公布日：2022.05.24
申請日：2022.04.02
分類號：C02F9/10(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種高鹽廢水處理系統(tǒng)及方法。高鹽廢水處理系統(tǒng)包括高鹽水調(diào)節(jié)池(1)、前端預(yù)處理模塊(2)、回用濃縮模塊(3)；所述高鹽水調(diào)節(jié)池(1)用于對高鹽廢水進(jìn)行均質(zhì)均量處理，使高鹽廢水停留時(shí)間不小于12小時(shí)，以保持所述前端預(yù)處理模塊(2)進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性；所述前端預(yù)處理模塊(2)用于對所述高鹽水調(diào)節(jié)池(1)進(jìn)行均質(zhì)均量處理后的廢水進(jìn)行預(yù)處理和降解，以使廢水的COD、氨氮、固體懸浮物濃度各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于所述回用濃縮模塊(3)的進(jìn)水水質(zhì)要求；所述回用濃縮模塊(3)用于完成主體鹽和雜鹽的分離，將主體鹽提純分離回用，雜鹽委外集中處理。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：包括高鹽水調(diào)節(jié)池(1)、前端預(yù)處理模塊(2)、回用濃縮模塊(3)；所述高鹽水調(diào)節(jié)池(1)用于對高鹽廢水進(jìn)行均質(zhì)均量處理，使高鹽廢水停留時(shí)間不小于12小時(shí)，以保持所述前端預(yù)處理模塊(2)進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性；所述前端預(yù)處理模塊(2)用于對所述高鹽水調(diào)節(jié)池(1)進(jìn)行均質(zhì)均量處理后的廢水進(jìn)行預(yù)處理和降解，以使廢水的COD、氨氮、固體懸浮物濃度各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于所述回用濃縮模塊(3)的進(jìn)水水質(zhì)要求；所述回用濃縮模塊(3)用于完成主體鹽和雜鹽的分離，將主體鹽提純分離回用，雜鹽委外集中處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述高鹽水調(diào)節(jié)池(1)內(nèi)設(shè)有曝氣盤充氧攪拌裝置(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述前端預(yù)處理模塊(2)包括依次連接的多效催化氧化裝置(21)、氨氮降解裝置(22)、硬度軟化裝置(23)、超微濾裝置(24)，所述多效催化氧化裝置(21)用于對廢水的有機(jī)物進(jìn)行斷鏈干擾和催化加持，提升有機(jī)物初級降解速率，使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，解決進(jìn)水系統(tǒng)中有機(jī)物和部分氨氮問題，所述氨氮降解裝置(22)用于進(jìn)行高氨氮的脫除降解，使氨氮與酸性溶液反應(yīng)生成銨鹽，解決進(jìn)水系統(tǒng)中氨氮問題，所述硬度軟化裝置(23)用于軟化廢水，解決硬化鈣鹽、硅鹽問題，所述超微濾裝置(24)用于通過無機(jī)超微濾膜截流混合液中的硬度物質(zhì)、懸浮物和大部分小分子物質(zhì)，解決廢水中剩余部分的進(jìn)水水質(zhì)問題。