申請(qǐng)日2017.09.22

　　公開(kāi)(公告)日2018.01.16

　　IPC分類(lèi)號(hào)C02F9/10

　　摘要

　　本發(fā)明提供的高鹽廢水的零排放處理工藝，包括：首先調(diào)節(jié)高鹽廢水的pH，然后對(duì)高鹽廢水進(jìn)行正滲透濃縮處理，得到濃鹽水，接著對(duì)濃鹽水進(jìn)行進(jìn)一步的蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，從而實(shí)現(xiàn)鹽分的分離。本發(fā)明還提供了一種用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置。本發(fā)明采用正滲透濃縮與低溫蒸發(fā)結(jié)晶相結(jié)合的方法，采用正滲透濃縮不僅減少了預(yù)處理單元，節(jié)約了成本，而且提高了濃鹽水的回收率和回收濃度，同時(shí)采用濃汲取液回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了濃汲取液和水的回收利用，此外結(jié)合低溫蒸發(fā)結(jié)晶來(lái)實(shí)現(xiàn)鹽分的分離，節(jié)省了能耗。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種高鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于，包括：

　　步驟S1：調(diào)節(jié)高鹽廢水的pH;

　　步驟S2：對(duì)所述高鹽廢水進(jìn)行正滲透濃縮處理，得到濃鹽水;以及

　　步驟S3：對(duì)所述濃鹽水進(jìn)行進(jìn)一步的蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，從而實(shí)現(xiàn)鹽分的分離。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零排放處理工藝，其特征在于，采用鹽酸、硫酸、氫氧化鈉將所述高鹽廢水的pH調(diào)節(jié)至6.5-7.0。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述步驟S2進(jìn)一步包括：將所述高鹽廢水導(dǎo)入正滲透裝置的給水側(cè)，所述高鹽廢水在所述正滲透裝置中依次經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)正滲透膜，得到所述濃鹽水，同時(shí)將濃汲取液導(dǎo)入所述正滲透裝置的汲取液側(cè)，所述濃汲取液在所述正滲透裝置中依次經(jīng)過(guò)三級(jí)、二級(jí)和一級(jí)正滲透膜，得到稀汲取液，其中，所述高鹽廢水和所述濃汲取液在所述正滲透裝置中錯(cuò)峰循環(huán)，周期性地沖洗所述正滲透膜的表面。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述步驟S2還包括：通過(guò)納濾技術(shù)對(duì)所述稀汲取液進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行三級(jí)反滲透處理，最后分別得到水和所述濃汲取液，從而實(shí)現(xiàn)所述濃汲取液的再生利用。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述濃汲取液為氯化鈉溶液，濃度為15-20%，電導(dǎo)率為170000-250000us/cm。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述步驟S3還包括：所述濃鹽水在蒸發(fā)器中依次經(jīng)過(guò)加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的濃縮處理，蒸發(fā)濃縮后的所述濃鹽水進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)鹽分的分離。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零排放處理工藝，其特征在于，將所述濃鹽水在所述加熱模塊中加熱至80℃-100℃。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的零排放處理工藝，其特征在于，在結(jié)晶溫度為40℃-90℃的所述結(jié)晶系統(tǒng)中對(duì)所述濃鹽水進(jìn)行結(jié)晶處理。

　　9.一種用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置，其特征在于，包括：

　　正滲透系統(tǒng)，包括濃鹽水貯罐、濃汲取液貯罐、正滲透裝置、原水箱、稀汲取液貯罐，其中，所述稀汲取液貯罐和所述原水箱連接至所述正滲透裝置的同一側(cè)，所述濃汲取液貯罐和所述濃鹽水貯罐連接至所述正滲透裝置的另一側(cè)，所述正滲透裝置采用三級(jí)正滲透，每級(jí)正滲透中都有正滲透膜;

　　濃汲取液回收系統(tǒng)，包括所述濃汲取液貯罐，以及依次連接的所述稀汲取液貯罐、納濾裝置、反滲透裝置和回收水箱，其中，所述濃汲取液貯罐和所述回收水箱連接至所述反滲透裝置的同一側(cè);

