申請(qǐng)日2015.11.11
公開(公告)日2016.01.20
IPC分類號(hào)C02F9/10; C01D3/04; C01D5/00; C02F1/44
摘要
本發(fā)明公開了一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法及裝置，包括以下步驟：S1廢水預(yù)處理;S2廢水減量濃縮;S3結(jié)晶。本發(fā)明提供的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法和裝置，能夠?qū)U水進(jìn)行高效處理，對(duì)廢水中液體和鹽成分進(jìn)行有效分離，廢水處理后的產(chǎn)物可以進(jìn)行循環(huán)使用或者作為其他工業(yè)產(chǎn)品出售，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的零排放。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，處理效率高，能耗小，采用本發(fā)明的方法，不僅避免了對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量具有積極作用，同時(shí)提高了廢水利用率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，環(huán)境和社會(huì)效益非常顯著。本發(fā)明的裝置運(yùn)行效率高，組裝方便，成本低，耗能小。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：包括以下步驟：S1廢水預(yù)處理; S2廢水減量濃縮;S3結(jié)晶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S1的廢水預(yù)處理工藝為化學(xué)軟化-管式微濾處理工藝，包括以下步驟：
S1-1高鹽廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)加入次氯酸鈉;調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入第一反應(yīng)池，第一反應(yīng)池內(nèi)加入氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng);第一反應(yīng)池出水進(jìn)入第二反應(yīng)池，第二反應(yīng)池內(nèi)加入碳酸鈉溶液進(jìn)行反應(yīng);
S1-2經(jīng)過第二反應(yīng)池反應(yīng)后的出水溢流到濃縮池內(nèi)，濃縮池與管式微濾系統(tǒng)通過循環(huán)泵進(jìn)行水循環(huán)，濃縮池內(nèi)的水泵提升進(jìn)入管式微濾系統(tǒng)進(jìn)行固液分離;部分水透過微濾膜經(jīng)pH調(diào)節(jié)后進(jìn)入中間水池，隨后送往后續(xù)處理系統(tǒng)進(jìn)行步驟S2處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S1 還包括步驟S1-3：濃縮池內(nèi)部分濃縮液進(jìn)入污泥緩沖池，經(jīng)污泥緩沖池排泥后進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)，污泥經(jīng)過脫水后，泥餅委外處理或直接填埋;濾液回流進(jìn)入調(diào)節(jié)池。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S1-2 中部分水透過微濾膜經(jīng)鹽酸調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入中間水池。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S2的廢水減量濃縮工藝為納濾-反滲透-碟管式反滲透減量濃縮工藝，包括以下步驟：經(jīng)過S1預(yù)處理后的廢水進(jìn)入納濾處理系統(tǒng)，經(jīng)過納濾處理系統(tǒng)得到的納濾濃水進(jìn)入第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)，所得第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)進(jìn)行步驟S3處理;經(jīng)過納濾處理系統(tǒng)得到的納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透處理系統(tǒng)，得到的反滲透濃水進(jìn)入第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)，所得到的第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)進(jìn)行步驟S3處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S2 中所得第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)產(chǎn)水、反滲透處理系統(tǒng)產(chǎn)水和第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)入回收水池進(jìn)行回收利用。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S2中，部分反滲透濃水進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器系統(tǒng)生產(chǎn)次氯酸鈉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S3的結(jié)晶工藝為機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝，即經(jīng)過S2步驟處理后的濃水，送到強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步濃縮結(jié)晶，將水中高含量的鹽分結(jié)晶成固體，出水回用，固體鹽分經(jīng)離心分離、干燥后外運(yùn)出售。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，其特征在于：所述步驟S2中，第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入步驟S3的硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行處理;第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入步驟S3的氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)處理。