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述多效催化氧化裝置(21)包括若干個(gè)依次相連的催化室(211)，所述催化室(211)內(nèi)設(shè)有電加熱模塊(212)、機(jī)械動(dòng)力混勻器(213)，所述催化室(211)頂部設(shè)有紫外照射器(214)、催化劑投加器(215)，位于最前和最后的所述催化室(211)設(shè)有壓力差監(jiān)測器(216)；所述氨氮降解裝置(22)包括若干個(gè)并聯(lián)的選擇透過性膜組(221)，所述選擇透過性膜組(221)的出口通過負(fù)壓抽吸泵(222)通入清水池(41)；所述硬度軟化裝置(23)包括罐體(231)，所述罐體(231)內(nèi)布設(shè)除硬樹脂膠粒(233)，所述罐體(231)內(nèi)頂部與進(jìn)水管連接均勻布水器(232)、壓差變送器(235)；所述罐體(231)還設(shè)有反沖洗管路(234)，所述罐體(231)的出水口通入第一中間水池(42)；所述超微濾裝置(24)至少有兩個(gè)且并聯(lián)連接，所述超微濾裝置(24)的出水口通入第二中間水池(43)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述回用濃縮模塊(3)包括納濾分鹽膜組(31)，所述納濾分鹽膜組(31)用于對廢水進(jìn)行初步分鹽處理，分鹽得到氯化鈉、硫酸鈉和雜鹽溶液后分成三路分別處理：第一路依次連接熔融裝置(34)、媒介催化裝置(35)、電解再生裝置(36)，所述熔融裝置(34)用于將氯化鈉蒸餾至接近飽和臨界狀態(tài)，所述媒介催化裝置(35)用于將近飽和氯化鈉濃液與催化劑充分混合，并強(qiáng)化催化劑的均勻混合，所述電解再生裝置(36)用于將近飽和氯化鈉濃液與催化劑混合液提純電解，形成氫氧化鈉和次氯酸鈉產(chǎn)物，氫氧化鈉直接回用于車間生產(chǎn)，次氯酸鈉回用于污水處理系統(tǒng)或回用水系統(tǒng)的消毒處理；第二路連接第一蒸發(fā)裝置(32)，用于將硫酸鈉蒸餾至芒硝結(jié)晶體狀態(tài)，提純后回用；第三路連接第二蒸發(fā)裝置(33)，用于將雜鹽蒸餾至結(jié)晶體狀態(tài)，提純后委外處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述納濾分鹽膜組(31)包括串聯(lián)連接的一級分鹽膜件(311)、二級分鹽膜件(312)，所述一級分鹽膜件(311)用于分離氯化鈉溶液并送入所述熔融裝置(34)，所述二級分鹽膜件(312)用于分離硫酸鈉溶液并送入所述第一蒸發(fā)裝置(32)，以及將剩余的雜鹽溶液送入所述第二蒸發(fā)裝置(33)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于：所述熔融裝置(34)包括熔融加熱器(341)、攪拌機(jī)(342)及與其連接的攪拌槳葉(343)；所述媒介催化裝置(35)包括極板旋轉(zhuǎn)機(jī)(351)、催化劑附著極板(352)，所述催化劑附著極板(352)上涂有碳鎳合金催化涂料，所述碳鎳合金催化涂料中摻有鈧鋁和氧化鋯電解質(zhì)材料；所述電解再生裝置(36)包括陽極及其電解極板(361)、陰極及其電解極板(362)，所述電解再生裝置(36)電解后產(chǎn)生的氯氣通入堿性吸收液缸(363)，生成次氯酸鈉產(chǎn)物，所述電解再生裝置(36)電解后產(chǎn)生的尾泥進(jìn)入所述第二蒸發(fā)裝置(33)，隨雜鹽統(tǒng)一處理。
8.一種高鹽廢水處理方法，其特征在于：包括以下步驟：(S1)均質(zhì)均量：對高鹽廢水進(jìn)行均質(zhì)均量處理，使高鹽廢水在高鹽水調(diào)節(jié)池中停留時(shí)間不小于12小時(shí)，以保持進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性；(S2)前端預(yù)處理：對均質(zhì)均量處理后的廢水進(jìn)行預(yù)處理和降解，以使廢水的COD、氨氮、固體懸浮物濃度各項(xiàng)指標(biāo)滿足后續(xù)回用濃縮的進(jìn)水水質(zhì)要求；(S3)回用濃縮：對主體鹽和雜鹽進(jìn)行分離，將主體鹽提純分離回用，雜鹽委外集中處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高鹽廢水處理方法，其特征在于：所述步驟(S2)前端預(yù)處理包括以下步驟：(S21)多效催化氧化：對廢水的有