申请日2003.08.27
公开(公告)日2004.04.28
IPC分类号C02F1/44
摘要
本发明公开一种含低浓度氯化铵废水的处理方法，由以下步骤组成：(1)水的分质回收，(2)氯化铵废水的反渗透膜浓缩处理，纯化水回用，(3)浓缩水多效蒸发回收氯化铵，冷凝水返回膜处理系统再处理。本发明的方法具有能耗低、生产成本低，工艺先进的特点，处理后的净化水能够达到工艺纯水指标，氯化铵也能实现彻底回收。
権利要求書
1.一种含低浓度氯化铵废水的处理方法，由以下步骤组成：
(1)水的分质回收：将钾盐生产系统中产生的氯化铵废水，以氯化铵平均浓度(质 量百分比浓度)范围为指标，分为0.01%～0.1%、0.1%～0.4%、2.0%～4.0%，≥5.5% 四种水质，收集相同水质的废水，各自混合后待处理;
(2)氯化铵废水的反渗透膜浓缩处理，净化水回用：将上述浓度为0.01%～0.1% 的废水和氯化铵蒸发系统冷凝水进低压反渗装置统一处理，操作压力为1.0～ 1.6Mpa;浓度为0.1%-0.4%的废水进中压反渗透装置处理，操作压力为1.5～ 2.0Mpa;浓度为2%-4%的废水进高压反渗透装置处理，操作压力为5.0～6.5Mpa; 浓度≥5.5%的废水进氯化铵蒸发系统回收;上述反渗透膜处理中pH为5～11;经 上述处理后总盐度低于10ppm的纯化水，重新作为工艺纯水返回钾盐生产系统使 用;
(3)浓缩水多效蒸发回收氯化铵，冷凝水返回膜处理系统再处理：经过上述反渗 透膜浓缩处理后的浓度≥5.5%的氯化铵溶液与钾盐生产系统中回收的平均浓度大 于8%的氯化铵溶液混合，经过预热、汽提、多效低温蒸发、汽液分离、结晶、离 心、干燥过程制得工业级或农业级氯化铵，蒸发后排出的含氨冷凝水，再回到低压 反渗透装置处理回收。
2.如权利要求1所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述 的各浓度范围的氯化铵废水可以在进行反渗透膜浓缩处理前，采取超滤或微滤装置 对废水进行预处理，以减轻对反渗透膜的污染压力。
3.如权利要求2所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，所述的两组超 滤或微滤装置是0.01%～0.4%低浓度废水超滤或微滤装置和2.0%～4.0%高浓度废 水超滤或微滤装置，超滤装置出水达到的指标是：SDI<2，浊度<0.05NTU。
4.如权利要求1所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述 的反渗透膜浓缩处理中，根据进出水水质、水量的不同，反渗透系统可选择不同的 多级多段组合，可以是超低压、低压、中压、高压反渗透装置的任意组合。
5.如权利要求1或4所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2) 所述的反渗透膜浓缩处理中，反渗透系统主要由中压反渗透装置、高压反渗透装置、 低压反渗透装置三部分组成;反渗透膜采用复合膜。
6.如权利要求5所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述 的反渗透膜浓缩处理中，中压反渗透装置主要对0.1%～0.4%的废水进行反渗透处 理，设计回收率为70%～90%，经过该级处理，使NH4CL含量浓缩到1.5%～2.0%， 浓缩水进高压反渗透装置继续进行浓缩处理;净化水侧的NH4CL含量降为0.2%以 下，净化水到低压反渗透装置作进一步处理，得到纯化水。
7.如权利要求5所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述 的反渗透膜浓缩处理中，高压反渗透装置设计回收率为40%～70%，经过该级处理 后的浓缩水NH4CL含量达到5.5%以上，此浓缩水直接进入后续工序即蒸发浓缩系 统，净化水进入中压反渗透装置处理。
