申请日2016.01.30
公开(公告)日2016.05.11
IPC分类号C02F9/10
摘要
一种高含盐工业废水的强化深度浓缩系统及其工艺，属于水处理领域，高含盐工业废水经调节池调节-软化沉淀池沉淀-V型滤池过滤-超滤装置强化过滤-一段反渗透装置浓缩-离子交换树脂装置去硬度-纳滤装置分盐;其中：纳滤装置浓水-频繁倒极电渗析装置浓缩，其产水-高级氧化装置氧化-总产水箱，其浓水-冷冻结晶系统结晶-硫酸钠结晶;纳滤装置产水-二段反渗透装置浓缩-频繁倒极电渗析装置再浓缩，其产水-高级氧化装置氧化-总产水箱，其浓水-MVR蒸发结晶装置结晶-氯化钠结晶;有益效果：有效的降低了高压运行带来的安全隐患;有效解决浓盐水高度浓缩后COD含量高的问题，提高结晶盐的纯度，提高结晶盐的使用价值;该系统自动化程度高、操作简单、运行压力低、运行稳定、结晶盐纯度高、运行费用低等特点。
权利要求书
1.一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统，包括：调节池1、软化沉淀池2、V型滤池3、V型滤池产水池4、超滤装置5、超滤产水池6、一段反渗透装置7、离子交换树脂装置8、离子交换树脂产水池9、纳滤装置10、纳滤产水池11、二段反渗透装置12、二段反渗透浓水池13、蒸发结晶装置20、冷冻结晶装置21和总产水池22，所述的高含盐工业废水A通过管线与调节池1的进水口连接;调节池1的出水口通过设置有提升泵的管道与软化沉定池2的进水口连接，软化沉定池2的进水口前端的管道上设置有加药口IB;软化沉定池2的出水口通过管道与V型滤池4的进水口连接，V型滤池4的出水口通过管道与V型滤池产水池5的进水口连接，软化沉定池2的出水口后端的管道上设置有加药口IIC;V型滤池产水池5的一出水口通过设置有增压泵的管道与超滤装置6连接，V型滤池产水池5的另一出水口通过管道与V型滤池4的回水口连接;超滤装置6的出水口通过管道与超滤产水池7的进水口连接;超滤产水池7的一出水口通过设置有增压泵和高压泵的管道与一段反渗透装置8的进水口连接，超滤产水池7的另一出水口通过设置有增压泵的管道与超滤装置6的反冲洗口连接;一段反渗透装置8的产水口通过管道与总产水池22的进水口连接，一段反渗透装置8的浓水口通过管道与离子交换树脂装置9的进水口连接;离子交换树脂装置9的出水口通过管道与产水池10的进水口连接;产水池10的出水口通过设置有增压泵和高压泵的管道与纳滤装置11的进水口连接;纳滤装置11的产水口通过管道与纳滤产水池12的进水口连接;纳滤产水池12的出水口通 过设置有增压泵和高压泵的管道与二段反渗透装置13的进水口连接;二段反渗透装置13的产水口通过管道与总产水池22的进水口连接，二段反渗透装置13的浓水口通过管道与二段反渗透装置的浓水池14的进水口连接;冷冻结晶装置21中离心装置的出液口E通过管道与MVR蒸发结晶装置20的进液口连接;其特征在于：所述的纳滤装置12的浓水口通过管道与一频繁倒极电渗析装置16的进水口连接，频繁倒极电渗析装置16的产水口通过管道与一高级氧化装置17的进水口连接，高级氧化装置17的出水口通过管道与总产水池22的进水口连接，频繁倒极电渗析装置17的浓水口通过管道与Na2SO4浓水池19的进水口连接，Na2SO4浓水池19的出水口通过设置有增压泵的管道与所述的冷冻结晶装置21的进液口连接;所述的二段反渗透浓水池13的出水口通过设置有增压泵的管道与一频繁倒极电渗析装置14的进水口连接，频繁倒极电渗析装置14的产水口通过管道与一高级氧化装置15的进水口连接，高级氧化装置16的出水口通过管道与总产水池22的进水口连接，频繁倒极电渗析装置14的浓水口通过管道与NaCl浓水池18的进水口连接，NaCl浓水池18的出水口通过设置有增压泵的管道与MVR蒸发结晶装置20的进液口连接。