　　蒸發(fā)器，與所述濃鹽水貯罐連接，以及

　　結(jié)晶系統(tǒng)，與所述蒸發(fā)器連接。

　　10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)器為三效蒸發(fā)器或四效蒸發(fā)器，其中，每效蒸發(fā)器都包括加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊、風(fēng)扇模塊和控制系統(tǒng)。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種高鹽廢水的零排放處理工藝和裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及工業(yè)廢水領(lǐng)域，具體而言，一種高鹽廢水的零排放處理工藝及其所使用的裝置。

　　背景技術(shù)

　　煤化工高鹽水中的鹽分主要來(lái)自循環(huán)水、除鹽水制備過(guò)程中帶入和濃縮的、以及工業(yè)廢水處理與再利用過(guò)程中的各種藥劑添加而產(chǎn)生的濃鹽水。煤化工高鹽水總體呈現(xiàn)排放量大、水質(zhì)變化小、含鹽量穩(wěn)定且普遍較高，其組成形式主要以有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽類(lèi)形式為主。其中氨氮含量較低，COD一般在100-600mg/L，鹽含量一般在10000-80000mg/L，鈣鎂含量高，且含有硫酸根等易結(jié)垢離子。高鹽廢水的直接外排不僅會(huì)導(dǎo)致排放區(qū)域的土壤板結(jié)、鹽堿化、農(nóng)作物受損、生態(tài)環(huán)境惡化，而且也間接地浪費(fèi)了脫鹽水生產(chǎn)過(guò)程中取水和預(yù)處理等的相關(guān)前期投入，從而增大了制水成本。因此，實(shí)現(xiàn)煤化工含鹽廢水的資源化是當(dāng)前所亟待解決的問(wèn)題之一。

　　近“零排放”是含鹽廢水資源化的有效途徑。膜濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶是“零排放”工藝的重要組成部分。膜濃縮的方法有高壓平板膜、電滲析、震動(dòng)膜和正滲透膜。蒸發(fā)結(jié)晶有機(jī)械壓縮蒸發(fā)和多效蒸發(fā)。但是，有機(jī)物、硬度離子的存在會(huì)造成膜的污堵、降低膜通量，而清洗頻次的增加，又會(huì)降低水的回收率。此外，有機(jī)物還會(huì)影響鹽的結(jié)晶成型及鹽的品質(zhì)。而且高壓平板膜、振動(dòng)膜和電滲析對(duì)進(jìn)水要求較高，硬度離子和有機(jī)物必須深度去除。

　　專(zhuān)利CN201510192372.3公開(kāi)的一種垃圾滲濾液濃縮液的處理方法及裝置以及專(zhuān)利CN201620254232.4公開(kāi)的一種脫硫廢水膜處理系統(tǒng)都采用管式微濾膜對(duì)高壓平板膜的進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理。專(zhuān)利CN201610799546.7公開(kāi)的一種煙氣濕法脫硫廢水的零排放處理方法及裝置中要求反滲透膜的濃縮液需要經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂除二價(jià)鹽之后，再送入電滲析進(jìn)行濃縮。相比于上述方法，正滲透濃縮對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求低，不需要對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)處理，而且濃縮程度高。對(duì)于正滲透濃縮的汲取液，北京沃特爾采用熱法來(lái)回收汲取液，通過(guò)加熱實(shí)現(xiàn)汲取液的再生，但是能耗較高，且氨易泄露，影響工作環(huán)境。

　　此外，目前零排放系統(tǒng)采用的蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)主要有機(jī)械蒸汽再壓縮(MVR)和多效蒸發(fā)(MED)。但是，這兩種蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度較高，硬度離子易形成結(jié)垢層，影響蒸發(fā)器的傳熱效率;且有機(jī)物易造成蒸發(fā)器內(nèi)泡沫過(guò)多，沸點(diǎn)升高，蒸發(fā)量降低，母液排放量大。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)相關(guān)技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明研究了一種高鹽廢水的零排放處理工藝以及用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置，以提供一種處理工藝簡(jiǎn)便、處理成本低且鹽分回收率高的處理工藝和裝置。

　　根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種高鹽廢水的零排放處理工藝，包括：步驟S1，調(diào)節(jié)高鹽廢水的pH;步驟S2，對(duì)高鹽廢水進(jìn)行正滲透濃縮處理，得到濃鹽水;以及步驟S3，對(duì)濃鹽水進(jìn)行進(jìn)一步的蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，從而實(shí)現(xiàn)鹽分的分離。

