PH值调节,得到中间沉淀废水;

[0021]获取二级混凝沉淀剂,利用所述二级沉淀单元将二级混凝沉淀剂投入到中间沉淀废水,得到初始二级沉淀废水;

[0022]基于预设的沉淀时间对所述初始二级沉淀废水进行静置操作,得到完全二级沉淀废水,基于二级沉淀单元对所述完全二级沉淀废水进行过滤,得到二级沉淀废水。

[0023]可选地,所述利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水,包括:

[0024]基于所述离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度测量值及特征离子浓度估计值,基于所述特征离子浓度测量值及特征离子浓度估计值计算特征离子浓度,其中,所述计算公式如下所述:

[0025];

[0026]其中,表示特征离子浓度,表示特征离子浓度估计值,表示特征离子浓度测量值,表示卡尔曼增益;

[0027]将所述特征离子浓度与预设的特征离子浓度阈值进行比对,若所述特征离子浓度大于等于特征离子浓度阈值,则返回所述基于所述一级沉淀单元将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中的步骤,直至确认所述特征离子浓度小于特征离子浓度阈值后,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水。

[0028]可选地,所述基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水,包括:

[0029]基于所述离子检测机构对所述高盐废水进行离子检测,得到镁离子浓度及钙离子浓度,基于所述预处理单元对所述高盐废水进行体积测量,得到高盐废水体积,基于所述镁离子浓度、钙离子浓度及高盐废水体积计算烧碱材料质量及碳酸钠材料质量,其中,所述烧碱材料质量计算公式如下所示:

[0030];

[0031]其中,为烧碱材料质量,表示烧碱的摩尔质量,表示镁的摩尔质量,表示镁离子浓度,表示碳酸钙的摩尔质量,表示总碱度,表示高盐废水体积,表示烧碱过量投加系数;

[0032]其中,所述碳酸钠材料质量的计算公式如下所示:

[0033];

[0034]其中,表示碳酸钠材料质量,表示碳酸钠的摩尔质量,表示钙离子浓度,表示钙的摩尔质量,表示碳酸钠过量投加系数;

[0035]基于所述烧碱材料质量及碳酸钠材料质量分别获取烧碱材料及碳酸钠材料,利用所述预处理单元、烧碱材料及碳酸钠材料对高盐废水进行水质软化,得到预处理废水。

[0036]可选的,所述利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,包括:

[0037]基于所述纳滤装置对所述预处理废水进行水流量控制,得到进水流量;

[0038]获取用于控制出水速率的初始操作压力,基于所述初始操作压力及纳滤装置对所述预处理废水进行膜分离操作,得到出水流量;

[0039]基于所述进水流量及出水流量获取出水回收速率,将所述出水回收速率与预设的出水回收速率阈值进行对比,若所述出水回收速率小于出水回收速率阈值,则获取加大操作压力,将所述加大操作压力作为初始操作压力,并返回所述基于所述初始操作压力及纳滤装置对所述预处理废水进行膜分离操作的步骤,直至确认所述出水回收速率大于出水回收速率阈值后,则基于所述出水回收速率获取纳滤产水及纳滤浓水。

[0040]可选地,所述基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,包括:

[0041]基于所述反渗透装置及预设的渗透压力对所纳滤浓水进行初始渗透,得到渗透结果,其中,所述渗透结果为渗透或未渗透,所述反渗透装置包括低压侧及高压侧;

[0042]若所述渗透结果为未渗透,则基于所述高压侧获取升高渗透压力,将所述升高渗透压力作为渗透压力,返回所述基于所述反渗透装置及预设的渗透压力对所纳滤浓水进行初始渗透的步骤,直至所述渗透结果为渗透;

[0043]若所述渗透结果为渗透,则基于所述低压侧获取渗透速率,将所述渗透速率与预设的最低渗透速率进行对比,若所述渗透速率低于最低渗透速率,则获取渗透温度序列,其中,所述渗透温度序列中包括多个递增的渗透温度,从所述渗透温度序列中依次提取渗透温度,并对所提取的渗透温度执行如下操作:

[0044]基于所述渗透温度及低压侧获取更新渗透速率,若所述更新渗透速率大于等于最低渗透速率,则将所述渗透温度确认为最佳最低温度,基于所述最佳最低温度、反渗透装置及渗透压力对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水。

[0045]可选地,所述基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,包括:

[0046]基于所述末端浓水处理指令及所述双极膜装置获取膜堆数及双极膜有效面积,其中,所述双极膜装置包括酸液隔室、中间隔室及碱液隔室;

[0047]基于所述离子检测机构对所述反渗透浓水进行盐浓度检测,得到初始盐浓度,基于所述中间隔室及反渗透浓水获取初始浓水体积;

[0048]获取用于进行检测的检测时间集及膜堆电流序列,其中,所述检测时间集中包括多个时间间隔相同的检测时间,所述膜堆电流序列包括多个电流强度递增的膜堆电流,利用所述检测时间集及膜堆电流序列将多个时间间隔相同的检测时间及多个电流强度递增的膜堆电流依次进行匹配,得到时间-电流集,其中,所述时间-电流集包括多个组合集,且所述组合集包括一个检测时间及一个膜堆电流,依次从多个组合集提取组合集,并对所提取的组合集执行如下操作:

[0049]利用所述双极膜装置、检测时间及膜堆电流对所述反渗透浓水进行电渗析,得到中间酸液,基于所述酸液隔室及中间酸液获取酸液体积,基于所述离子检测机构对所述中间酸液进行浓度检测,得到盐酸浓度,基于所述盐酸浓度及酸液体积获取盐酸质量;

[0050]基于所述膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及预构建的评估模型进行计算,得到评估指数;

[0051]将所述评估指数与预设的标准评估指数进行对比,若所述评估指数大于标准评估指数,则将所述膜堆电流确认为最佳低耗电流;

[0052]利用所述最佳低耗电流、双极膜装置及反渗透浓水获取回收酸液及回收碱液。

[0053]可选地,所述基于所述膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及预构建的评估模型进行计算,得到评估指数,包括:

[0054]基于所述检测时间、膜堆电流、膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及评估模型进行计算,得到评估指数,且所述评估模型如下所示:

[0055];

[0056]其中,表示评估指数,表示盐酸浓度,表示酸液体积,表示初始盐浓度,表示初始浓水体积,表示盐酸质量,表示双极膜有效面积,表示检测时间,表示膜堆电流,表示膜堆数,表示法拉第常数,、及表示权重系数,、、分别表示标准酸收率、标准产能及标准电流效率。

[0057]为实现上述目的,本发明还提供一种基于膜分离的钨冶炼废水零排放系统,包括:

[0058]环境确认模块,用于确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置;

[0059]沉淀处理模块,用于基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水;

[0060]利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水;

[0061]基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水;

[0062]浓缩减量模块,用于利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水;

[0063]电渗析模块,用于基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放。

[0064]为了解决上述问题,本发明还提供一种电子设备,所述电子设备包括:

[0065]存储器,存储至少一个指令;

[0066]处理器,执行所述存储器中存储的指令以实现上述所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法。

[0067]为了解决上述问题,本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令,所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法。

[0068]本发明为解决背景技术所述问题,本发明确认接收废水零排放指令,基于所述零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置,可见本发明在钨冶炼废水处理过程中,考虑了复杂废水成分的零排放需求,故而,通过零排放环境的确认,确保系统模块化整合,为后续多级处理提供完整框架,进而,提高废水零排放的系统性和可靠性;基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水,可见本发明采用两级沉淀机制,逐步去除废水中的固体杂质和重金属,避免了单一沉淀的不足,进而,提升了初步净化的效率和彻底性;利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水,可见本发明实施例引入离子检测步骤,实现对废水盐度的精准识别,进而,为针对性预处理提供数据支撑,减少了盲目操作的风险;基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水,可见本发明在高盐废水阶段进行专用预处理,优化了水质以适应后续膜分离,进而,提高了整体处理的兼容性和稳定性;利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水,可见本发明结合纳滤和反渗透的双重浓缩减量,实现了高效水回收和浓水分离,进而,最大化淡水产出并减少环境排放;基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放,可见本发明在末端采用电渗析技术,进一步回收有用资源,实现闭环零排放,且通过动态指令控制,确保处理过程的灵活性和资源利用率,因此,本发明可提高钨冶炼废水零排放的效率和可持续性。

附图说明

[0069]图1为本发明一实施例提供的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法的流程示意图;

[0070]图2为本发明一实施例提供的基于膜分离的钨冶炼废水零排放系统的功能模块图;

[0071]图3为本发明一实施例提供的实现所述基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法的电子设备的结构示意图。

[0072]附图标记说明:

[0073]1、电子设备;10、处理器;11、存储器;12、总线。

[0074]本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0075]应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

[0076]本申请实施例提供一种基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法。所述基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之,所述基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行,所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于:单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。

[0077]参照图1所示,为本发明一实施例提供的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法的流程示意图。在本实施例中,所述基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法包括:

[0078]S1、确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置。

[0079]需要解释的是,所述废水零排放指令是由想要实现钨冶炼废水零排放的人员发出的指令。废水零排放环境是实现钨冶炼废水零排放的必要环境。废水零排放系统是指能够实现钨冶炼废水零排放的系统,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置,具体单元的应用,请参考后续实施例。所述初始冶炼废水是指在利用湿法进行钨冶炼时产生的的工业废水,初始冶炼废水中包括砷、氟等有害离子,且后续经过沉淀处理后,会含有超标的盐分。本发明的目的是实现钨冶炼废水的资源化循环利用以及提高生产效率。

[0080]示例性的,小张是某工厂的一名工人,为了实现钨冶炼废水的资源化循环利用以及提高生产效率,小张发出了废水零排放指令,并确认了废水零排放环境。

[0081]S2、基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水。

[0082]进一步的,所述基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,包括:

[0083]基于预构建的PH检测机构对所述初始冶炼废水进行PH值检测,得到初始废水PH值;

[0084]将所述初始废水PH值与预设的一级沉淀PH值范围进行比对,若所述初始废水PH值不在一级沉淀PH值范围内,则获取用于调节PH值的酸碱调节剂,基于所述酸碱调节剂对所述初始冶炼废水进行PH调节,得到更新冶炼废水,利用所述PH检测机构及更新冶炼废水获取更新废水PH值;