10.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1～7所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法所使用的一種裝置，其特征在于：包括調(diào)節(jié)池(1)、第一反應(yīng)池(2)、第二反應(yīng)池(3)、濃縮水池(4)、管式微濾系統(tǒng)(5)、中間水池(6)、納濾處理系統(tǒng)(7)、第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)(8)、反滲透處理系統(tǒng)(9)、第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)(11)、硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)(10)、氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)(12) 和回用水池(13);所述調(diào)節(jié)池(1)、第一反應(yīng)池(2)、第二反應(yīng)池(3)、濃縮水池(4)、管式微濾系統(tǒng)(5)、中間水池(6)和納濾處理系統(tǒng)(7)依次連接;所述納濾處理系統(tǒng)(7)分別與第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)(8)和反滲透處理系統(tǒng)(9)相連接;所述第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)(8)與硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)(10)相連接;所述反滲透處理系統(tǒng)(9)、第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)(11)和氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)(12)依次連接;所述回用水池(13)分別與第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)(8)、硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)(10)、反滲透處理系統(tǒng)(9)、第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)(11)和氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)(12)相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，其特征在于：還包括污泥緩沖池(14)和污泥脫水機(jī)(15)，濃縮水池(4)、污泥緩沖池(14)、污泥脫水機(jī)(15)和調(diào)節(jié)池(1)依次連接設(shè)置。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，其特征在于：還設(shè)有次氯酸鈉發(fā)生器系統(tǒng)(16)，其與反滲透處理系統(tǒng)(9)中的濃水池相連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，其特征在于：所述管式微濾系統(tǒng)(5)中的管式微濾膜由PVDF過濾膜和PVDF支撐骨架構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，其特征在于：所述納濾處理系統(tǒng)(7)中，采用一級(jí)三段排列方式，一至三段壓力容器數(shù)分別為7、4和3，每段采用6 芯膜殼;還設(shè)有化學(xué)清洗系統(tǒng)和自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，化學(xué)清洗系統(tǒng)包括依次設(shè)置的化學(xué)清洗水箱、清洗保安過濾器和清洗泵。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，其特征在于：所述反滲透處理系統(tǒng)(9)中，采用一級(jí)四段排列方式，一至四段壓力容器數(shù)分別為6、3、2和1，每段采用6芯膜殼。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，其特征在于：所述第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)(8)采用160bar膜柱60根，分三套并聯(lián)，每套分兩段，膜柱比例為 10:10;所述第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)(11)采用160bar膜柱72根，分四套并聯(lián)，每套分兩段，膜柱比例為9:9。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，其特征在于：第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)(8)和第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)(11)中，膜柱組的進(jìn)、出水口均設(shè)置有流量傳感計(jì)、壓力傳感器和流量調(diào)節(jié)閥。
說明書
一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法及裝置，具體屬于高鹽廢水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)
工業(yè)廢水是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水、污水和廢液，其中含有隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對(duì)水體的污染也日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全。因此，對(duì)于保護(hù)環(huán)境來說，工業(yè)廢水的處理比城市污水的處理更為重要。
工業(yè)廢水的分類通常有以下三種:
第一種是按工業(yè)廢水中所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)分類,含無機(jī)污染物為主的為無機(jī)廢水,含有機(jī)污染物為主的為有機(jī)廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水是無機(jī)廢水，食品或石油加工過程的廢水是有機(jī)廢水，印染行業(yè)生產(chǎn)過程中的是混合廢水,不同的行業(yè)排除的廢水含有的成分不一樣。
第二種是按工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品和加工對(duì)象分類,如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、化學(xué)肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水、制革廢水、農(nóng)藥廢水、電站廢水等。第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類,如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、含油廢水、含硫廢水、含有機(jī)磷廢水和放射性廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含污染物的主要成分,也不能表明廢水的危害性。
