公布日：2022.05.24
申请日：2022.04.02
分类号：C02F9/10(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种高盐废水处理系统及方法。高盐废水处理系统包括高盐水调节池(1)、前端预处理模块(2)、回用浓缩模块(3)；所述高盐水调节池(1)用于对高盐废水进行均质均量处理，使高盐废水停留时间不小于12小时，以保持所述前端预处理模块(2)进水水质的稳定性；所述前端预处理模块(2)用于对所述高盐水调节池(1)进行均质均量处理后的废水进行预处理和降解，以使废水的COD、氨氮、固体悬浮物浓度各项指标均优于所述回用浓缩模块(3)的进水水质要求；所述回用浓缩模块(3)用于完成主体盐和杂盐的分离，将主体盐提纯分离回用，杂盐委外集中处理。本发明可广泛应用于废水处理领域。
权利要求书
1.一种高盐废水处理系统，其特征在于：包括高盐水调节池(1)、前端预处理模块(2)、回用浓缩模块(3)；所述高盐水调节池(1)用于对高盐废水进行均质均量处理，使高盐废水停留时间不小于12小时，以保持所述前端预处理模块(2)进水水质的稳定性；所述前端预处理模块(2)用于对所述高盐水调节池(1)进行均质均量处理后的废水进行预处理和降解，以使废水的COD、氨氮、固体悬浮物浓度各项指标均优于所述回用浓缩模块(3)的进水水质要求；所述回用浓缩模块(3)用于完成主体盐和杂盐的分离，将主体盐提纯分离回用，杂盐委外集中处理。
2.根据权利要求1所述的高盐废水处理系统，其特征在于：所述高盐水调节池(1)内设有曝气盘充氧搅拌装置(11)。
3.根据权利要求1所述的高盐废水处理系统，其特征在于：所述前端预处理模块(2)包括依次连接的多效催化氧化装置(21)、氨氮降解装置(22)、硬度软化装置(23)、超微滤装置(24)，所述多效催化氧化装置(21)用于对废水的有机物进行断链干扰和催化加持，提升有机物初级降解速率，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，解决进水系统中有机物和部分氨氮问题，所述氨氮降解装置(22)用于进行高氨氮的脱除降解，使氨氮与酸性溶液反应生成铵盐，解决进水系统中氨氮问题，所述硬度软化装置(23)用于软化废水，解决硬化钙盐、硅盐问题，所述超微滤装置(24)用于通过无机超微滤膜截流混合液中的硬度物质、悬浮物和大部分小分子物质，解决废水中剩余部分的进水水质问题。
4.根据权利要求3所述的高盐废水处理系统，其特征在于：所述多效催化氧化装置(21)包括若干个依次相连的催化室(211)，所述催化室(211)内设有电加热模块(212)、机械动力混匀器(213)，所述催化室(211)顶部设有紫外照射器(214)、催化剂投加器(215)，位于最前和最后的所述催化室(211)设有压力差监测器(216)；所述氨氮降解装置(22)包括若干个并联的选择透过性膜组(221)，所述选择透过性膜组(221)的出口通过负压抽吸泵(222)通入清水池(41)；所述硬度软化装置(23)包括罐体(231)，所述罐体(231)内布设除硬树脂胶粒(233)，所述罐体(231)内顶部与进水管连接均匀布水器(232)、压差变送器(235)；所述罐体(231)还设有反冲洗管路(234)，所述罐体(231)的出水口通入第一中间水池(42)；所述超微滤装置(24)至少有两个且并联连接，所述超微滤装置(24)的出水口通入第二中间水池(43)。
5.根据权利要求1所述的高盐废水处理系统，其特征在于：所述回用浓缩模块(3)包括纳滤分盐膜组(31)，所述纳滤分盐膜组(31)用于对废水进行初步分盐处理，分盐得到氯化钠、硫酸钠和杂盐溶液后分成三路分别处理：第一路依次连接熔融装置(34)、媒介催化装置(35)、电解再生装置(36)，所述熔融装置(34)用于将氯化钠蒸馏至接近饱和临界状态，所述媒介催化装置(35)用于将近饱和氯化钠浓液与催化剂充分混合，并强化催化剂的均匀混合，所述电解再生装置(36)用于将近饱和氯化钠浓液与催化剂混合液提纯电解，形成氢氧化钠和次氯酸钠产物，氢氧化钠直接回用于车间生产，次氯酸钠回用于污水处理系统或回用水系统的消毒处理；第二路连接第一蒸发装置(32)，用于将硫酸钠蒸馏至芒硝结晶体状态，提纯后回用；第三路连接第二蒸发装置(33)，用于将杂盐蒸馏至结晶体状态，提纯后委外处理。
