申请日2017.11.22
公开(公告)日2018.02.16
IPC分类号C02F9/14; C25B1/46; C25B1/02; C25B9/00; C02F103/36
摘要
本发明提供了一种水合肼废水资源化利用装置，属于废水或污水处理技术领域，包括依次连接的原水箱、絮凝沉淀池、陶瓷膜过滤器、纳滤过滤器、三效蒸发器和离子膜电解槽，所述离子电解槽的进口连接化盐桶，所述纳滤过滤器的浓水出口和三效蒸发器的母液出口与絮凝沉淀池的进口相连接，浓水循环处理无排放，所述三效蒸发器蒸汽冷凝后经生化系统处理后达标，可排放或回用，所述离子膜电解槽的淡盐水出口与化盐桶相连接，用于淡盐水的循环使用。本发明还提供了上述水合肼废水资源化利用装置的处理工艺。本发明结合水合肼污水高含盐、高浓度难降解的特点，采用自主研发的陶瓷膜过滤技术实现了废水的资源化利用及零排放。
摘要附图
权利要求书
1.一种水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：包括依次连接的原水箱、絮凝沉淀池、陶瓷膜过滤器、纳滤过滤器、三效蒸发器和离子膜电解槽，所述絮凝沉淀池包括絮凝池和沉淀池，所述离子电解槽的进口连接化盐桶，所述纳滤过滤器的浓水出口和三效蒸发器的母液出口与絮凝沉淀池的进口相连接，浓水循环处理无排放，所述三效蒸发器蒸汽冷凝后经生化系统处理后达标，可排放或回用，所述离子膜电解槽的淡盐水出口与化盐桶相连接，用于淡盐水的循环使用。
2.根据权利要求1所述的水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：所述原水箱与絮凝沉淀池之间设有进水泵一。
3.根据权利要求2所述的水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：所述絮凝沉淀池和陶瓷膜过滤器之间依次设有产水箱一和进水泵二。
4.根据权利要求3所述的水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：所述陶瓷膜过滤器与纳滤过滤器之间依次设有产水箱二和高压泵。
5.根据权利要求4所述的水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：所述纳滤过滤器的产水出口与产水箱三相连接。
6.根据权利要求5所述的水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：所述絮凝池内设有搅拌装置。
7.根据权利要求1所述的水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：所述陶瓷膜过滤器内设有陶瓷膜滤芯，所述陶瓷膜滤芯的孔径为1～10μm，所述陶瓷膜滤芯的膜通量为200～800L·(m2·h)-1。
8.根据权利要求1所述的水合肼废水资源化利用装置，其特征在于：所述纳滤过滤器内设有纳滤膜，所述纳滤膜的孔径为1～2nm。
9.一种采用权利要求1～8任一项所述的水合肼废水资源化利用装置的处理工艺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将污水打入絮凝池，同时向絮凝池中加入絮凝剂，然后打入沉淀池中，污水中的悬浮杂质、胶体在沉淀池中聚集成大颗粒并在重力作用下沉降;
(2)将所述步骤(1)中絮凝沉降后的污水打入陶瓷膜过滤器，去除污水中的悬浮物及颗粒杂质;
(3)将所述步骤(2)中陶瓷膜过滤后的污水打入纳滤过滤器，截留污水中的小分子悬浮物、颗粒杂质及高浓度有机物，纳滤膜可有效分离污水中的一价离子，纳滤截留的浓水回流至絮凝沉淀池，无排放;
(4)将所述步骤(3)中纳滤过滤器的产水打入三效蒸发器，经三效蒸发器产出固体NaCl，三效蒸发器的少量母液返回至絮凝沉淀池，无排放，三效蒸发器的蒸汽经换热冷凝后再进入生化系统进行处理，产水即可达标排放或回用;
(5)将所述步骤(4)三效蒸发器产出的固体NaCl溶于水后形成NaCl电解液进入离子膜电解槽，通过电解反应生成烧碱、氯气和氢气，电解后淡盐水回流与NaCl电解液混合，实现淡盐水的循环使用。
10.根据权利要求9所述的水合肼废水资源化利用装置的处理工艺，其特征在于：所述陶瓷膜过滤器的操作压力为0.08～0.15Mpa;所述纳滤过滤器的操作压力为2～4Mpa。
说明书
一种水合肼废水资源化利用装置及其工艺
技术领域
本发明涉及废水或污水处理技术领域，具体是一种水合肼废水资源化利用装置及其工艺。
背景技术
水合肼作为一种重要的精细化工原料，主要用于合成医药、农药、发泡剂、清洗处理剂、固化剂等;此外它还可用于生产火箭燃料、重氮燃料、橡胶助剂等。近年来水合肼的应用领域还在不断拓展。目前国内水合肼的市场总需求约在10万吨/年，并以10%的年增长率快速增长。