第三種分類法,按廢水中所含污染物的主要成分可分為酸性廢水、堿性廢水、含酚廢水、含鉻廢水、含有機(jī)磷廢水和放射性廢水等。
工業(yè)廢水造成的污染主要有：有機(jī)需氧物質(zhì)污染，化學(xué)毒物污染，無機(jī)固體懸浮物污染，重金屬污染，酸污染，堿污染，植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染，熱污染，病原體污染等。許多污染物有顏色、臭味或易生泡沫，因此工業(yè)廢水常呈現(xiàn)使人厭惡的外觀，造成水體大面積污染，直接威脅人民群眾的生命和健康，因此控制工業(yè)廢水尤為重要。
工業(yè)廢水處理相當(dāng)復(fù)雜，處理方法的選擇，必須根據(jù)廢水的水質(zhì)和數(shù)量，排放到的接納水體或水的用途來考慮，尤其是高鹽廢水的處理。高鹽廢水是指總含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少1%的廢水。其主要來自火力發(fā)電廠循環(huán)水排污水回用濃縮過程產(chǎn)生的反滲透濃水與脫硫廢水混合后的高鹽廢水，這種廢水含有多種物質(zhì)，產(chǎn)生途徑廣泛，水量也逐年增加。高鹽廢水處理過程中往往會(huì)存在對(duì)處理過程中產(chǎn)生的污泥、殘?jiān)M(jìn)行處理利用、二次污染、鹽成分的分離利用、絮凝劑的回收利用等問題。對(duì)企業(yè)而言，在高鹽廢水的處理過程中，投入巨大，但往往很難做到對(duì)廢水高效處理，實(shí)現(xiàn)零排放，從而直接影響到周邊環(huán)境和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究一種可以實(shí)現(xiàn)高鹽廢水零排放且鹽分離的方法，顯得尤為必要。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法及裝置，該處理方法能夠?qū)崿F(xiàn)高鹽廢水的零排放，對(duì)廢水中液體和鹽成分進(jìn)行有效分離;該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廢水的高效處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法，包括以下步驟：S1廢水預(yù)處理;S2廢水減量濃縮;S3結(jié)晶。
前述處理方法中，步驟S1的廢水預(yù)處理工藝為化學(xué)軟化-管式微濾處理工藝，包括以下步驟：
S1-1高鹽廢水先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池內(nèi)加入次氯酸鈉;調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入第一反應(yīng)池，第一反應(yīng)池內(nèi)加入氫氧化鈉進(jìn)行反應(yīng);第一反應(yīng)池出水進(jìn)入第二反應(yīng)池，第二反應(yīng)池內(nèi)加入碳酸鈉溶液進(jìn)行反應(yīng);
S1-2經(jīng)過第二反應(yīng)池反應(yīng)后的出水溢流到濃縮池內(nèi)，濃縮池與管式微濾系統(tǒng)通過循環(huán)泵進(jìn)行水循環(huán)，濃縮池內(nèi)的水泵提升進(jìn)入管式微濾系統(tǒng)進(jìn)行固液分離;部分水透過微濾膜經(jīng)pH 調(diào)節(jié)后進(jìn)入中間水池，隨后送往后續(xù)處理系統(tǒng)進(jìn)行步驟S2處理。
前述處理方法中，步驟S1還包括步驟S1-3：濃縮池內(nèi)部分濃縮液進(jìn)入污泥緩沖池，經(jīng)污泥緩沖池排泥后進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)，污泥經(jīng)過脫水后，泥餅委外處理或直接填埋;濾液回流進(jìn)入調(diào)節(jié)池。
前述處理方法中，步驟S1-2中部分水透過微濾膜經(jīng)鹽酸調(diào)節(jié)pH后進(jìn)入中間水池。
前述處理方法中，步驟S2的廢水減量濃縮工藝為納濾-反滲透-碟管式反滲透減量濃縮工藝，包括以下步驟：經(jīng)過S1預(yù)處理后的廢水進(jìn)入納濾處理系統(tǒng)，經(jīng)過納濾處理系統(tǒng)得到的納濾濃水進(jìn)入第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)，所得第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)進(jìn)行步驟S3處理;經(jīng)過納濾處理系統(tǒng)得到的納濾產(chǎn)水進(jìn)入反滲透處理系統(tǒng)，得到的反滲透濃水進(jìn)入第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)，所得到的第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)進(jìn)行步驟S3處理。
前述處理方法中，步驟S2中所得第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)產(chǎn)水、反滲透處理系統(tǒng)產(chǎn)水和第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)產(chǎn)水進(jìn)入回收水池進(jìn)行回收利用。
進(jìn)一步地，步驟S2中，部分反滲透濃水進(jìn)入次氯酸鈉發(fā)生器系統(tǒng)生產(chǎn)次氯酸鈉。
前述處理方法中，步驟S3的結(jié)晶工藝為機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝，即經(jīng)過S2步驟處理后的濃水，送到強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步濃縮結(jié)晶，將水中高含量的鹽分結(jié)晶成固體，出水回用，固體鹽分經(jīng)離心分離、干燥后外運(yùn)出售。
前述處理方法中，步驟S2中，第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入步驟S3的硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行處理;第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)濃水進(jìn)入步驟S3的氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)處理。
