申请日2015.07.07
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C02F9/02
摘要
本发明提供了一种高硬度高盐度废水的处理方法及设备，处理方法包括：先对高硬度高盐度废水进行纳滤软化处理得到第一分离液与第一浓缩液;将第一分离液进行正渗透浓缩后得到第二浓缩液与第二分离液;第二分离液返回用于生产，第一浓缩液以及第二浓缩液各自结晶处理得到固体盐。处理设备包括：滤软化装置、正渗透浓缩装置、回用水箱、第一结晶器、第二结晶器;纳滤软化装置包括第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口，正渗透浓缩装置包括第二进水口、第二浓缩液出口以及第二分离液出口，回用水箱上设置有第三进水口。本发明的废水处理方法不会对环境造成污染充分绿色环保，废水处理能力强，可实现废水零排放。
权利要求书
1.一种高硬度高盐度废水的处理方法，其特征在于，包括如下 步骤：
(A)先对高硬度高盐度废水进行纳滤软化处理得到第一分离 液与第一浓缩液;
(B)将第一分离液进行正渗透浓缩后得到第二浓缩液与第二 分离液;
(C)第二分离液返回用于生产，第一浓缩液以及第二浓缩液 各自结晶处理得到固体盐。
2.根据权利要求1所述的高硬度高盐度废水的处理方法，其特 征在于，在所述步骤(A)之前还包括如下步骤：将高硬度高盐度 废水进行预处理以去除其中的固体颗粒杂质。
3.根据权利要求2所述的高硬度高盐度废水的处理方法，其特 征在于，所述预处理方式包括砂滤、多介质过滤、絮凝以及澄清处 理方法中的一种或几种方法的结合。
4.根据权利要求1所述的高硬度高盐度废水的处理方法，其特 征在于，所述步骤(A)与所述步骤(B)之间还包括如下步骤：
先将第一分离液进行反渗透浓缩得到第三分离液与第三浓缩 液;
则所述步骤(B)中，将第三浓缩液继续进行正渗透浓缩得到 第二浓缩液与第二分离液，第三分离液则返回用于生产;
则所述步骤(C)中，第二分离液重新再进行一次反渗透浓缩 处理;
优选地，所述步骤(C)中，第一浓缩液结晶处理得到第一母 液，第一母液与第二浓缩液合并进行结晶处理得到第二母液，所述 第二母液重新再进行纳滤软化处理。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高硬度高盐度废水的处理方 法，其特征在于，所述步骤(A)中，纳滤软化处理的运行压力为 0.2-4.0MPa。
6.根据权利要求4所述的高硬度高盐度废水的处理方法，其特 征在于，所述正渗透浓缩设计为单级或多级处理。
7.根据权利要求4所述的高硬度高盐度废水的处理方法，其特 征在于，所述反渗透浓缩设计为单级或多级处理。
8.权利要求1-7任一项的处理方法处理所述高硬度高盐度废水 的处理设备，其特征在于，包括纳滤软化装置、正渗透浓缩装置、 回用水箱以及第一结晶器、第二结晶器;所述纳滤软化装置包括用 于高硬度高盐度废水进入的第一进水口、第一浓缩液出口以及第一 分离液出口，所述正渗透浓缩装置包括第二进水口、第二浓缩液出 口以及第二分离液出口，所述回用水箱上设置有第三进水口;
所述第一分离液出口连接所述第二进水口，所述第二分离液出 口连接第三进水口，所述第一浓缩液出口连接所述第一结晶器，所 述第二浓缩液出口连接所述第二结晶器。
9.根据权利要求8所述的高硬度高盐度废水的处理设备，其特 征在于，还包括预处理装置，所述预处理装置包括用于高硬度高盐 度废水进入的废水进口以及废水出口，所述废水出口与所述纳滤软 化装置的第一进水口连接。
10.根据权利要求9所述的高硬度高盐度废水的处理设备，其 特征在于，还包括反渗透浓缩装置，所述反渗透浓缩装置包括第三 分离液出口，第三浓缩液出口以及第四进水口;
则所述第一分离液出口与所述第二分离液出口同时连接所述第 四进水口，所述第三分离液出口连接第三进水口，所述第三浓缩液 出口连接第二进水口，所述第一浓缩液出口连接第一结晶器，所述 第二浓缩液出口连接所述第二结晶器。
说明书
一种高硬度高盐度废水的处理方法及设备
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体而言，涉及一种高硬度高 盐度废水的处理方法及设备。
背景技术