8.如权利要求5所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述 的反渗透膜浓缩处理中，低压反渗透装置设计回收率为70%～90%，对氯化铵含 量为0.01%～0.1%的废水和中压反渗透的净化水做脱盐处理，处理后的浓缩水返回 到中压反渗透的进水口进行浓缩处理，含盐量低于10ppm的纯化水，作为工艺纯水 重新返回到钾盐生产系统循环利用。
9.如权利要求5所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所述 的反渗透膜浓缩处理中，pH为6～9。
10.如权利要求5所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，其特征在于，步骤(2)所 述的反渗透膜浓缩处理中，反渗透装置设计回收率可根据需要优化确定。
说明书
一种含低浓度氯化铵废水的处理方法
(一)技术领域
本发明涉及一种废水的处理方法，尤其涉及一种含低浓度氯化铵废水的处理方法。
(二)背景技术
针对钾盐行业生产过程中产生含低浓度氯化铵废水的处理问题，是所属行业面临的 不能不需要迫切解决的问题。由于在钾盐行业生产过程中产生的低浓度氯化铵废水，氯 化铵平均浓度在4%以下，不具有经济回收价值，因此对这些低浓度氯化铵的废水处理 成了一个十分棘手的问题;若直接排放不仅造成巨大的环境污染，而且还造成水资源以 及原料的巨大浪费，对社会环境和居民的生活环境造成巨大的损害。
目前钾盐行业处理低浓度氯化铵废水的方法，一般是根据水中氯化铵的含量的不 同，将水划为不同水质，然后依据水质分别对水进行处理，如将后期较好水质的水作为 下一阶段前期的预处理用水，或通过离子交换浓缩，或做再生剂用水，或直接蒸发结晶 等。但这些方法不仅增大了操作的复杂程度，而且只能节省部分水量，不能完全解决排 放问题;如做再生剂用水不仅降低树脂的交换容量，而且增加了钾的透过量，造成消耗 上升和副产品氯化铵的质量下降;直接蒸发结晶不仅投资大而且消耗高、成本高，不具 有经济价值，因此一直没有得到根本解决。
(三)发明内容
针对上述废水处理方法的不足，为达到含低浓度氯化铵废水彻底回收治理，实现产 品回收和水资源利用的最大化的目的，本发明提出了一种含低浓度氯化铵废水的处理方 法，该方法采用膜分离方法浓缩低浓度氯化铵废水，同时实现水资源再利用，并结合多 效蒸发的方法回收制备氯化铵产品。
本发明方法具有能耗低，工艺先进的特点，处理后的纯化水能够达到工艺纯水指标， 返回钾盐生产系统循环利用，氯化铵产品也能实现彻底回收。
本发明所述的含低浓度氯化铵废水的处理方法，由以下步骤组成：
(1)水的分质回收：将钾盐生产系统中产生的氯化铵废水，以氯化铵平均浓度(质 量百分比浓度)范围为指标，分为0.01%～0.1%、0.1%～0.4%、2.0%～4.0%，≥5.5%四 种水质，收集相同水质的废水，各自混合后待处理;
(2)氯化铵废水的反渗透膜浓缩处理，纯化水回用：将上述浓度为0.01%～0.1% 的废水和氯化铵蒸发系统冷凝水进低压反渗装置统一处理，操作压力为1.0～1.6Mpa; 浓度为0.1%-0.4%的废水进中压反渗透装置处理，操作压力为1.5～2.0Mpa;浓度为2% -4%的废水进高压反渗透装置处理，操作压力为5.0～6.5Mpa;浓度≥5.5%的废水进氯 化铵蒸发系统回收;上述反渗透膜处理中pH为5～11;经上述处理后总盐度低于10ppm 的纯化水，重新作为工艺纯水返回钾盐生产系统使用;
