公布日：2023.01.31

申請日：2022.10.26

分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/04(2006.01)I;C02F1/38(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;B01D25/12(2006.01)I;F28B1/02(2006.01)I;F28B9/04(2006.01)I;F28B9/08

(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種高鹽廢水末端零排放的處理方法，包括：(1)預(yù)處理后的高鹽廢水，進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；(2)雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)排出的高溫母液和結(jié)晶鹽進(jìn)入換熱冷卻罐，冷卻至室溫；(3)將換熱冷卻罐中的上清液排至絮凝反應(yīng)池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)，換熱冷卻罐下層的結(jié)晶鹽輸送至離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后的液體進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，固體外運(yùn)；(4)絮凝反應(yīng)后的混合物進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，上層清液再次進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，下層物質(zhì)進(jìn)行壓濾，壓濾液再次進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)。本發(fā)明的處理方法，流程短、簡單且效率高，結(jié)晶鹽產(chǎn)量高，能有效去除廢水中的COD和氨氮等，實(shí)現(xiàn)末端零排放，還能節(jié)約運(yùn)行成本。

權(quán)利要求書

1.一種高鹽廢水末端零排放的處理方法，其特征在于，包括：(1)預(yù)處理后的高鹽廢水，進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；(2)雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)排出的高溫母液和結(jié)晶鹽進(jìn)入換熱冷卻罐冷卻；(3)將換熱冷卻罐中的上清液排至絮凝反應(yīng)池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)，換熱冷卻罐下層的結(jié)晶鹽輸送至離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后的液體進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，固體外運(yùn)；(4)絮凝反應(yīng)后的混合物進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀后的上層清液再次進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，下層物質(zhì)進(jìn)行壓濾，壓濾液再次進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，固體外運(yùn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，步驟(1)中，所述雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)包括可串聯(lián)使用的兩臺壓縮機(jī)；當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度不大于20～40％時，單臺壓縮機(jī)工作對蒸汽進(jìn)行壓縮；當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度大于20～40％時，蒸汽依次進(jìn)入串聯(lián)的兩臺壓縮機(jī)進(jìn)行二次壓縮加熱。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于，當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度不大于30％時，單臺壓縮機(jī)工作對蒸汽進(jìn)行壓縮；當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度大于30％時，蒸汽依次進(jìn)入串聯(lián)的兩臺壓縮機(jī)進(jìn)行二次壓縮加熱。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于，單臺壓縮機(jī)工作時，母液濃縮6～10倍后，母液溫度為105～112℃；兩臺壓縮機(jī)進(jìn)行二次壓縮加熱時，二次蒸汽溫度為130～145℃，母液被繼續(xù)濃縮至12～20倍。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，步驟(2)中，從雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)出來的母液，進(jìn)入換熱冷卻罐，使母液的溫度降低至室溫；優(yōu)選的，使母液的溫度降低至20-25℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，預(yù)處理后的高鹽廢水先流經(jīng)換熱冷卻罐，對換熱冷卻罐中的高溫母液進(jìn)行冷卻，同時高溫母液對高鹽廢水進(jìn)行第一次預(yù)熱；經(jīng)過第一次預(yù)熱后的高鹽廢水再與雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫冷凝水換熱，進(jìn)行第二次預(yù)熱；經(jīng)過兩次預(yù)熱后的高鹽廢水進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)器中，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，步驟(3)中，絮凝反應(yīng)池中，加入絮凝反應(yīng)劑，攪拌均勻，進(jìn)行絮凝反應(yīng)，絮凝反應(yīng)時間為10～40min；優(yōu)選的，所述絮凝反應(yīng)池包括一個或多個，進(jìn)行一次或者依次進(jìn)行多次絮凝反應(yīng)。優(yōu)選的，所述的絮凝反應(yīng)劑為由γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷和氯化鋁組成的共價鍵型無機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑；優(yōu)選的，加入的絮凝反應(yīng)劑的濃度為2～10g/L。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，步驟(4)中，絮凝反應(yīng)后的混合物進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀時間為30min～5h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，沉淀后的上層清液中，COD為0～50mg/L，氨氮≤5mg/L；優(yōu)選的，COD為0～20mg/L，氨氮≤3mg/L。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，所述的高鹽廢水為垃圾滲濾液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高鹽廢水末端零排放的處理方法。本發(fā)明的處理工藝，流程短、簡單且效率高，結(jié)晶鹽產(chǎn)量高，能有效去除廢水中的COD和氨氮等，還能節(jié)約運(yùn)行成本。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是：