實(shí)現(xiàn)高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法所使用的一種裝置，包括調(diào)節(jié)池、第一反應(yīng)池、第二反應(yīng)池、濃縮水池、管式微濾系統(tǒng)、中間水池、納濾處理系統(tǒng)、第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)、反滲透處理系統(tǒng)、第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)、硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)、氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)和回用水池;所述調(diào)節(jié)池、第一反應(yīng)池、第二反應(yīng)池、濃縮水池、管式微濾系統(tǒng)、中間水池和納濾處理系統(tǒng)依次連接;所述納濾處理系統(tǒng)分別與第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)和反滲透處理系統(tǒng)相連接;所述第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)與硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)相連接;所述反滲透處理系統(tǒng)、第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)和氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)依次連接;所述回用水池分別與第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)、硫酸鈉結(jié)晶系統(tǒng)、反滲透處理系統(tǒng)、第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)和氯化鈉結(jié)晶系統(tǒng)相連接。
前述裝置中，還包括污泥緩沖池和污泥脫水機(jī)，濃縮水池、污泥緩沖池、污泥脫水機(jī)和調(diào)節(jié)池依次連接設(shè)置。
前述裝置中，還設(shè)有次氯酸鈉發(fā)生器系統(tǒng)，其與反滲透處理系統(tǒng)中的濃水池相連接。
前述裝置中，管式微濾系統(tǒng)中的管式微濾膜由PVDF過濾膜和PVDF支撐骨架構(gòu)成。高強(qiáng)度的復(fù)合材料，可以在更高的壓力下運(yùn)行及反洗，保持更高的過濾通量，并減少占地面積。
前述裝置中，納濾處理系統(tǒng)中，采用一級(jí)三段排列方式，一至三段壓力容器數(shù)分別為7、 4和3，每段采用6芯膜殼，可以保持更高的納濾系統(tǒng)回收率，回收率達(dá)到85%，減小后續(xù)工藝的處理規(guī)模;還設(shè)有化學(xué)清洗系統(tǒng)和自動(dòng)沖洗系統(tǒng)，化學(xué)清洗系統(tǒng)包括依次設(shè)置的化學(xué)清洗水箱、清洗保安過濾器和清洗泵�？捎糜趯�(duì)系統(tǒng)的清洗，以恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行通量。
前述裝置中，反滲透處理系統(tǒng)中，采用一級(jí)四段排列方式，一至四段壓力容器數(shù)分別為 6、3、2和1，每段采用6芯膜殼，能夠保持更高的反滲透系統(tǒng)回收率，回收率達(dá)到85%，減小后續(xù)工藝的處理規(guī)模。
前述裝置中，第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)用于處理納濾濃水，采用160bar膜柱60根，分三套并聯(lián)，每套分兩段，膜柱比例為10:10;所述第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)用于處理反滲透濃水，采用160bar膜柱72根，分四套并聯(lián)，每套分兩段，膜柱比例為9:9，可以保持更高的碟管式反滲透系統(tǒng)回收率，回收率達(dá)到50-60%，減小后續(xù)工藝蒸發(fā)結(jié)晶的處理規(guī)模。
前述裝置中，第一碟管式反滲透處理系統(tǒng)和第二碟管式反滲透處理系統(tǒng)中，膜柱組的進(jìn)、出水口均設(shè)置有流量傳感計(jì)、壓力傳感器和流量調(diào)節(jié)閥�？梢源_保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
為了確保本發(fā)明的方法科學(xué)、合理，發(fā)明人進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究和篩選，才得以確定本發(fā)明的技術(shù)方案。具體實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：
本發(fā)明中采用高鹽廢水作為處理對(duì)象，總?cè)芙夤腆w(TDS)含量為20000-30000mg/L。
一、高鹽廢水預(yù)處理工藝
本發(fā)明的預(yù)處理工藝采用的是化學(xué)軟化-管式微濾處理工藝。
1、工藝概述
高鹽廢水首先進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池內(nèi)需要添加一定量次氯酸鈉用于抑制微生物生長(zhǎng);調(diào)節(jié)池出水進(jìn)入第一反應(yīng)池，在第一反應(yīng)池內(nèi)投加NaOH。第一反應(yīng)池出水進(jìn)入第二反應(yīng)池，在第二反應(yīng)池內(nèi)投加Na2CO3溶液。在兩個(gè)反應(yīng)池中分別進(jìn)行攪拌和pH監(jiān)控，使得廢水中的鈣、鎂、和硅等易結(jié)垢成分形成沉淀。經(jīng)過兩個(gè)反應(yīng)池反應(yīng)后的水溢流到濃縮池內(nèi)，用循環(huán)泵輸送到管式微濾膜進(jìn)行固液分離。此時(shí)大流量的水在廢水濃縮池和管式膜之間循環(huán)，而部分水透過微濾膜經(jīng)pH調(diào)整后進(jìn)入中間水池，隨后送往后續(xù)處理系統(tǒng)。同時(shí)，濃縮池內(nèi)為維持一定量的污泥濃度，部分濃縮液還需要外排進(jìn)入污泥緩沖池，污泥緩沖池排泥進(jìn)入污泥脫水系統(tǒng)，污泥經(jīng)過脫水后，泥餅委外處理或直接填埋，濾液則回流到調(diào)節(jié)池再次處理。工藝流程如圖 1所示。
2、預(yù)處理工藝中各項(xiàng)設(shè)置
2.1化學(xué)軟化-管式微濾處理工藝設(shè)計(jì)
(1)設(shè)計(jì)水量及水質(zhì)
高鹽廢水總量設(shè)計(jì)為120m3/h，設(shè)計(jì)水質(zhì)按照高鹽廢水水質(zhì)考慮。
(2)各段水量設(shè)計(jì)為：
�、倩瘜W(xué)軟化單元：按1×120m3/h設(shè)計(jì);
�、诠苁轿V單元：3×40m3/h，過濾精度為0.05μm;
�、畚勰嗵幚韱卧夯�120m3/h的廢水總量和相關(guān)水質(zhì)考慮。
2.2預(yù)處理工藝中各單元的設(shè)置及作用
(1)調(diào)節(jié)池