水合肼最常用的生产方法包括尿素法和酮连氮法。酮连氮法的原理是在酮存在的条件下，将次氯酸钠与氨反应，生成酮连氮中间物在高压条件下水解形成水合肼。但是酮连氮法制水合肼的生产过程中产生质量分数9%～15%的氯化钠高盐水，含有丙酮、水合肼、丙酮连氮等有机杂质，属于难处理的高盐有机废水，直接排放会造成附近土壤的盐碱化及水源的环境污染。而对氯碱企业来说，NaCl是氯碱生产的基本原料，若能够将废水中有机物去除，NaCl回收利用，不仅消除了环境污染问题，而且变废为宝，大大降低氯碱企业的生产成本，实现循环经济。
中国发明专利CN201210525944.1提供了一种采用蒸发结晶法处理水合肼废水的工艺方法，通过蒸发结晶、岩浆分离的多种循环处理，回收废水中的无机盐，蒸发结晶后排出的废水通过调温后进行活性污泥法处理。该发明虽可回收水合肼废水中无机盐，但工艺方法涉及预热升温、蒸发结晶、离心分离、冷凝、调温等工序，十分耗能，制盐成本相对较高。
中国发明专利CN201510122586.3提供了一种对水合肼高盐废水进行资源化处理的工艺方法，通过以吹脱氧化和微波催化氧化为核心的处理工艺，有效的氧化分解和去除废水中的氨氮和有机物，使处理后的废水作为隔膜法氯碱的生产原料，实现了废水的资源化利用，降低了氯碱的生产成本，达到了废水零排放的处理目标。该发明目前仅处于试验研究阶段，证实具有一定的可行性，尚不具备实际应用的条件;且该工艺需要大量催化剂，催化剂组分、负载量和制备方法上仍存在需要改进的地方。
综上，目前仍没有一种通用的方法可经济、实用、高效地对水合肼污水进行资源化综合利用。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种水合肼废水资源化利用处理装置。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种水合肼废水资源化利用装置，包括依次连接的原水箱、絮凝沉淀池、陶瓷膜过滤器、纳滤过滤器、三效蒸发器和离子膜电解槽，所述絮凝沉淀池包括絮凝池和沉淀池，所述离子电解槽的进口连接化盐桶，所述纳滤过滤器的浓水出口和三效蒸发器的母液出口与絮凝沉淀池的进口相连接，浓水循环处理无排放，所述三效蒸发器蒸汽冷凝后经生化系统处理后达标，可排放或回用，所述离子膜电解槽的淡盐水出口与化盐桶相连接，用于淡盐水的循环使用。
进一步地，所述原水箱与絮凝沉淀池之间设有进水泵一。
进一步地，所述絮凝沉淀池和陶瓷膜过滤器之间依次设有产水箱一和进水泵二。
进一步地，所述陶瓷膜过滤器与纳滤过滤器之间依次设有产水箱二和高压泵。
进一步地，所述纳滤过滤器的产水出口与产水箱三相连接。
进一步地，所述絮凝池内设有搅拌装置。
进一步地，所述陶瓷膜过滤器内设有陶瓷膜滤芯，所述陶瓷膜滤芯的孔径为1～10μm，所述陶瓷膜滤芯的膜通量为200～800L·(m2·h)-1。
进一步地，所述纳滤过滤器内设有纳滤膜，所述纳滤膜的孔径为1～2nm。
本发明的另一目的在于提供一种采用上述水合肼废水资源化利用装置的处理工艺。
采用上述水合肼废水资源化利用装置的处理工艺，包括如下步骤：
(1)将污水打入絮凝池，同时向絮凝池中加入絮凝剂，然后打入沉淀池中，污水中的悬浮杂质、胶体在沉淀池中聚集成大颗粒并在重力作用下沉降;
(2)将所述步骤(1)中絮凝沉降后的污水打入陶瓷膜过滤器，去除污水中的悬浮物及颗粒杂质;
(3)将所述步骤(2)中陶瓷膜过滤后的污水打入纳滤过滤器，截留污水中的小分子悬浮物、颗粒杂质及高浓度有机物，纳滤膜可有效分离污水中的一价离子，纳滤截留的浓水回流至絮凝沉淀池，无排放;
(4)将所述步骤(3)中纳滤过滤器的产水打入三效蒸发器，经三效蒸发器产出固体NaCl，三效蒸发器的少量母液返回至絮凝沉淀池，无排放，三效蒸发器的蒸汽经换热冷凝后再进入生化系统进行处理，产水即可达标排放或回用;
(5)将所述步骤(4)三效蒸发器产出的固体NaCl溶于水后形成NaCl电解液进入离子膜电解槽，通过电解反应生成烧碱、氯气和氢气，电解后淡盐水回流与NaCl电解液混合，实现淡盐水的循环使用。
进一步地，所述陶瓷膜过滤器的操作压力为0.08～0.15Mpa;所述纳滤过滤器的操作压力为2～4Mpa。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
(1)水合肼污水资源化利用技术的研发，彻底解决了高含盐高浓度难降解水合肼污水排放及资源化回收利用的难题。
(2)采用自主研发的陶瓷膜过滤技术，陶瓷膜具有运行成本低、膜寿命长、膜通量大(200～800L·(m2·h)-1)等优势，可用于大规模工业废水处理。
(3)污水中所含180000mg/L的氯化钠经三效蒸发后产出的固体盐供离子膜电解生产烧碱，可全部回收利用，变废为宝，极大地降低污水处理成本。
(4)纳滤至饱和的产水可供电解生产烧碱，工艺简单，能耗低，投资及运行成本低，且离子膜电解生产的烧碱产品纯度符合国家标准。
综上，本发明针对水合肼污水的处理瓶颈，结合水合肼污水高含盐、高浓度难降解的特点，研究开发了水合肼污水资源化利用零排放技术，采用自主研发的陶瓷膜过滤技术，结合成熟的絮凝沉淀技术、纳滤分离技术、三效蒸发、离子膜电解技术回收废水中所含的高浓度NaCl(含量约180000mg/L)，三效蒸发后产生的固体NaCl化盐后作为烧碱的生产原料，同时可副产氯气和氢气，实现了废水的资源化利用及零排放