申请日2021.03.03
公开（公告）日2021.06.15
IPC分类号C02F9/10; C02F5/08; C02F5/02; C02F103/36; C02F101/10
摘要
本发明揭示了一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统及方法。所述PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法包括：对PTA污水反渗透浓水进行软化处理，得到软化产水；对所述软化产水进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；对所述纳滤产水进行反渗透浓缩处理，得到反渗透浓水，之后将所述反渗透浓水进行盐蒸发结晶；对所述纳滤浓水进行冷冻析硝处理，得到芒硝和冷冻母液，再对所述芒硝进行硝蒸发结晶处理，以及，对所述冷冻母液进行盐蒸发结晶处理。本发明经过预处理之后保证纳滤系统安全运行，同时提高硫酸钠和氯化钠的产量，减少杂盐量，提高废水的回收率，充分利用冷源和热源，减少能量消耗。
权利要求书
1.一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，其特征在于，包括：
对PTA污水反渗透浓水进行软化处理，得到软化产水；
对所述软化产水进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；
对所述纳滤产水进行反渗透浓缩处理，得到反渗透浓水，之后将所述反渗透浓水进行盐蒸发结晶；
对所述纳滤浓水进行冷冻析硝处理，得到芒硝和冷冻母液，再对所述芒硝进行硝蒸发结晶处理，以及，对所述冷冻母液进行盐蒸发结晶处理。
2.根据权利要求1所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，其特征在于：所述PTA污水反渗透浓水的总硬度≤1500mg/L，溶解性硅≤50mg/L，COD≤100mg/L，氯离子与硫酸根摩尔比值≤1，总溶解性固体含量为60000～80000mg/L。
3.根据权利要求1所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，其特征在于，所述软化处理具体包括：
向PTA污水反渗透浓水中加入软化所需化学药剂并持续搅拌，以沉淀的形式去除废水中的钙离子、镁离子和溶解性硅，并通过微滤膜过滤去除其中未沉降的颗粒，使PTA污水反渗透浓水被初步软化，得到软化产水，所述化学药剂包括氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝、阴离子聚丙烯酰胺、除硅复配药剂或盐酸中多种的组合，其中，所述除硅复配药剂包括硫酸镁和偏铝酸钠；
对经过初步软化的PTA污水反渗透浓水进行离子交换和脱碳深度处理，并通过投加盐酸中和废水中残留的碳酸盐碱度，得到软化产水；
优选的，所述化学药剂包括30wt％氢氧化钠、10wt％碳酸钠、10wt％PAC、0.3wt％PAM及除硅复配药剂；
和/或，所述离子交换处理采用的离子交换树脂为钠离子型交换树脂。
4.根据权利要求1所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，其特征在于：所述纳滤产水的回收率≥90％，二价盐截留滤≥98％；
和/或，所述纳滤处理采用的纳滤膜的材质为聚酰胺，工作压力为0.5～1.5MPa；
和/或，所述反渗透浓缩处理采用的反渗透膜为苦咸水抗污染膜。
5.根据权利要求1所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，其特征在于：所述冷冻析硝处理采用的温度为0～10℃。
6.一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统，其特征在于，包括化学反应器、离子交换器、脱碳器、纳滤系统、反渗透系统、盐蒸发结晶系统和硝蒸发结晶系统，PTA污水反渗透浓水通过化学反应器加药软化后依次通过钠型树脂离子交换器、脱碳器和纳滤系统；其中，所述离子交换器和脱碳器，能够进一步脱除所述PTA污水反渗透浓水中残留的硬度和碳酸盐碱度，获得软化产水；所述纳滤系统，能够对所述软化产水进行纳滤过滤，得到纳滤产水和纳滤浓水；
所述纳滤产水经过反渗透系统反渗透浓缩后，进入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶；
所述纳滤浓水进行硝蒸发结晶系统进行硝蒸发结晶，且获得的冷冻母液送入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶；
和/或，所述化学反应器包括反应器以及设置在反应器中的孔径为0.2μm的微滤膜；
和/或，所述离子交换器采用钠型树脂离子交换器；
和/或，所述纳滤系统包括材质为聚酰胺的纳滤膜；
和/或，所述反渗透系统采用的反渗透膜为苦咸水抗污染膜。
7.根据权利要求6所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统，其特征在于：所述化学反应器依次与离子交换器、脱碳器和纳滤系统连通设置，且经纳滤系统得到纳滤产水和纳滤浓水分别进入纳滤产水池和纳滤浓水池；其中，所述纳滤产水池依次与反渗透系统和盐蒸发结晶系统连通设置，所述纳滤浓水池与硝蒸发结晶系统连通设置。
8.根据权利要求7所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统，其特征在于：所述盐蒸发结晶系统包括依次与所述反渗透系统连通设置的盐预热器、盐两效蒸发器、盐旋流器、盐离心机和盐干燥器，还包括与盐两效蒸发器依次连通设置的盐母液桶、喷雾干燥机和杂盐包装机。
