申请日2017.09.22
公开(公告)日2018.01.16
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明提供的高盐废水的零排放处理工艺，包括：首先调节高盐废水的pH，然后对高盐废水进行正渗透浓缩处理，得到浓盐水，接着对浓盐水进行进一步的蒸发浓缩、结晶，从而实现盐分的分离。本发明还提供了一种用于高盐废水的零排放处理工艺的装置。本发明采用正渗透浓缩与低温蒸发结晶相结合的方法，采用正渗透浓缩不仅减少了预处理单元，节约了成本，而且提高了浓盐水的回收率和回收浓度，同时采用浓汲取液回收系统，实现了浓汲取液和水的回收利用，此外结合低温蒸发结晶来实现盐分的分离，节省了能耗。
权利要求书
1.一种高盐废水的零排放处理工艺，其特征在于，包括：
步骤S1：调节高盐废水的pH;
步骤S2：对所述高盐废水进行正渗透浓缩处理，得到浓盐水;以及
步骤S3：对所述浓盐水进行进一步的蒸发浓缩、结晶，从而实现盐分的分离。
2.根据权利要求1所述的零排放处理工艺，其特征在于，采用盐酸、硫酸、氢氧化钠将所述高盐废水的pH调节至6.5-7.0。
3.根据权利要求1所述的零排放处理工艺，其特征在于，所述步骤S2进一步包括：将所述高盐废水导入正渗透装置的给水侧，所述高盐废水在所述正渗透装置中依次经过一级、二级和三级正渗透膜，得到所述浓盐水，同时将浓汲取液导入所述正渗透装置的汲取液侧，所述浓汲取液在所述正渗透装置中依次经过三级、二级和一级正渗透膜，得到稀汲取液，其中，所述高盐废水和所述浓汲取液在所述正渗透装置中错峰循环，周期性地冲洗所述正渗透膜的表面。
4.根据权利要求3所述的零排放处理工艺，其特征在于，所述步骤S2还包括：通过纳滤技术对所述稀汲取液进行预处理，然后进行三级反渗透处理，最后分别得到水和所述浓汲取液，从而实现所述浓汲取液的再生利用。
5.根据权利要求3所述的零排放处理工艺，其特征在于，所述浓汲取液为氯化钠溶液，浓度为15-20%，电导率为170000-250000us/cm。
6.根据权利要求1所述的零排放处理工艺，其特征在于，所述步骤S3还包括：所述浓盐水在蒸发器中依次经过加热模块、加湿模块、除湿模块来进行进一步的浓缩处理，蒸发浓缩后的所述浓盐水进入结晶系统，从而实现盐分的分离。
7.根据权利要求6所述的零排放处理工艺，其特征在于，将所述浓盐水在所述加热模块中加热至80℃-100℃。
8.根据权利要求6所述的零排放处理工艺，其特征在于，在结晶温度为40℃-90℃的所述结晶系统中对所述浓盐水进行结晶处理。
9.一种用于高盐废水的零排放处理工艺的装置，其特征在于，包括：
正渗透系统，包括浓盐水贮罐、浓汲取液贮罐、正渗透装置、原水箱、稀汲取液贮罐，其中，所述稀汲取液贮罐和所述原水箱连接至所述正渗透装置的同一侧，所述浓汲取液贮罐和所述浓盐水贮罐连接至所述正渗透装置的另一侧，所述正渗透装置采用三级正渗透，每级正渗透中都有正渗透膜;
浓汲取液回收系统，包括所述浓汲取液贮罐，以及依次连接的所述稀汲取液贮罐、纳滤装置、反渗透装置和回收水箱，其中，所述浓汲取液贮罐和所述回收水箱连接至所述反渗透装置的同一侧;
蒸发器，与所述浓盐水贮罐连接，以及
结晶系统，与所述蒸发器连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述蒸发器为三效蒸发器或四效蒸发器，其中，每效蒸发器都包括加热模块、加湿模块、除湿模块、风扇模块和控制系统。
说明书
一种高盐废水的零排放处理工艺和装置
技术领域
本发明涉及工业废水领域，具体而言，一种高盐废水的零排放处理工艺及其所使用的装置。
背景技术
煤化工高盐水中的盐分主要来自循环水、除盐水制备过程中带入和浓缩的、以及工业废水处理与再利用过程中的各种药剂添加而产生的浓盐水。煤化工高盐水总体呈现排放量大、水质变化小、含盐量稳定且普遍较高，其组成形式主要以有机物和无机盐类形式为主。其中氨氮含量较低，COD一般在100-600mg/L，盐含量一般在10000-80000mg/L，钙镁含量高，且含有硫酸根等易结垢离子。高盐废水的直接外排不仅会导致排放区域的土壤板结、盐碱化、农作物受损、生态环境恶化，而且也间接地浪费了脱盐水生产过程中取水和预处理等的相关前期投入，从而增大了制水成本。因此，实现煤化工含盐废水的资源化是当前所亟待解决的问题之一。
