公布日：2022.08.09
申请日：2022.05.13
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C01F11/32(2006.01)I
摘要
本发明涉及资源化回收与废水处理技术领域，公开了一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法及系统，方法包括S1预处理、S2离心分离、S3多级过滤、S4盐回收系统、S5盐脱附系统与S6脱盐剂再生及盐结晶系统六大步骤；系统包括预处理装置(10)、多级过滤装置(20)、盐回收系统(30)、盐脱附系统(40)与脱盐剂再生及盐结晶系统(50)；该方法及系统回收具有较高应用价值的氯化钙实现资源的再利用，可使的氯化钙晶体回收率为53～75％，回收的氯化钙晶体纯度为99％，脱盐剂乙溶液醇回收率＞90％，乙醇浓度为60～90％，整体脱盐成本低，同时解决骨明胶废水氯离子排放达标困难的问题，经回收处理后废水中氯离子排放浓度降低至＜800mg/L，综合废水达标排放，经济效益显著。
权利要求书
1.一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1预处理：将酸浸车间和磷钙车间排出的废水排入混凝池(1)后，向其中加入混凝剂和助凝剂；S2离心分离：将S1中的出水通过管道泵入离心装置(2)进行固液分离；S3多级过滤：将S2中预处理阶段的出水泵入一级超滤(3)进行一级过滤，浓缩液排入浓水池(6)；将一级超滤(3)的滤出液泵入二级超滤(4)进行二级过滤，浓缩液排入浓水池(6)；将二级超滤(4)的滤出液泵入纳滤(5)进行三级过滤，浓缩液排入浓水池(6)，将纳滤(5)的滤出液泵入盐回收系统(30)；S4盐回收系统：将S3中多级过滤阶段的滤出液泵入盐回收系统(30)通过树脂吸附水中的无机盐；经脱盐后的稀废水排入稀水池(7)；将稀水池(7)中的稀废水排入综合废水池(8)进行混合后通过生化处理，达标排放；S5盐脱附系统：将盐回收系统(30)中的树脂转移至盐脱附系统(40)中与脱盐剂混合，脱盐剂将树脂吸附的无机盐洗脱后进入脱盐剂再生及盐结晶系统(50)，洗脱后的树脂回用至盐回收系统(30)；S6脱盐剂再生及盐结晶系统：将S5中含盐的脱盐剂与浓水池(6)中浓缩液进行混合后通过蒸发获得氯化钙晶体，脱盐剂通过冷凝回收后回用至盐脱附系统(40)。
2.根据权利要求1所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，其特征在于，S1中混凝剂包括聚合氯化铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铝中的一种或多种，助凝剂包括聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，其特征在于，S2中离心分离包括卧式离心机、碟片离心机中的一种，卧式离心机的转速在5000-7500r/min，碟片离心机的转速在8000-10000r/min。
4.根据权利要求1所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，其特征在于，S3中多级过滤装置包括一级超滤(3)、二级超滤(4)及纳滤(5)，一级超滤膜孔径100-200nm，二级超滤膜孔径2-10nm，纳滤(5)的截留分子量为250-400Da，经S2分离的废水依次经过一级超滤(3)、二级超滤(4)、纳滤(5)；经过多级过滤后的废水pH为4.32-4.54；优选的，一级超滤(3)为碳化硅超滤，二级超滤(4)为陶瓷超滤。
5.根据权利要求1所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，其特征在于，盐回收系统(30)是由树脂组成的吸附塔，吸附温度20-27℃，过液体积3-10倍吸附体积，吸附时间3-10h，脱盐后的稀废水排入稀水池，稀废水pH为4.01-4.68，氯离子含量＜20000mg/L；优选的，树脂为大孔吸附树脂。
