申請日2017.10.07

　　公開(公告)日2018.01.09

　　IPC分類號(hào)C02F1/469; C02F1/44

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種基于電滲析‑正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理方法，具體為：將預(yù)處理單元出水輸送到電滲析裝置脫鹽室，將稀釋后的汲取液一部分輸送到電滲析裝置濃縮室，直到稀釋后的汲取液濃度達(dá)到濃縮再生的要求,將汲取液循環(huán)通入正滲透膜組件汲取液側(cè)，同時(shí)脫鹽室出水輸送到正滲透膜組件原料液側(cè)，直到原料液側(cè)溶液濃度與汲取液側(cè)溶液濃度相近，正滲透裝置停止工作;將稀釋后的汲取液的另一部分輸送到汲取液再生裝置進(jìn)行濃縮再生，汲取液再生裝置出水和電滲析裝置濃縮室出水即為汲取液。同時(shí)公開了上述方法所用的裝置。其創(chuàng)新性地采用電滲析技術(shù)對廢水進(jìn)行預(yù)脫鹽的同時(shí)回收再生汲取液，降低了工藝成本，縮短了工藝流程，工作效率快，回收率高。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

　　(1)通過預(yù)處理單元去除高鹽高COD廢水中固體顆粒;

　　(2)將預(yù)處理單元出水輸送到電滲析裝置脫鹽室，將稀釋后的汲取液一部分輸送到電滲析裝置濃縮室，隨著電滲析裝置循環(huán)工作的進(jìn)行，電滲析裝置濃縮室中稀釋后的汲取液濃度升高，脫鹽室中高鹽高COD廢水濃度降低，直到稀釋后的汲取液濃度達(dá)到濃縮再生的要求，電滲析裝置停止工作;

　　(3)將汲取液循環(huán)通入正滲透膜組件汲取液側(cè)，同時(shí)脫鹽室出水輸送到正滲透膜組件原料液側(cè)，正滲透膜組件原料液側(cè)水分不斷進(jìn)入正滲透膜組件汲取液側(cè)，高鹽高COD廢水量逐漸減少，汲取液逐漸稀釋，即為稀釋后的汲取液，直到正滲透膜組件原料液側(cè)溶液濃度與正滲透膜組件汲取液側(cè)溶液濃度相近時(shí)，正滲透裝置停止工作，所述汲取液中一部分來自步驟(2)中電滲析裝置濃縮室出水;