2.利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统处理高含盐工业废水的工艺，包括如下步骤：
一、高含盐工业废水通过管线进入调节池1，高含盐工业废水在调节池1均质、均量;
二、经调节池1均质、均量后的高含盐工业废水通过设置有提升 泵的管道送入软化沉淀池2，在软化沉淀池2前端加药口IB根据高含盐工业废水的水质选择性加碳酸钠、液碱，然后加助凝剂PAM，在软化沉淀池2的沉淀区使得在沉淀区前端形成的絮体有充分沉淀时间，有效的去除高含盐工业废水中的硬度、碱度、二氧化硅、悬浮物、胶体颗粒及其它杂质;在前端加药后高含盐工业废水的pH值升高，在软化沉淀池2的出水口的加药口IIC加酸回调pH值到6-7之间，加次氯酸钠对高含盐工业废水进行杀菌消毒处理;
三、软化沉淀池2出水经管道自流到V型滤池3，进一步去除了水高含盐工业废水中的悬浮物、细小的胶体颗粒，其产水经管道进入V型滤池产水池4，V型滤池产水池4里的产水经设置有增压泵的管道送入入超滤装置5;
四、经超滤装置5处理后，高含盐工业废水中的悬浮颗粒、胶体微粒、大分子有机物、细菌、浊度被去除，超滤装置5产水进入超滤产水池6，超滤产水池6里的产水经增压泵提升及高压泵输送到一段反渗透装置7;超滤装置5需清洗时，超滤产水池6中的产水经设置有高压泵管道输送回超滤装置5的回水口，对超滤装置5进行反冲洗;
五、一段反渗透装置7浓缩高含盐工业废水，其产水通过管道输送到总产水池22回用;其浓水进入离子交换树脂装置8;
六、一段反渗透装置7产生的浓水经离子交换树脂装置8中专用于去除硬度的树脂软化处理后，高含盐工业废水中的总硬度、Ca2+、Mg2+和F-被进一步去除，产水中的含量基本接近0mg/l，其产水进入离子交换树脂产水池9;
七、离子交换树脂产水池9的产水通过设置有增压泵和高压泵的管道进入纳滤装置10，经纳滤装置10处理后的纳滤产水，主要是NaCl，纳滤产水通过管道进入纳滤产水池11;纳滤装置处理后的纳滤浓水，主要是Na2SO4;
八、纳滤产水池11中的纳滤产水通过设置有增压泵和高压泵的管道提升到二段反渗透装置12，对其进一步浓缩，二段反渗透装置12的产水进入总产水池22;浓水通过管道进入二段反渗透浓水池13;
其特征在于：
九、所述的纳滤浓水通过管道进入一频繁倒极电渗析装置16，经频繁倒极电渗析装置16深度浓缩处理后，产生的Na2SO4浓水通过管道进入Na2SO4浓水池19;产生的产水通过管道输送给一高级氧化装置17，在高级氧化装置17中经过一系列的化学氧化反应处理后，产水经管道进入总产水池22;
十、二段反渗透浓水池13中的浓水通过设置有增压泵的管道进入一频繁倒极电渗析装置14，经频繁倒极电渗析装置14深度浓缩处理后，NaCl浓水通过管道进入NaCl浓水池18;产生的产水通过管道输送给一高级氧化装置15，在高级氧化装置15中经过一系列的化学氧化反应处理后，产水经管道进入总产水池22;
十一、Na2SO4浓水池19中Na2SO4浓水通过设置有供料泵的管道进入冷冻结晶装置21，Na2SO4浓水经冷冻结晶后，分离出的E含NaCl浓水进入NaCl浓水池18，然后进入蒸发结晶装置20进行处理;冷冻结晶装置21冷冻结晶出的F，F为Na2SO4纯度在96%以上，达 到工业用盐标准，可作为工业原料进行回收利用;
十二、NaCl浓水池18中NaCl浓水通过设置有供料泵的管道进入蒸发结晶装置20，NaCl浓水经蒸发结晶装置处理后，产水回总产水池22，结晶产出的D，D为NaCl纯度在92%以上，达到工业用盐标准，可作为氯碱化工行业的原料进行回收利用。