电力、冶金、化工、海水淡化、印染、造纸等工业生产过程中 产生的废水通常含有较高的硬度和较高的盐分，较高的硬度主要是 指污水中的钙、镁离子的总浓度高，这样的废水如果未经处理直接 排放，会造成水体和土壤的盐碱化，危害自然环境。
目前，对于这种高硬度废水的软化方法主要包括化学法和离子 交换法，化学法在各种高含盐废水去除钙镁的实际应用中最为普遍， 其主要机理是向废水中投加一定的化学药剂，使钙镁离子形成难溶 盐而沉淀或絮凝除去。高含盐废水中硬度较高且水量较大，采用化 学法需要投入的化学品量也相应较大，费用较高;同时化学法往往 产生大量的污泥对环境造成二次污染。离子交换法在废水去硬度生 产软化水方面应用广泛。离子交换法能有效去除钙镁结垢离子，但 是树脂或载体在使用过程中都存在再生问题。再生过程中一般都需 要再生药剂，费用昂贵且存在对环境的二次污染，不适用高硬度废 水软化的需要。
而对于高盐度废水的浓缩方法主要包括膜法和热法，由于高含 盐废水具有较高的渗透压，反渗透膜对高含盐废水的回收率较低， 无法浓缩至较高倍数满足结晶器的需要。采用热法浓缩高含盐废水 需要大量蒸汽，吨水处理成本高，并且对蒸发器材质要求较高，设 备投资成本大。如果采用机械蒸汽压缩机来减少蒸汽用量，同样会 增大设备的投资成本和运行成本。
可见，现有技术中针对高硬度高盐度废水的处理方法主要将化 学法与热浓缩法进行组合，但是这种组合方式不仅消耗大量的化学 药剂和蒸汽，无形之中增加了运行成本，而且还会污染环境。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高硬度高盐度废水的处理方 法，所述方法具有处理方法简单，操作方便，不会对环境造成污染 充分绿色环保，废水处理能力强，可以实现废水零排放等优点。
本发明的第二目的在于提供一种高硬度高盐度废水的处理设 备，所述废水处理设备可很好的与处理方法配合实现了废水的零排 放的优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种高硬度高盐度废水的处理方法，包括 如下步骤：
(A)先对高硬度高盐度废水进行纳滤软化处理得到第一分离 液与第一浓缩液;
(B)将第一分离液进行正渗透浓缩后得到第二浓缩液与第二 分离液;
(C)第二分离液返回用于生产，第一浓缩液以及第二浓缩液 各自结晶处理得到固体盐。
现有技术中，一般都采用将化学法与热浓缩法相结合的方式进 行处理废水，但是这种方式不仅消耗大量的化学药剂和蒸汽，无形 之中增加了运行成本，而且还会污染环境。为了解决以上问题，本 发明实施例提供了一种高硬度高盐度废水的处理方法，先采用钠滤 软化法处理高硬度废水，纳滤膜分离对二价离子(如钙离子、镁离 子和硫酸根离子等)和多价离子有很好的截留性，可以去除钙、镁、 硅和硫酸根等离子，大大降低水垢形成的可能性，其中，纳滤软化 处理的运行压力最好在0.2-4.0MPa，可以更加高效的去除废水中钙、 镁等离子，大大降低水垢形成的可能性。同时，纳滤技术具有绿色 环保，不会对环境造成污染的优点。
在本发明中，经过纳滤软化处理的产水又创造性的使用了正渗 透法处理高盐度废水，正渗透浓缩工艺以半透膜两侧产生的渗透压 差为驱动力，使水分子自发从低渗透压侧扩散到高渗透压侧。相对 于反渗透浓缩工艺，正渗透浓缩具有更高的浓缩倍率。相对于蒸发 结晶工艺，正渗透浓缩具有更低的能耗。同时，正渗透浓缩装置不 需要高压泵便可运行，因此具有更高的抗污染性能，不易结垢，现 有技术中尚未发现使用正渗透浓缩技术处理废水的报道，本发明的 处理高硬度高盐度废水的方法尚属首例。
进一步的，在对高硬度高盐度废水进行纳滤软化处理之前最好 先对废水进行预处理，目的是为了去除高硬度高盐度废水中所含的 颗粒杂质或沉淀，具体预处理的方法可以采用以下几种方法其中一 种或几种的结合：砂滤、多介质过滤、絮凝、澄清等。这些方法均 属于现有技术中常见的分离杂质的方法，通过与本发明其他废水处 理技术有机结合，实现了高硬度高盐度废水的高效处理，这种具体 废水处理的工艺路线是发明人通过大量实验实践出来的，现有技术 中并无记载。
进一步的，为了提高废水处理效果，最好将反渗透与正渗透浓 缩处理方法进行结合使用，因此在所述步骤(A)与所述步骤(B) 之间还包括如下步骤：
先将第一分离液进行反渗透浓缩得到第三分离液与第三浓缩 液;则所述步骤(B)中，将第三浓缩液继续进行正渗透浓缩得到 第二浓缩液与第二分离液，第三分离液则返回用于生产;则所述步 骤(C)中，第二分离液重新再进行一次反渗透浓缩处理。