調(diào)節(jié)池主要進(jìn)行水質(zhì)、水量的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)池出水經(jīng)泵提升至第一反應(yīng)池。調(diào)節(jié)池壁安裝雷達(dá)液位計(jì)監(jiān)測(cè)水位。雷達(dá)液位計(jì)與調(diào)節(jié)池提升泵聯(lián)鎖，雷達(dá)液位計(jì)液位信號(hào)控制提升泵啟停，低液位停泵，中液位起泵，高液位報(bào)警，出口母管安裝超聲波流量計(jì)監(jiān)測(cè)出水水量。為抑制微生物滋生，調(diào)節(jié)池內(nèi)需要添加一定量次氯酸鈉進(jìn)行滅菌。
(2)第一反應(yīng)池
第一反應(yīng)池主要用于降低鎂離子、二氧化硅等易結(jié)垢組分的含量。通過向第一反應(yīng)池中投加NaOH等，形成氫氧化鎂沉淀并與二氧化硅作用發(fā)生共沉淀，從而達(dá)到除硅和鎂的作用。第一反應(yīng)池水力停留時(shí)間不小于15min，并設(shè)置有攪拌和pH監(jiān)控。
(3)第二反應(yīng)池
第二反應(yīng)池主要用于降低鈣離子的含量。通過向第二反應(yīng)池中投加碳酸鈉，形成碳酸鈣沉淀，從而達(dá)到除鈣的作用。第二反應(yīng)池水力停留時(shí)間不小于15min，并設(shè)置有攪拌和pH 監(jiān)控。
(4)濃縮水池
濃縮水池主要用于接收經(jīng)過軟化處理后的的廢水，同時(shí)接收從膜系統(tǒng)不斷回流的高濃度水，還起到暫時(shí)存放濃縮污泥的功能。濃縮水池有效容積應(yīng)不小于循環(huán)泵3min吸水量，設(shè)置有液位控制。
(5)管式微濾系統(tǒng)
濃縮水池里的廢水通過泵提升進(jìn)入管式微濾系統(tǒng)，在壓力和速度的驅(qū)使下，廢水通過管式微濾膜以錯(cuò)流過濾的方式，使懸浮固體物質(zhì)與液體分離。在每一個(gè)膜組列中，廢水經(jīng)泵抽送經(jīng)過膜管的流速很高，在膜表面形成平行湍流，產(chǎn)生一個(gè)剪切作用，起到清洗膜的作用。管式微濾系統(tǒng)主要由循環(huán)泵、管式微濾膜、膜架、清洗裝置、相關(guān)控制閥門及匹配管道組成。常用管式微濾膜孔徑為0.05μm和0.1μm，在錯(cuò)流模式下進(jìn)行固液分離，錯(cuò)流流速不小于3.5 m/s。
管式微濾膜由PVDF過濾膜與PVDF支撐骨架結(jié)合形成，其特點(diǎn)在于：1)高通量：一般運(yùn)行通量可以達(dá)到300～500L/(m2·h);2)處理高固體含量的廢水，固體物含量可以達(dá)到5% (重量比);3)優(yōu)異的化學(xué)性能，可在pH從1到14范圍內(nèi)運(yùn)行;化學(xué)清洗可采用極高濃度的酸堿藥液或氧化劑，可最大程度的恢復(fù)原始通量;4)產(chǎn)水濁度低，一般產(chǎn)水濁度等同于中空纖維超濾膜產(chǎn)水，可直接送往后續(xù)系統(tǒng)，從而縮短回收系統(tǒng)工藝流程，減少投資費(fèi)用和空間;5)與傳統(tǒng)的沉淀池相比，減少了藥劑投加，又由于界面過濾，能獲得更好的出水水質(zhì)。 6)可反洗：通過反洗，可將運(yùn)行期間在膜表面累計(jì)的餅層沖回到膜管內(nèi)，從而延長(zhǎng)膜的清洗周期。通過設(shè)計(jì)反洗柱，采用壓縮空氣作為驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)反洗柱內(nèi)水逆向反沖，可對(duì)膜進(jìn)行極短時(shí)間的反沖，節(jié)約了反洗泵和反洗水的消耗。
(6)中間水池
管式微濾系統(tǒng)產(chǎn)水通過管道混合器加鹽酸中和后進(jìn)入中間水池暫存，并輸送到后續(xù)處理系統(tǒng)。同時(shí)根據(jù)產(chǎn)水水質(zhì)狀況，添加適量的NaHSO3以除去水中殘留的氯。中間水池產(chǎn)水停留時(shí)間應(yīng)不小于30min，并設(shè)置有液位控制。
(7)污泥處理系統(tǒng)
由于高鹽廢水中的Ca2+和Mg2+濃度較高，在添加藥劑反應(yīng)之后形成了大量的碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀，為了維持濃縮水池內(nèi)合適的污泥濃度(大約3%～5%)，廢水經(jīng)管式微濾處理后，濃縮液不斷循環(huán)進(jìn)入濃縮水池，導(dǎo)致濃縮水池內(nèi)的污泥濃度不斷升高，當(dāng)濃縮水池里的污泥濃度達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)影響膜的通量，需要排掉部分污泥至污泥儲(chǔ)池。污泥儲(chǔ)池內(nèi)污泥經(jīng)過污泥進(jìn)料泵提升至脫水機(jī)入口，期間經(jīng)過管道混合器引入絮凝藥劑以調(diào)理污泥特性。脫水機(jī)產(chǎn)生的濾液及沖洗排水重力排入調(diào)節(jié)池。
污泥脫水間為二層結(jié)構(gòu)，二層放置脫水機(jī)及自動(dòng)清洗裝置，一層對(duì)應(yīng)廂式自動(dòng)壓濾機(jī)下方設(shè)污泥斗，污泥直接卸入停在一層的汽車上外運(yùn)。
3、預(yù)處理工藝的比較及選擇
傳統(tǒng)沉淀-過濾-超濾處理系統(tǒng)和管式微濾系統(tǒng)的區(qū)別如表1所示。由于化學(xué)軟化過程中生成的氫氧化鎂晶體細(xì)小，存在沉降緩慢、過濾性能差的問題，采用傳統(tǒng)的沉淀-過濾-超濾處理系統(tǒng)工藝流程較長(zhǎng)，涉及的處理設(shè)施較多，運(yùn)行較為復(fù)雜。而采用管式微濾系統(tǒng)，經(jīng)過化學(xué)軟化處理后的污水無需經(jīng)沉淀池、多介質(zhì)過濾，砂濾等處理設(shè)施就可以直接進(jìn)入管式微濾系統(tǒng)，產(chǎn)水排出一步到位。管式微濾系統(tǒng)采用內(nèi)壓式固液分離，管內(nèi)流速較高，顆粒不易積存在膜表面，清洗后通量幾乎可以恢復(fù)到100%，并且膜壽命較長(zhǎng)，出水水質(zhì)滿足直接進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的要求，可以取代傳統(tǒng)的沉淀-過濾-超濾系統(tǒng)。
除此之外，和傳統(tǒng)的沉淀-過濾-超濾預(yù)處理相比，采用管式微濾系統(tǒng)可以自動(dòng)隨時(shí)開/ 停機(jī)，瞬時(shí)完成過濾，并且不需要投加PAM等助凝劑，減少了化學(xué)藥劑的費(fèi)用，大大縮短簡(jiǎn)化了工藝流程，運(yùn)行維護(hù)方便、簡(jiǎn)單，減輕了操作負(fù)擔(dān)，并且占地面積明顯減少，特別適合于用地緊張的企業(yè)。
表1管式微濾系統(tǒng)和傳統(tǒng)沉降-過濾-超濾系統(tǒng)區(qū)別
管式微濾膜工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于：
�、俨恍璩恋砗皖A(yù)過濾，可直接進(jìn)行過濾實(shí)現(xiàn)固體顆粒和液體的分離，水中污染物不需要沉淀就能有效去除;