　　在上述零排放處理工藝中，采用鹽酸、硫酸或氫氧化鈉將高鹽廢水的pH調(diào)節(jié)至6.5-7.0。

　　在上述零排放處理工藝中，步驟S2進(jìn)一步包括：將高鹽廢水導(dǎo)入正滲透裝置的給水側(cè)，高鹽廢水在正滲透裝置中依次經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)正滲透膜，得到濃鹽水，同時(shí)將濃汲取液導(dǎo)入正滲透裝置的汲取液側(cè)，濃汲取液在正滲透裝置中依次經(jīng)過(guò)三級(jí)、二級(jí)和一級(jí)正滲透膜，得到稀汲取液，其中，高鹽廢水和濃汲取液在正滲透裝置中錯(cuò)峰循環(huán)，周期性地沖洗正滲透膜的表面。

　　在上述零排放處理工藝中，步驟S2還包括：通過(guò)納濾技術(shù)對(duì)稀汲取液進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行三級(jí)反滲透處理，最后分別得到水和濃汲取液，從而實(shí)現(xiàn)濃汲取液的再生利用。

　　在上述零排放處理工藝中，濃汲取液為氯化鈉溶液，濃度為15-20%，電導(dǎo)率為150000-200000us/cm。

　　在上述零排放處理工藝中，步驟S3還包括：濃鹽水在蒸發(fā)器中依次經(jīng)過(guò)加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的濃縮處理，濃縮后的濃鹽水進(jìn)入結(jié)晶系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)鹽分的分離。

　　在上述零排放處理工藝中，在加熱模塊中將濃鹽水加熱至80℃-100℃。

　　在上述零排放處理工藝中，在結(jié)晶溫度為40℃-90℃的結(jié)晶系統(tǒng)中對(duì)濃鹽水進(jìn)行結(jié)晶。

　　根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置，包括：正滲透系統(tǒng)，包括濃鹽水貯罐、濃汲取液貯罐、正滲透裝置、原水箱、稀汲取液貯罐，其中，稀汲取液貯罐和原水箱連接至正滲透裝置的同一側(cè)，濃汲取液貯罐和濃鹽水貯罐連接至正滲透裝置的另一側(cè)，正滲透裝置采用三級(jí)正滲透，每級(jí)正滲透中都有正滲透膜;

　　濃汲取液回收系統(tǒng)，包括濃汲取液貯罐，以及依次連接的稀汲取液貯罐、納濾裝置、反滲透裝置和回收水箱，其中，濃汲取液貯罐和回收水箱連接至反滲透裝置的同一側(cè);

　　蒸發(fā)器，與濃鹽水貯罐連接，蒸發(fā)器為三效蒸發(fā)器或四效蒸發(fā)器，其中，每效蒸發(fā)器都包括加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊、風(fēng)扇模塊和控制系統(tǒng)，以及

　　結(jié)晶系統(tǒng)，與蒸發(fā)器連接。

　　本發(fā)明提供的高鹽廢水的零排放處理工藝，通過(guò)將正滲透濃縮與低溫蒸發(fā)結(jié)晶相結(jié)合，來(lái)進(jìn)行高鹽廢水的零排放處理。本發(fā)明通過(guò)采用對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求低的正滲透濃縮的方法，減少了預(yù)處理單元、簡(jiǎn)化了工藝流程、節(jié)省了投資成本和運(yùn)行費(fèi)用，也減少了建設(shè)面積，同時(shí)經(jīng)過(guò)正滲透濃縮后，濃鹽水的回收率可達(dá)85%-95%，濃度可達(dá)12%-15%，提高了回收率和濃縮程度。此外，本發(fā)明還采用了低溫蒸發(fā)結(jié)晶工藝，較低的溫度減少了有機(jī)物的揮發(fā)，提高了回收的水質(zhì)，而且還降低了蒸發(fā)器和結(jié)晶器結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，有助于保持蒸發(fā)器和結(jié)晶器的良好的傳熱效率，并且在本發(fā)明，蒸發(fā)器還采用三效或四效熱回收，能耗僅為傳統(tǒng)蒸發(fā)器的能耗的25%，大大降低了能耗。