[0085]将所述更新废水PH值与一级沉淀PH值范围进行比对,若所述更新废水PH值不在一级沉淀PH值范围内,则将所述更新冶炼废水作为初始冶炼废水,返回至基于所述酸碱调节剂对所述初始冶炼废水进行PH调节的步骤,直至所述更新废水PH值在一级沉淀PH值范围内,则将所述更新冶炼废水确认为可沉淀废水;

[0086]获取一级混凝沉淀剂,基于所述一级沉淀单元将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中,得到初始混合废水;

[0087]利用预构建的搅拌机构对所述初始混合废水进行搅拌,得到完全混合废水,基于所述一级沉淀单元对所述完全混合废水进行过滤操作,得到一级沉淀废水。

[0088]应当明白的是,所述对所述初始冶炼废水进行PH值检测的方法是指利用所述PH检测机构检测所述初始冶炼废水的PH值,且所述PH检测机构是指能够测量PH值的装置,可选的,利用pH检测仪可作为所述PH检测机构。所述初始废水PH值是指初始冶炼废水的PH值。所述一级沉淀PH值范围是指适宜后续进行一级沉淀处理的PH值范围,具体的PH范围为9.5到10.5之间。若所述初始废水PH值不在预设的一级沉淀PH值范围内,则表明初始废水PH值的PH值过高或者过低,不适宜进行后续的一级沉淀处理,需要进行PH调节,且所述酸碱调节剂是指用于对初始冶炼废水进行PH调节的试剂,可选的,利用盐酸及氢氧化钠可作为所述酸碱调节剂。所述对所述初始冶炼废水进行PH调节的方法是指在初始冶炼废水中投加酸碱调节剂,使初始冶炼废水的PH值得到相应的调节,所述更新冶炼废水是指已经进行了PH值的调节,但PH值还未被确认是否在一级沉淀PH值范围内的初始冶炼废水。所述利用所述PH检测机构及更新冶炼废水获取更新废水PH值的方法是指利用PH检测机构对所述更新冶炼废水进行PH检测,得到更新冶炼废水的PH值,且所述更新废水PH值是指更新冶炼废水的PH值。

[0089]需要解释的是,若所述更新PH值不在一级沉淀PH值范围内,则表明进行PH调节后的初始冶炼废水仍没有达到一级沉淀PH值范围,需要将所述更新冶炼废水作为初始冶炼废水,并返回至基于所述酸碱调节剂对所述初始冶炼废水进行PH调节的步骤,对所述更新冶炼废水再次进行PH调节,所述可沉淀废水是指PH值已经在一级沉淀PH值范围内且可以进行下一步处理的更新冶炼废水或初始冶炼废水。

[0090]进一步的,所述一级混凝沉淀剂是指聚铁、氯化钙及PAM,其中,所述聚铁的作用是去除废水中的砷,并产生砷酸铁沉淀,氯化钙是为了去除废水中的氟,并产生氟化钙(CaF2)沉淀,PAM作为絮凝剂,将砷酸铁沉淀及氟化钙(CaF2)沉淀凝聚成更大、更密实的矾花,加速沉降。将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中的方法是指利用所述一级沉淀单元将聚铁、氯化钙及PAM依次投入到可沉淀废水,且所述一级沉淀单元是指用于完成一级沉淀处理且能实现材料的投放以及过滤的设备,可选的,通过计量泵、过滤器可构建所述一级沉淀单元,且所述初始混合废水是指加入了一级混凝沉淀剂的可沉淀废水,所述对所述初始混合废水进行搅拌的方法是指利用搅拌机构对所述初始混合废水进行搅拌,使其充分反应,加速沉淀,且所述搅拌机构是指配备了可控转速的搅拌桨的机器设备,所述对所述完全混合废水进行过滤操作是指利用所述一级沉淀单元对完全沉淀废水进行过滤,去除其中的杂质与沉淀,所述一级沉淀废水是指已经进行过滤操作后完全混合废水。

[0091]应当明白的是,所述利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水,包括:

[0092]基于所述PH检测机构对所述一级沉淀废水进行PH值检测,得到一级沉淀废水PH值,若所述一级沉淀废水PH值不在预设的二级沉淀PH值范围内,则利用所述PH检测机构及酸碱调节剂对所述一级沉淀废水进行PH值调节,得到中间沉淀废水;

[0093]获取二级混凝沉淀剂,利用所述二级沉淀单元将二级混凝沉淀剂投入到中间沉淀废水,得到初始二级沉淀废水;

[0094]基于预设的沉淀时间对所述初始二级沉淀废水进行静置操作,得到完全二级沉淀废水,基于二级沉淀单元对所述完全二级沉淀废水进行过滤,得到二级沉淀废水。

[0095]需要解释的是,所述对所述一级沉淀废水进行PH值检测的方法是指利用PH检测机构测量所述一级沉淀废水的PH值。所述一级沉淀废水PH值是指一级沉淀废水的PH值。若所述一级沉淀废水PH值不在预设的二级沉淀PH值范围内,则表明一级沉淀废水的PH值不在二级沉淀PH值范围内,未达到后续沉淀处理的最佳化学环境,且所述二级沉淀PH值范围是指适宜进行二级沉淀处理的PH值范围,具体的二级沉淀PH值范围为6到6.5之间。所述用所述PH检测机构及酸碱调节剂对所述一级沉淀废水进行PH值调节的方法与上述对所述初始冶炼废水进行PH调节的步骤及其后续流程相似,这里不做赘述。所述中间沉淀废水是指已经进行了PH调节且所述PH值已在二级沉淀PH值范围内的一级沉淀废水。