機(jī)物進(jìn)行斷鏈干擾和催化加持，通過重金屬催化劑的投加，以及通過電加熱、光強(qiáng)化、催化劑、動(dòng)力攪拌各反應(yīng)條件的建設(shè)，提升有機(jī)物初級降解速率，使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，解決進(jìn)水系統(tǒng)中有機(jī)物和部分氨氮問題；(S22)氨氮降解：利用膜的選擇透過性進(jìn)行高氨氮的脫除降解，在膜表面分壓差的作用下，使氨氮與酸性溶液反應(yīng)生成銨鹽，解決進(jìn)水系統(tǒng)中氨氮問題；(S23)硬度軟化：利用樹脂軟化器進(jìn)行廢水的硬度軟化，解決硬化鈣鹽、硅鹽問題；(S24)超微濾：通過無機(jī)超微濾膜截流混合液中的硬度物質(zhì)、懸浮物和大部分小分子物質(zhì)，解決廢水中剩余部分的進(jìn)水水質(zhì)問題。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高鹽廢水處理方法，其特征在于：所述步驟(S3)回用濃縮包括以下步驟：(S31)納濾分鹽：利用納濾膜對廢水進(jìn)行初步分鹽處理，分鹽得到氯化鈉、硫酸鈉和雜鹽溶液，并分成三路分別處理；(S32)主體鹽分離回收：將分鹽后的氯化鈉蒸餾至接近飽和臨界狀態(tài)后，將近飽和氯化鈉濃液與催化劑充分混合，并強(qiáng)化催化劑的均勻混合，再將近飽和氯化鈉濃液與催化劑混合液提純電解，形成氫氧化鈉和氯氣，氫氧化鈉直接回用于車間生產(chǎn)，氯氣通入堿性吸收液生成次氯酸鈉產(chǎn)物，次氯酸鈉回用于污水處理系統(tǒng)或回用水系統(tǒng)的消毒處理，電解后產(chǎn)生的尾泥進(jìn)入步驟(S34)，隨雜鹽統(tǒng)一處理；(S33)硫酸鈉分離處理：將分鹽后的硫酸鈉蒸餾至芒硝結(jié)晶體狀態(tài)，提純后回用；(S34)雜鹽分離處理：將分鹽后的雜鹽蒸餾至結(jié)晶體狀態(tài)，提純后委外處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，以解決高濃鹽水在零排放處理過程中面臨的進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)大、微生物系統(tǒng)不穩(wěn)定、稀釋用水量大、分鹽不完善、鹽分未資源化等諸多問題。
另外，本發(fā)明還提供一種高鹽廢水處理方法。
本發(fā)明的高鹽廢水處理系統(tǒng)所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明的高鹽廢水處理系統(tǒng)包括高鹽水調(diào)節(jié)池、前端預(yù)處理模塊、回用濃縮模塊；所述高鹽水調(diào)節(jié)池用于對高鹽廢水進(jìn)行均質(zhì)均量處理，使高鹽廢水停留時(shí)間不小于小時(shí)，以保持所述前端預(yù)處理模塊進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性；所述前端預(yù)處理模塊用于對所述高鹽水調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)均量處理后的廢水進(jìn)行預(yù)處理和降解，以使廢水的COD、氨氮、固體懸浮物濃度各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于所述回用濃縮模塊的進(jìn)水水質(zhì)要求；所述回用濃縮模塊用于完成主體鹽和雜鹽的分離，將主體鹽提純分離回用，雜鹽委外集中處理。
可選的，所述高鹽水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)有曝氣盤充氧攪拌裝置。