近“零排放”是含盐废水资源化的有效途径。膜浓缩和蒸发结晶是“零排放”工艺的重要组成部分。膜浓缩的方法有高压平板膜、电渗析、震动膜和正渗透膜。蒸发结晶有机械压缩蒸发和多效蒸发。但是，有机物、硬度离子的存在会造成膜的污堵、降低膜通量，而清洗频次的增加，又会降低水的回收率。此外，有机物还会影响盐的结晶成型及盐的品质。而且高压平板膜、振动膜和电渗析对进水要求较高，硬度离子和有机物必须深度去除。
专利CN201510192372.3公开的一种垃圾渗滤液浓缩液的处理方法及装置以及专利CN201620254232.4公开的一种脱硫废水膜处理系统都采用管式微滤膜对高压平板膜的进水进行预处理。专利CN201610799546.7公开的一种烟气湿法脱硫废水的零排放处理方法及装置中要求反渗透膜的浓缩液需要经过离子交换树脂除二价盐之后，再送入电渗析进行浓缩。相比于上述方法，正渗透浓缩对进水水质要求低，不需要对废水进行预处理，而且浓缩程度高。对于正渗透浓缩的汲取液，北京沃特尔采用热法来回收汲取液，通过加热实现汲取液的再生，但是能耗较高，且氨易泄露，影响工作环境。
此外，目前零排放系统采用的蒸发结晶系统主要有机械蒸汽再压缩(MVR)和多效蒸发(MED)。但是，这两种蒸发器蒸发温度较高，硬度离子易形成结垢层，影响蒸发器的传热效率;且有机物易造成蒸发器内泡沫过多，沸点升高，蒸发量降低，母液排放量大。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明研究了一种高盐废水的零排放处理工艺以及用于高盐废水的零排放处理工艺的装置，以提供一种处理工艺简便、处理成本低且盐分回收率高的处理工艺和装置。
根据本发明的一个方面，一种高盐废水的零排放处理工艺，包括：步骤S1，调节高盐废水的pH;步骤S2，对高盐废水进行正渗透浓缩处理，得到浓盐水;以及步骤S3，对浓盐水进行进一步的蒸发浓缩、结晶，从而实现盐分的分离。
在上述零排放处理工艺中，采用盐酸、硫酸或氢氧化钠将高盐废水的pH调节至6.5-7.0。
在上述零排放处理工艺中，步骤S2进一步包括：将高盐废水导入正渗透装置的给水侧，高盐废水在正渗透装置中依次经过一级、二级和三级正渗透膜，得到浓盐水，同时将浓汲取液导入正渗透装置的汲取液侧，浓汲取液在正渗透装置中依次经过三级、二级和一级正渗透膜，得到稀汲取液，其中，高盐废水和浓汲取液在正渗透装置中错峰循环，周期性地冲洗正渗透膜的表面。
在上述零排放处理工艺中，步骤S2还包括：通过纳滤技术对稀汲取液进行预处理，然后进行三级反渗透处理，最后分别得到水和浓汲取液，从而实现浓汲取液的再生利用。
在上述零排放处理工艺中，浓汲取液为氯化钠溶液，浓度为15-20%，电导率为150000-200000us/cm。
在上述零排放处理工艺中，步骤S3还包括：浓盐水在蒸发器中依次经过加热模块、加湿模块、除湿模块来进行进一步的浓缩处理，浓缩后的浓盐水进入结晶系统，从而实现盐分的分离。
在上述零排放处理工艺中，在加热模块中将浓盐水加热至80℃-100℃。
在上述零排放处理工艺中，在结晶温度为40℃-90℃的结晶系统中对浓盐水进行结晶。
根据本发明的另一方面，一种用于高盐废水的零排放处理工艺的装置，包括：正渗透系统，包括浓盐水贮罐、浓汲取液贮罐、正渗透装置、原水箱、稀汲取液贮罐，其中，稀汲取液贮罐和原水箱连接至正渗透装置的同一侧，浓汲取液贮罐和浓盐水贮罐连接至正渗透装置的另一侧，正渗透装置采用三级正渗透，每级正渗透中都有正渗透膜;
浓汲取液回收系统，包括浓汲取液贮罐，以及依次连接的稀汲取液贮罐、纳滤装置、反渗透装置和回收水箱，其中，浓汲取液贮罐和回收水箱连接至反渗透装置的同一侧;
蒸发器，与浓盐水贮罐连接，蒸发器为三效蒸发器或四效蒸发器，其中，每效蒸发器都包括加热模块、加湿模块、除湿模块、风扇模块和控制系统，以及
结晶系统，与蒸发器连接。
本发明提供的高盐废水的零排放处理工艺，通过将正渗透浓缩与低温蒸发结晶相结合，来进行高盐废水的零排放处理。本发明通过采用对进水水质要求低的正渗透浓缩的方法，减少了预处理单元、简化了工艺流程、节省了投资成本和运行费用，也减少了建设面积，同时经过正渗透浓缩后，浓盐水的回收率可达85%-95%，浓度可达12%-15%，提高了回收率和浓缩程度。此外，本发明还采用了低温蒸发结晶工艺，较低的温度减少了有机物的挥发，提高了回收的水质，而且还降低了蒸发器和结晶器结垢的风险，有助于保持蒸发器和结晶器的良好的传热效率，并且在本发明，蒸发器还采用三效或四效热回收，能耗仅为传统蒸发器的能耗的25%，大大降低了能耗。