[0096]进一步的,所述二级混凝沉淀剂是指除氟剂及PAM,所述除氟剂(聚、聚铁)用于除去废水中残余的氟离子。利用所述二级沉淀单元将二级混凝沉淀剂投入到中间沉淀废水的方法是指利用二级沉淀单元依次投入除氟剂及PAM至所述中间沉淀废水中,使其发生沉淀反应。所述初始二级沉淀废水是指与二级混凝沉淀剂混合后并发生化学反应及物理反应并产生沉淀的中间沉淀废水。所述对所述初级二级沉淀废水进行静置操作的方法是将所述初级二级沉淀废水静置相应的沉淀时间,且所述沉淀时间是指让初始二级废水产生的沉淀能够完全沉淀在底部、方便后续过滤的时间。所述对所述完全二级沉淀废水进行过滤的方法是指利用二级沉淀单元对所述完全二级沉淀废水进行过滤,且所述二级沉淀单元与所述一级沉淀废水的组成及作用类似,只是所处流程和处理内容不同,此处不做赘述。

[0097]S3、利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水。

[0098]应当明白的是,所述利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水,包括:

[0099]基于所述离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度测量值及特征离子浓度估计值,基于所述特征离子浓度测量值及特征离子浓度估计值计算特征离子浓度,其中,所述计算公式如下所述:

[0100];

[0101]其中,表示特征离子浓度,表示特征离子浓度估计值,表示特征离子浓度测量值,表示卡尔曼增益;

[0102]将所述特征离子浓度与预设的特征离子浓度阈值进行比对,若所述特征离子浓度大于等于特征离子浓度阈值,则返回所述基于所述一级沉淀单元将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中的步骤,直至确认所述特征离子浓度小于特征离子浓度阈值后,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水。

[0103]需要解释的是,所述对所述二级沉淀废水进行特征离子检测的方法是指通过离子检测机构检测所述二级沉淀废水中的特征离子的浓度。且所述离子检测机构是指能够检测出不同离子浓度的装置,可选的,利用离子色谱法可构建所述离子检测机构,所述特征离子浓度测量值是指通过离子检测机构直接测量得到的离子浓度,所述特征离子浓度估计值是指通过结合数据库中的历史数据,估算的特征离子的浓度值,示例性的,通过数据库检索工具(如SQL查询)查询数据库中存储的历史特征离子浓度测量记录(如与目前工艺相同且处于相同时间段测量的N个特征离子浓度),然后通过计算平均值或加权平均得到所述特征离子浓度估计值。

[0104]进一步的,所述特征离子浓度是指通过卡尔曼滤波算法计算得到的特征离子的浓度值,具体为砷离子浓度值或氟离子浓度值,且所述特征离子浓度经过卡尔曼滤波的去噪,相比于直接测量得到的离子浓度更为精确,受不规则信号(如电磁噪声,无线传输时的噪声)的影响更小。所述特征离子浓度阈值是指预设的用于判断特征离子浓度是否超标的浓度阈值,若所述特征离子浓度大于等于特征离子浓度阈值,则表明特征离子浓度超标,相应的特征离子(砷、氟)没有去除完全,需要返回至所述基于所述一级沉淀单元将所述一级混凝沉淀剂投入到可沉淀废水中的步骤,若所述特征离子浓度小于特征离子浓度阈值,则表明特征离子去除完全。所述高盐废水是指特征离子浓度已经被判定低于特征离子浓度阈值但因上述一系列处理含有超标盐分的二级沉淀废水。

[0105]S4、基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水。

[0106]应当明白的是,所述基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水,包括:

[0107]基于所述离子检测机构对所述高盐废水进行离子检测,得到镁离子浓度及钙离子浓度,基于所述预处理单元对所述高盐废水进行体积测量,得到高盐废水体积,基于所述镁离子浓度、钙离子浓度及高盐废水体积计算烧碱材料质量及碳酸钠材料质量,其中,所述烧碱材料质量计算公式如下所示:

[0108];

[0109]其中,为烧碱材料质量,表示烧碱的摩尔质量,表示镁的摩尔质量,表示镁离子浓度,表示碳酸钙的摩尔质量,表示总碱度,表示高盐废水体积,表示烧碱过量投加系数;

[0110]其中,所述碳酸钠材料质量的计算公式如下所示:

[0111];

[0112]其中,表示碳酸钠材料质量,表示碳酸钠的摩尔质量,表示钙离子浓度,表示钙的摩尔质量,表示碳酸钠过量投加系数;

