公布日：2022.07.26

申請(qǐng)日：2022.04.11

分類號(hào)：C02F9/10(2006.01)I;B01D61/08(2006.01)I;B01D61/10(2006.01)I;B01D61/12(2006.01)I;B01D61/58(2006.01)I;B01D61/00(2006.01)I;C01D5/16(2006.01)I;C01D3/06

(2006.01)I;C01D3/14(2006.01)I

摘要

本發(fā)明涉及一種合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，包括：深度處理單元，用于處理預(yù)處理單元的來(lái)水；膜濃縮單元，用于濃縮所述深度處理單元的來(lái)水；其中，所述膜濃縮單元包括納濾裝置、第一高壓反滲透膜裝置、超高壓反滲透膜裝置和濃縮裝置。本發(fā)明還涉及一種合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾方法，所述方法至少包括：處理預(yù)處理單元的來(lái)水；濃縮所述處理后的來(lái)水。本發(fā)明通過(guò)第一高壓反滲透裝置與超高壓反滲透裝置共同構(gòu)成濃水循環(huán)體系，在保障反滲透裝置正常運(yùn)行的情況下，將超高壓產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)行回水利用，并將該壓力同時(shí)作用于第一高壓反滲透裝置中，以減少甚至去除第一高壓反滲透裝置需要的高壓作用，減少系統(tǒng)負(fù)荷。

權(quán)利要求書

1.一種合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，至少包括：深度處理單元，用于處理預(yù)處理單元的來(lái)水；膜濃縮單元，用于濃縮所述深度處理單元的來(lái)水；其中，所述膜濃縮單元包括納濾裝置、第一高壓反滲透膜裝置、超高壓反滲透膜裝置和濃縮裝置，所述膜濃縮單元被配置為：所述納濾裝置處理所述深度處理單元的來(lái)水形成納濾產(chǎn)水和納濾濃水，所述納濾產(chǎn)水在第一壓力作用下通過(guò)納濾產(chǎn)水池進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置并在第二壓力作用下從所述第一高壓反滲透裝置進(jìn)入所述超高壓反滲透裝置中，其中，所述納濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)所述第一高壓反滲透裝置得到第一高壓產(chǎn)水和第一高壓濃水，所述第一高壓濃水經(jīng)過(guò)所述超高壓反滲透裝置得到超高壓產(chǎn)水和超高壓濃水，所述超高壓產(chǎn)水從所述超高壓反滲透裝置排出且在第二壓力作用下連續(xù)地送入所述第一高壓反滲透裝置中并將第二壓力施加在所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水上和將所述第一高壓濃水送入所述超高壓反滲透裝置中；所述超高壓反滲透裝置設(shè)有用于控制水流量的閥門，將經(jīng)過(guò)第一高壓反滲透裝置和超高壓反滲透裝置的水通量經(jīng)由閥門的配合而控制在運(yùn)行指標(biāo)內(nèi)；其中，所述第一高壓反滲透裝置的操作壓力為4MPa，所述超高壓反滲透裝置的操作壓力為10MPa。

2.如權(quán)利要求1所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，從所述超高壓反滲透裝置排出的所述超高壓產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的保安過(guò)濾器中并且所述第二壓力作用于反滲透膜上，使得進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述超高壓反滲透裝置。

3.如權(quán)利要求2所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，利用至少三個(gè)所述閥門將超高壓產(chǎn)水送入所述第一高壓反滲透裝置中、將所述超高壓產(chǎn)水和納濾產(chǎn)水從所述第一高壓反滲透裝置中排出和將所述超高壓濃水從所述超高壓反滲透裝置中排出以符合所述第一高壓反滲透裝置和超高壓反滲透裝置的運(yùn)行指標(biāo)。

4.如權(quán)利要求3所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，所述第一高壓產(chǎn)水送入產(chǎn)品水池中并作為新鮮水和/或循環(huán)水補(bǔ)水用作各反滲透裝置清洗和/或深度處理單元的反洗。

