公布日：2022.03.11
申請(qǐng)日：2021.12.15
分類(lèi)號(hào)：C02F9/06(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/469(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;
C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高鹽廢水濃縮系統(tǒng)及濃縮方法，涉及高鹽廢水處理技術(shù)領(lǐng)域；濃縮系統(tǒng)包括鍋爐、沉淀箱、PH調(diào)節(jié)箱、納濾系統(tǒng)和電滲析系統(tǒng)，鍋爐通過(guò)第一水管與沉淀箱連通，沉淀箱通過(guò)第二水管與PH調(diào)節(jié)箱連通，PH調(diào)節(jié)箱通過(guò)第三水管與納濾系統(tǒng)連通，納濾系統(tǒng)通過(guò)淡水管與電滲析系統(tǒng)連通；先將高鹽廢水通入鍋爐中進(jìn)行初步除硬，再將鹽水通入沉淀箱進(jìn)一步除硬，其后通過(guò)PH調(diào)節(jié)箱調(diào)節(jié)鹽水PH，最后使鹽水依次經(jīng)納濾系統(tǒng)和電滲析系統(tǒng)進(jìn)行濃縮處理，該濃縮方法能夠極大程度降低廢水中的含鹽量，使得到的三級(jí)淡水滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)；同時(shí)降低納濾膜以及電滲透膜發(fā)生堵塞概率，確保濃縮工作順利進(jìn)行。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種高鹽廢水濃縮系統(tǒng)，其特征在于，包括預(yù)處理裝置、納濾系統(tǒng)(400)和電滲析系統(tǒng)(500)，所述預(yù)處理裝置包括鍋爐(100)、沉淀箱(200)、PH調(diào)節(jié)箱(300)和廢氣處理箱(600)，所述鍋爐(100)與所述沉淀箱(200)之間連通有用于將鍋爐中的鹽水輸送至沉淀箱(200)的第一水管(110)，所述沉淀箱(200)與所述PH調(diào)節(jié)箱(300)之間連通有用于將所述沉淀箱(200)內(nèi)的鹽水輸送至PH調(diào)節(jié)箱(300)的第二水管(210)；所述PH調(diào)節(jié)箱(300)與所述納濾系統(tǒng)(400)之間連通有用于將所述PH調(diào)節(jié)箱(300)中的鹽水輸送至納濾系統(tǒng)(500)的第三水管(310)，所述納濾系統(tǒng)(400)還連通有濃水管(420)和淡水管(410)，所述濃水管(420)遠(yuǎn)離所述納濾系統(tǒng)(400)的一端與所述沉淀箱(200)連通，所述淡水管(410)遠(yuǎn)離所述納濾系統(tǒng)(400)的一端與所述電滲析系統(tǒng)(500)的淡水室(510)連通；所述PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)(300)設(shè)置有換熱管(120)，所述換熱管(120)的一端與所述鍋爐(100)頂部連通，所述換熱管(120)的另一端與設(shè)置在所述PH外部的所述廢氣回收箱連通(600)；所述第二水管(210)和所述第一水管(110)均設(shè)置有過(guò)濾裝置(220)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鹽廢水濃縮系統(tǒng)，其特征在于，位于所述PH調(diào)節(jié)箱(300)內(nèi)的一段換熱管(120)呈豎螺紋狀設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高鹽廢水濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述沉淀箱(200)和所述PH調(diào)節(jié)箱(300)內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置(230)，所述PH調(diào)節(jié)箱(300)內(nèi)的攪拌裝置(230)同軸設(shè)置在所述換熱管(120)內(nèi)部。
4.一種高鹽廢水濃縮方法，其特征在于，由權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的濃縮系統(tǒng)進(jìn)行處理，包括如下步驟：S1將高鹽廢水沿進(jìn)水管(130)加入鍋爐(100)中，進(jìn)行初步除硬，得到初步除硬水；S2將所述初步除硬水經(jīng)第一水管(110)過(guò)濾后通入沉淀箱(200)中，向沉淀箱(200)中的初步除硬水中加入活性炭和沉淀劑，待初步除硬水充分沉淀后，得到進(jìn)一步除硬水；S3將所述進(jìn)一步除硬水經(jīng)第二水管(210)過(guò)濾后通入PH調(diào)節(jié)箱(300)中調(diào)節(jié)PH，獲得PH調(diào)節(jié)水；在此過(guò)程中，鍋爐(100)中產(chǎn)生的廢氣連通廢熱一同沿?fù)Q熱管(120)輸入PH調(diào)節(jié)箱(300)，對(duì)PH調(diào)節(jié)箱(300)中的進(jìn)一步除硬水進(jìn)行加熱，其后使廢氣和廢熱一同進(jìn)入廢氣處理箱(600)中進(jìn)行處理；S4將所述PH調(diào)節(jié)水通過(guò)第三水管(310)通入納濾系統(tǒng)(400)中，經(jīng)納濾膜過(guò)濾后，得到濃水和納濾產(chǎn)水，濃水經(jīng)濃水管(420)排至沉淀箱(200)中，納濾產(chǎn)水經(jīng)淡水管(410)排入電滲析系統(tǒng)(500)中進(jìn)行三級(jí)電滲析處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高鹽廢水濃縮方法，其特征在于，所述沉淀劑為氧化鈣、碳酸鈉和改性鎂鋁型滑石粉混合物；所述改性鎂鋁型滑石粉為鎂鋁型滑石粉經(jīng)500℃煅燒所得。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高鹽廢水濃縮方法，其特征在于，通過(guò)加入所述沉淀劑使所述沉淀箱(200)中的PH為8.3-10.3。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高鹽廢水濃縮方法，其特征在于，所述PH調(diào)節(jié)箱(300)中的PH為5.5-6.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高鹽廢水濃縮方法，其特征在于，所述PH調(diào)節(jié)箱(300)中的溫度為65-75℃。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種高鹽廢水濃縮系統(tǒng)及濃縮方法，通過(guò)將高鹽廢水經(jīng)過(guò)充分的預(yù)處理，再使其經(jīng)過(guò)納濾系統(tǒng)和電滲析系統(tǒng)進(jìn)行充分濃縮，使得濃縮后的淡水滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)，極大程度降低納濾膜和電滲析膜的堵塞，提高濃縮效率，確保濃縮工作的順利進(jìn)行。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
一種高鹽廢水濃縮系統(tǒng)，包括預(yù)處理裝置、納濾系統(tǒng)和電滲析系統(tǒng)，所述預(yù)處理裝置包括鍋爐、沉淀箱、PH調(diào)節(jié)箱和廢氣處理箱，所述鍋爐與所述沉淀箱之間連通有用于將鍋爐中的鹽水輸送至沉淀箱的第一水管，所述沉淀箱與所述PH調(diào)節(jié)箱之間連通有用于將所述沉淀箱內(nèi)的鹽水輸送至PH調(diào)節(jié)箱的第二水管；所述PH調(diào)節(jié)箱與所述納濾系統(tǒng)之間連通有用于將所述PH調(diào)節(jié)箱中的鹽水輸送至納濾系統(tǒng)的第三水管，所述納濾系統(tǒng)還連通有濃水管和淡水管，所述濃水管遠(yuǎn)離所述納濾系統(tǒng)的一端與所述沉淀箱連通，所述淡水管遠(yuǎn)離所述納濾系統(tǒng)的一端與所述電滲析系統(tǒng)的淡水室連通；所述PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)設(shè)置有換熱管，所述換熱管的一端與所述鍋爐頂部連通，所述換熱管的另一端與設(shè)置在所述PH外部的所述廢氣回收箱連通；所述第二水管和所述第一水管均設(shè)置有過(guò)濾裝置。
優(yōu)選的，位于所述PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)的一段換熱管呈豎螺紋狀設(shè)置。螺紋狀設(shè)置能夠增大換熱管與PH調(diào)節(jié)箱中的水的接觸面積，進(jìn)而確保水加熱迅速且均勻，提高加熱效率。
優(yōu)選的，所述沉淀箱和所述PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)設(shè)置有攪拌裝置，所述PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)的攪拌裝置同軸設(shè)置在所述換熱管內(nèi)部。沉淀箱內(nèi)的攪拌裝置能夠加快沉淀箱內(nèi)的水的沉淀速度；PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)的攪拌裝置能夠加快水的PH調(diào)節(jié)速度；通過(guò)將PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)的攪拌裝置同軸設(shè)置在所述換熱管內(nèi)部，能夠最大程度發(fā)揮二者的協(xié)同作用，即在通過(guò)螺紋狀換熱管增大換熱面積的同時(shí)通過(guò)攪拌裝置在其內(nèi)部加以攪拌，能夠最大程度加快PH調(diào)節(jié)箱內(nèi)的換熱速度。