通过添加了反渗透浓缩处理方法，此时正渗透浓缩处理后的产 水要先返回进行反渗透处理后再返回生产，以充分提高产水的洁静 度，满足对水质要求高的用户的需求。其中，反渗透预浓缩处理方 法可将纳滤产水的含盐量由5000-10000mg/L提升至50000-80000 mg/L。而反渗透的产水作为工业回用水直接使用，反渗透的浓缩液 继续进入正渗透膜浓缩处理。正渗透浓缩处理后的浓缩液的浓度是 反渗透浓缩液的4-5倍，此时正渗透浓缩液含盐量可达到 200000-250000mg/L，正渗透产水回流至反渗透预浓缩进行精制， 正渗透浓缩液则可直接进行结晶处理，不用额外寻找其他处理方法， 不但节约了人力物力，还降低了废水处理成本，这种优势是现如今 任何一种废水处理方法所不能比拟的。这样将正渗透与反渗透处理 结合，即保证了产水的水质可直接回用，又提高了浓缩液的浓度， 一举两得，非常环保。
为了满足不同用户的需求，所述正渗透浓缩设计可为单级或多 级处理，所述反渗透浓缩设计也可为单级或多级处理，通过水质的 具体要求来调节浓缩的级数。
最后，在浓缩液结晶这个步骤中，正渗透浓缩后得到的浓缩液 由于本身浓度比较高可以直接进行结晶处理，主要得到氯化钠晶浆 等一价无机盐和冷凝水。氯化钠晶浆经离心分离、干燥和打包，得 到最终氯化钠产品，可直接销售，经济效益可观，冷凝水则进行回 收处理。纳滤软化处理得到的浓缩液结晶主要得到二价无机盐，包 括硫酸镁、硫酸钠和硫酸钙，经过离心分离、干燥和打包，得到硫 酸盐产品，冷凝水则进行回收处理。
另外，第一浓缩液结晶处理得到第一母液，第一母液与第二浓 缩液合并进行结晶处理得到第二母液，相当于对母液的再次结晶处 理，所述第二母液重新再进行纳滤软化处理，这样可以增加进水的 含盐量，有利于把溶液提高到结晶所需的浓度。
本发明实施例还提供了一种与上述处理方法配套的废水处理设 备，包括纳滤软化装置、正渗透浓缩装置、回用水箱以及第一结晶 器、第二结晶器;所述纳滤软化装置包括用于高硬度高盐度废水进 入的第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口，所述正渗 透浓缩装置包括第二进水口、第二浓缩液出口以及第二分离液出口， 所述回用水箱上设置有第三进水口;
所述第一分离液出口连接所述第二进水口，所述第二分离液出 口连接第三进水口，所述第一浓缩液出口连接所述第一结晶器，所 述第二浓缩液出口连接所述第二结晶器。
进一步的，还包括用于预处理的预处理装置，所述预处理装置 包括用于高硬度高盐度废水进入的废水进口以及废水出口，所述废 水出口与所述纳滤软化装置的第一进水口连接。
更进一步的，还包括反渗透浓缩装置，所述反渗透浓缩装置包 括第三分离液出口，第三浓缩液出口以及第四进水口;则所述第一 分离液出口与所述第二分离液出口同时连接所述第四进水口，所述 第三分离液出口连接第三进水口，所述第三浓缩液出口连接第二进 水口，所述第一浓缩液出口连接第一结晶器，所述第二浓缩液出口 连接所述第二结晶器。
本发明实施例的工业废水处理设备，占地面积小，造价便宜， 与本发明的废水处理方法相配合，处理废水能力强，整个工艺过程 中可实现废水零排放，所有产品均可回收或通过进一步分离直接进 行销售，经济效益良好，适于广泛推广使用，满足不同用户对水质 质量的要求。
现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明实施例提供了一种高硬度高盐度废水的处理方法， 通过将纳滤、反渗透和正渗透进行有机的组合，实现了对高硬度高 盐度废水的软化与浓缩，不仅操作方便，处理方法简单，而且绿色 环保，通过不同人群对水质要求的不同实时调整工艺，非常灵活， 整个处理过程中无废水排放，还能产出附加值巨大的化工副产品， 形成销售额，创造经济效益;
(2)本发明创造性的提出了利用正渗透浓缩处理方法来处理高 硬度高盐度废水，得到的浓缩液具有较高的浓度，可实现直接结晶 处理，不用额外其他处理工序，降低了人力物力成本，简化了处理 工序;
(3)本发明实施例还提供了一种与上述高硬度高盐度废水处理 方法相配套的废水处理设备，结构紧凑，占地面积小，设备造价低， 处理废水能力强，整个工艺过程中可实现废水零排放，得到的所有 产品均可回用或通过进一步分离直接进行销售，经济效益良好，适 于广泛推广使用，不会对环境造成二次污染。