6.根据权利要求5所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，其特征在于，盐脱附系统(40)中的脱盐剂为乙醇溶液，洗脱装置为洗脱塔，脱盐剂由洗脱塔下部进上部出，脱盐剂用量3-8倍树脂体积，洗脱时间3-5小时，洗脱流速为1-1.6倍吸附体积/每小时；优选的，乙醇溶液中乙醇体积占比40％-80％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，其特征在于，浓水池(6)中的浓液通过AFC进行预蒸发，预蒸发后含盐洗脱液混合，再通过多效蒸发、MVR蒸发将氯化钙结晶、分离并由蒸发系统中的传送装置运出，脱盐剂通过蒸馏后冷凝回收利用至盐脱附系统(40)。
8.一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的系统，其特征在于，包括预处理装置(10)、多级过滤装置(20)、盐回收系统(30)、盐脱附系统(40)与脱盐剂再生及盐结晶系统(50)，所述预处理装置(10)与多级过滤装置(20)连通，所述多级过滤装置(20)的滤出液管路与盐回收系统(30)连通，其浓液管路与浓水池(6)连通；所述盐回收系统(30)内设有吸附树脂，用于回收氯化钙晶体；盐脱附系统(40)将盐回收系统(30)中的吸附树脂与脱盐剂混合，用于重生树脂洗脱氯化钙晶体；经盐脱附系统(40)的脱盐剂洗脱后进入脱盐剂再生及盐结晶系统(50)，且洗脱后的树脂回用至盐回收系统(30)；盐回收系统(30)的滤出液管路连接稀水池(7)，稀水池(7)与综合废水池(8)相连，滤出液经综合废水池(8)调节后进入生化处理系统处理达标后排放。
9.根据权利要求8所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的系统，其特征在于，所述预处理装置(10)包括依次相连的混凝池(1)及离心装置(2)，车间废水通过连接管路注入混凝池(1)，混凝池(1)加入混凝剂和助凝剂用于去除杂质；离心装置(2)包括卧式离心机、碟片离心机中的一种；所述多级过滤装置(20)依次包括一级超滤(3)、二级超滤(4)与纳滤(5)，一级超滤(3)、二级超滤(4)、纳滤(5)均与浓水池(6)相连；浓水池(6)与脱盐剂再生及盐结晶系统(50)相连；优选的，一级超滤(3)为碳化硅超滤，二级超滤(4)为陶瓷超滤，一级超滤(3)、二级超滤(4)与纳滤(5)用于去除废水中细小颗粒、溶解性蛋白与油脂。
10.根据权利要求8或9所述的一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的系统，其特征在于，所述脱盐剂再生及盐结晶系统(50)包括AFC蒸发设备、多效蒸发设备、MVR蒸发设备，氯化钙晶体经蒸发后通过传送装置运出，脱盐剂经蒸馏后冷凝回收至盐脱附系统(40)。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法和系统，解决上述技术背景中提出的问题，该系统回收具有较高应用价值的氯化钙实现资源的再利用，降低废水中氯离子和钙离子的浓度以减弱对生化系统的冲击，经回收处理后废水中氯离子排放浓度降低至＜800mg/L，综合废水达标排放，经济效益显著。
为了实现第一目的，本发明提供如下技术方案：
一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的方法，包括以下步骤：
S1预处理：将酸浸车间和磷钙车间排出的废水排入混凝池后，向其中加入混凝剂和助凝剂；
S2离心分离：将S1中的出水通过管道泵入离心装置进行固液分离；
S3多级过滤：将S2中预处理阶段的出水泵入一级超滤进行一级过滤，浓缩液排入浓水池，再将超滤的滤出液泵入二级超滤进行二级过滤，浓缩液排入浓水池；将二级超滤的滤出液泵入纳滤进行三级过滤，浓缩液排入浓水池；将纳滤的滤出液泵入盐回收系统，浓缩液排入浓水池；
S4盐回收系统：将S3中多级过滤阶段的滤出液泵入盐回收系统通过树脂吸附水中的无机盐；经脱盐后的稀废水排入稀水池；将稀水池中的稀废水排入综合废水池进行混合后通过生化处理，达标排放；