②管式微濾工藝可一次性取代沉淀池、砂濾和超濾等多道前處理及過濾設(shè)備，可直接作為主系統(tǒng)的RO或回收系統(tǒng)的RO的前處理;
�、劭稍诟遬H條件下持續(xù)運(yùn)行(pH大于10)，因此更能保證有效去除鈣、鎂、硅等的沉淀，以及鍶、鋇等有結(jié)垢傾向的離子成分;
�、軣o需投加絮凝劑、PAM，無需考慮礬花沉降效率;
�、莼厥章矢�，僅污泥帶走少量水;
�、逕o需大流量水反沖洗，自用水率很低;
⑦采用管式大流量錯(cuò)流過濾，水流切向高速流過膜表面，在過濾的同時(shí)還有沖刷清潔膜表面的作用，污染物不易累積，膜面不易污染;
�、嗖捎脠�(jiān)固的管式結(jié)構(gòu)和燒結(jié)法成膜，從原理上杜絕了斷絲泄漏現(xiàn)象的發(fā)生;
�、崮さ牟馁|(zhì)堅(jiān)硬，耐高強(qiáng)度化學(xué)藥劑清洗，可使用壽命較長(zhǎng)。
管式微濾膜的透過水在濁度方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于沉淀池出水，透過水的水質(zhì)相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝中經(jīng)過沉淀池、砂濾器和超濾后的出水水質(zhì)，可以直接送往納濾系統(tǒng)或反滲透系統(tǒng)進(jìn)行脫鹽處理。
4、經(jīng)預(yù)處理工藝后產(chǎn)水水質(zhì)
本發(fā)明的管式微濾膜的特點(diǎn)在于高濃度懸浮物下良好的固液分離效果，以及經(jīng)過化學(xué)加藥軟化預(yù)處理之后，對(duì)于鈣、鎂、硅、鋇、鍶等易結(jié)垢成分的有效去除，保證了后續(xù)反滲透處理單元良好的運(yùn)行。根據(jù)管式微濾膜技術(shù)特點(diǎn)列出預(yù)處理之后的預(yù)期水質(zhì)，如表2所示。
表2化學(xué)軟化-管式微濾預(yù)處理出水水質(zhì)
項(xiàng)目單位出水水質(zhì)懸浮物 mg/L ≤1.0 Ca2+mg/L ≤20 Mg2+mg/L ≤20 Ba2+mg/L ≤1 Sr2+mg/L ≤1 溶解態(tài)二氧化硅 mg/L ≤10 濁度 NTU ≤1 SDI ≤5
綜上，本發(fā)明采用化學(xué)軟化-管式微濾預(yù)處理工藝，相較于其他微濾或超濾膜組件，管式微濾膜具有強(qiáng)度好、耐摩擦、耐高濃度藥劑清洗、可在極高懸浮固體濃度下穩(wěn)定運(yùn)行、可耐受進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)等優(yōu)良性能。管式微濾膜采用錯(cuò)流方式運(yùn)行，在運(yùn)行和反沖洗時(shí)并無水的損耗，僅配套的污泥脫水系統(tǒng)產(chǎn)生的泥餅帶走少量水分，因此幾乎所有進(jìn)水都將通過管式微濾膜過濾后，送往后續(xù)處理單元或回用。
二、高鹽廢水減量濃縮工藝
1、高鹽廢水減量濃縮方案
由于采用熱法蒸發(fā)技術(shù)需要消耗大量的能量，運(yùn)行成本較高，而高鹽廢水經(jīng)過化學(xué)軟化預(yù)處理后，廢水中的Ca2+、Mg2+、Si等物質(zhì)濃度預(yù)計(jì)分別不大于20mg/L、20mg/L和10mg/L，易結(jié)垢物質(zhì)得到明顯去除，可以采用膜法對(duì)預(yù)處理后的廢水進(jìn)行進(jìn)一步減量處理。
高鹽廢水經(jīng)過化學(xué)軟化處理后，鈣、鎂和硅等易結(jié)垢成分明顯降低，但是化學(xué)軟化對(duì)廢水中COD去除效果較差，由于納濾膜對(duì)COD具有較高的耐受性，可以在化學(xué)軟化工藝后采用納濾-反滲透處理工藝。廢水通過納濾處理可以截留廢水中的大部分二價(jià)離子和部分一價(jià)離子，起到預(yù)濃縮的作用，同時(shí)產(chǎn)水的含鹽量以及鈣、鎂等易結(jié)垢組分含量明顯降低，有助于提高后續(xù)反滲透處理工藝的回收率以及運(yùn)行穩(wěn)定性。納濾濃水可以采用DTRO(碟管式反滲透處理系統(tǒng))膜進(jìn)一步濃縮減量。工藝流程如圖2所示。
2、高鹽廢水減量濃縮系統(tǒng)回收率的確定
管式微濾系統(tǒng)出水進(jìn)入納濾系統(tǒng)，由于廢水中鈣、鎂和硅等易結(jié)垢物質(zhì)濃度較低，納濾回收率設(shè)計(jì)為85%，納濾濃水約為18m3/h，總?cè)芙夤腆w(TDS)約73600mg/L，再經(jīng)DTRO(一) (即第一碟管式反滲透處理系統(tǒng))進(jìn)一步濃縮減量，DTRO(一)系統(tǒng)設(shè)計(jì)回收率為55%，剩余8.1m3/h的高鹽廢水需進(jìn)行后續(xù)處理;納濾產(chǎn)水約102m3/h進(jìn)入RO(反滲透)系統(tǒng)進(jìn)一步濃縮減量，RO系統(tǒng)設(shè)計(jì)回收率為85%，RO系統(tǒng)濃水產(chǎn)量約15.3m3/h，總?cè)芙夤腆w(TDS)約為 72300mg/L，再經(jīng)過DTRO(二)(即第二碟管式反滲透處理系統(tǒng))系統(tǒng)濃縮減量，DTRO(二) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)回收率為50%，剩余濃水約7.65m3/h需進(jìn)一步處理。整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)水回用。
3、高鹽廢水減量濃縮系統(tǒng)的設(shè)置
3.1納濾系統(tǒng)
納濾系統(tǒng)主要部件為納濾膜元件，納濾膜為專有納濾三層復(fù)合膜，截留分子量約為150～ 300道爾頓(中性有機(jī)物分子)。優(yōu)先截留二價(jià)及多價(jià)陰離子，一價(jià)離子的截留率取決于進(jìn)水濃度和成分。一價(jià)離子會(huì)透過膜，不會(huì)產(chǎn)生滲透壓，納濾膜系統(tǒng)可在低于反滲透系統(tǒng)壓力的進(jìn)水壓力下操作。
典型運(yùn)行通量為8～34L/(m2·h);最高操作壓力3.0MPa;最高連續(xù)運(yùn)行溫度50℃(化學(xué)清洗溫度40℃);pH范圍：連續(xù)運(yùn)行3～9，化學(xué)清洗2～10.5;單支元件最大壓降103KPa，耐氯性500ppm·hr
納濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)為2×60m3/h，每級(jí)分為3段，一段進(jìn)水壓力15.63bar，二段進(jìn)水壓力18.93 bar，三段進(jìn)水壓力為29.76bar。每套納濾系統(tǒng)一至三段壓力容器數(shù)分別為7、4和3，每段采用6芯膜殼，納濾運(yùn)行通量18L/(m2·h)，采用一級(jí)三段排列方式，回收率可以達(dá)到85%。納濾配套有相應(yīng)的化學(xué)清洗系統(tǒng)和自動(dòng)沖洗系統(tǒng)�；瘜W(xué)清洗系統(tǒng)包括化學(xué)清洗水箱、清洗保安過濾器和清洗泵�？捎糜趯�(duì)系統(tǒng)的清洗，以恢復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行通量。
3.2反滲透系統(tǒng)