本發(fā)明的第一目的是提供一種高鹽廢水末端零排放的處理方法，包括：

(1)預(yù)處理后的高鹽廢水，進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；

(2)雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)排出的高溫母液和結(jié)晶鹽進(jìn)入換熱冷卻罐冷卻；

(3)將換熱冷卻罐中的上清液排至絮凝反應(yīng)池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)，換熱冷卻罐下層的結(jié)晶鹽輸送至離心機(jī)進(jìn)行離心，離心后的液體進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，固體外運(yùn)；

(4)絮凝反應(yīng)后的混合物進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀后的上層清液再次進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，下層物質(zhì)進(jìn)行壓濾，壓濾液再次進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)，固體外運(yùn)。

進(jìn)一步的方案，步驟(1)中，所述雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)包括可串聯(lián)使用的兩臺壓縮機(jī)；當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度不大于20-40％時，單臺壓縮機(jī)工作對蒸汽進(jìn)行壓縮；當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度大于20-40％時，蒸汽依次進(jìn)入串聯(lián)的兩臺壓縮機(jī)進(jìn)行二次壓縮加熱；

優(yōu)選的，當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度不大于30％時，單臺壓縮機(jī)工作對蒸汽進(jìn)行壓縮；當(dāng)蒸發(fā)濃縮的母液中硝酸鹽濃度大于30％時，蒸汽依次進(jìn)入串聯(lián)的兩臺壓縮機(jī)進(jìn)行二次壓縮加熱。

針對于高鹽廢水，本發(fā)明采用雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，包括可串聯(lián)使用的兩臺壓縮機(jī)。蒸發(fā)初期，采用一臺壓縮機(jī)進(jìn)行蒸發(fā)，隨著蒸發(fā)濃縮的進(jìn)行，當(dāng)母液濃度增大，沸點(diǎn)升高時，采用兩臺壓縮機(jī)串聯(lián)工作，將二次蒸汽提升到更高溫度，使蒸發(fā)繼續(xù)進(jìn)行，還可以增大母液的濃縮比，減少母液排放量。

進(jìn)一步的方案，單臺壓縮機(jī)工作時，母液濃縮6-10倍后，母液溫度為105-112℃；兩臺壓縮機(jī)進(jìn)行二次壓縮加熱時，二次蒸汽溫度為130-145℃，母液被繼續(xù)濃縮至12-20倍。

作為一種具體的實(shí)施方式，采用一臺壓縮機(jī)進(jìn)行蒸發(fā)，隨著蒸發(fā)濃縮的進(jìn)行，母液濃縮6-10倍后，母液溫度為105-110℃，這時，打開兩臺壓縮機(jī)同時串聯(lián)工作，經(jīng)過兩臺壓縮機(jī)加熱的二次蒸汽，溫度更高，二次蒸汽溫度為130-145℃，母液被繼續(xù)濃縮至12-20倍。使蒸發(fā)濃縮繼續(xù)進(jìn)行，減少了母液量，增大了結(jié)晶鹽析出量，提高了蒸發(fā)系統(tǒng)的效率。

與現(xiàn)有的設(shè)備相比，本發(fā)明增加一臺壓縮機(jī)，并不會增大多少占地面積。兩臺壓縮機(jī)同時工作的前提是母液濃縮到一定濃度，且母液沸點(diǎn)升高到一定值，當(dāng)母液的沸點(diǎn)低于這個值時，只有一臺壓縮機(jī)工作，因此并不會大幅增加運(yùn)行成本。

進(jìn)一步的方案，步驟(2)中，從雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)出來的母液，進(jìn)入換熱冷卻罐，使母液的溫度降低至室溫；

優(yōu)選的，使母液的溫度降低至20-25℃。

本發(fā)明中雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)室排出的母液先進(jìn)入換熱冷卻罐中，冷卻后，大量硝酸鹽和硫酸鹽會從母液中析出，母液中鹽含量降低，此時換熱冷卻罐底部的結(jié)晶鹽進(jìn)入離心機(jī)，會離心出更多的結(jié)晶鹽，結(jié)晶鹽的得率更高。

