公布日：2022.08.09
申請日：2022.05.13
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C01F11/32(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及資源化回收與廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法及系統(tǒng)，方法包括S1預(yù)處理、S2離心分離、S3多級過濾、S4鹽回收系統(tǒng)、S5鹽脫附系統(tǒng)與S6脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)六大步驟；系統(tǒng)包括預(yù)處理裝置(10)、多級過濾裝置(20)、鹽回收系統(tǒng)(30)、鹽脫附系統(tǒng)(40)與脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)(50)；該方法及系統(tǒng)回收具有較高應(yīng)用價值的氯化鈣實現(xiàn)資源的再利用，可使的氯化鈣晶體回收率為53～75％，回收的氯化鈣晶體純度為99％，脫鹽劑乙溶液醇回收率＞90％，乙醇濃度為60～90％，整體脫鹽成本低，同時解決骨明膠廢水氯離子排放達(dá)標(biāo)困難的問題，經(jīng)回收處理后廢水中氯離子排放濃度降低至＜800mg/L，綜合廢水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)濟效益顯著。
權(quán)利要求書
1.一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，其特征在于，包括以下步驟：S1預(yù)處理：將酸浸車間和磷鈣車間排出的廢水排入混凝池(1)后，向其中加入混凝劑和助凝劑；S2離心分離：將S1中的出水通過管道泵入離心裝置(2)進(jìn)行固液分離；S3多級過濾：將S2中預(yù)處理階段的出水泵入一級超濾(3)進(jìn)行一級過濾，濃縮液排入濃水池(6)；將一級超濾(3)的濾出液泵入二級超濾(4)進(jìn)行二級過濾，濃縮液排入濃水池(6)；將二級超濾(4)的濾出液泵入納濾(5)進(jìn)行三級過濾，濃縮液排入濃水池(6)，將納濾(5)的濾出液泵入鹽回收系統(tǒng)(30)；S4鹽回收系統(tǒng)：將S3中多級過濾階段的濾出液泵入鹽回收系統(tǒng)(30)通過樹脂吸附水中的無機鹽；經(jīng)脫鹽后的稀廢水排入稀水池(7)；將稀水池(7)中的稀廢水排入綜合廢水池(8)進(jìn)行混合后通過生化處理，達(dá)標(biāo)排放；S5鹽脫附系統(tǒng)：將鹽回收系統(tǒng)(30)中的樹脂轉(zhuǎn)移至鹽脫附系統(tǒng)(40)中與脫鹽劑混合，脫鹽劑將樹脂吸附的無機鹽洗脫后進(jìn)入脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)(50)，洗脫后的樹脂回用至鹽回收系統(tǒng)(30)；S6脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)：將S5中含鹽的脫鹽劑與濃水池(6)中濃縮液進(jìn)行混合后通過蒸發(fā)獲得氯化鈣晶體，脫鹽劑通過冷凝回收后回用至鹽脫附系統(tǒng)(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，其特征在于，S1中混凝劑包括聚合氯化鋁、聚合氯化鐵和聚合硫酸鋁中的一種或多種，助凝劑包括聚丙烯酰胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，其特征在于，S2中離心分離包括臥式離心機、碟片離心機中的一種，臥式離心機的轉(zhuǎn)速在5000-7500r/min，碟片離心機的轉(zhuǎn)速在8000-10000r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，其特征在于，S3中多級過濾裝置包括一級超濾(3)、二級超濾(4)及納濾(5)，一級超濾膜孔徑100-200nm，二級超濾膜孔徑2-10nm，納濾(5)的截留分子量為250-400Da，經(jīng)S2分離的廢水依次經(jīng)過一級超濾(3)、二級超濾(4)、納濾(5)；經(jīng)過多級過濾后的廢水pH為4.32-4.54；優(yōu)選的，一級超濾(3)為碳化硅超濾，二級超濾(4)為陶瓷超濾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，其特征在于，鹽回收系統(tǒng)(30)是由樹脂組成的吸附塔，吸附溫度20-27℃，過液體積3-10倍吸附體積，吸附時間3-10h，脫鹽后的稀廢水排入稀水池，稀廢水pH為4.01-4.68，氯離子含量＜20000mg/L；優(yōu)選的，樹脂為大孔吸附樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，其特征在于，鹽脫附系統(tǒng)(40)中的脫鹽劑為乙醇溶液，洗脫裝置為洗脫塔，脫鹽劑由洗脫塔下部進(jìn)上部出，脫鹽劑用量3-8倍樹脂體積，洗脫時間3-5小時，洗脫流速為1-1.6倍吸附體積/每小時；優(yōu)選的，乙醇溶液中乙醇體積占比40％-80％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，其特征在于，濃水池(6)中的濃液通過AFC進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)，預(yù)蒸發(fā)后含鹽洗脫液混合，再通過多效蒸發(fā)、MVR蒸發(fā)將氯化鈣結(jié)晶、分離并由蒸發(fā)系統(tǒng)中的傳送裝置運出，脫鹽劑通過蒸餾后冷凝回收利用至鹽脫附系統(tǒng)(40)。