6.根据权利要求5所述的高盐废水处理系统，其特征在于：所述纳滤分盐膜组(31)包括串联连接的一级分盐膜件(311)、二级分盐膜件(312)，所述一级分盐膜件(311)用于分离氯化钠溶液并送入所述熔融装置(34)，所述二级分盐膜件(312)用于分离硫酸钠溶液并送入所述第一蒸发装置(32)，以及将剩余的杂盐溶液送入所述第二蒸发装置(33)。
7.根据权利要求5所述的高盐废水处理系统，其特征在于：所述熔融装置(34)包括熔融加热器(341)、搅拌机(342)及与其连接的搅拌桨叶(343)；所述媒介催化装置(35)包括极板旋转机(351)、催化剂附着极板(352)，所述催化剂附着极板(352)上涂有碳镍合金催化涂料，所述碳镍合金催化涂料中掺有钪铝和氧化锆电解质材料；所述电解再生装置(36)包括阳极及其电解极板(361)、阴极及其电解极板(362)，所述电解再生装置(36)电解后产生的氯气通入碱性吸收液缸(363)，生成次氯酸钠产物，所述电解再生装置(36)电解后产生的尾泥进入所述第二蒸发装置(33)，随杂盐统一处理。
8.一种高盐废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：(S1)均质均量：对高盐废水进行均质均量处理，使高盐废水在高盐水调节池中停留时间不小于12小时，以保持进水水质的稳定性；(S2)前端预处理：对均质均量处理后的废水进行预处理和降解，以使废水的COD、氨氮、固体悬浮物浓度各项指标满足后续回用浓缩的进水水质要求；(S3)回用浓缩：对主体盐和杂盐进行分离，将主体盐提纯分离回用，杂盐委外集中处理。
9.根据权利要求8所述的高盐废水处理方法，其特征在于：所述步骤(S2)前端预处理包括以下步骤：(S21)多效催化氧化：对废水的有机物进行断链干扰和催化加持，通过重金属催化剂的投加，以及通过电加热、光强化、催化剂、动力搅拌各反应条件的建设，提升有机物初级降解速率，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，解决进水系统中有机物和部分氨氮问题；(S22)氨氮降解：利用膜的选择透过性进行高氨氮的脱除降解，在膜表面分压差的作用下，使氨氮与酸性溶液反应生成铵盐，解决进水系统中氨氮问题；(S23)硬度软化：利用树脂软化器进行废水的硬度软化，解决硬化钙盐、硅盐问题；(S24)超微滤：通过无机超微滤膜截流混合液中的硬度物质、悬浮物和大部分小分子物质，解决废水中剩余部分的进水水质问题。10.根据权利要求8所述的高盐废水处理方法，其特征在于：所述步骤(S3)回用浓缩包括以下步骤：(S31)纳滤分盐：利用纳滤膜对废水进行初步分盐处理，分盐得到氯化钠、硫酸钠和杂盐溶液，并分成三路分别处理；(S32)主体盐分离回收：将分盐后的氯化钠蒸馏至接近饱和临界状态后，将近饱和氯化钠浓液与催化剂充分混合，并强化催化剂的均匀混合，再将近饱和氯化钠浓液与催化剂混合液提纯电解，形成氢氧化钠和氯气，氢氧化钠直接回用于车间生产，氯气通入碱性吸收液生成次氯酸钠产物，次氯酸钠回用于污水处理系统或回用水系统的消毒处理，电解后产生的尾泥进入步骤(S34)，随杂盐统一处理；(S33)硫酸钠分离处理：将分盐后的硫酸钠蒸馏至芒硝结晶体状态，提纯后回用；(S34)杂盐分离处理：将分盐后的杂盐蒸馏至结晶体状态，提纯后委外处理。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种高盐废水处理系统，以解决高浓盐水在零排放处理过程中面临的进水水质波动大、微生物系统不稳定、稀释用水量大、分盐不完善、盐分未资源化等诸多问题。
另外，本发明还提供一种高盐废水处理方法。
本发明的高盐废水处理系统所采用的技术方案是：本发明的高盐废水处理系统包括高盐水调节池、前端预处理模块、回用浓缩模块；所述高盐水调节池用于对高盐废水进行均质均量处理，使高盐废水停留时间不小于小时，以保持所述前端预处理模块进水水质的稳定性；所述前端预处理模块用于对所述高盐水调节池进行均质均量处理后的废水进行预处理和降解，以使废水的COD、氨氮、固体悬浮物浓度各项指标均优于所述回用浓缩模块的进水水质要求；所述回用浓缩模块用于完成主体盐和杂盐的分离，将主体盐提纯分离回用，杂盐委外集中处理。