進(jìn)一步的方案，預(yù)處理后的高鹽廢水先流經(jīng)換熱冷卻罐，對換熱冷卻罐中的高溫母液進(jìn)行冷卻，同時高溫母液對高鹽廢水進(jìn)行第一次預(yù)熱；

經(jīng)過第一次預(yù)熱后的高鹽廢水再與雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫冷凝水換熱，進(jìn)行第二次預(yù)熱；經(jīng)過兩次預(yù)熱后的高鹽廢水進(jìn)入雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)器中，進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。

本發(fā)明中，高鹽廢水先經(jīng)過換熱冷卻罐，利用高鹽廢水對蒸發(fā)濃縮母液降溫的同時，對高鹽廢水進(jìn)行第一次預(yù)熱，然后再與雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)裝置產(chǎn)生的高溫冷凝水進(jìn)行換熱，進(jìn)行第二次預(yù)熱，如此對系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行二次利用，避免對熱量和水資源的浪費(fèi)，降低成本。

進(jìn)一步的方案，絮凝反應(yīng)池中，加入絮凝反應(yīng)劑，攪拌均勻，進(jìn)行絮凝反應(yīng)，絮凝反應(yīng)時間為10-40min；

優(yōu)選的，所述絮凝反應(yīng)池包括一個或多個，進(jìn)行一次或者依次進(jìn)行多次絮凝反應(yīng)。

進(jìn)一步的方案，絮凝反應(yīng)后的混合物進(jìn)入沉淀池進(jìn)行沉淀，沉淀時間為30min-5h。

進(jìn)一步的方案，絮凝反應(yīng)池中加入絮凝反應(yīng)劑，所述的絮凝反應(yīng)劑為由γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷和氯化鋁組成的共價鍵型無機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑。具體的，本發(fā)明的絮凝反應(yīng)劑采用申請?zhí)枮?/span>200810115990.8，名稱為《一種共價鍵型無機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑、制備工藝及其應(yīng)用》(發(fā)明人：趙華章、彭建雄、孫娟娟；)的實(shí)施例1中制備的絮凝劑。

絮凝反應(yīng)劑的用量是2-10g/L。

傳統(tǒng)工藝中，母液不做絮凝工藝處理。如果用傳統(tǒng)絮凝工藝處理母液，采用的絮凝藥劑一般為PAC和PAM等，只能除掉懸浮物，并不能將COD和氨氮有效去除。

母液經(jīng)過兩級壓縮機(jī)MVR系統(tǒng)高效濃縮后，濃縮倍數(shù)會很高，母液中的COD和氨氮含量也會變得很高，特別是其中的COD，是經(jīng)過前面一系列處理后剩余不能被處理掉的，生化和普通的氧化技術(shù)已經(jīng)很難處理掉這些COD。這部分母液若是返回到MVR系統(tǒng)中繼續(xù)濃縮，會使產(chǎn)生的冷凝水中含有較高的COD和氨氮，致使蒸發(fā)產(chǎn)水的水質(zhì)不合格。

為了去除母液中高含量的COD和氨氮，本發(fā)明中將冷卻后的上清液排至絮凝反應(yīng)池中進(jìn)行絮凝反應(yīng)，采用深度絮凝技術(shù)，采用的絮凝劑不同于傳統(tǒng)意義上的有機(jī)和無機(jī)絮凝劑，為一種無機(jī)-有機(jī)復(fù)合在一起的共價鍵型絮凝劑，具有有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，不僅具有良好的絮凝效果，而且產(chǎn)生的污泥沉降速度更快。這種新型的藥劑，除了具有絮凝效果外，還具有吸附作用，可有效吸附水質(zhì)種難處理的COD和氨氮，對水質(zhì)脫色效果明顯，水體中高濃度的鹽也不會影響其處理效果。

進(jìn)一步的方案，沉淀后的上層清液中，COD為0-50mg/L，氨氮≤5mg/L；

優(yōu)選的，COD為0-20mg/L，氨氮≤3mg/L。

經(jīng)過冷卻、深度絮凝、沉淀后，液體中大部分是沸點(diǎn)不高的氯化鈉，硝酸鹽和硫酸鹽含量很低，因此沉淀后的上清液以及下層物質(zhì)的壓濾液可以再返回MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，不會對蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