可選的，所述前端預(yù)處理模塊包括依次連接的多效催化氧化裝置、氨氮降解裝置、硬度軟化裝置、超微濾裝置，所述多效催化氧化裝置用于對廢水的有機(jī)物進(jìn)行斷鏈干擾和催化加持，提升有機(jī)物初級降解速率，使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，解決進(jìn)水系統(tǒng)中有機(jī)物和部分氨氮問題，所述氨氮降解裝置用于進(jìn)行高氨氮的脫除降解，使氨氮與酸性溶液反應(yīng)生成銨鹽，解決進(jìn)水系統(tǒng)中氨氮問題，所述硬度軟化裝置用于軟化廢水，解決硬化鈣鹽、硅鹽問題，所述超微濾裝置用于通過無機(jī)超微濾膜截流混合液中的硬度物質(zhì)、懸浮物和大部分小分子物質(zhì)，解決廢水中剩余部分的進(jìn)水水質(zhì)問題。
可選的，所述多效催化氧化裝置包括若干個(gè)依次相連的催化室，所述催化室內(nèi)設(shè)有電加熱模塊、機(jī)械動(dòng)力混勻器，所述催化室頂部設(shè)有紫外照射器、催化劑投加器，位于最前和最后的所述催化室設(shè)有壓力差監(jiān)測器。
可選的，所述氨氮降解裝置包括若干個(gè)并聯(lián)的選擇透過性膜組，所述選擇透過性膜組的出口通過負(fù)壓抽吸泵通入清水池。
可選的，所述硬度軟化裝置包括罐體，所述罐體內(nèi)布設(shè)除硬樹脂膠粒，所述罐體內(nèi)頂部與進(jìn)水管連接均勻布水器、壓差變送器；所述罐體還設(shè)有反沖洗管路，所述罐體的出水口通入第一中間水池。
可選的，所述超微濾裝置至少有兩個(gè)且并聯(lián)連接，所述超微濾裝置的出水口通入第二中間水池。
可選的，所述回用濃縮模塊包括納濾分鹽膜組，所述納濾分鹽膜組用于對廢水進(jìn)行初步分鹽處理，分鹽得到氯化鈉、硫酸鈉和雜鹽溶液后分成三路分別處理：第一路依次連接熔融裝置、媒介催化裝置、電解再生裝置，所述熔融裝置用于將氯化鈉蒸餾至接近飽和臨界狀態(tài)，所述媒介催化裝置用于將近飽和氯化鈉濃液與催化劑充分混合，并強(qiáng)化催化劑的均勻混合，所述電解再生裝置用于將近飽和氯化鈉濃液與催化劑混合液提純電解，形成氫氧化鈉和次氯酸鈉產(chǎn)物，氫氧化鈉直接回用于車間生產(chǎn)，次氯酸鈉回用于污水處理系統(tǒng)或回用水系統(tǒng)的消毒處理；第二路連接第一蒸發(fā)裝置，用于將硫酸鈉蒸餾至芒硝結(jié)晶體狀態(tài)，提純后回用；第三路連接第二蒸發(fā)裝置，用于將雜鹽蒸餾至結(jié)晶體狀態(tài)，提純后委外處理。
可選的，所述納濾分鹽膜組包括串聯(lián)連接的一級分鹽膜件、二級分鹽膜件，所述一級分鹽膜件用于分離氯化鈉溶液并送入所述熔融裝置，所述二級分鹽膜件用于分離硫酸鈉溶液并送入所述第一蒸發(fā)裝置，以及將剩余的雜鹽溶液送入所述第二蒸發(fā)裝置。
可選的，所述熔融裝置包括熔融加熱器、攪拌機(jī)及與其連接的攪拌槳葉。
可選的，所述媒介催化裝置包括極板旋轉(zhuǎn)機(jī)、催化劑附著極板，所述催化劑附著極板上涂有碳鎳合金催化涂料，所述碳鎳合金催化涂料中摻有鈧鋁和氧化鋯電解質(zhì)材料。
可選的，所述電解再生裝置包括陽極及其電解極板、陰極及其電解極板，所述電解再生裝置電解后產(chǎn)生的氯氣通入堿性吸收液缸，生成次氯酸鈉產(chǎn)物，所述電解再生裝置電解后產(chǎn)生的尾泥進(jìn)入所述第二蒸發(fā)裝置，隨雜鹽統(tǒng)一處理。
本發(fā)明的高鹽廢水處理方法所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明的高鹽廢水處理方法包括以下步驟：
(S1)均質(zhì)均量：對高鹽廢水進(jìn)行均質(zhì)均量處理，使高鹽廢水在高鹽水調(diào)節(jié)池中停留時(shí)間不小于12小時(shí)，以保持進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性；
(S2)前端預(yù)處理：對均質(zhì)均量處理后的廢水進(jìn)行預(yù)處理和降解，以使廢水的COD、氨氮、固體懸浮物濃度各項(xiàng)指標(biāo)滿足后續(xù)回用濃縮的進(jìn)水水質(zhì)要求；
(S3)回用濃縮：對主體鹽和雜鹽進(jìn)行分離，將主體鹽提純分離回用，雜鹽委外集中處理。
可選的，所述步驟(S2)前端預(yù)處理包括以下步驟：