本發(fā)明還提供一種高鹽廢水濃縮方法，包括如下步驟：
S1將高鹽廢水沿進(jìn)水管加入鍋爐中，進(jìn)行初步除硬，得到初步除硬水；
S2將所述初步除硬水經(jīng)第一水管過(guò)濾后通入沉淀箱中，向沉淀箱中的初步除硬水中加入活性炭和沉淀劑，待初步除硬水充分沉淀后，得到進(jìn)一步除硬水；
S3將所述進(jìn)一步除硬水經(jīng)第二水管過(guò)濾后通入PH調(diào)節(jié)箱中調(diào)節(jié)PH，獲得PH調(diào)節(jié)水；在此過(guò)程中，鍋爐中產(chǎn)生的廢氣連通廢熱一同沿?fù)Q熱管輸入PH調(diào)節(jié)箱，對(duì)PH調(diào)節(jié)箱中的進(jìn)一步除硬水進(jìn)行加熱，其后使廢氣和廢熱一同進(jìn)入廢氣處理箱中進(jìn)行處理；
S4將所述PH調(diào)節(jié)水通過(guò)第三水管通入納濾系統(tǒng)中，經(jīng)納濾膜過(guò)濾后，得到濃水和納濾產(chǎn)水，濃水經(jīng)濃水管排至沉淀箱中，納濾產(chǎn)水經(jīng)淡水管排入電滲析系統(tǒng)中進(jìn)行三級(jí)電滲析處理。
優(yōu)選的，所述沉淀劑為氧化鈣、碳酸鈉和改性鎂鋁型滑石粉混合物；所述改性鎂鋁型滑石粉為鎂鋁型滑石粉經(jīng)500℃煅燒所得。加入氧化鈣后使初步除硬水中的鎂離子變?yōu)闅溲趸V沉淀，部分鈣離子變?yōu)闅溲趸}沉淀，硅酸鹽變?yōu)楣杷徕}和硅酸鎂沉淀，其后，加入碳酸鈉使溶液中的鈣離子變?yōu)樘妓徕}沉淀，提高結(jié)垢型離子的沉淀程度；改性鎂鋁滑石粉具有極大的孔徑，能夠吸附初步除硬水中的結(jié)垢型離子，進(jìn)而降低鍋初步除硬水中的結(jié)垢型離子的含量。
優(yōu)選的，通過(guò)加入所述沉淀劑使所述沉淀箱中的PH為8.3-10.3。在此PH下，碳酸鹽能夠持續(xù)發(fā)揮穩(wěn)定的沉淀作用，當(dāng)PH過(guò)低時(shí)，碳酸鹽生成碳酸氫鹽影響沉淀效率，當(dāng)PH過(guò)高時(shí)，氧化鈣的量加入過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致水中含有的鈣離子濃度增加，且pH＞10.3后水中鎂離子的非碳酸鹽硬度通過(guò)氫氧化鈣轉(zhuǎn)化為等量鈣離子的非碳酸鹽硬度，沉淀難以再生成。
優(yōu)選的，所述PH調(diào)節(jié)箱中的PH為5.5-6.5。該P(yáng)H下能使碳酸鹽轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽，避免在納濾膜和電滲析膜上結(jié)垢，導(dǎo)致膜污染，進(jìn)而影響濃縮效率。
優(yōu)選的，所述PH調(diào)節(jié)箱中的溫度為65-75℃。該溫度下能提高水的流動(dòng)性，確保水在納濾系統(tǒng)和電滲析系統(tǒng)中順利濃縮。
本發(fā)明的有益效果是：
1.通過(guò)將高鹽廢水經(jīng)鍋爐進(jìn)行初步軟化，再經(jīng)沉淀池進(jìn)一步軟化，能夠極大程度降低水中的結(jié)垢離子，同時(shí)通過(guò)調(diào)整除硬后的水的PH，確保未去除的結(jié)垢離子在濃縮的過(guò)程中不會(huì)沉淀，避免結(jié)垢離子在納濾和電滲透膜上結(jié)垢，導(dǎo)致膜污染，影響濃縮的效率。
2.通過(guò)將鹽水通入納濾膜進(jìn)行初步濃縮，能夠?qū)Ⅺ}水中的二價(jià)或多價(jià)離子及分子量介于200～500之間的有機(jī)物進(jìn)行初步去除，為電滲析濃縮打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)能夠?qū)⒂袡C(jī)膠體、多糖及微生物等易粘附和沉積于電滲透膜上的物質(zhì)進(jìn)行有效去除，避免其在電滲透過(guò)程中造成膜堵塞或者嚴(yán)重的濃差極化。
3.通過(guò)使經(jīng)納濾系統(tǒng)處理后的鹽水在電滲析系統(tǒng)中進(jìn)行三級(jí)電滲析除鹽，能夠極大程度降低含鹽量，且多級(jí)操作模式除鹽能夠降低電滲析濃縮過(guò)程中濃、淡室的濃度差，從而降低電滲析過(guò)程中的水遷移，實(shí)現(xiàn)電滲析過(guò)程較高的濃縮性能，將濃縮液的鹽含量盡可能的提高。
4.通過(guò)將鍋爐中的高熱廢氣引入PH調(diào)節(jié)箱中進(jìn)行加熱，能夠減少?gòu)U熱的損失，極大程度結(jié)余能源。
經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法處理后的高鹽廢水，產(chǎn)水電導(dǎo)率≤200μS/cm，COD＜10mg/L，Cl-＜300mg/L，總硬度(以CaCO3計(jì))＜20mg/L，整個(gè)系統(tǒng)水回收率高于94％。
（發(fā)明人：楊壽冬;劉云輝）