　　(4)將稀釋后的汲取液的另一部分輸送到汲取液再生裝置進(jìn)行濃縮再生，汲取液再生裝置出水和電滲析裝置濃縮室出水即為汲取液。

　　2.一種權(quán)利要求1所述基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理方法所用裝置，其特征在于，包括預(yù)處理單元、電滲析單元、正滲透單元和汲取液再生單元，具體地，預(yù)處理單元包括依次連接的原料液進(jìn)料調(diào)節(jié)閥、原料液進(jìn)料泵和保安過濾器;電滲析單元包括脫鹽室進(jìn)料儲(chǔ)罐、脫鹽室進(jìn)料泵、脫鹽室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥、濃縮室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥、濃縮室進(jìn)料泵、濃縮室進(jìn)料儲(chǔ)罐、脫鹽室出料流量調(diào)節(jié)閥、電滲析出料泵、濃縮室出料流量調(diào)節(jié)閥、濃縮室出料泵以及由電滲析膜堆、脫鹽室水箱、極室水箱、濃縮室水箱、脫鹽室循環(huán)泵、極室循環(huán)泵和濃縮室循環(huán)泵構(gòu)成的電滲析裝置，脫鹽室進(jìn)料儲(chǔ)罐依次通過脫鹽室進(jìn)料泵和脫鹽室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥與脫鹽室水相連，濃縮室進(jìn)料儲(chǔ)罐依次通過濃縮室進(jìn)料泵和濃縮室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥與濃縮室水箱連接，脫鹽室水箱、極室水箱和濃縮室水箱分別通過脫鹽室循環(huán)泵、極室循環(huán)泵和濃縮室循環(huán)泵與電滲析膜堆中的脫鹽室、極室和濃縮室構(gòu)成循環(huán)管路;正滲透單元包括正滲透原料液儲(chǔ)罐、正滲透原料液進(jìn)料泵、正滲透原料液流量調(diào)節(jié)閥、正滲透膜組件、汲取液循環(huán)泵、汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐、汲取液流量調(diào)節(jié)閥、汲取液進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥、汲取液進(jìn)料泵、汲取液出料泵、汲取液出料調(diào)節(jié)閥和汲取液儲(chǔ)罐，脫鹽室水箱依次通過脫鹽室出料流量調(diào)節(jié)閥和電滲析出料泵連接正滲透原料液儲(chǔ)罐進(jìn)水口，正滲透原料液儲(chǔ)罐、正滲透原料泵、正滲透原料液流量調(diào)節(jié)閥、正滲透膜組件原料側(cè)和正滲透原料液儲(chǔ)罐構(gòu)成循環(huán)管路，濃縮室水箱依次通過濃縮室出料流量調(diào)節(jié)閥和濃縮室出料泵連接汲取液儲(chǔ)罐進(jìn)水口，汲取液儲(chǔ)罐出水口依次通過汲取液進(jìn)料泵和汲取液進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥與汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐連通，汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐、汲取液循環(huán)泵和正滲透膜組件汲取液側(cè)和汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐依次連接構(gòu)成循環(huán)管路，在汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐出水口前端的管路上設(shè)置汲取液流量調(diào)節(jié)閥，汲取液出料泵和汲取液出料調(diào)節(jié)閥依次與汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐相連接，汲取液再生單元進(jìn)水口與汲取液出料泵出水口連接，所述汲取液再生單為反滲透裝置、電滲析裝置、膜蒸餾裝置中的一種。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理裝置，其特征在于，脫鹽室進(jìn)料儲(chǔ)罐、脫鹽室水箱、濃縮室水箱、正滲透原料液儲(chǔ)罐、濃縮室進(jìn)料儲(chǔ)罐、汲取液儲(chǔ)罐和汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐內(nèi)均設(shè)有液位傳感器;脫鹽室水箱、濃縮室水箱和汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置電導(dǎo)率傳感器。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理裝置，其特征在于，所述汲取液為NaCl、Mg2Cl、MgSO4和Na2SO4等無機(jī)鹽溶液。

　　說明書

　　一種基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理方法及其裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于膜法水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理方法及其所用裝置，通過將電滲析和正滲透技術(shù)耦合，在降低高鹽高COD廢水濃度的同時(shí)將正滲透汲取液濃縮再生，實(shí)現(xiàn)高鹽高COD廢水的高效處理。

　　背景技術(shù)