(S21)多效催化氧化：對廢水的有機(jī)物進(jìn)行斷鏈干擾和催化加持，通過重金屬催化劑的投加，以及通過電加熱、光強(qiáng)化、催化劑、動(dòng)力攪拌各反應(yīng)條件的建設(shè)，提升有機(jī)物初級降解速率，使大分子難降解有機(jī)物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，解決進(jìn)水系統(tǒng)中有機(jī)物和部分氨氮問題；
(S22)氨氮降解：利用膜的選擇透過性進(jìn)行高氨氮的脫除降解，在膜表面分壓差的作用下，使氨氮與酸性溶液反應(yīng)生成銨鹽，解決進(jìn)水系統(tǒng)中氨氮問題；
(S23)硬度軟化：利用樹脂軟化器進(jìn)行廢水的硬度軟化，解決硬化鈣鹽、硅鹽問題；
(S24)超微濾：通過無機(jī)超微濾膜截流混合液中的硬度物質(zhì)、懸浮物和大部分小分子物質(zhì)，解決廢水中剩余部分的進(jìn)水水質(zhì)問題。
可選的，所述步驟(S3)回用濃縮包括以下步驟：
(S31)納濾分鹽：利用納濾膜對廢水進(jìn)行初步分鹽處理，分鹽得到氯化鈉、硫酸鈉和雜鹽溶液，并分成三路分別處理；
(S32)主體鹽分離回收：將分鹽后的氯化鈉蒸餾至接近飽和臨界狀態(tài)后，將近飽和氯化鈉濃液與催化劑充分混合，并強(qiáng)化催化劑的均勻混合，再將近飽和氯化鈉濃液與催化劑混合液提純電解，形成氫氧化鈉和氯氣，氫氧化鈉直接回用于車間生產(chǎn)，氯氣通入堿性吸收液生成次氯酸鈉產(chǎn)物，次氯酸鈉回用于污水處理系統(tǒng)或回用水系統(tǒng)的消毒處理，電解后產(chǎn)生的尾泥進(jìn)入步驟(S34)，隨雜鹽統(tǒng)一處理；
(S33)硫酸鈉分離處理：將分鹽后的硫酸鈉蒸餾至芒硝結(jié)晶體狀態(tài)，提純后回用；
(S34)雜鹽分離處理：將分鹽后的雜鹽蒸餾至結(jié)晶體狀態(tài)，提純后委外處理。
本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明的高鹽廢水處理系統(tǒng)包括高鹽水調(diào)節(jié)池、前端預(yù)處理模塊、回用濃縮模塊，所述高鹽水調(diào)節(jié)池用于對高鹽廢水進(jìn)行均質(zhì)均量處理，使高鹽廢水停留時(shí)間不小于小時(shí)，以保持所述前端預(yù)處理模塊進(jìn)水水質(zhì)的穩(wěn)定性，所述前端預(yù)處理模塊用于對所述高鹽水調(diào)節(jié)池進(jìn)行均質(zhì)均量處理后的廢水進(jìn)行預(yù)處理和降解，以使廢水的COD、氨氮、固體懸浮物濃度各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于所述回用濃縮模塊的進(jìn)水水質(zhì)要求，所述回用濃縮模塊用于完成主體鹽和雜鹽的分離，將主體鹽提純分離回用，雜鹽委外集中處理；本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，解決了高濃鹽水在零排放處理過程中面臨的進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)大、微生物系統(tǒng)不穩(wěn)定、稀釋用水量大、分鹽不完善、鹽分未資源化等諸多問題，特別適用于煤化工、石油化工及其它化工領(lǐng)域產(chǎn)生的高鹽廢水零排放處理應(yīng)用，具有以下明顯優(yōu)勢：(1)可以強(qiáng)效降解進(jìn)水有機(jī)物和氨氮超高問題，減少稀釋水用量，提供回用濃縮模塊最佳進(jìn)液條件，控制占地面積和建設(shè)成本；(2)實(shí)現(xiàn)高純度產(chǎn)污析出，解決系統(tǒng)一體化管理、能耗以及鹽分資源化問題；(3)解決高鹽廢水中主要鹽分的分離和產(chǎn)量大的問題，可以大大減少剩余雜鹽量，減少二次污染和結(jié)晶鹽危廢處理費(fèi)用。
同理，采用本發(fā)明的高鹽廢水處理方法對高鹽廢水處理也具有上述有益效果。
（發(fā)明人：董晨陽;葉翔龍;葉純）