8.一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的系統(tǒng)，其特征在于，包括預(yù)處理裝置(10)、多級過濾裝置(20)、鹽回收系統(tǒng)(30)、鹽脫附系統(tǒng)(40)與脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)(50)，所述預(yù)處理裝置(10)與多級過濾裝置(20)連通，所述多級過濾裝置(20)的濾出液管路與鹽回收系統(tǒng)(30)連通，其濃液管路與濃水池(6)連通；所述鹽回收系統(tǒng)(30)內(nèi)設(shè)有吸附樹脂，用于回收氯化鈣晶體；鹽脫附系統(tǒng)(40)將鹽回收系統(tǒng)(30)中的吸附樹脂與脫鹽劑混合，用于重生樹脂洗脫氯化鈣晶體；經(jīng)鹽脫附系統(tǒng)(40)的脫鹽劑洗脫后進(jìn)入脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)(50)，且洗脫后的樹脂回用至鹽回收系統(tǒng)(30)；鹽回收系統(tǒng)(30)的濾出液管路連接稀水池(7)，稀水池(7)與綜合廢水池(8)相連，濾出液經(jīng)綜合廢水池(8)調(diào)節(jié)后進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后排放。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理裝置(10)包括依次相連的混凝池(1)及離心裝置(2)，車間廢水通過連接管路注入混凝池(1)，混凝池(1)加入混凝劑和助凝劑用于去除雜質(zhì)；離心裝置(2)包括臥式離心機、碟片離心機中的一種；所述多級過濾裝置(20)依次包括一級超濾(3)、二級超濾(4)與納濾(5)，一級超濾(3)、二級超濾(4)、納濾(5)均與濃水池(6)相連；濃水池(6)與脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)(50)相連；優(yōu)選的，一級超濾(3)為碳化硅超濾，二級超濾(4)為陶瓷超濾，一級超濾(3)、二級超濾(4)與納濾(5)用于去除廢水中細(xì)小顆粒、溶解性蛋白與油脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的系統(tǒng)，其特征在于，所述脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)(50)包括AFC蒸發(fā)設(shè)備、多效蒸發(fā)設(shè)備、MVR蒸發(fā)設(shè)備，氯化鈣晶體經(jīng)蒸發(fā)后通過傳送裝置運出，脫鹽劑經(jīng)蒸餾后冷凝回收至鹽脫附系統(tǒng)(40)。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法和系統(tǒng)，解決上述技術(shù)背景中提出的問題，該系統(tǒng)回收具有較高應(yīng)用價值的氯化鈣實現(xiàn)資源的再利用，降低廢水中氯離子和鈣離子的濃度以減弱對生化系統(tǒng)的沖擊，經(jīng)回收處理后廢水中氯離子排放濃度降低至＜800mg/L，綜合廢水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)濟效益顯著。
為了實現(xiàn)第一目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的方法，包括以下步驟：
S1預(yù)處理：將酸浸車間和磷鈣車間排出的廢水排入混凝池后，向其中加入混凝劑和助凝劑；
S2離心分離：將S1中的出水通過管道泵入離心裝置進(jìn)行固液分離；
S3多級過濾：將S2中預(yù)處理階段的出水泵入一級超濾進(jìn)行一級過濾，濃縮液排入濃水池，再將超濾的濾出液泵入二級超濾進(jìn)行二級過濾，濃縮液排入濃水池；將二級超濾的濾出液泵入納濾進(jìn)行三級過濾，濃縮液排入濃水池；將納濾的濾出液泵入鹽回收系統(tǒng)，濃縮液排入濃水池；
S4鹽回收系統(tǒng)：將S3中多級過濾階段的濾出液泵入鹽回收系統(tǒng)通過樹脂吸附水中的無機鹽；經(jīng)脫鹽后的稀廢水排入稀水池；將稀水池中的稀廢水排入綜合廢水池進(jìn)行混合后通過生化處理，達(dá)標(biāo)排放；
S5鹽脫附系統(tǒng)：將鹽回收系統(tǒng)中的樹脂轉(zhuǎn)移至鹽脫附系統(tǒng)中與脫鹽劑混合，脫鹽劑將樹脂吸附的無機鹽洗脫后進(jìn)入脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)，洗脫后的樹脂回用至鹽回收系統(tǒng)；
S6脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)：將S5中含鹽的脫鹽劑與濃水池中濃縮液進(jìn)行混合后通過蒸發(fā)獲得氯化鈣晶體，脫鹽劑通過冷凝回收后回用至鹽脫附系統(tǒng)。
