公布日：2023.04.04
申請(qǐng)日：2022.12.23
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/42(2023.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種高鹽廢水處理系統(tǒng)和方法，包括：對(duì)高鹽廢水進(jìn)行鹽水一次精制，得到較高純度的鹽水溶液；對(duì)所述較高純度的鹽水溶液采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，得到較高純度的鹽水濃縮液；對(duì)所述較高純度的鹽水濃縮液進(jìn)行鹽水二次精制，得到高純度母液；對(duì)所述高純度母液進(jìn)行雙極膜電解。本發(fā)明提供的一種高鹽廢水處理系統(tǒng)和方法，是一種高效回收利用技術(shù)，可生產(chǎn)一定濃度的酸、堿產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值高，存在顯著的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)廢水資源的循環(huán)利用，具有較好的推廣前景。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽廢水處理方法，其特征在于，包括：對(duì)高鹽廢水進(jìn)行鹽水一次精制，得到較高純度的鹽水溶液；對(duì)所述較高純度的鹽水溶液采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，得到較高純度的鹽水濃縮液；對(duì)所述較高純度的鹽水濃縮液進(jìn)行鹽水二次精制，得到高純度母液；對(duì)所述高純度母液進(jìn)行雙極膜電解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鹽廢水處理方法，其特征在于，對(duì)高鹽廢水進(jìn)行鹽水一次精制，得到較高純度的鹽水溶液，包括：對(duì)高鹽廢水自動(dòng)添加液堿和精制藥劑調(diào)節(jié)PH；經(jīng)多級(jí)過濾精制提純，得到較高純度的鹽水溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鹽廢水處理方法，其特征在于，對(duì)所述較高純度的鹽水溶液采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，得到較高純度的鹽水濃縮液，包括：先采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，分離為高濃度鹽水濃縮液和高純度透析水；鹽水濃縮液經(jīng)精密過濾凈化，得到較高純度的鹽水濃縮液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鹽廢水處理方法，其特征在于，對(duì)所述較高純度的鹽水濃縮液進(jìn)行鹽水二次精制，得到高純度母液，包括：鹽水二次精制由離子交換樹脂塔組成的離子交換系統(tǒng)組成；鹽水濃縮液進(jìn)入離子交換系統(tǒng)，經(jīng)離子交換進(jìn)一步除去鹽水中鈣、鎂、鐵重金屬離子；處理后的二次精制鹽水再次精密過濾凈化，得到高純度母液；其中，所述離子交換系統(tǒng)中三個(gè)樹脂塔串聯(lián)運(yùn)行，每個(gè)樹脂塔都具有100％的交換能力；樹脂塔充填以苯乙烯和二乙烯共聚物為骨架帶氨基磷酸功能團(tuán)的螯合樹脂；所述離子交換系統(tǒng)其交換能力有—定限制，在達(dá)到交換容器的80％前，就必須再生處理以恢復(fù)其交換能力；離子交換柱運(yùn)行步驟為：鹽水倒空及置換，純水或純水加空氣反洗；用4％鹽酸再生；純水漂洗；用4％Na0H轉(zhuǎn)型；純鹽水漂洗；投入立交使用；每個(gè)交換柱根據(jù)工藝要求定期再生一次，再生之后串入流程后端運(yùn)行。