3.根据权利要求2所述的利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：在步骤四中，所述的经超滤装置5处理后，超滤装置5产水SDI值≤2.5，浊度≤0.5NTU。
4.根据权利要求2所述的利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：在步骤五中，所述的高含盐工业废水TDS浓缩到33000mg/L左右。
5.根据权利要求2所述的利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：在步骤七中，经纳滤装置10处理后的纳滤产水TDS在27000mg/l左右;纳滤装置10处理后的纳滤浓水TDS在45000mg/l左右。
6.根据权利要求2所述的利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：在步骤八中，二段反渗透装置12产出的浓水TDS在50000mg/l左右。
7.根据权利要求2所述的利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：在步骤九中，Na2SO4浓水TDS达到180000mg/L左右，产水COD高达885mg/l;经高级氧化装置17处理后，产水中的COD去除率≥90%，产水中的COD含量低于88.5mg/l。
8.根据权利要求2所述的利用权利要求1所述的一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统处理高含盐工业废水的工艺，其特征在于：在步骤十中，NaCl浓水TDS达到150000mg/L左右，产水COD高达477mg/l;经高级氧化装置15处理后，产水中的COD去除率≥90%，产水中的COD含量低于47.7mg/l。
说明书
一种高含盐工业废水的强化深度浓缩系统及其工艺
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及一种高含盐工业废水分盐零排放全流程处理系统及其工艺。
背景技术
本发明所述的高含盐工业废水主要来自煤化工行业、石油化工等行业。煤化工行业、石油化工等行业的高含盐工业废水主要来源于生产过程中的洗涤废水、工艺系统冷凝液、化学水站排水、循环水排污水等。其特点是含盐量高、硬度高、成分复杂、含有难降解的有机物、水质波动幅度较大。随国家环保政策的调整，国家要求工业废水排放企业对高含盐工业废水进行最大限度的回用，尤其是缺水地区、环境敏感地区则要求达到零排放。高含盐工业废水处理过程中，为提高整体工艺的经济合理性，要对处理过程中产生的无机盐实现资源化利用，这不仅符合国家政策的需求，还能大大降低高含盐废水的处理成本，充分实现高含盐废水资源化利用。
目前国内外高含盐工业废水的处理方法很多，但是都存在运行成本高，水回收率低，结晶盐多为混盐，品质低，无法资源化利用的缺陷。
发明内容
针对目前国家政策需求及提高高含盐废水资源化利用，本发明提供一种以预处理、膜法处理、纳滤分盐、频繁倒极电渗析、高级氧化(包含臭氧催化氧化、AOP高级氧化、电解高级氧化等)、冷冻结晶、蒸发结晶等工艺单元串联的一种强化深度浓缩系统的高含盐工业废水分盐零排放处理工艺。
为了实现本发明的目的，我们将采用如下技术方案予以实施：
