申请日2013.06.24
公开(公告)日2013.09.11
IPC分类号C02F1/44; C02F11/10; C02F11/00; C02F9/04
摘要
本发明涉及一种低能耗废水脱盐工艺及装置，属于废水深度处理领域。所述工艺利用一定浓度的碳酸氢钙产生的渗透压，自然渗透汲取原水中的水分子，稀释后的碳酸氢钙溶液中加入消石灰获得纯水和碳酸钙乳液;碳酸钙乳液经过碳化后得到较高浓度的碳酸氢钙溶液，碳酸氢钙溶液返回到正向渗透作为汲取液。所述装置包括顺次连接的正向渗透单元、中和反应单元、沉淀单元及过滤单元;所述沉淀单元底部连接碳化单元;所述碳化单元出口与正向渗透单元连通。通过本发明，只需往系统内补充一定量消石灰，可以低成本地获得纯水，并得到部分碳酸钙产品。
权利要求书
1.一种低能耗废水脱盐工艺，其特征在于，所述工艺利用碳酸氢钙溶液作为汲取液，渗透汲取废水中的水分子;得到稀释后的碳酸氢钙溶液中加入消石灰获得纯水和碳酸钙乳液;所述碳酸钙乳液经过碳化后得到碳酸氢钙溶液，所述碳酸氢钙溶液返回作为汲取液。
2.如权利要求1所述的废水脱盐工艺，其特征在于，所述作为汲取液的碳酸氢钙溶液浓度大于原料废水溶解性总固体浓度。
3.如权利要求1或2所述的废水脱盐工艺，其特征在于，所述作为汲取液的碳酸氢钙溶液浓度为10～120g/L，优选为50g/L。
4.如权利要求1-3之一所述的废水 脱盐工艺，其特征在于，所述碳酸钙乳液经脱水、热解后，产生的二氧化碳气体加压后用于碳化;生成的固体加水消化得到消石灰，得到的消石灰用于与稀释后的碳酸氢钙溶液进行反应。
5.如权利要求4所述的废水脱盐工艺，其特征在于，所述脱水为带式压滤或板框压滤脱水。
6.如权利要求1-5之一所述的废水脱盐工艺，其特征在于，废水首先进入正向渗透单元(1)，其中的汲取液吸取废水中的水形成汲取液出水，进入中和反应单元(2);向中和反应单元(2)中加入消石灰进行反应;反应后混合液进入沉淀单元(3);沉淀单元(3)中的上清液进入过滤单元(4)，过滤出纯水进行回用;沉淀单元(3)中的部分底泥进入碳化单元(5)，加压通入二氧化碳进行碳酸化反应，反应后的液体经过滤后返回到正向渗透单元作为汲取液;沉淀单元
(3)中的剩余底泥进入热解单元(6)，先脱水后进行热解，产生的二氧化碳气体加压后用于碳化单元(5)，生成的固体加水消化得到消石灰，得到的消石灰用于中和反应单元(2)中进行反应。
7.如权利要求6所述的废水脱盐工艺，其特征在于，所述的中和反应单元
(2)中加入的消石灰的物质的量与所述汲取液出水的碳酸氢钙的物质的量相同。
8.一种实现如权利要求1-7之一所述废水脱盐工艺的装置，其特征在于，所述装置包括顺次连接的正向渗透单元(1)、中和反应单元(2)、沉淀单元(3)及过滤单元(4);所述沉淀单元(3)底部连接碳化单元(5);所述碳化单元(5)出口与正向渗透单元(2)连通。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述沉淀单元(3)底部还连接热解单元(6);
优选地，所述热解单元(6)包括连通的脱水装置(7)及热解炉(8)，所述热解炉(8)的气体出口连入碳化单元(5)，固体出口连入消化反应器(9);
所述消化反应器(9)的出口连入中和反应单元(2)。
10.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述正向渗透单元(1)之前连接废水池(10);优选地，所述正向渗透单元(1)包括废水室、半渗透膜和汲取液室，废水室与汲取液室之间由半渗透膜分隔;所述正向渗透单元(1)的汲取液室上方连接有碳酸氢钙溶液罐(11);
优选地，所述碳化单元(5)出口连接过滤器后连入正向渗透单元(1);
优选地，所述热解炉(8)的气体出口经二氧化碳压缩机(12)后连入碳化单元(5)。
说明书
一种低能耗废水脱盐工艺及装置
技术领域
本发明属于废水深度处理技术领域，具体地说，涉及一种低能耗废水脱盐工艺及装置.淡水资源是人类赖以生存和生产的基本物质。随着人口增长和经济发展，人类社会生活、生产活动不断加剧，淡水资源需求不断增加，同时水污染日益严重，使得淡水资源短缺逐步成为全球性危机。利用脱盐技术对废水脱盐利用，是当前解决水资源短缺的可行方法。对于废水脱盐回用，考虑废水本身带来的水污染，对脱盐产水率和避免二次污染要求较高。
目前的脱盐技术主要有蒸馏法、离子交换法、电渗析、电去离子、膜处理法、电吸附除盐法等。蒸馏法由于能耗较高，较适合热电厂等余热场合;离子交换法由于树脂再生产生大量酸碱废液造成二次污染，常用于精脱盐场合;电渗析虽然技术较为成熟，但能耗很高，目前较少应用;电去盐技术产水质量高，无需酸碱，较适合反渗透产水精制，不适合原水脱盐;反渗透(RO)是目前应用最广和最具竞争力的脱盐技术，相对前述技术成本较低，但是产水率不高，能耗较高，成本也较高。