反滲透系統(tǒng)主要部件為反滲透膜元件，本設(shè)計(jì)選用特殊的工業(yè)級(jí)反滲透膜元件，單只膜元件產(chǎn)水量為34.4m3/日，平均脫鹽率(測(cè)試溶液為2000ppm的氯化鈉)為99.5%，最小脫鹽率為99%，膜面積為31m2,流道寬度為0.9mm。該膜元件主要用于廢水濃縮，減少濃水的排放量，同時(shí)增大反滲透濃水的濃度，便于后續(xù)工藝系統(tǒng)規(guī)模的減小。
反滲透系統(tǒng)包括保安過濾器，高壓泵，壓力容器以及相應(yīng)的段間增壓泵。反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)為2×51m3/h，進(jìn)水壓力10bar，每級(jí)分為4段，一段進(jìn)水壓力25.93bar，二段進(jìn)水壓力35.16bar，三段進(jìn)水壓力為52.23bar，四段進(jìn)水壓力為66.44bar。一至四段壓力容器數(shù)分別為6、3、2和1，共采用壓力容器12個(gè)，每段采用6芯膜殼。同時(shí)，配套相應(yīng)的自動(dòng)沖洗系統(tǒng)和化學(xué)清洗系統(tǒng)。高壓泵與沖洗泵聯(lián)鎖，當(dāng)高壓泵停止運(yùn)行時(shí)，啟動(dòng)沖洗泵，以置換膜元件內(nèi)部的濃水，防止在反滲透膜表面結(jié)垢。當(dāng)膜元件的運(yùn)行壓差增加15%或系統(tǒng)產(chǎn)水量下降10%的工況下，需要啟動(dòng)化學(xué)清洗系統(tǒng)，根據(jù)污染情況配備相應(yīng)的化學(xué)清洗液進(jìn)行化學(xué)清洗，以便恢復(fù)膜元件的運(yùn)行通量。
3.3碟管式反滲透系統(tǒng)
為了進(jìn)一步濃縮減量，納濾系統(tǒng)的濃水(主要成分為硫酸鈉)送入第一高壓碟管式反滲透系統(tǒng)即DTRO(一)處理系統(tǒng)(用于處理納濾濃水，流量為18m3/h)。NF濃水由泵輸送至保安過濾器后，去除細(xì)小顆粒后經(jīng)過高壓泵，首先進(jìn)入一段膜元件，一段濃水進(jìn)入二段膜元件，二段濃水進(jìn)入后續(xù)的蒸發(fā)系統(tǒng)，兩段的產(chǎn)水合并進(jìn)入后續(xù)的處理單元。DTRO(一)處理系統(tǒng)共采用160bar膜柱60根，分三套并聯(lián)，每套分兩段，膜柱比例為10:10。
反滲透系統(tǒng)的濃水送入第二高壓碟管式反滲透系統(tǒng)即DTRO(二)處理系統(tǒng)(用于處理反滲透濃水，流量為15m3/h)，該系統(tǒng)采用160bar膜柱72根。分四套并聯(lián)，每套分兩段，膜柱比例為9:9。
DTRO膜柱特性：
DTRO系統(tǒng)由水泵系統(tǒng)、預(yù)過濾系統(tǒng)、膜/閥組件系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)、化學(xué)清洗系統(tǒng)、手動(dòng)/ 自動(dòng)閥門系統(tǒng)、各類儀表和控制檢測(cè)元器件、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以及必要的設(shè)備附件組成。
DTRO系統(tǒng)運(yùn)行為全自動(dòng)運(yùn)行方式，包括過濾、沖洗、化學(xué)清洗等。
DTRO系統(tǒng)采用供水泵定量運(yùn)行、反滲透膜元件恒流過濾的原則，系統(tǒng)配有的儀表測(cè)量點(diǎn)及數(shù)量滿足系統(tǒng)的安全、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的需要。
在整個(gè)反滲透膜柱組的進(jìn)出水口設(shè)置有流量傳感計(jì)、壓力傳感器，流量調(diào)節(jié)閥，保證系統(tǒng)恒流安全運(yùn)行;在整個(gè)反滲透膜柱組的出水口設(shè)有壓力傳感器、電導(dǎo)率檢測(cè)儀等，檢測(cè)反滲透膜柱的運(yùn)行狀況及出水水質(zhì)，保證系統(tǒng)的可靠性;整個(gè)系統(tǒng)配有溫度傳感器、壓力變送器、液位變送器，及系統(tǒng)總的出水口配有電導(dǎo)率檢測(cè)儀、流量傳感器等，確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
系統(tǒng)按照全自動(dòng)運(yùn)行的需求配備有一系列氣動(dòng)自動(dòng)閥，系統(tǒng)安裝設(shè)定的自動(dòng)程序，全自動(dòng)運(yùn)行。
由于反滲透濃水中NaCl含量較高，經(jīng)過RO處理后，其濃水中NaCl含量約為7%，可以作為次氯酸鈉發(fā)生器的原料用來生產(chǎn)次氯酸鈉。產(chǎn)生的次氯酸鈉可用作殺菌劑，一方面減少了外購(gòu)次氯酸鈉的量，另一方面充分利用了濃水中的NaCl，減少了濃水的處理量。
三、結(jié)晶工藝
高鹽廢水經(jīng)DTRO系統(tǒng)處理后，總?cè)芙夤腆w(TDS)約為150000-170000mg/L，廢水中的主要離子為Na+、Cl-和SO42-等�？梢钥闯鰪U水含鹽量距離NaCl和Na2SO4的結(jié)晶析出濃度差距較大，還需要進(jìn)一步濃縮處理。
1、機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝
機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶技術(shù)適用于高鹽廢水的結(jié)晶，濃鹽水送到強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器系統(tǒng)進(jìn)行濃縮結(jié)晶，將水中高含量的鹽分結(jié)晶成固體，出水回用，固體鹽分經(jīng)離心分離、干燥后外運(yùn)回用或其他安置處理。
來自DTRO的濃水進(jìn)入結(jié)晶器進(jìn)料罐，罐內(nèi)可通蒸汽進(jìn)行加熱。進(jìn)料罐內(nèi)的濃鹽水由泵送至結(jié)晶器濃鹽水循環(huán)管，進(jìn)入結(jié)晶器。
在強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶系統(tǒng)中，結(jié)晶器的閃蒸罐通過循環(huán)管連接一臺(tái)管殼式換熱器，循環(huán)泵將濃鹽水從閃蒸罐送至換熱器進(jìn)行熱交換，因此為“強(qiáng)制循環(huán)結(jié)晶器”。本發(fā)明中管殼式換熱器為臥式兩管程換熱器。結(jié)晶器進(jìn)水與系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的濃鹽漿混合，經(jīng)管殼式換熱器加熱后，有幾度溫升(顯熱)，再次進(jìn)入到閃蒸罐，發(fā)生閃蒸，析出鹽份結(jié)晶。從換熱器出來的濃鹽漿從閃蒸罐中部切線進(jìn)入，在罐內(nèi)產(chǎn)生渦流。渦流的產(chǎn)生有助于形成更大的液體閃蒸表面。工廠蒸汽連續(xù)進(jìn)入換熱器殼程，將潛熱釋放給循環(huán)的濃鹽漿。蒸汽冷凝液在冷凝液罐內(nèi)收集后，由泵送回用戶的蒸汽冷凝液系統(tǒng)。