　　水是生命之源，是人類賴以生存和發(fā)展的必需物品。但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)化的進(jìn)行，工業(yè)廢水的處理問題越來越凸顯，如高鹽高COD廢水處理。高鹽高COD廢水是指水體中含鹽量超過 1000mg /L時(shí)的廢水，主要來源于石油化工、煤化工等化工產(chǎn)業(yè)排水。未經(jīng)處理的高鹽高COD廢水排入自然水體，不僅會(huì)污染水體，造成環(huán)境污染，而且對水體生物和人類的健康也會(huì)造成一定的威脅。目前對于高鹽高COD廢水脫鹽的方法主要包括熱力除鹽法、化學(xué)脫鹽法、電吸附脫鹽法和膜法等，與膜法相比較，其他工藝存在能耗高、處理工藝冗長復(fù)雜、處理成本大，脫鹽率低等缺點(diǎn)。因此，膜法處理高鹽高COD廢水成為其重要的研究方向，例如，中國專利申請?zhí)?01610948290.1公開了一種可連續(xù)操作的循環(huán)式正滲透高鹽有機(jī)廢水處理系統(tǒng)，采用正滲透技術(shù)來深度處理有機(jī)廢水，反滲透技術(shù)來回收汲取液，實(shí)現(xiàn)廢水的連續(xù)處理與汲取液的回收。上述專利在處理高鹽高COD廢水時(shí)，由于正滲透是采用濃度驅(qū)動(dòng)型的分離技術(shù)，基于正滲透膜兩側(cè)的溶液的濃度差為推動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)原料液到汲取液的傳質(zhì)過程，所以在處理高鹽高COD廢水時(shí)，其要求的汲取液濃度勢必遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1000mg/L，這樣不僅易造成管道腐蝕，而且也增加了原料成本，另一方面，現(xiàn)有技術(shù)中汲取液濃縮再生一般采用反滲透技術(shù)，較高的汲取液濃度大大增大反滲透裝置的工作的壓力，加劇反滲透膜污染，特別是處理高鹽高COD廢水出現(xiàn)的有機(jī)污染，大大縮短膜的使用壽命，使運(yùn)行成本增加。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理方法及其所用裝置，解決現(xiàn)有膜法技術(shù)高鹽高COD廢水處理時(shí)，存在的汲取液濃度高，汲取液濃縮再生過程，運(yùn)行成本高，膜污染嚴(yán)重等問題。

　　為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理方法，具體包括以下步驟：

　　(1)通過預(yù)處理單元去除高鹽高COD廢水中固體顆粒;

　　(2)將預(yù)處理單元出水輸送到電滲析裝置脫鹽室，將稀釋后的汲取液一部分輸送到電滲析裝置濃縮室，隨著電滲析裝置循環(huán)工作的進(jìn)行，電滲析裝置濃縮室中稀釋后的汲取液濃度升高，脫鹽室中高鹽高COD廢水濃度降低，直到稀釋后的汲取液濃度達(dá)到濃縮再生的要求，電滲析裝置停止工作;

　　(3)將汲取液循環(huán)通入正滲透膜組件汲取液側(cè)，同時(shí)脫鹽室出水輸送到正滲透膜組件原料液側(cè)，正滲透膜組件原料液側(cè)水分不斷進(jìn)入正滲透膜組件汲取液側(cè)，高鹽高COD廢水量逐漸減少，汲取液逐漸稀釋，即為稀釋后的汲取液，直到正滲透膜組件原料液側(cè)溶液濃度與正滲透膜組件汲取液側(cè)溶液濃度相近時(shí)，正滲透裝置停止工作，所述汲取液中一部分來自步驟(2)中電滲析裝置濃縮室出水;