一种高含盐工业废水的强化深度浓缩系统，包括：调节池1、软化沉淀池2、V型滤池3、V型滤池产水池4、超滤装置5、超滤产水池6、一段反渗透装置7、离子交换树脂装置8、离子交换树脂产水池9、纳滤装置10、纳滤产水池11、二段反渗透装置12、二段反渗透浓水池13、蒸发结晶装置20、冷冻结晶装置21和总产水池22，所述的高含盐工业废水A通过管线与调节池1的进水口连接;调节池1的出水口通过设置有提升泵的管道与软化沉定池2的进水口连接，软化沉定池2的进水口前端的管道上设置有加药口IB;软化沉定池2的出水口通过管道与V型滤池4的进水口连接，V型滤池4的出水口通过管道与V型滤池产水池5的进水口连接，软化沉定池2的出水口后端的管道上设置有加药口IIC;V型滤池产水池5的一出水口通过设置有增压泵的管道与超滤装置6连接，V型滤池产水池5的另一出水口通过管道与V型滤池4的回水口连接;超滤装置6的出水口通过管道与超滤产水池7的进水口连接;超滤产水池7的一出水口通过设置有增压泵和高压泵的管道与一段反渗透装置8的进水口连接，超滤产水池7的另一出水口通过设置有增压泵的管道与超滤装置6的反冲洗口连接;一段反渗透装置8的产水口通过管道与总产水池22的进水口连接，一段反渗透装置8的浓水口通过管道与离子交换树脂装置9的进水口连接;离子交换树脂装置9的出水口通过管道与产水池10的进水口连接;产水池10的出水口通过设置有增压泵和高压泵的管道与纳滤装置11的进水口连接;纳滤装置11的产水口通过管道与纳滤产水池12的进水口连接;纳滤产水池12的出水口通过设置有增压泵和高压泵的管道与二段反渗透装置13的进水口连接;二段反渗透装置13的产水口通过管道与总产水池22的进水口连接，二段反渗透装置13的浓水口通过管道与二段反渗透装置的浓水池14的进水口连接;冷冻结晶装置21中离心装置的出液口E通过管道与MVR蒸发结晶装置20的进液口连接;其特征在于：所述的纳滤装置12的浓水口通过管道与一频繁倒极电渗析装置16的进水口连接，频繁倒极电渗析装置16的产水口通过管道与一高级氧化装置17的进水口连接，高级氧化装置17的出水口通过管道与总产水池22的进水口连接，频繁倒极电渗析装置17的浓水口通过管道与Na2SO4浓水池19的进水口连接，Na2SO4浓水池19的出水口通过设置有增压泵的管道与所述的冷冻结晶装置21的进液口连接;所述的二段反渗透浓水池13的出水口通过设置有增压泵的管道与一频繁倒极电渗析装置14的进水口连接，频繁倒极电渗析装置14的产水口通过管道与一高级氧化装置15的进水口连接，高级氧化装置16的出水口通过管道与总产水池22的进水口连接，频繁倒极电渗析装置14的浓水口通过管道与NaCl浓水池18的进水口连接，NaCl浓水池18的出水口通过设置有增压泵的管道与MVR蒸发结晶装置20的进液口连接。
利用所述的一种高含盐工业废水的强化深度浓缩系统处理高含盐工业废水的工艺，包括如下步骤：
一、高含盐工业废水通过管线进入调节池1，高含盐工业废水在调节池1均质、均量;
二、经调节池1均质、均量后的高含盐工业废水通过设置有提升泵的管道送入软化沉淀池2，在软化沉淀池2前端加药口IB根据高含盐工业废水的水质选择性加碳酸钠、液碱，然后加助凝剂PAM，在软化沉淀池2的沉淀区使得在沉淀区前端形成的絮体有充分沉淀时间，有效的去除高含盐工业废水中的硬度、碱度、二氧化硅、悬浮物、胶体颗粒及其它杂质;在前端加药后高含盐工业废水的pH值升高，在软化沉淀池2的出水口的加药口IIC加酸回调pH值到6-7之间，加次氯酸钠对高含盐工业废水进行杀菌消毒处理;
三、软化沉淀池2出水经管道自流到V型滤池3，进一步去除了水高含盐工业废水中的悬浮物、细小的胶体颗粒，其产水经管道进入V型滤池产水池4，V型滤池产水池4里的产水经设置有增压泵的管道送入入超滤装置5;
四、经超滤装置5处理后，高含盐工业废水中的悬浮颗粒、胶体微粒、大分子有机物、细菌、浊度被去除，超滤装置5产水进入超滤产水池6，超滤产水池6里的产水经增压泵提升及高压泵输送到一段反渗透装置7;超滤装置5需清洗时，超滤产水池6中的产水经设置有高压泵管道输送回超滤装置5的回水口，对超滤装置5进行反冲洗;