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高鹽廢水處理方法，其特征在于，對(duì)所述高純度母液進(jìn)行雙極膜電解，包括：經(jīng)過雙極膜電解發(fā)生相應(yīng)的電極反應(yīng)，當(dāng)電流通過電極時(shí)，雙極膜能夠在水解離催化層中發(fā)生水解離，使得水分子在線地轉(zhuǎn)化為H+和OH-，并在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下分別透過陽離子交換膜層及陰離子交換膜層，定向遷移至與雙極膜接觸的兩側(cè)溶液中；Na+以水合離子形式穿過陰離子交換膜定向遷移至陰極室，與在雙極膜產(chǎn)生的OH-離子結(jié)合生成氫氧化鈉，從陰極液管排出，在陰極室得到NaOH溶液；陰離子穿過陽離子交換膜定向遷移至陽極室，與在雙極膜產(chǎn)生的H+離子結(jié)合，生成硫酸從陽極液管排出，在陽極室得到酸溶液。
6.一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括：鹽水一次精制裝置、濃縮處理裝置、鹽水二次精制裝置以及雙極膜電解裝置，所述鹽水一次精制裝置、濃縮處理裝置、鹽水二次精制裝置以及雙極膜電解裝置沿著高鹽廢水的處理方向依次連接；所述鹽水一次精制裝置，用于對(duì)高鹽廢水進(jìn)行鹽水一次精制，得到較高純度的鹽水溶液；所述濃縮處理裝置，用于對(duì)所述較高純度的鹽水溶液采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，得到較高純度的鹽水濃縮液；所述鹽水二次精制裝置，用于對(duì)所述較高純度的鹽水濃縮液進(jìn)行鹽水二次精制，得到高純度母液；所述雙極膜電解裝置，用于對(duì)所述高純度母液進(jìn)行雙極膜電解。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽水一次精制裝置，用于對(duì)高鹽廢水自動(dòng)添加液堿和精制藥劑調(diào)節(jié)PH；經(jīng)多級(jí)過濾精制提純，得到較高純度的鹽水溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述濃縮處理裝置，用于先采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，分離為高濃度鹽水濃縮液和高純度透析水；鹽水濃縮液經(jīng)精密過濾凈化，得到較高純度的鹽水濃縮液。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述鹽水二次精制裝置，用于鹽水二次精制由離子交換樹脂塔組成的離子交換系統(tǒng)組成；鹽水濃縮液進(jìn)入離子交換系統(tǒng)，經(jīng)離子交換進(jìn)一步除去鹽水中鈣、鎂、鐵重金屬離子；處理后的二次精制鹽水再次精密過濾凈化，得到高純度母液；其中，所述離子交換系統(tǒng)中三個(gè)樹脂塔串聯(lián)運(yùn)行，每個(gè)樹脂塔都具有100％的交換能力；樹脂塔充填以苯乙烯和二乙烯共聚物為骨架帶氨基磷酸功能團(tuán)的螯合樹脂；所述離子交換系統(tǒng)其交換能力有—定限制，在達(dá)到交換容器的80％前，就必須再生處理以恢復(fù)其交換能力；離子交換柱運(yùn)行步驟為：鹽水倒空及置換，純水或純水加空氣反洗；用4％鹽酸再生；純水漂洗；用4％Na0H轉(zhuǎn)型；純鹽水漂洗；投入立交使用；每個(gè)交換柱根據(jù)工藝要求定期再生一次，再生之后串入流程后端運(yùn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述雙極膜電解裝置，用于經(jīng)過雙極膜電解發(fā)生相應(yīng)的電極反應(yīng)，當(dāng)電流通過電極時(shí)，雙極膜能夠在水解離催化層中發(fā)生水解離，使得水分子在線地轉(zhuǎn)化為H+和OH-，并在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下分別透過陽離子交換膜層及陰離子交換膜層，定向遷移至與雙極膜接觸的兩側(cè)溶液中；Na+以水合離子形式穿過陰離子交換膜定向遷移至陰極室，與在雙極膜產(chǎn)生的OH-離子結(jié)合生成氫氧化鈉，從陰極液管排出，在陰極室得到NaOH溶液；陰離子穿過陽離子交換膜定向遷移至陽極室，與在雙極膜產(chǎn)生的H+離子結(jié)合，生成硫酸從陽極液管排出，在陽極室得到酸溶液。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽廢水處理系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有的高鹽廢水處理方法會(huì)產(chǎn)生二次污染，副產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)和附加值較低的問題。