9.根据权利要求8所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统，其特征在于：所述硝蒸发结晶系统包括依次与所述纳滤浓水池连通设置的进料桶、预热器、三效蒸发器、预冷器、冷冻结晶器、芒硝增稠器、芒硝离心机、溶解槽、硝一效蒸发器、硝增稠器、硝离心机、硝干燥器和硝包装机，所述冷冻结晶器与预冷器之间还连通设置有冷冻母液桶，且所述预冷器还与盐预热器连通设置；所述硝一效蒸发器还与硝冷凝器连通设置，且所述溶解槽与所述硝冷凝器之间还连通设置有硝平衡桶，所述三效蒸发器还与三效平衡桶连通设置，且所述三效蒸发器与所述三效平衡桶之间还连通设置有末效冷凝器。
10.一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，其特征在于，包括：
提供权利要求6-9中任一项所述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统；
将PTA污水反渗透浓水通过化学反应器加药软化，再通过离子交换器和脱碳器进行离子交换深度软化，得到软化产水；
将软化产水经过纳滤系统纳滤过滤，得到纳滤产水和纳滤浓水；
将纳滤产水经过反渗透系统浓缩得到反渗透浓水，并将反渗透浓水送入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶；
将纳滤浓水经过硝蒸发结晶系统冷冻析硝，得到芒硝和冷冻母液，并将芒硝继续进行硝蒸发结晶，冷冻母液则送入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶。
说明书
一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统及方法
技术领域
本发明属于PTA高盐废水深度处理技术领域，具体涉及一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统及方法。
背景技术
近年来随着石油化工、煤化工及纺织行业的发展，特别是近些年投产的PTA(精对苯二甲酸)项目，生产过程中产生的废水经过污水处理系统回收利用之后，必然存在一部分含盐量较高的浓水，表现的特征为高硬度和高硅。且随着PTA产能的提高，浓水量将进一步增加，如何将这些浓水充分回收利用，甚至做到零排放，是一个急需解决的问题。
由于零排放技术需要用到蒸发结晶工艺，但蒸发结晶材质要求较高，一次性投资较大，目前常用反渗透技术作为主要的减量化手段，最后将少量的浓液蒸发结晶得到固体混盐和回用水，甚至做到分盐，产出氯化钠和硫酸钠的工业盐，氯化钠可以作为氯碱行业的原料，硫酸钠可用于纺织行业，实现废水及废盐的资源化利用。
但反渗透浓水成分复杂，运行过程中很容易造成设备结垢及膜污染的问题，即使是投加阻垢剂只能缓解结垢，但也相应增加了运行费用。若浓水直接进行蒸发结晶往往会形成混盐，无法实现资源化的有效利用。通常根据氯化钠和硫酸钠含量配比来选择分盐方法，常见的方法有热法分盐、纳滤分盐以及冷冻结晶分盐，通常是几种方法的组合。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统及方法，以克服现有技术中存在的不足。
为实现前述发明目的，本发明实施例采用的技术方案包括：
本发明实施例提供了一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，包括：
对PTA污水反渗透浓水进行软化处理，得到软化产水；
对所述软化产水进行纳滤处理，得到纳滤产水和纳滤浓水；
对所述纳滤产水进行反渗透浓缩处理，得到反渗透浓水，之后将所述反渗透浓水进行盐蒸发结晶；
对所述纳滤浓水进行冷冻析硝处理，得到芒硝和冷冻母液，再对所述芒硝进行硝蒸发结晶处理，以及，对所述冷冻母液进行盐蒸发结晶处理。
本发明实施例还提供了一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统，包括化学反应器、离子交换器、脱碳器、纳滤系统、反渗透系统、盐蒸发结晶系统和硝蒸发结晶系统，PTA污水反渗透浓水通过化学反应器加药软化后依次通过钠型树脂离子交换器、脱碳器和纳滤系统；其中，所述离子交换器和脱碳器，能够进一步脱除所述PTA污水反渗透浓水中残留的硬度和碳酸盐碱度，获得软化产水；所述纳滤系统，能够对所述软化产水进行纳滤过滤，得到纳滤产水和纳滤浓水；
所述纳滤产水经过反渗透系统反渗透浓缩后，进入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶；
所述纳滤浓水进行硝蒸发结晶系统进行硝蒸发结晶，且获得的冷冻母液送入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶。
本发明实施例还提供了一种PTA污水反渗透浓水纳滤分盐方法，包括：
提供前述的PTA污水反渗透浓水纳滤分盐装置；
将PTA污水反渗透浓水通过化学反应器加药软化，再通过离子交换器和脱碳器进行离子交换深度软化，得到软化产水；
将软化产水经过纳滤系统纳滤过滤，得到纳滤产水和纳滤浓水；
将纳滤产水经过反渗透系统反渗透浓缩得到反渗透浓水，并将反渗透浓水送入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶；
将纳滤浓水经过硝蒸发结晶系统冷冻析硝，得到芒硝和冷冻母液，并将芒硝继续进行硝蒸发结晶，冷冻母液则送入盐蒸发结晶系统进行盐蒸发结晶。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明PTA污水反渗透浓水纳滤分盐系统及方法，为了减少纳滤系统的结垢，采用了化学软化和离子交换的组合预处理工艺，基本消除了结构风险；同时将冷冻析硝的母液的冷源与纳滤浓水进行换热，充分利用残留的冷源，最后进盐蒸发结晶系统，提高盐的回收率，减少杂盐产量，从而实现废水和废盐资源化，减少危废处理成本。
（发明人：宋志民;康彦顺;杨建军;黄金锋;谭瀚茗;贾蕾;廖新伟;韩强;王凤健;海阳;刘冰;宋鹏;姚元宏;解松源）