五、一段反渗透装置7浓缩高含盐工业废水，其产水通过管道输送到总产水池22回用;其浓水进入离子交换树脂装置8;
六、一段反渗透装置7产生的浓水经离子交换树脂装置8中专用于去除硬度的树脂软化处理后，高含盐工业废水中的总硬度、Ca2+、Mg2+和F-被进一步去除，产水中的含量基本接近0mg/l，其产水进入离子交换树脂产水池9;
七、离子交换树脂产水池9的产水通过设置有增压泵和高压泵的管道进入纳滤装置10，经纳滤装置10处理后的纳滤产水，主要是NaCl，纳滤产水通过管道进入纳滤产水池11;纳滤装置处理后的纳滤浓水，主要是Na2SO4;
八、纳滤产水池11中的纳滤产水通过设置有增压泵和高压泵的管道提升到二段反渗透装置12，对其进一步浓缩，二段反渗透装置12的产水进入总产水池22;浓水通过管道进入二段反渗透浓水池13;
其特征在于：
九、所述的纳滤浓水通过管道进入一频繁倒极电渗析装置16，经频繁倒极电渗析装置16深度浓缩处理后，产生的Na2SO4浓水通过管道进入Na2SO4浓水池19;产生的产水通过管道输送给一高级氧化装置17，在高级氧化装置17中经过一系列的化学氧化反应处理后，产水经管道进入总产水池22;
十、二段反渗透浓水池13中的浓水通过设置有增压泵的管道进入一频繁倒极电渗析装置14，经频繁倒极电渗析装置14深度浓缩处理后，NaCl浓水通过管道进入NaCl浓水池18;产生的产水通过管道输送给一高级氧化装置15，在高级氧化装置15中经过一系列的化学氧化反应处理后，产水经管道进入总产水池22;
十一、Na2SO4浓水池19中Na2SO4浓水通过设置有供料泵的管道进入冷冻结晶装置21，Na2SO4浓水经冷冻结晶后，分离出的E含NaCl浓水进入NaCl浓水池18，然后进入蒸发结晶装置20进行处理;冷冻结晶装置21冷冻结晶出的F，F为Na2SO4纯度在96%以上，达到工业用盐标准，可作为工业原料进行回收利用;
十二、NaCl浓水池18中NaCl浓水通过设置有供料泵的管道进入蒸发结晶装置20，NaCl浓水经蒸发结晶装置处理后，产水回总产水池22，结晶产出的D，D为NaCl纯度在92%以上，达到工业用盐标准，可作为氯碱化工行业的原料进行回收利用。
进一步，在步骤四中，所述的经超滤装置5处理后，超滤装置5产水SDI值≤2.5，浊度≤0.5NTU。
进一步，所述的高含盐工业废水TDS浓缩到33000mg/L左右。
进一步，在步骤七中，经纳滤装置10处理后的纳滤产水TDS在27000mg/l左右;纳滤装置10处理后的纳滤浓水TDS在45000mg/l左右。
进一步，在步骤八中，二段反渗透装置12的含NaCl浓水TDS在50000mg/l左右。
进一步，在步骤九中，Na2SO4浓水TDS达到180000mg/L左右，产水COD高达885mg/l;经高级氧化装置17处理后，产水中的COD去除率≥90%，产水中的COD含量低于88.5mg/l。
进一步，在步骤十中，NaCl浓水TDS达到150000mg/L左右，产水COD高达477mg/l;经高级氧化装置15处理后，产水中的COD去除率≥90%，产水中的COD含量低于47.7mg/l。
有益效果
1、该高含盐工业废水的强化深度浓缩系统针对性的解决了高含盐工业废水处理系统的运行压力高的弊端，有效的降低由高压运行带来的安全隐患。
2、本想发明利用高级氧化装置，有效解决浓盐水高度浓缩后COD含量高的问题，为后续蒸发结晶分盐系统正常运行提供有利保障。同时，提高结晶盐的纯度，提高结晶盐的使用价值。
3、该高含盐工业废水的强化深度浓缩系统及其工艺具有自动化程度高、操作简单、运行压力低、运行稳定、结晶盐纯度高、运行费用低等特点，相对国内外现有零排放工艺具有较强经济实用性，并且符合国家环保政策及未来环境要求。