作為優(yōu)選，S1中混凝劑包括聚合氯化鋁、聚合氯化鐵和聚合硫酸鋁中的一種或多種，助凝劑包括聚丙烯酰胺。
作為優(yōu)選，S2中離心分離包括臥式離心機、碟片離心機中的一種，臥式離心機的轉(zhuǎn)速在5000-7500r/min，碟片離心機的轉(zhuǎn)速在8000-10000r/min。
作為優(yōu)選，S3中多級過濾裝置包括一級超濾、二級超濾及納濾，一級超濾膜孔徑100-200nm，二級超濾膜孔徑2-10nm，納濾的截留分子量為250-400Da，經(jīng)S2分離的廢水依次經(jīng)過一級超濾、二級超濾、納濾；經(jīng)過多級過濾后的廢水pH為4.32-4.54；
進(jìn)一步優(yōu)選，一級超濾為碳化硅超濾，二級超濾為陶瓷超濾，一級超濾、二級超濾與納濾用于去除廢水中細(xì)小顆粒、溶解性蛋白與油脂。
作為優(yōu)選，鹽回收系統(tǒng)是由樹脂組成的吸附塔，吸附溫度20-27℃，過液體積3-10倍吸附體積，吸附時間3-10h，脫鹽后的稀廢水排入稀水池，稀廢水pH為4.01-4.68，氯離子含量＜20000mg/L；
進(jìn)一步優(yōu)選，樹脂為大孔吸附樹脂。
作為優(yōu)選，鹽脫附系統(tǒng)中的脫鹽劑為乙醇溶液，洗脫裝置為洗脫塔，脫鹽劑由洗脫塔下部進(jìn)上部出，脫鹽劑用量3-8倍樹脂體積，洗脫時間3-5小時，洗脫流速為1-
1.6倍吸附體積/每小時；
進(jìn)一步優(yōu)選，乙醇溶液中乙醇體積占比40％-80％。
作為優(yōu)選，濃水池中的濃液通過AFC進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)，預(yù)蒸發(fā)后含鹽洗脫液混合，再通過多效蒸發(fā)、MVR蒸發(fā)將氯化鈣結(jié)晶、分離并由蒸發(fā)系統(tǒng)中的傳送裝置運出，脫鹽劑通過蒸餾后冷凝回收利用至鹽脫附系統(tǒng)。
為了實現(xiàn)第二目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種骨明膠廢水中回收氯化鈣晶體的系統(tǒng)，包括預(yù)處理裝置、多級過濾裝置、鹽回收系統(tǒng)、鹽脫附系統(tǒng)與脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)，所述預(yù)處理裝置與多級過濾裝置連通，所述多級過濾裝置的濾出液管路與鹽回收系統(tǒng)連通，其濃液管路與濃水池連通；
所述鹽回收系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有吸附樹脂，用于回收氯化鈣晶體；鹽脫附系統(tǒng)將鹽回收系統(tǒng)中的吸附樹脂與脫鹽劑混合，用于重生樹脂洗脫氯化鈣晶體；經(jīng)鹽脫附系統(tǒng)的脫鹽劑洗脫后進(jìn)入脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)，且洗脫后的樹脂回用至鹽回收系統(tǒng)；
鹽回收系統(tǒng)的濾出液管路連接稀水池，稀水池與綜合廢水池相連，濾出液經(jīng)綜合廢水池調(diào)節(jié)后進(jìn)入生化處理系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后排放。
作為優(yōu)選，所述預(yù)處理裝置包括依次相連的混凝池及離心裝置，車間廢水通過連接管路注入混凝池，混凝池加入混凝劑和助凝劑用于去除雜質(zhì)；離心裝置包括臥式離心機、碟片離心機中的一種。
作為優(yōu)選，所述多級過濾裝置依次包括一級超濾、二級超濾與納濾，一級超濾、二級超濾、納濾均與濃水池相連。
作為優(yōu)選，一級超濾為碳化硅超濾，二級超濾為陶瓷超濾，一級超濾、二級超濾與納濾用于去除廢水中細(xì)小顆粒、溶解性蛋白與油脂。
作為優(yōu)選，濃水池與脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)相連。
作為優(yōu)選，所述脫鹽劑再生及鹽結(jié)晶系統(tǒng)包括AFC蒸發(fā)設(shè)備、多效蒸發(fā)設(shè)備、MVR蒸發(fā)設(shè)備，濃水池中的濃液通過AFC進(jìn)行預(yù)蒸發(fā)，預(yù)蒸發(fā)后含鹽洗脫液混合，再通過多效蒸發(fā)、MVR蒸發(fā)將氯化鈣結(jié)晶、分離并由蒸發(fā)系統(tǒng)中的傳送裝置運出，脫鹽劑通過蒸餾后冷凝回收利用至鹽脫附系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明的方法回收具有較高應(yīng)用價值的氯化鈣實現(xiàn)資源的再利用，可使的氯化鈣晶體回收率為53-75％，回收的氯化鈣晶體純度為99％，脫鹽劑乙溶液醇回收率＞90％，乙醇濃度為60-90％，整體脫鹽成本低，也降低廢水中氯離子和鈣離子的濃度以減弱對生化系統(tǒng)的沖擊，同時解決骨明膠廢水氯離子排放達(dá)標(biāo)困難的問題，經(jīng)回收處理后廢水中氯離子排放濃度降低至＜800mg/L，綜合廢水達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)濟效益顯著。且回收的氯化鈣晶體符合中國藥典(2020版)及食品添加劑氯化鈣(GB1886.45-2016)中的相關(guān)要求。
（發(fā)明人：沈斌;劉澤川;張正波;段帥;莫詩婕;張必華;汪舟波;黃鸝;周晨）