5.如權(quán)利要求4所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，所述濃縮裝置包括濃縮單元和冷凍單元，所述濃縮單元以對(duì)二次蒸汽進(jìn)行壓縮的方式進(jìn)行蒸汽溫度提升并將所述二次蒸汽用作所述濃縮單元的蒸發(fā)熱源，所述冷凍單元將經(jīng)過(guò)所述濃縮單元處理后的納濾濃水進(jìn)行冷凍析出，其中，所述納濾濃水進(jìn)入所述濃縮裝置以除去自身含有的水分并基于所述納濾濃水的礦化度形成硫酸鈉飽和溶液，所述硫酸鈉飽和溶液進(jìn)入所述冷凍單元在至少基于所述濃縮單元排出一部分雜質(zhì)的情況下冷凍析出十水硝。

6.如權(quán)利要求5所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，所述十水硝進(jìn)入熔融結(jié)晶單元進(jìn)行硫酸鈉制取，在所述冷凍單元進(jìn)行冷凍析出十水硝時(shí)，其上清液與經(jīng)過(guò)所述第一高壓反滲透膜裝置和超高壓反滲透膜裝置處理后的超高壓濃水混合并進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)行氯化鈉制取。

7.如權(quán)利要求6所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，所述預(yù)處理單元包括：沉淀池，用于廢水中的重金屬離子、二氧化硅以及硬度離子進(jìn)行去除并送至第一高強(qiáng)度膜池；第一高強(qiáng)度膜池，用于對(duì)所述沉淀池的來(lái)水中的細(xì)小懸浮物進(jìn)行攔截；雙級(jí)弱酸床，用于處理來(lái)水的水質(zhì)硬度；脫碳塔，用于處理來(lái)水的游離二氧化碳。

8.如權(quán)利要求7所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，其特征在于，所述深度處理單元包括第二高壓反滲透膜裝置、除硅高密池、第二高強(qiáng)度膜池和臭氧裝置，所述第二高壓反滲透膜裝置被配置為與所述第一高壓反滲透膜裝置相同結(jié)構(gòu)并用于處理所述預(yù)處理單元的來(lái)水以得到第二高壓產(chǎn)水和第二高壓濃水，所述第二高壓產(chǎn)水送入產(chǎn)品水池中并作為新鮮水和/或循環(huán)水補(bǔ)水用作各反滲透裝置清洗和/或深度處理單元的反洗，所述第二高壓濃水依次進(jìn)入所述除硅高密池、第二高強(qiáng)度膜池和臭氧裝置進(jìn)行深度處理并送至所述膜濃縮單元。

9.一種合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾方法，其特征在于，所述方法至少包括：處理預(yù)處理單元的來(lái)水；濃縮所述處理后的來(lái)水；其中，所述濃縮被配置為：濃縮處理所述處理后的來(lái)水形成納濾產(chǎn)水和納濾濃水，所述納濾產(chǎn)水在第一壓力作用下通過(guò)納濾產(chǎn)水池進(jìn)入第一高壓反滲透裝置并在第二壓力作用下從所述第一高壓反滲透裝置進(jìn)入超高壓反滲透裝置中，其中，所述納濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)所述第一高壓反滲透裝置得到第一高壓產(chǎn)水和第一高壓濃水，所述第一高壓濃水經(jīng)過(guò)所述超高壓反滲透裝置得到超高壓產(chǎn)水和超高壓濃水，所述超高壓產(chǎn)水從所述超高壓反滲透裝置排出且在第二壓力作用下連續(xù)地送入所述第一高壓反滲透裝置中并將第二壓力施加在所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水上和將所述第一高壓濃水送入所述超高壓反滲透裝置中；所述超高壓反滲透裝置設(shè)有用于控制水流量的閥門，將經(jīng)過(guò)第一高壓反滲透裝置和超高壓反滲透裝置的水通量經(jīng)由閥門的配合而控制在運(yùn)行指標(biāo)內(nèi)；其中，所述第一高壓反滲透裝置的操作壓力為4MPa，所述超高壓反滲透裝置的操作壓力為10MPa。