　　(4)將稀釋后的汲取液的另一部分輸送到汲取液再生裝置進(jìn)行濃縮再生，汲取液再生裝置出水和電滲析裝置濃縮室出水即為汲取液。

　　本發(fā)明一種基于電滲析-正滲透技術(shù)高鹽高COD廢水處理裝置，包括預(yù)處理單元、電滲析單元、正滲透單元和汲取液再生單元，具體地，預(yù)處理單元包括依次連接的原料液進(jìn)料調(diào)節(jié)閥、原料液進(jìn)料泵和保安過濾器;電滲析單元包括脫鹽室進(jìn)料儲(chǔ)罐、脫鹽室進(jìn)料泵、脫鹽室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥、濃縮室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥、濃縮室進(jìn)料泵、濃縮室進(jìn)料儲(chǔ)罐、脫鹽室出料流量調(diào)節(jié)閥、電滲析出料泵、濃縮室出料流量調(diào)節(jié)閥、濃縮室出料泵以及由電滲析膜堆、脫鹽室水箱、極室水箱、濃縮室水箱、脫鹽室循環(huán)泵、極室循環(huán)泵和濃縮室循環(huán)泵構(gòu)成的電滲析裝置，脫鹽室進(jìn)料儲(chǔ)罐依次通過脫鹽室進(jìn)料泵和脫鹽室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥與脫鹽室水相連，濃縮室進(jìn)料儲(chǔ)罐依次通過濃縮室進(jìn)料泵和濃縮室進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥與濃縮室水箱連接，脫鹽室水箱、極室水箱和濃縮室水箱分別通過脫鹽室循環(huán)泵、極室循環(huán)泵和濃縮室循環(huán)泵與電滲析膜堆中的脫鹽室、極室和濃縮室構(gòu)成循環(huán)管路;正滲透單元包括正滲透原料液儲(chǔ)罐、正滲透原料液進(jìn)料泵、正滲透原料液流量調(diào)節(jié)閥、正滲透膜組件、汲取液循環(huán)泵、汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐、汲取液流量調(diào)節(jié)閥、汲取液進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥、汲取液進(jìn)料泵、汲取液出料泵、汲取液出料調(diào)節(jié)閥和汲取液儲(chǔ)罐，脫鹽室水箱依次通過脫鹽室出料流量調(diào)節(jié)閥和電滲析出料泵連接正滲透原料液儲(chǔ)罐進(jìn)水口，正滲透原料液儲(chǔ)罐、正滲透原料泵、正滲透原料液流量調(diào)節(jié)閥、正滲透膜組件原料側(cè)和正滲透原料液儲(chǔ)罐構(gòu)成循環(huán)管路，濃縮室水箱依次通過濃縮室出料流量調(diào)節(jié)閥和濃縮室出料泵連接汲取液儲(chǔ)罐進(jìn)水口，汲取液儲(chǔ)罐出水口依次通過汲取液進(jìn)料泵和汲取液進(jìn)料流量調(diào)節(jié)閥與汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐連通，汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐、汲取液循環(huán)泵和正滲透膜組件汲取液側(cè)和汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐依次連接構(gòu)成循環(huán)管路，在汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐出水口前端的管路上設(shè)置汲取液流量調(diào)節(jié)閥，汲取液出料泵和汲取液出料調(diào)節(jié)閥依次與汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐相連接，汲取液再生單元進(jìn)水口與汲取液出料泵出水口連接，所述汲取液再生單為反滲透裝置、電滲析裝置、膜蒸餾裝置中的一種。

　　進(jìn)一步地，脫鹽室進(jìn)料儲(chǔ)罐、脫鹽室水箱、濃縮室水箱、正滲透原料液儲(chǔ)罐、濃縮室進(jìn)料儲(chǔ)罐、汲取液儲(chǔ)罐和汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐內(nèi)均設(shè)有液位傳感器;脫鹽室水箱、濃縮室水箱和汲取液循環(huán)儲(chǔ)罐內(nèi)設(shè)置電導(dǎo)率傳感器。

　　進(jìn)一步地，所述汲取液為NaCl、Mg2Cl、MgSO4和Na2SO4等無機(jī)鹽溶液。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：①本發(fā)明創(chuàng)新性地采用電滲析技術(shù)對高鹽高COD廢水進(jìn)行預(yù)脫鹽的同時(shí)回收再生汲取液，通過電滲析降低了高鹽高COD廢水的濃度，使進(jìn)入正滲透系統(tǒng)處理的高鹽高COD廢水濃度降低，降低了工藝成本，同時(shí)電滲析將汲取液濃縮再生，縮短了工藝流程，具有工作效率快，回收率高;②由于正滲透是自發(fā)的過程，和反滲透等工藝相比具有環(huán)保、低污染、無壓或低壓操作和對污染物截留率高的優(yōu)勢;③由于正滲透和電滲析技術(shù)為無相變的過程，相比與蒸餾、結(jié)晶等傳統(tǒng)的相變分離過程具有能耗低、分離效率高、節(jié)約企業(yè)成本。