(3)浓缩水多效蒸发回收氯化铵，冷凝水返回膜处理系统再处理：经过上述反渗 透膜浓缩处理后的浓度≥5.5%的氯化铵溶液与钾盐生产系统中回收的平均浓度大于8% 的氯化铵溶液混合，经过预热、汽提、多效低温蒸发、汽液分离、结晶、离心、干燥过 程制得工业级或农业级氯化铵，蒸发后排出的含氨冷凝水，再回到低压反渗透装置处理 回收。
本发明的技术方案实施的主要工艺流程如下：
废水池(浓度为0.1%～0.4%)→过滤器→超滤(或微滤)装置→中压反渗透装 置→中间水箱(浓度为2%～4%)→高压泵→高压反渗透装置→浓水池(浓度>5.5 %)→去蒸发。
中、高压反渗透装置产水及冷凝水(浓度为0.01%～0.1%)→低压反渗透装置 →净化水
本发明涉及的反渗透膜浓缩处理主要设备有过滤器、超滤膜装置(微滤膜装置)、 低压泵、中压泵、高压泵、增压泵、反渗透膜装置、压力管、清洗系统、能量回收装 置(各设备联接方式见图1);浓缩水多效蒸发回收氯化铵主要设备有料液槽、汽提塔、 预热器、蒸发器、汽液分离器、结晶器、离心机、母液槽、干燥器、泵等。
其中，上述步骤(2)所述的各浓度范围的氯化铵废水可以在进行反渗透膜浓缩 处理前，采取超滤(或微滤)装置对废水进行预处理，以降低对反渗透膜的污染，提 高反渗透膜使用寿命。
其中，上述的超滤(或微滤)装置是0.1%～0.4%低浓度废水超滤(或微滤) 装置和2%～4%高浓度废水超滤(或微滤)装置，超滤装置出水达到的指标是：SDI <2，浊度<0.05NTU。
其中，上述步骤(2)所述的反渗透膜浓缩处理中，根据进出水水质、水量的不 同，反渗透系统可选择不同的多级多段组合，可以是低压(超低压)、中压、高压反 渗透装置的任意组合。
其中，上述步骤(2)所述的反渗透膜浓缩处理中，反渗透系统主要由中压反渗 透置、高压反渗透装置、低压反渗透装置三部分组成。反渗透膜采用复合膜。
其中，中压反渗透装置主要对0.1%～0.4%的废水进行反渗透处理，设计回收 率为70%～90%左右，经过该级处理，使NH4CL含量浓缩到1.5%～2%，浓水进高压 反渗透装置继续进行浓缩处理;净化水侧的NH4CL含量降为0.2%以下，净化水到低 压反渗透装置作进一步处理，得到纯化水。
其中，高压反渗透装置设计回收率为40%～70%左右，经过处理后浓缩水达到 NH4CL含量5.5%～6%，此浓缩水直接进入后续工序即蒸发浓缩系统，净化水进入中 压反渗透装置处理。
其中，低压反渗透装置设计回收率为70%～90%左右，对氯化铵含量为0.01%～ 0.1%的废水和中压反渗透的净化水做脱盐处理，处理后的浓缩水返回到中压反渗透的 进水口进行循环，继续进行浓缩处理;含盐量低于10ppm的纯化水，作为工艺纯水重新 返回到钾盐生产系统作脱盐水用。
其中，上述步骤(2)所述的反渗透膜浓缩处理中，溶液适合的pH为6～9，反渗 透装置设计回收率可根据需要优化确定。
当膜元件长时间运行而造成污染时，会出现反渗透的进出口压差上升，产水量下 降等时，要对反渗透膜进行化学清洗。为节约投资，本系统的反渗透装置共用一套化 学清洗装置，兼作反渗透长期停运时保护处理，其工艺流程是：清洗溶液箱→清洗泵 →超滤装置→反渗透装置。
本发明采用中、低、高压反渗透的组合处理工艺。通过反渗透处理后，纯化水的 总含盐量可小于10ppm，达到纯水的指标(指标可根据工艺用水要求调整以达到经济运 行的目的)，实现了返回钾盐生产系统的循环利用。反渗透浓缩水总含盐量可达5.5%以 上，具有工业回收价值，通过多效蒸发回收，制得氯化铵产品。本发明的反渗透具有运 行费用低，无污染，能处理含盐量较高的水，占地少，脱盐率高等优点。
利用本发明所采用的废水处理方法，产品可得到全部回收，水能得到彻底回收利 用，不仅解决了环保问题，实现了水的资源化利用和清洁生产的目的，而且具有一定的 经济效益和环保社会效益。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。