10.如權(quán)利要求9所述的合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾方法，其特征在于，所述方法還包括：從所述超高壓反滲透裝置排出的所述超高壓產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的保安過(guò)濾器中并且所述第二壓力作用于反滲透膜上，使得進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述超高壓反滲透裝置。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾裝置，至少包括：深度處理單元，用于處理預(yù)處理單元的來(lái)水；膜濃縮單元，用于濃縮所述深度處理單元的來(lái)水；其中，所述膜濃縮單元包括納濾裝置、第一高壓反滲透膜裝置、超高壓反滲透膜裝置和濃縮裝置，所述膜濃縮單元被配置為：所述納濾裝置處理所述深度處理單元的來(lái)水形成納濾產(chǎn)水和納濾濃水，所述納濾產(chǎn)水在第一壓力作用下通過(guò)納濾產(chǎn)水池進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置并在第二壓力作用下從所述第一高壓反滲透裝置進(jìn)入所述超高壓反滲透裝置中。其中，所述納濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)所述第一高壓反滲透裝置得到第一高壓產(chǎn)水和第一高壓濃水，所述第一高壓濃水經(jīng)過(guò)所述超高壓反滲透裝置得到超高壓產(chǎn)水和超高壓濃水。所述超高壓產(chǎn)水從所述超高壓反滲透裝置排出且在第二壓力作用下連續(xù)地送入所述第一高壓反滲透裝置中并將第二壓力施加在所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水上和將所述第一高壓濃水送入所述超高壓反滲透裝置中。本發(fā)明通過(guò)第一高壓反滲透裝置與超高壓反滲透裝置共同構(gòu)成濃水循環(huán)體系，在保障反滲透裝置正常運(yùn)行的情況下，將超高壓產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)行回水利用，并將該壓力同時(shí)作用于第一高壓反滲透裝置中，以減少甚至去除第一高壓反滲透裝置需要的高壓作用，減少系統(tǒng)負(fù)荷。即使由于第二壓力提升超高壓產(chǎn)水經(jīng)過(guò)閥門后，自身作用于第一高壓反滲透裝置的壓力減小，但是其仍為連續(xù)的、不斷的有效壓力，可采用產(chǎn)生更低壓力的高壓泵來(lái)繼續(xù)開展過(guò)濾工作，也能夠減少系統(tǒng)負(fù)荷，控制運(yùn)行成本。超高壓產(chǎn)水的回用既增加了鹽的回收率，而且由于超高壓反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)高，直接回用造成回用水電導(dǎo)偏高，經(jīng)過(guò)第一高壓反滲透后，超高壓產(chǎn)水會(huì)對(duì)納濾產(chǎn)水進(jìn)行稀釋，從而也降低了膜污堵的速率。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，從所述超高壓反滲透裝置排出的所述超高壓產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的保安過(guò)濾器中并且所述第二壓力作用于反滲透膜上，使得進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述超高壓反滲透裝置。通過(guò)第二壓力作用下將超高壓產(chǎn)水與納濾產(chǎn)水進(jìn)行混合復(fù)用，通過(guò)反滲透膜的流動(dòng)和壓力由超高壓反滲透裝置的超高壓泵和閥門和/或第一高壓泵提供，以分級(jí)循環(huán)的方式增加滲透液回收，從而達(dá)到高回收率和高過(guò)濾效果。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述超高壓反滲透裝置設(shè)有用于控制水流量的閥門，利用至少三個(gè)所述閥門將超高壓產(chǎn)水送入所述第一高壓反滲透裝置中、將所述超高壓產(chǎn)水和納濾產(chǎn)水從所述第一高壓反滲透裝置中排出和將所述超高壓濃水從所述超高壓反滲透裝置中排出以符合所述第一高壓反滲透裝置和超高壓反滲透裝置的運(yùn)行指標(biāo)。通過(guò)將經(jīng)過(guò)第一高壓反滲透裝置和超高壓反滲透裝置的水通量經(jīng)由閥門的配合而控制在運(yùn)行指標(biāo)內(nèi)，以提高反滲透裝置的使用壽命，并且多個(gè)閥門設(shè)置將反滲透裝置中的壓力波動(dòng)平衡在一定范圍內(nèi)，以減少對(duì)反滲透裝置的損傷。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述第一高壓產(chǎn)水送入產(chǎn)品水池中并作為新鮮水和/或循環(huán)水補(bǔ)水用作各反滲透裝置清洗和/或深度處理單元的反洗，并且也可作為換熱熱源和/或蒸發(fā)罐液位補(bǔ)充水，從而對(duì)氯化鈉和硫酸鈉的提取提供回用水支持。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述濃縮裝置包括濃縮單元和冷凍單元，所述濃縮單元以對(duì)二次蒸汽進(jìn)行壓縮的方式進(jìn)行蒸汽溫度提升并將所述二次蒸汽用作所述濃縮單元的蒸發(fā)熱源，所述冷凍單元將經(jīng)過(guò)所述濃縮單元處理后的納濾濃水進(jìn)行冷凍析出，其中，所述納濾濃水進(jìn)入所述濃縮裝置以除去自身含有的水分并基于所述納濾濃水的礦化度形成硫酸鈉飽和溶液，所述硫酸鈉飽和溶液進(jìn)入所述冷凍單元在至少基于所述濃縮單元排出一部分雜質(zhì)的情況下冷凍析出十水硝。濃縮單元在硫酸鈉飽和溶液進(jìn)入冷凍單元之前進(jìn)一步壓縮水量，解決了由納濾單元處理得到的納濾濃水的礦化度低，直接經(jīng)過(guò)冷凍無(wú)法正常析出十水硝的問(wèn)題通過(guò)濃縮單元的濃縮作用使得由納濾單元處理得到的納濾濃水能夠大量析出十水硝到設(shè)計(jì)指標(biāo)。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述十水硝進(jìn)入熔融結(jié)晶單元進(jìn)行硫酸鈉制取，在所述冷凍單元進(jìn)行冷凍析出十水硝時(shí)，其上清液與經(jīng)過(guò)所述第一高壓反滲透膜裝置和超高壓反滲透膜裝置處理后的超高壓濃水混合并進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)行氯化鈉制取。通過(guò)熔融結(jié)晶單元和蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)一步提取硫酸鈉和氯化鈉，使得制作出的氯化鈉和硫酸鈉的理化指標(biāo)符合煤化工副產(chǎn)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到指標(biāo)以及達(dá)到合成氨與乙二醇廢水零排放的效果。并且通過(guò)對(duì)濃縮后的上清液與超高壓濃水進(jìn)行混合，在得到硫酸鈉飽和溶液的同時(shí)，充分利用剩余納濾濃水，提高了濃縮過(guò)濾裝置的提取效率。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述預(yù)處理單元包括：沉淀池，用于廢水中的重金屬離子、二氧化硅以及硬度離子進(jìn)行去除并送至第一高強(qiáng)度膜池；第一高強(qiáng)度膜池，用于對(duì)所述沉淀池的來(lái)水中的細(xì)小懸浮物進(jìn)行攔截；雙級(jí)弱酸床，用于處理來(lái)水的水質(zhì)硬度；脫碳塔，用于處理來(lái)水的游離二氧化碳。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述深度處理單元包括第二高壓反滲透膜裝置、除硅高密池、第二高強(qiáng)度膜池和臭氧裝置，所述第二高壓反滲透膜裝置被配置為與所述第一高壓反滲透膜裝置相同結(jié)構(gòu)并用于處理所述預(yù)處理單元的來(lái)水以得到第二高壓產(chǎn)水和第二高壓濃水，所述第二高壓產(chǎn)水送入產(chǎn)品水池中并作為新鮮水和/或循環(huán)水補(bǔ)水用作各反滲透裝置清洗和/或深度處理單元的反洗，所述第二高壓濃水依次進(jìn)入所述除硅高密池、第二高強(qiáng)度膜池和臭氧裝置進(jìn)行深度處理并送至所述膜濃縮單元。