S5盐脱附系统：将盐回收系统中的树脂转移至盐脱附系统中与脱盐剂混合，脱盐剂将树脂吸附的无机盐洗脱后进入脱盐剂再生及盐结晶系统，洗脱后的树脂回用至盐回收系统；
S6脱盐剂再生及盐结晶系统：将S5中含盐的脱盐剂与浓水池中浓缩液进行混合后通过蒸发获得氯化钙晶体，脱盐剂通过冷凝回收后回用至盐脱附系统。
作为优选，S1中混凝剂包括聚合氯化铝、聚合氯化铁和聚合硫酸铝中的一种或多种，助凝剂包括聚丙烯酰胺。
作为优选，S2中离心分离包括卧式离心机、碟片离心机中的一种，卧式离心机的转速在5000-7500r/min，碟片离心机的转速在8000-10000r/min。
作为优选，S3中多级过滤装置包括一级超滤、二级超滤及纳滤，一级超滤膜孔径100-200nm，二级超滤膜孔径2-10nm，纳滤的截留分子量为250-400Da，经S2分离的废水依次经过一级超滤、二级超滤、纳滤；经过多级过滤后的废水pH为4.32-4.54；
进一步优选，一级超滤为碳化硅超滤，二级超滤为陶瓷超滤，一级超滤、二级超滤与纳滤用于去除废水中细小颗粒、溶解性蛋白与油脂。
作为优选，盐回收系统是由树脂组成的吸附塔，吸附温度20-27℃，过液体积3-10倍吸附体积，吸附时间3-10h，脱盐后的稀废水排入稀水池，稀废水pH为4.01-4.68，氯离子含量＜20000mg/L；
进一步优选，树脂为大孔吸附树脂。
作为优选，盐脱附系统中的脱盐剂为乙醇溶液，洗脱装置为洗脱塔，脱盐剂由洗脱塔下部进上部出，脱盐剂用量3-8倍树脂体积，洗脱时间3-5小时，洗脱流速为1-
1.6倍吸附体积/每小时；
进一步优选，乙醇溶液中乙醇体积占比40％-80％。
作为优选，浓水池中的浓液通过AFC进行预蒸发，预蒸发后含盐洗脱液混合，再通过多效蒸发、MVR蒸发将氯化钙结晶、分离并由蒸发系统中的传送装置运出，脱盐剂通过蒸馏后冷凝回收利用至盐脱附系统。
为了实现第二目的，本发明提供如下技术方案：
一种骨明胶废水中回收氯化钙晶体的系统，包括预处理装置、多级过滤装置、盐回收系统、盐脱附系统与脱盐剂再生及盐结晶系统，所述预处理装置与多级过滤装置连通，所述多级过滤装置的滤出液管路与盐回收系统连通，其浓液管路与浓水池连通；
所述盐回收系统内设有吸附树脂，用于回收氯化钙晶体；盐脱附系统将盐回收系统中的吸附树脂与脱盐剂混合，用于重生树脂洗脱氯化钙晶体；经盐脱附系统的脱盐剂洗脱后进入脱盐剂再生及盐结晶系统，且洗脱后的树脂回用至盐回收系统；
盐回收系统的滤出液管路连接稀水池，稀水池与综合废水池相连，滤出液经综合废水池调节后进入生化处理系统处理达标后排放。
作为优选，所述预处理装置包括依次相连的混凝池及离心装置，车间废水通过连接管路注入混凝池，混凝池加入混凝剂和助凝剂用于去除杂质；离心装置包括卧式离心机、碟片离心机中的一种。
作为优选，所述多级过滤装置依次包括一级超滤、二级超滤与纳滤，一级超滤、二级超滤、纳滤均与浓水池相连。
作为优选，一级超滤为碳化硅超滤，二级超滤为陶瓷超滤，一级超滤、二级超滤与纳滤用于去除废水中细小颗粒、溶解性蛋白与油脂。
作为优选，浓水池与脱盐剂再生及盐结晶系统相连。
作为优选，所述脱盐剂再生及盐结晶系统包括AFC蒸发设备、多效蒸发设备、MVR蒸发设备，浓水池中的浓液通过AFC进行预蒸发，预蒸发后含盐洗脱液混合，再通过多效蒸发、MVR蒸发将氯化钙结晶、分离并由蒸发系统中的传送装置运出，脱盐剂通过蒸馏后冷凝回收利用至盐脱附系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的方法回收具有较高应用价值的氯化钙实现资源的再利用，可使的氯化钙晶体回收率为53-75％，回收的氯化钙晶体纯度为99％，脱盐剂乙溶液醇回收率＞90％，乙醇浓度为60-90％，整体脱盐成本低，也降低废水中氯离子和钙离子的浓度以减弱对生化系统的冲击，同时解决骨明胶废水氯离子排放达标困难的问题，经回收处理后废水中氯离子排放浓度降低至＜800mg/L，综合废水达标排放，经济效益显著。且回收的氯化钙晶体符合中国药典(2020版)及食品添加剂氯化钙(GB1886.45-2016)中的相关要求。
（发明人：沈斌;刘泽川;张正波;段帅;莫诗婕;张必华;汪舟波;黄鹂;周晨）