申请日2018.07.16
公开(公告)日2019.03.29
IPC分类号C02F9/14; C02F9/10; C02F9/06; C02F9/08; C02F9/04; C02F9/02; C01D5/16; C01D3/14; C01D3/04; C02F103/28
摘要
本实用新型涉及一种基于纳滤膜调配系统的高盐废水零排放处理装置。包括：预处理系统(1)，用于对高盐废水进行预处理除杂;浓缩系统(2)，连接于预处理系统(1)，用于对预处理系统(1)得到的废水进行浓缩处理;软化系统(3)，连接于浓缩系统(2)，用于对浓缩后的废水进行软化处理;纳滤膜(4)，连接于软化系统(3)，用于对软化处理后的产水进行一二价盐的分离;硫酸钠结晶系统(5)，连接于纳滤膜(4)的浓液侧，用于对纳滤浓液结晶处理，得到Na2SO4;氯化钠结晶系统(6)，连接于纳滤膜(4)的淡液侧，用于对纳滤淡液结晶处理，得到NaCl。
权利要求书
1.一种高盐废水零排放处理装置，其特征在于，包括：
预处理系统(1)，用于对高盐废水进行预处理除杂;
浓缩系统(2)连接于预处理系统(1)，用于对预处理系统(1)得到的废水进行浓缩处理;
软化系统(3)连接于浓缩系统(2)，用于对浓缩后的废水进行软化处理;
纳滤膜(4)连接于软化系统(3)，用于对软化处理后的产水进行一二价盐的分离;
硫酸钠结晶系统(5)连接于纳滤膜(4)的浓液侧，用于对纳滤浓液结晶处理，得到Na2SO4;
氯化钠结晶系统(6)连接于纳滤膜(4)的淡液侧，用于对纳滤淡液结晶处理，得到NaCl。
2.根据权利要求1所述的高盐废水零排放处理装置，其特征在于，硫酸钠结晶系统(5)的母液出口连接于氯化钠结晶系统(6)，氯化钠结晶系统(6)的母液出口连接于硫酸钠结晶系统(5)。
3.根据权利要求1所述的高盐废水零排放处理装置，其特征在于，所述的预处理系统(1)包括预过滤装置、生物滤池、氧化装置、沉淀装置、氧化装置或者超滤装置中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求3所述的高盐废水零排放处理装置，其特征在于，预过滤装置是砂滤装置、多介质过滤装置或者活性炭过滤装置中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求3所述的高盐废水零排放处理装置，其特征在于，氧化装置是臭氧氧化装置、芬顿氧化装置或者微波氧化装置中的一种或多种的组合生物滤池是指活性炭生物滤池装置。
6.根据权利要求1所述的高盐废水零排放处理装置，其特征在于，所述的浓缩系统(2)包括纳滤膜浓缩装置、反渗透浓缩装置或者电渗析浓缩装置中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的高盐废水零排放处理装置，其特征在于，纳滤膜(4)的淡液侧通过浓缩装置与氯化钠结晶系统连接。
8.根据权利要求7所述的高盐废水零排放处理装置，其特征在于，浓缩装置选自高压反渗透膜装置、DTRO装置、电渗析装置、MVR蒸发装置或多效蒸发装置中的一种或几种的组合。
说明书
一种基于纳滤膜调配的高盐废水零排放处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种基于纳滤膜调配的高盐废水零排放处理装置，属于水处理技术领域。
背景技术
造纸工业、印染工业、化工工业、制药工业等排放的废水均含有一定浓度的无机盐，在废水零排放处理过程中均涉及如何将无机盐从废水中分离的工艺。针对含盐废水零排放采用高级氧化预处理降低COD及SS，在此基础上采用反渗透膜进行浓缩，随着浓缩倍数的上升，废水中的硬度也逐步上升。经浓缩后的废水可采用“两碱法”或“树脂软化法”脱除废水中的硬度。经脱除硬度的废水经过反渗透或电渗析等工艺进一步浓缩后，采用蒸发结晶工艺获得工业盐。膜浓缩过程产生的清水根据水质不同用于各生产工段。该类含盐废水零排放工艺中国实用新型专利(CN103508602A，CN104071808A)已有报道，但这些专利中均未涉及如何实现一二价盐的分离问题，得到的杂盐难以资源化利用。
中国专利CN105540972A将含盐废水零排放工艺分为循环预处理、循环减量化及零排放单元三个部分。在蒸发结晶工艺过程中实现盐硝的分离。该工艺主要针对含盐废水中一价盐与二价盐浓度差较大的体系，可通过控制结晶工艺的操作条件获得工业级一价盐和二价盐，由于工业废水成分复杂且一价盐与二价盐浓度差难以满足盐硝的分离，因此该专利的适用范围有限。
中国专利CN104370405A采用纳滤技术对高浓度盐水进行分盐处理，将纳滤淡水进行浓缩后用于软化器再生。纳滤浓水用于蒸发结晶获得固形物，可获得高纯度的二价盐产物，但纳滤的淡水未做提浓获得一价盐产品，造成这部分含盐废水的外排或系统内富集，该专利仅解决了部分盐利用的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对含盐废水中氯化钠和硫酸钠的浓度比例不适合采用结晶方法分离的问题，采用纳滤工艺对含盐废水中的一价盐和二价盐浓度进行调节，使得纳滤膜经过比例调节后的废水能够采用反渗透或者电渗析工艺进一步浓缩，浓缩的含盐废水可以分别通过相应的结晶工艺而得到氯化钠和硫酸钠工业盐。