一方面，本發(fā)明提供一種高鹽廢水處理方法，包括：
對(duì)高鹽廢水進(jìn)行鹽水一次精制，得到較高純度的鹽水溶液；
對(duì)所述較高純度的鹽水溶液采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，得到較高純度的鹽水濃縮液；
對(duì)所述較高純度的鹽水濃縮液進(jìn)行鹽水二次精制，得到高純度母液；
對(duì)所述高純度母液進(jìn)行雙極膜電解。
進(jìn)一步地，對(duì)高鹽廢水進(jìn)行鹽水一次精制，得到較高純度的鹽水溶液，包括：
對(duì)高鹽廢水自動(dòng)添加液堿和精制藥劑調(diào)節(jié)PH；
經(jīng)多級(jí)過濾精制提純，得到較高純度的鹽水溶液。
進(jìn)一步地，對(duì)所述較高純度的鹽水溶液采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，得到較高純度的鹽水濃縮液，包括：
先采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，分離為高濃度鹽水濃縮液和高純度透析水；
鹽水濃縮液經(jīng)精密過濾凈化，得到較高純度的鹽水濃縮液。
進(jìn)一步地，對(duì)所述較高純度的鹽水濃縮液進(jìn)行鹽水二次精制，得到高純度母液，包括：
鹽水二次精制由離子交換樹脂塔組成的離子交換系統(tǒng)組成；鹽水濃縮液進(jìn)入離子交換系統(tǒng)，經(jīng)離子交換進(jìn)一步除去鹽水中鈣、鎂、鐵重金屬離子；
處理后的二次精制鹽水再次精密過濾凈化，得到高純度母液；
其中，所述離子交換系統(tǒng)中三個(gè)樹脂塔串聯(lián)運(yùn)行，每個(gè)樹脂塔都具有100％的交換能力。樹脂塔充填以苯乙烯和二乙烯共聚物為骨架帶氨基磷酸功能團(tuán)的螯合樹脂；
離子交換樹脂其交換能力有—定限制，在達(dá)到交換容器的80％前，就必須再生處理以恢復(fù)其交換能力。離子交換柱運(yùn)行步驟為：鹽水倒空及置換，純水或純水加空氣反洗；用4％鹽酸再生；純水漂洗；用4％Na0H轉(zhuǎn)型；純鹽水漂洗；投入立交使用；每個(gè)交換柱根據(jù)工藝要求定期再生一次，再生之后串入流程后端運(yùn)行。
進(jìn)一步地，對(duì)所述高純度母液進(jìn)行雙極膜電解，包括：
經(jīng)過雙極膜電解發(fā)生相應(yīng)的電極反應(yīng)，當(dāng)電流通過電極時(shí)，雙極膜能夠在水解離催化層中發(fā)生水解離，使得水分子在線的轉(zhuǎn)化為H+和OH-，并在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下分別透過陽離子交換膜層及陰離子交換膜層，定向遷移至與雙極膜接觸的兩側(cè)溶液中；
Na+以水合離子形式穿過陰離子交換膜定向遷移至陰極室，與在雙極膜產(chǎn)生的OH-離子結(jié)合生成氫氧化鈉，從陰極液管排出，在陰極室得到NaOH溶液；
陰離子穿過陽離子交換膜定向遷移至陽極室，與在雙極膜產(chǎn)生的H+離子結(jié)合，生成硫酸從陽極液管排出，在陽極室得到酸溶液。
另一方面，本發(fā)明提供一種高鹽廢水處理系統(tǒng)，包括：鹽水一次精制裝置、濃縮處理裝置、鹽水二次精制裝置以及雙極膜電解裝置，所述鹽水一次精制裝置、濃縮處理裝置、鹽水二次精制裝置以及雙極膜電解裝置沿著高鹽廢水的處理方向依次連接；
所述鹽水一次精制裝置，用于對(duì)高鹽廢水進(jìn)行鹽水一次精制，得到較高純度的鹽水溶液；
所述濃縮處理裝置，用于對(duì)所述較高純度的鹽水溶液采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，得到較高純度的鹽水濃縮液；
所述鹽水二次精制裝置，用于對(duì)所述較高純度的鹽水濃縮液進(jìn)行鹽水二次精制，得到高純度母液；
所述雙極膜電解裝置，用于對(duì)所述高純度母液進(jìn)行雙極膜電解。