蒸汽在閃蒸罐內(nèi)積聚，經(jīng)除霧分離器，進(jìn)入一臺(tái)蒸汽壓縮機(jī)。蒸汽經(jīng)壓縮后壓力得以提升，其飽和溫度比濃鹽漿的沸點(diǎn)高幾度。壓縮后的蒸汽隨后進(jìn)入管殼式換熱器的殼程，在此，蒸汽釋放潛熱給管殼式換熱器管程的濃鹽漿。蒸汽在殼程冷凝后，冷凝液經(jīng)收集后由泵送至結(jié)晶器蒸餾水罐，與結(jié)晶器蒸餾水混合后，進(jìn)入板式換熱器將顯熱釋放給進(jìn)水，然后進(jìn)入產(chǎn)品水儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，并回用。
混鹽晶體在結(jié)晶器閃蒸罐內(nèi)不斷形成。在加熱和閃蒸的過程中，水蒸發(fā)出來，濃鹽漿變成過飽和狀態(tài)，隨之鹽的晶體從溶液中析出。部分濃鹽漿從循環(huán)管道上排至離心機(jī)進(jìn)行液固分離。離心母液收集在母液罐內(nèi)返回結(jié)晶器。從離心機(jī)排出的固體鹽回收或進(jìn)行其它處置。機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝示意圖如圖3所示。
2、機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶技術(shù)優(yōu)勢(shì)
(1)物料循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)廢水“零排放”的目標(biāo)，結(jié)晶產(chǎn)生的固體鹽分可作為化工原料重復(fù)利用，或集中外運(yùn)統(tǒng)一處理。蒸發(fā)冷凝水可作為鍋爐補(bǔ)給水回用。
(2)采用機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶技術(shù)，可較大限度的節(jié)能降耗，較傳統(tǒng)多效蒸發(fā)結(jié)晶器節(jié)約大量能耗。
(3)通過預(yù)處理去除可結(jié)垢物質(zhì)，同時(shí)接觸水、氣部分采用相應(yīng)不同的材質(zhì)，降低了設(shè)備的腐蝕，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
(4)系統(tǒng)布置緊湊、布局合理、易于檢修。
(5)自動(dòng)化程度高，基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。
3、多種結(jié)晶工藝比較
多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工藝、機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝和低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶工藝技術(shù)比較如表3所示。
表3蒸發(fā)結(jié)晶工藝主要技術(shù)指標(biāo)比較
從各結(jié)晶工藝綜合性能比較來看，低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)技術(shù)較為先進(jìn)，但其裝機(jī)功率較大，運(yùn)行電耗也相對(duì)較高，會(huì)較大的影響電廠廠用電率指標(biāo)。多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工藝需要較多的蒸汽量，并且其存在占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高的問題。機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝相較于多效強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)結(jié)晶工藝具有占地面積小，投資和運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。雖然機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝的運(yùn)行成本稍高于低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶，但機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶系統(tǒng)整套設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率較高，后續(xù)維護(hù)方便。同時(shí)，低溫常壓蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)由于未設(shè)有結(jié)晶器，結(jié)晶鹽為混鹽，幾乎無利用價(jià)值，且產(chǎn)水的水質(zhì)較其他工藝差。因此，采用機(jī)械蒸汽再壓縮結(jié)晶工藝。
四、產(chǎn)水回用與廢物處理
高鹽廢水采用化學(xué)軟化—管式微濾—納濾—(RO)—DTRO—蒸發(fā)結(jié)晶處理工藝后，廢水得到完全處理，最終產(chǎn)品為回用水及固體鹽�；赜盟饕煞礉B透產(chǎn)水以及結(jié)晶器凝結(jié)水組成，水質(zhì)預(yù)期如表4所示�；赜盟}量明顯偏低，硬度也較低，可以用于冷卻塔補(bǔ)充水，廢水產(chǎn)水回用于冷卻塔后，綜合進(jìn)水水質(zhì)較原來具有一定程度的改善，完全可以滿足冷卻塔補(bǔ)充水的要求。
采用本發(fā)明的方法對(duì)廢水進(jìn)行處理后，分別產(chǎn)生大量的固體結(jié)晶鹽(氯化鈉和硫酸鈉)，可以作為工業(yè)原料進(jìn)行外售處理。
綜上，采用本發(fā)明的方法，最終產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)綜合利用和處理，無外排。
表4回用水水質(zhì)預(yù)估情況
本發(fā)明的有益之處在于：本發(fā)明提供一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理方法和裝置，能夠?qū)U水進(jìn)行高效處理，對(duì)廢水中液體和鹽成分進(jìn)行有效分離，廢水處理后的產(chǎn)物可以進(jìn)行循環(huán)使用或者作為其他工業(yè)產(chǎn)品出售，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的零排放。本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，處理效率高，能耗小，采用本發(fā)明的方法，不僅避免了對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)改善區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量具有積極作用，同時(shí)提高了廢水利用效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本，環(huán)境和社會(huì)效益非常顯著。本發(fā)明的裝置運(yùn)行效率高，組裝方便，成本低，耗能小。