[0113]基于所述烧碱材料质量及碳酸钠材料质量分别获取烧碱材料及碳酸钠材料,利用所述预处理单元、烧碱材料及碳酸钠材料对高盐废水进行水质软化,得到预处理废水。

[0114]需要解释的是,所述对所述高盐废水进行离子检测的方法是指利用离子检测机构检测所述高盐废水中的镁离子浓度及钙离子浓度,所述镁离子浓度及钙离子浓度分别是指镁离子及钙离子两种离子在高盐废水中对应的离子浓度。所述对所述高盐废水进行体积测量的方法是指将高盐废水放置在预处理单元内置的存储罐中,再根据存储罐的容量测得所述高盐废水的体积,所述存储罐是指在预处理高盐废水时,预处理单元配备的、用于存储高盐废水的常压罐。所述高盐废水体积是指高盐废水在进行预处理前的体积。且所述预处理单元是指实现水体软化(即去除高盐废水中的镁离子及钙离子)的功能模块,可选的,通过可编程逻辑控制器(PLC)、存储罐、搅拌桨等设备可构建所述预处理单元。

[0115]进一步的,所述烧碱材料质量及碳酸钠材料质量是指去除所述高盐废水中镁离子及钙离子所需要的烧碱的质量及碳酸钠的质量,所述烧碱的摩尔质量是指一摩尔NaOH的质量,所述镁的摩尔质量是指一摩尔Mg的质量,所述总碱度是指能与强酸发生中和作用的全部物质的总量,在工业处理中统一折算成碳酸钙的浓度,此处总碱度即为碳酸钙的浓度,可选的,通过离子检测机构可测得所述总碱度。所述碳酸钠的摩尔质量的是指一摩尔Na2CO3的质量,所述碳酸钙的摩尔质量是指一摩尔CaCO3的摩尔质量,所述烧碱过量投加系数是指考虑到后续反应中,按理论计算得出的烧碱质量无法被完全利用,为确保反应充分进行,用于适度增大实际烧碱投加质量的系数,示例性的,完全去除废水中的镁离子需要消耗100公斤烧碱,但考虑到反应效率、混合不均等因素,实际会投加110公斤烧碱,此时烧碱过量投加系数为1.1,所述碳酸钠过量投加系数同理,此处不做赘述。所述获取烧碱材料及碳酸钠材料是指利用烧碱材料质量及碳酸钠材料质量获取对应质量的烧碱材料及碳酸钠材料,且所述烧碱材料及碳酸钠材料是指用于去除高盐废水中的镁离子及钙离子以实现水质软化所需要的烧碱及碳酸钠。所述对高盐废水进行水质软化是指利用预处理单元将烧碱材料及碳酸钠材料投放至高盐废水中,待其充分反应形成沉淀后进行过滤,即可得到预处理废水,且所述预处理废水是指已经去除镁离子及钙离子、实现了水质软化的高盐废水。

[0116]S5、利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水。

[0117]应当明白的是,所述利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,包括:

[0118]基于所述纳滤装置对所述预处理废水进行水流量控制,得到进水流量;

[0119]获取用于控制出水速率的初始操作压力,基于所述初始操作压力及纳滤装置对所述预处理废水进行膜分离操作,得到出水流量;

[0120]基于所述进水流量及出水流量获取出水回收速率,将所述出水回收速率与预设的出水回收速率阈值进行对比,若所述出水回收速率小于出水回收速率阈值,则获取加大操作压力,将所述加大操作压力作为初始操作压力,并返回所述基于所述初始操作压力及纳滤装置对所述预处理废水进行膜分离操作的步骤,直至确认所述出水回收速率大于出水回收速率阈值后,则基于所述出水回收速率获取纳滤产水及纳滤浓水。

[0121]需要解释的是,所述对所述预处理废水进行水流量控制的方法是指利用纳滤装置控制预处理废水的进水速率,以确保纳滤操作的稳定进行,且所述纳滤装置是指用于进行纳滤操作的设备,可选的,通过纳滤膜堆、压力泵及流量计可构建所述纳滤装置,所述进水流量是指预处理废水进入纳滤装置的流量。所述初始操作压力是指预设的用于初始纳滤操作的压力值,所述对所述预处理废水进行膜分离操作的方法是指在初始操作压力下,通过纳滤装置的纳滤膜对预处理废水进行分离,保留大分子溶质和多价离子,透过小分子溶质和单价离子,所述出水流量是指经过纳滤膜分离后产水的流量。

[0122]进一步的,所述出水回收速率是指出水流量与进水流量的比率,用于评估纳滤操作的效率,所述出水回收速率阈值是指预设的最低回收速率标准,若所述出水回收速率小于出水回收速率阈值,则表明回收效率不足,需要通过加大操作压力来提高渗透速率,并返回至膜分离操作步骤进行迭代调整,直至出水回收速率满足要求,所述纳滤产水是指通过纳滤膜的、可作为淡水进行排放或者循环利用的淡水,所述纳滤浓水是指被纳滤膜截留的盐分含量较高的浓水。

[0123]示例性的,假设预处理废水进入纳滤装置,控制进水流量为10m³/h,初始操作压力为5bar,出水流量为8m³/h,出水回收速率为80%,若阈值为75%,则满足要求,得到纳滤产水和纳滤浓水。

[0124]进一步的,所述基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,包括:

[0125]基于所述反渗透装置及预设的渗透压力对所纳滤浓水进行初始渗透,得到渗透结果,其中,所述渗透结果为渗透或未渗透,所述反渗透装置包括低压侧及高压侧;

[0126]若所述渗透结果为未渗透,则基于所述高压侧获取升高渗透压力,将所述升高渗透压力作为渗透压力,返回所述基于所述反渗透装置及预设的渗透压力对所纳滤浓水进行初始渗透的步骤,直至所述渗透结果为渗透;

[0127]若所述渗透结果为渗透,则基于所述低压侧获取渗透速率,将所述渗透速率与预设的最低渗透速率进行对比,若所述渗透速率低于最低渗透速率,则获取渗透温度序列,其中,所述渗透温度序列中包括多个递增的渗透温度,从所述渗透温度序列中依次提取渗透温度,并对所提取的渗透温度执行如下操作:

[0128]基于所述渗透温度及低压侧获取更新渗透速率,若所述更新渗透速率大于等于最低渗透速率,则将所述渗透温度确认为最佳最低温度,基于所述最佳最低温度、反渗透装置及渗透压力对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水。

[0129]需要解释的是,所述对所述纳滤浓水进行初始渗透的方法是指在预设渗透压力下,利用反渗透装置对纳滤浓水进行初步分离,且所述反渗透装置是指用于进行反渗透浓缩的设备,可选的,通过反渗透膜组件、压力泵及温度控制器可构建所述反渗透装置,所述渗透压力是指施加在高压侧的压力,用于驱动水分子透过反渗透膜,所述渗透结果是指是否发生有效渗透,若未渗透,则需通过升高渗透压力迭代调整,直至渗透发生。

[0130]进一步的,所述低压侧和高压侧是指反渗透膜的两侧,且所述低压侧是指反渗透膜用于产生淡水的一侧,高压侧是指产生含有高浓度盐分的一侧,所述渗透速率是指水分子透过膜的速率,若渗透速率低于最低渗透速率,则表明效率不足,需要通过调整温度来优化,所述渗透温度序列是指预设的一系列递增温度值,用于测试最佳温度,所述更新渗透速率是指在特定温度下的新渗透速率,若满足要求,则确认最佳最低温度,并据此进行深度浓缩。所述对所述纳滤浓水进行深度浓缩是指利用在高压侧施加所述渗透压力,并在所述最佳最低温度下,利用反渗透装置进行浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水;且所述反渗透产水是指透过反渗透膜的、可进行排放或循环利用的淡水,所述反渗透浓水是指被截留的含有高浓度盐分的浓水,所述可排放淡水是指汇总纳滤产水及反渗透产水后得到的符合排放标准的淡水。

[0131]示例性的,若初始渗透压力为20bar,若未渗透,则升高至25bar直至渗透,渗透速率为0.5m/h,若低于0.6m/h,则测试温度序列(如25℃、30℃、35℃),在30℃时更新速率为0.7m/h,确认为最佳温度。

[0132]S6、基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放。

[0133]应当明白的是,所述基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,包括:

[0134]基于所述末端浓水处理指令及所述双极膜装置获取膜堆数及双极膜有效面积,其中,所述双极膜装置包括酸液隔室、中间隔室及碱液隔室;

[0135]基于所述离子检测机构对所述反渗透浓水进行盐浓度检测,得到初始盐浓度,基于所述中间隔室及反渗透浓水获取初始浓水体积;

[0136]获取用于进行检测的检测时间集及膜堆电流序列,其中,所述检测时间集中包括多个时间间隔相同的检测时间,所述膜堆电流序列包括多个电流强度递增的膜堆电流,利用所述检测时间集及膜堆电流序列将多个时间间隔相同的检测时间及多个电流强度递增的膜堆电流依次进行匹配,得到时间-电流集,其中,所述时间-电流集包括多个组合集,且所述组合集包括一个检测时间及一个膜堆电流,依次从多个组合集提取组合集,并对所提取的组合集执行如下操作:

[0137]利用所述双极膜装置、检测时间及膜堆电流对所述反渗透浓水进行电渗析,得到中间酸液,基于所述酸液隔室及中间酸液获取酸液体积,基于所述离子检测机构对所述中间酸液进行浓度检测,得到盐酸浓度,基于所述盐酸浓度及酸液体积获取盐酸质量;

[0138]基于所述膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及预构建的评估模型进行计算,得到评估指数;

[0139]将所述评估指数与预设的标准评估指数进行对比,若所述评估指数大于标准评估指数,则将所述膜堆电流确认为最佳低耗电流;

[0140]利用所述最佳低耗电流、双极膜装置及反渗透浓水获取回收酸液及回收碱液。

[0141]需要解释的是,所述末端浓水处理指令是指针对反渗透浓水进行末端处理的控制指令,可由操作人员或自动化系统发出,用于启动电渗析过程。所述末端浓水处理单元是指用于处理高浓度浓水的功能模块,可选的,通过三隔室膜堆、离子检测机构及PLC可构建所述末端浓水处理单元。所述获取膜堆数及双极膜有效面积的方法是指基于装置规格预设或实时获取,所述双极膜装置是指利用双极膜进行电渗析分离盐分的设备,其中所述酸液隔室用于收集生成的酸液,所述中间隔室用于容纳反渗透浓水,所述碱液隔室用于收集生成的碱液。所述膜堆数是指双极膜装置中膜堆的数量,所述双极膜有效面积是指每个膜堆的有效工作面积。