進(jìn)一步地，所述鹽水一次精制裝置，用于對(duì)高鹽廢水自動(dòng)添加液堿和精制藥劑調(diào)節(jié)PH；經(jīng)多級(jí)過濾精制提純，得到較高純度的鹽水溶液。
進(jìn)一步地，所述濃縮處理裝置，用于先采用膜法濃縮，再采用物理方法使鹽分和水分離，分離為高濃度鹽水濃縮液和高純度透析水；鹽水濃縮液經(jīng)精密過濾凈化，得到較高純度的鹽水濃縮液。
進(jìn)一步地，所述鹽水二次精制裝置，用于鹽水二次精制由離子交換樹脂塔組成的離子交換系統(tǒng)組成；鹽水濃縮液進(jìn)入離子交換系統(tǒng)，經(jīng)離子交換進(jìn)一步除去鹽水中鈣、鎂、鐵重金屬離子；處理后的二次精制鹽水再次精密過濾凈化，得到高純度母液；其中，所述離子交換系統(tǒng)中三個(gè)樹脂塔串聯(lián)運(yùn)行，每個(gè)樹脂塔都具有100％的交換能力；樹脂塔充填以苯乙烯和二乙烯共聚物為骨架帶氨基磷酸功能團(tuán)的螯合樹脂；所述離子交換系統(tǒng)其交換能力有—定限制，在達(dá)到交換容器的80％前，就必須再生處理以恢復(fù)其交換能力；離子交換柱運(yùn)行步驟為：鹽水倒空及置換，純水或純水加空氣反洗；用4％鹽酸再生；純水漂洗；用4％Na0H轉(zhuǎn)型；純鹽水漂洗；投入立交使用；每個(gè)交換柱根據(jù)工藝要求定期再生一次，再生之后串入流程后端運(yùn)行。
進(jìn)一步地，所述雙極膜電解裝置，用于經(jīng)過雙極膜電解發(fā)生相應(yīng)的電極反應(yīng)，當(dāng)電流通過電極時(shí)，雙極膜能夠在水解離催化層中發(fā)生水解離，使得水分子在線地轉(zhuǎn)化為H+和OH-，并在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下分別透過陽離子交換膜層及陰離子交換膜層，定向遷移至與雙極膜接觸的兩側(cè)溶液中；Na+以水合離子形式穿過陰離子交換膜定向遷移至陰極室，與在雙極膜產(chǎn)生的OH-離子結(jié)合生成氫氧化鈉，從陰極液管排出，在陰極室得到NaOH溶液；陰離子穿過陽離子交換膜定向遷移至陽極室，與在雙極膜產(chǎn)生的H+離子結(jié)合，生成硫酸從陽極液管排出，在陽極室得到酸溶液。
本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明提供的一種高鹽廢水處理系統(tǒng)和方法，通過自主研發(fā)低濃度鹽水溶液的梯度回收技術(shù)，采用多級(jí)回收高鹽水溶液，大幅度提高鹽水溶液濃度，通過多級(jí)梯度回收高濃度鹽水替代膜濃縮精制方案，減少濃縮成本；通過自主研發(fā)高濃度鹽水溶液的一次、二次精制凈化技術(shù)，工藝簡(jiǎn)化，高效，使電解前鹽水滿足進(jìn)電解槽的高純度要求；通過自主開發(fā)高效電流轉(zhuǎn)化的雙極膜及應(yīng)用技術(shù)，通過增強(qiáng)雙極膜的跨膜電壓降、水解離速率、膜層穩(wěn)定性、耐酸堿及耐溫性等性能，使雙極膜結(jié)構(gòu)緊密、具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，而且制作成本較低。實(shí)現(xiàn)雙極膜電解的高效率、低電耗，獲得較高濃度和純度的產(chǎn)品(氫氧化鈉和硫酸)；高鹽廢水的回收利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)DCS電腦集成控制，自動(dòng)化生產(chǎn)，快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的生產(chǎn)工藝控制，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。本發(fā)明提供的一種高鹽廢水處理系統(tǒng)和方法，技術(shù)難度低，是一種高效回收利用技術(shù)，可生產(chǎn)一定濃度的酸、堿產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值高，存在顯著的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)廢水資源的循環(huán)利用，適用領(lǐng)域廣泛，具有較好的推廣前景。
（發(fā)明人：韓金林;孫林清）