進(jìn)一步的方案，本發(fā)明中，所述的高鹽廢水為垃圾滲濾液。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。

1、本發(fā)明的處理方法中采用雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，提升二次蒸汽的溫度，減少母液排放量。

一開始母液濃度較低時，采用一臺壓縮機(jī)加熱二次蒸汽，當(dāng)母液濃縮到一定濃度后，母液溫度升高，啟動另一臺壓縮機(jī)，兩臺壓縮機(jī)同時啟動，將二次蒸汽提升到更高溫度，使蒸發(fā)繼續(xù)進(jìn)行。如此，既能夠滿足蒸發(fā)濃縮前期溫度較低的需要，也能夠滿足后期溫度較高的需要，提高了蒸發(fā)效率，提高了母液的濃縮比，提高了母液濃度，降低了產(chǎn)生的母液量。該系統(tǒng)對于鹽分復(fù)雜的廢水處理，具有較佳的處理效果。

本發(fā)明的雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，可以根據(jù)工況而切換一級壓縮或兩級壓縮，避免能量浪費(fèi)，整體上降低了能耗，降低了綜合成本。

2、本發(fā)明的處理方法中增加了冷卻步驟，降低蒸發(fā)后排除的母液溫度，降低母液含鹽量。從雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)的蒸發(fā)室排出的母液先進(jìn)入母液換熱冷卻罐中，冷卻后，大量硝酸鹽和硫酸鹽會從母液中析出，母液中鹽含量降低，析出更多受溫度影響較大的結(jié)晶鹽，此時母液換熱冷卻罐底部的結(jié)晶鹽進(jìn)入離心機(jī)，會離心出更多的結(jié)晶鹽，提高結(jié)晶鹽的得率。

3、本發(fā)明的處理方法中采用深度絮凝技術(shù)去除母液中含量較高的COD和氨氮。

本發(fā)明將冷卻后的母液采用有機(jī)-無機(jī)復(fù)合共價絮凝劑進(jìn)行絮凝，同時具有絮凝和吸附的效果，可以除去母液中的COD和氨氮，具有良好的水質(zhì)脫色效果，同時還可去除水中的SS和部分鈣鎂離子。

4、本發(fā)明中經(jīng)過蒸發(fā)出的母液經(jīng)過冷卻、深度絮凝、沉淀后，去除了COD和氨氮，水質(zhì)顏色也變得澄清透明，水質(zhì)中剩余大多是受溫度影響變化不大的氯化鈉等鹽份，硝酸鹽和硫酸鹽含量很低，因此沉淀后的上清液以及下層物質(zhì)的壓濾液可以再返回MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，將這部分母液回流到雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，不會使蒸發(fā)母液的沸點(diǎn)升高，也不會因?yàn)?/span>COD和氨氮的問題影響蒸發(fā)出水的水質(zhì)。因此，不會對蒸發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，還極大縮短了后續(xù)的工藝流程，整個工藝過程簡單，易于推廣。

5、本發(fā)明中高鹽廢水先經(jīng)過換熱冷卻罐，利用高鹽廢水對蒸發(fā)濃縮母液降溫的同時，對高鹽廢水進(jìn)行第一次預(yù)熱，然后再與雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)裝置產(chǎn)生的高溫冷凝水進(jìn)行換熱，進(jìn)行第二次預(yù)熱，如此對系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行二次利用，提高高鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)器的溫度，降低能量消耗，避免對熱量和水資源的浪費(fèi)，降低成本。

因此，本發(fā)明的方法中，產(chǎn)生的固體，如結(jié)晶鹽、泥餅，可以通過外運(yùn)處理，而離心機(jī)分離的液體進(jìn)入絮凝反應(yīng)池，沉淀池、壓濾機(jī)產(chǎn)生的液體均可以返回雙壓縮機(jī)MVR蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)進(jìn)行再處理，因此實(shí)現(xiàn)了末端完全零排放。

（發(fā)明人：趙華章;張凱;葛文龍;任麗梅）