本实用新型的第一个方面：
一种高盐废水零排放方法，包括如下步骤：
第1步，将含盐废水经预处理系统除杂;
第2步，对第1步得到的废水进行浓缩处理;
第3步，对第2步得到的废水进行软化处理;
第4步，对第3步得到的废水采用纳滤膜过滤处理，调节废水中的NaCl和Na2SO4浓度比例;
第5步，纳滤膜的浓水送入Na2SO4结晶系统，通过结晶分离得到Na2SO4工业盐以及第一母液;纳滤膜的淡水进行浓缩之后，再送入NaCl结晶系统中，通过结晶分离得到NaCl工业盐以及第二母液;
第6步，第一母液送入NaCl结晶系统中进行结晶处理，第二母液送入Na2SO4结晶系统进行结晶处理。
在一个实施方式中，第1步中预处理系统出水COD在10～200mg/L之间，SS在3～50mg/L。
在一个实施方式中，第1步中的预处理是指预过滤、生物滤池、沉淀、氧化或者超滤中的一种或多种的组合。
在一个实施方式中，预过滤是砂滤、多介质过滤或者活性炭过滤中的一种或多种的组合。
在一个实施方式中，氧化采用臭氧氧化技术、芬顿氧化技术或者微波氧化中的一种或多种的组合;生物滤池是指活性炭生物滤池。
在一个实施方式中，浓缩处理使废水中TDS在20～60g/L;浓缩过程采用纳滤膜浓缩、反渗透浓缩或者电渗析浓缩中的一种或多种工艺组合。
在一个实施方式中，第3步中软化系统出水硬度在20～200mg/L之间;软化工艺可采用膜软化、药剂软化或者离子交换树脂软化中的一种或多种工艺组合。
在一个实施方式中，第4步中，纳滤膜浓水中的NaCl和Na2SO4浓度的浓度质量比0.01～0.07：1;纳滤膜的浓水中的Na2SO4质量浓度8～15%。
在一个实施方式中，第5步中，纳滤膜的淡水进行浓缩是采用高压反渗透膜工艺、DTRO工艺、电渗析工艺、MVR蒸发工艺或多效蒸发工艺中的一种或几种的组合;纳滤膜淡水浓缩后NaCl质量浓度在10～20%之间。
在一个实施方式中，第一母液经过浓缩之后再送入NaCl结晶系统中进行结晶处理，第二母液过浓缩之后再送入Na2SO4结晶系统进行结晶处理。
本实用新型的第二个方面：
一种高盐废水零排放处理装置，包括：
预处理系统，用于对高盐废水进行预处理除杂;
浓缩系统，连接于预处理系统，用于对预处理系统得到的废水进行浓缩处理;
软化系统，连接于浓缩系统，用于对浓缩后的废水进行软化处理;
纳滤膜，连接于软化系统，用于对软化处理后的产水进行一二价盐的分离;
硫酸钠结晶系统，连接于纳滤膜的浓液侧，用于对纳滤浓液结晶处理，得到Na2SO4;
氯化钠结晶系统，连接于纳滤膜的淡液侧，用于对纳滤淡液结晶处理，得到NaCl。
在一个实施方式中，硫酸钠结晶系统的母液出口连接于氯化钠结晶系统，氯化钠结晶系统的母液出口连接于硫酸钠结晶系统。
在一个实施方式中，所述的预处理系统包括预过滤装置、生物滤池、沉淀装置、氧化装置或者超滤装置中的一种或多种的组合。
在一个实施方式中，预过滤装置是砂滤装置、多介质过滤装置或者活性炭过滤装置中的一种或多种的组合。
在一个实施方式中，生物滤池装置是活性炭生物滤池装置。
在一个实施方式中，氧化装置是臭氧氧化装置、芬顿氧化装置或者微波氧化装置中的一种或多种的组合。
在一个实施方式中，所述的浓缩系统包括纳滤膜浓缩装置、反渗透浓缩装置或者电渗析浓缩装置中的一种或多种的组合。
在一个实施方式中，纳滤膜的淡液侧通过浓缩装置与氯化钠结晶系统连接。
在一个实施方式中，浓缩装置选自高压反渗透膜装置、DTRO装置、电渗析装置、MVR蒸发装置或多效蒸发装置中的一种或几种的组合。
有益效果
本实用新型的所针对的含盐废水适应性广，通过控制纳滤浓缩倍数和截留率来调节一价盐和二价盐的比例，满足后续NaCl和Na2SO4分别结晶回用工艺的要求，实现废水零排放，并获得纯度高的工业级的一价盐和二价盐产品，具有节能高效减排的优点。
本实用新型的主要创新点在于将纳滤膜用于对高盐废水中的一价盐与二价盐比例进行调节，满足NaCl和Na2SO4分别结晶的要求，将结晶过程的母液进行循环利用，减少母液量，提高盐硝联产过程盐利用的效率。最终在实现含盐废水零排放的同时获得高纯度的一价盐与二价盐，实现水及无机盐的资源化利用。
另外，由于在NaCl和Na2SO4分别结晶的过程中，结晶料液中的NaCl和Na2SO4的浓度比相差越大，越利于结晶过程形成高纯度的结晶盐。而又由于在高盐废水中的盐浓度会发生周期性的波动，容易导致纳滤过程中得到淡液和浓液中的浓度发生周期性的波动，影响到结晶过程。因此，通过对结晶后的母液采用反渗透膜进一步提浓之后再返回至上一级的结晶系统，可以有效地使NaCl和Na2SO4的浓度比的波动数值减小，抑制了结晶过程中的不稳定性的发生。