[0142]进一步的,所述对所述反渗透浓水进行盐浓度检测的方法是指利用离子检测机构测量反渗透浓水中的盐离子浓度,所述初始盐浓度是指反渗透浓水中盐分的起始浓度值。所述获取初始浓水体积的方法是指将反渗透浓水置入中间隔室,并通过中间隔室的容量获取反渗透浓水的体积,所述初始浓水体积是指反渗透浓水的起始体积。所述检测时间集是指预设的一系列等间隔时间点,用于分段测试电渗析效果,例如每5分钟一个检测时间。所述膜堆电流序列是指预设的一系列递增电流强度,用于优化能耗,例如从1A逐步增加到5A。

[0143]进一步的,所述依次进行匹配的方法是指将检测时间集及膜堆电流序列将多个时间间隔相同的检测时间及多个电流强度递增的膜堆电流依次进行匹配,示例性的,设定检测时间集为 [0, 5, 10, 15](单位:min),膜堆电流序列为 [1,2, 3, 4](单位:A)。通过所述匹配方法,自动建立如下对应关系:在0分钟时,施加1A电流并检测参数;在5分钟时,将电流提升至 2A 并检测参数;在10分钟时,将电流进一步提升至3A并检测参数;在15分钟时,最终将电流调整为4A并完成检测。所述时间-电流集是指将检测时间与膜堆电流配对形成的集合,每个组合集对应一个测试条件。所述对所述反渗透浓水进行电渗析的方法是指在特定检测时间和膜堆电流下,利用双极膜装置驱动离子迁移,水分子在双极膜作用下分解为H+和OH-,盐离子分别向酸液隔室和碱液隔室迁移,形成中间酸液和碱液。所述中间酸液是指电渗析过程中生成的酸性溶液,所述酸液体积是指中间酸液的体积,可通过酸液隔室的体积测量获取。所述对所述中间酸液进行浓度检测的方法是指利用离子检测机构测量盐酸(HCl)的浓度,所述盐酸浓度是指中间酸液中HCl的浓度值。所述盐酸质量是指将盐酸浓度和酸液体积进行乘积,再乘上盐酸的摩尔质量计算得到的HCl总质量。

[0144]应当明白的是,所述评估模型是指用于综合评估电渗析过程的碱收率、产能和电流效率,以确定低能耗条件。所述评估指数越高,表示性能越优。所述标准评估指数是指预设的基准值,若评估指数大于该值,则确认当前膜堆电流为最佳低耗电流,用于后续正式电渗析。所述利用所述最佳低耗电流、双极膜装置及反渗透浓水获取回收酸液及回收碱液的方法是指在最佳低耗电流下运行双极膜装置,直至电渗析完成,从酸液隔室和碱液隔室分别收集回收酸液(主要为HCl)和回收碱液(主要为NaOH),这些回收液可循环用于钨冶炼过程或其他工业应用。

[0145]示例性的,假设反渗透浓水初始盐浓度为5%,体积为100L,膜堆数为10,双极膜有效面积为1m²,检测时间集为{5min,10min,15min},膜堆电流序列为{1A,2A,3A},通过逐个组合测试,计算评估指数,若在2A时评估指数超过标准,则确认2A为最佳低耗电流,并据此运行得到回收酸液和回收碱液。

[0146]需要解释的是,所述基于所述膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及预构建的评估模型进行计算,得到评估指数,包括:

[0147]基于所述检测时间、膜堆电流、膜堆数、双极膜有效面积、初始盐浓度、初始浓水体积、酸液体积、盐酸浓度、盐酸质量及评估模型进行计算,得到评估指数,且所述评估模型如下所示:

[0148];

[0149]其中,表示评估指数,表示盐酸浓度,表示酸液体积,表示初始盐浓度,表示初始浓水体积,表示盐酸质量,表示双极膜有效面积,表示检测时间,表示膜堆电流,表示膜堆数,表示法拉第常数,、及表示权重系数,、、分别表示标准酸收率、标准产能及标准电流效率。

[0150]进一步的,所述法拉第常数为公知知识,此处不做赘述,所述权重系数是指预设的用于衡量不同指标权重的系数,所述标准酸收率、标准产能及标准电流效率是指代表在理想条件下系统所能达到的最高酸收率、最大产能和最优电流效率,可选的,由先验知识可获知所述标准酸收率、标准产能及标准电流效率。