本發(fā)明還提供一種合成氨與乙二醇廢水濃水的濃縮過(guò)濾方法，所述方法至少包括：處理預(yù)處理單元的來(lái)水；濃縮所述處理后的來(lái)水；其中，所述濃縮被配置為：濃縮處理所述處理后的來(lái)水形成納濾產(chǎn)水和納濾濃水，所述納濾產(chǎn)水在第一壓力作用下通過(guò)納濾產(chǎn)水池進(jìn)入第一高壓反滲透裝置并在第二壓力作用下從所述第一高壓反滲透裝置進(jìn)入超高壓反滲透裝置中，其中，所述納濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)所述第一高壓反滲透裝置得到第一高壓產(chǎn)水和第一高壓濃水，所述第一高壓濃水經(jīng)過(guò)所述超高壓反滲透裝置得到超高壓產(chǎn)水和超高壓濃水，所述超高壓產(chǎn)水從所述超高壓反滲透裝置排出且在第二壓力作用下連續(xù)地送入所述第一高壓反滲透裝置中并將第二壓力施加在所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水上和將所述第一高壓濃水送入所述超高壓反滲透裝置中。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述方法還包括：從所述超高壓反滲透裝置排出的所述超高壓產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的保安過(guò)濾器中并且所述第二壓力作用于反滲透膜上，使得進(jìn)入所述第一高壓反滲透裝置的納濾產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)入所述超高壓反滲透裝置。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明通過(guò)第一高壓反滲透裝置與超高壓反滲透裝置共同構(gòu)成濃水循環(huán)體系，在保障反滲透裝置正常運(yùn)行的情況下，將超高壓產(chǎn)水在第二壓力作用下進(jìn)行回水利用，并將該壓力同時(shí)作用于第一高壓反滲透裝置中，以減少甚至去除第一高壓反滲透裝置需要的高壓作用，減少系統(tǒng)負(fù)荷。即使由于第二壓力提升超高壓產(chǎn)水經(jīng)過(guò)閥門后，自身作用于第一高壓反滲透裝置的壓力減小，但是其仍為連續(xù)的、不斷的有效壓力，可采用產(chǎn)生更低壓力的高壓泵來(lái)繼續(xù)開展過(guò)濾工作，也能夠減少系統(tǒng)負(fù)荷，控制運(yùn)行成本；