[0151]本发明为解决背景技术所述问题,本发明确认接收废水零排放指令,基于所述零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置,可见本发明在钨冶炼废水处理过程中,考虑了复杂废水成分的零排放需求,故而,通过零排放环境的确认,确保系统模块化整合,为后续多级处理提供完整框架,进而,提高废水零排放的系统性和可靠性;基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水,可见本发明采用两级沉淀机制,逐步去除废水中的固体杂质和重金属,避免了单一沉淀的不足,进而,提升了初步净化的效率和彻底性;利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水,可见本发明实施例引入离子检测步骤,实现对废水盐度的精准识别,进而,为针对性预处理提供数据支撑,减少了盲目操作的风险;基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水,可见本发明在高盐废水阶段进行专用预处理,优化了水质以适应后续膜分离,进而,提高了整体处理的兼容性和稳定性;利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水,可见本发明结合纳滤和反渗透的双重浓缩减量,实现了高效水回收和浓水分离,进而,最大化淡水产出并减少环境排放;基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放,可见本发明在末端采用电渗析技术,进一步回收有用资源,实现闭环零排放,且通过动态指令控制,确保处理过程的灵活性和资源利用率,因此,本发明可提高钨冶炼废水零排放的效率和可持续性。

[0152]如图2所示,是本发明一实施例提供的基于膜分离的钨冶炼废水零排放系统的功能模块图。

[0153]本发明所述基于膜分离的钨冶炼废水零排放系统100可以安装于电子设备中。根据实现的功能,所述基于膜分离的钨冶炼废水零排放系统100可以包括环境确认模块101、沉淀处理模块102、浓缩减量模块103及电渗析模块104。本发明所述模块也可以称之为单元,是指一种能够被电子设备处理器所执行,并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段,其存储在电子设备的存储器中。

[0154]所述环境确认模块101,用于确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置;

[0155]所述沉淀处理模块102,用于基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水;

[0156]利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水;

[0157]基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水;

[0158]所述浓缩减量模块103,用于利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水;

[0159]所述电渗析模块104,用于基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放。

[0160]详细地,本发明实施例中所述基于膜分离的钨冶炼废水零排放系统100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法一样的技术手段,并能够产生相同的技术效果,这里不再赘述。

[0161]如图3所示,是本发明一实施例提供的实现基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法的电子设备的结构示意图。

[0162]所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线12,还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序,如基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法程序。

[0163]其中,所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质,所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如:SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元,例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备,例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card, SMC)、安全数字(SecureDigital, SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器11还包括电子设备1的内部存储单元,也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据,例如基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法程序的代码等,还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

[0164]所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成,例如可以由单个封装的集成电路所组成,也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成,包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit,CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心(Control Unit),利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件,通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(例如基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法程序等),以及调用存储在所述存储器11内的数据,以执行电子设备1的各种功能和处理数据。

[0165]所述总线12可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect,简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture,简称EISA)总线等。该总线12可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线12被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。

[0166]图3仅示出了具有部件的电子设备,本领域技术人员可以理解的是,图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定,可以包括比图示更少或者更多的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。

[0167]例如,尽管未示出,所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池),优选地,电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连,从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等,在此不再赘述。

[0168]进一步地,所述电子设备1还可以包括网络接口,可选地,所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等),通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。

[0169]可选地,该电子设备1还可以包括用户接口,用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard)),可选地,用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地,在一些实施例中,显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)触摸器等。其中,显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元,用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。

[0170]所述电子设备1中的所述存储器11存储的基于膜分离的钨冶炼废水零排放方法程序是多个指令的组合,在所述处理器10中运行时,可以实现:

[0171]确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置;

[0172]基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水;

[0173]利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水;

[0174]基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水;

[0175]利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水;

[0176]基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放。

[0177]具体地,所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图3对应实施例中相关步骤的描述,在此不赘述。

[0178]进一步地,所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的,也可以是非易失性的。例如,所述计算机可读介质可以包括:能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)。

[0179]本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时,可以实现:

[0180]确认接收废水零排放指令,基于所述废水零排放指令确认废水零排放环境,其中,所述废水零排放环境包括废水零排放系统及初始冶炼废水,且所述废水零排放系统包括两级沉淀单元、预处理单元、浓缩减量单元及末端浓水处理单元,所述两级沉淀单元包括一级沉淀单元及二级沉淀单元,所述浓缩减量单元包括纳滤装置及反渗透装置;

[0181]基于所述一级沉淀单元对所述初始冶炼废水进行一级沉淀处理,得到一级沉淀废水,利用所述二级沉淀单元对一级沉淀废水进行二级沉淀处理,得到二级沉淀废水;

[0182]利用预构建的离子检测机构对所述二级沉淀废水进行特征离子检测,得到特征离子浓度,若所述特征离子浓度小于预设的特征离子浓度阈值,则将所述二级沉淀废水确认为高盐废水;

[0183]基于所述预处理单元对所述高盐废水进行预处理,得到预处理废水;

[0184]利用所述纳滤装置对所述预处理废水进行纳滤操作,得到纳滤产水及纳滤浓水,基于所述反渗透装置对所述纳滤浓水进行深度浓缩,得到反渗透产水及反渗透浓水,汇总所述纳滤产水及反渗透产水,得到可排放淡水;

[0185]基于所述末端浓水处理单元获取末端浓水处理指令,基于所述末端浓水处理指令及预构建的双极膜装置对所述反渗透浓水进行电渗析,得到回收酸液及回收碱液,基于所述可排放淡水、回收酸液及回收碱液,实现了钨冶炼废水的零排放。

[0186]在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备,系统和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的系统实施例仅是示意性的,实际实现可有另外的划分方式。

[0187]所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

[0188]另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

[0189]对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。

[0190]最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

说明书附图(3)


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