(2)通過(guò)第二壓力作用下將超高壓產(chǎn)水與納濾產(chǎn)水進(jìn)行混合復(fù)用，通過(guò)反滲透膜的流動(dòng)和壓力由超高壓反滲透裝置的超高壓泵和閥門和/或第一高壓泵提供，以分級(jí)循環(huán)的方式增加滲透液回收，從而達(dá)到高回收率和高過(guò)濾效果，超高壓產(chǎn)水的回用既增加了鹽的回收率，而且由于超高壓反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)高，直接回用造成回用水電導(dǎo)偏高，經(jīng)過(guò)第一高壓反滲透后，超高壓產(chǎn)水會(huì)對(duì)納濾產(chǎn)水進(jìn)行稀釋，從而也降低了膜污堵的速率；

(3)通過(guò)將經(jīng)過(guò)第一高壓反滲透裝置和超高壓反滲透裝置的水通量經(jīng)由閥門的配合而控制在運(yùn)行指標(biāo)內(nèi)，以提高反滲透裝置的使用壽命，并且多個(gè)閥門設(shè)置將反滲透裝置中的壓力波動(dòng)平衡在一定范圍內(nèi)，以減少對(duì)反滲透裝置的損傷。即通過(guò)限制通過(guò)反滲透裝置的水通量大小，而防止壓力突然失衡；

(4)第一高壓反滲透裝置的水通量控制在16LMH以內(nèi)，超高壓反滲透裝置的水通量控制在8LMH以內(nèi)，以不同水通量適應(yīng)超高壓產(chǎn)水的回流，使得各反滲透裝置均處于最佳使用狀態(tài)；

(5)本發(fā)明設(shè)置濃縮單元，在硫酸鈉飽和溶液進(jìn)入冷凍單元之前進(jìn)一步壓縮水量，解決了由納濾單元處理得到的納濾濃水的礦化度低，直接經(jīng)過(guò)冷凍無(wú)法正常析出十水硝的問(wèn)題通過(guò)濃縮單元的濃縮作用使得由納濾單元處理得到的納濾濃水能夠大量析出十水硝到設(shè)計(jì)指標(biāo)。濃縮單元使二次蒸汽熱源再次利用，蒸發(fā)能源只消耗熱能循環(huán)所消耗的電能，與一般蒸汽熱源蒸發(fā)器比較能源消耗大幅度降低；

(6)第一高壓產(chǎn)水送入產(chǎn)品水池中并作為新鮮水和/或循環(huán)水補(bǔ)水用作各反滲透裝置清洗和/或深度處理單元的反洗，并且也可作為換熱熱源和/或蒸發(fā)罐液位補(bǔ)充水，從而對(duì)氯化鈉和硫酸鈉的提取提供回用水支持；

(7)通過(guò)熔融結(jié)晶單元和蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)一步提取硫酸鈉和氯化鈉，使得制作出的氯化鈉和硫酸鈉的理化指標(biāo)符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到指標(biāo)以及達(dá)到合成氨與乙二醇廢水零排放的效果。并且通過(guò)對(duì)濃縮后的上清液與超高壓濃水進(jìn)行混合，在得到硫酸鈉飽和溶液的同時(shí)，充分利用剩余納濾濃水，提高了濃縮過(guò)濾裝置的提取效率。

（發(fā)明人：張建飛;石維平;董海彬;劉文慧;謝曉寧）