可选的，所述高盐水调节池内设有曝气盘充氧搅拌装置。
可选的，所述前端预处理模块包括依次连接的多效催化氧化装置、氨氮降解装置、硬度软化装置、超微滤装置，所述多效催化氧化装置用于对废水的有机物进行断链干扰和催化加持，提升有机物初级降解速率，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，解决进水系统中有机物和部分氨氮问题，所述氨氮降解装置用于进行高氨氮的脱除降解，使氨氮与酸性溶液反应生成铵盐，解决进水系统中氨氮问题，所述硬度软化装置用于软化废水，解决硬化钙盐、硅盐问题，所述超微滤装置用于通过无机超微滤膜截流混合液中的硬度物质、悬浮物和大部分小分子物质，解决废水中剩余部分的进水水质问题。
可选的，所述多效催化氧化装置包括若干个依次相连的催化室，所述催化室内设有电加热模块、机械动力混匀器，所述催化室顶部设有紫外照射器、催化剂投加器，位于最前和最后的所述催化室设有压力差监测器。
可选的，所述氨氮降解装置包括若干个并联的选择透过性膜组，所述选择透过性膜组的出口通过负压抽吸泵通入清水池。
可选的，所述硬度软化装置包括罐体，所述罐体内布设除硬树脂胶粒，所述罐体内顶部与进水管连接均匀布水器、压差变送器；所述罐体还设有反冲洗管路，所述罐体的出水口通入第一中间水池。
可选的，所述超微滤装置至少有两个且并联连接，所述超微滤装置的出水口通入第二中间水池。
可选的，所述回用浓缩模块包括纳滤分盐膜组，所述纳滤分盐膜组用于对废水进行初步分盐处理，分盐得到氯化钠、硫酸钠和杂盐溶液后分成三路分别处理：第一路依次连接熔融装置、媒介催化装置、电解再生装置，所述熔融装置用于将氯化钠蒸馏至接近饱和临界状态，所述媒介催化装置用于将近饱和氯化钠浓液与催化剂充分混合，并强化催化剂的均匀混合，所述电解再生装置用于将近饱和氯化钠浓液与催化剂混合液提纯电解，形成氢氧化钠和次氯酸钠产物，氢氧化钠直接回用于车间生产，次氯酸钠回用于污水处理系统或回用水系统的消毒处理；第二路连接第一蒸发装置，用于将硫酸钠蒸馏至芒硝结晶体状态，提纯后回用；第三路连接第二蒸发装置，用于将杂盐蒸馏至结晶体状态，提纯后委外处理。
可选的，所述纳滤分盐膜组包括串联连接的一级分盐膜件、二级分盐膜件，所述一级分盐膜件用于分离氯化钠溶液并送入所述熔融装置，所述二级分盐膜件用于分离硫酸钠溶液并送入所述第一蒸发装置，以及将剩余的杂盐溶液送入所述第二蒸发装置。
可选的，所述熔融装置包括熔融加热器、搅拌机及与其连接的搅拌桨叶。
可选的，所述媒介催化装置包括极板旋转机、催化剂附着极板，所述催化剂附着极板上涂有碳镍合金催化涂料，所述碳镍合金催化涂料中掺有钪铝和氧化锆电解质材料。
可选的，所述电解再生装置包括阳极及其电解极板、阴极及其电解极板，所述电解再生装置电解后产生的氯气通入碱性吸收液缸，生成次氯酸钠产物，所述电解再生装置电解后产生的尾泥进入所述第二蒸发装置，随杂盐统一处理。
本发明的高盐废水处理方法所采用的技术方案是：本发明的高盐废水处理方法包括以下步骤：
(S1)均质均量：对高盐废水进行均质均量处理，使高盐废水在高盐水调节池中停留时间不小于12小时，以保持进水水质的稳定性；
(S2)前端预处理：对均质均量处理后的废水进行预处理和降解，以使废水的COD、氨氮、固体悬浮物浓度各项指标满足后续回用浓缩的进水水质要求；
(S3)回用浓缩：对主体盐和杂盐进行分离，将主体盐提纯分离回用，杂盐委外集中处理。
可选的，所述步骤(S2)前端预处理包括以下步骤：
(S21)多效催化氧化：对废水的有机物进行断链干扰和催化加持，通过重金属催化剂的投加，以及通过电加热、光强化、催化剂、动力搅拌各反应条件的建设，提升有机物初级降解速率，使大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，解决进水系统中有机物和部分氨氮问题；
(S22)氨氮降解：利用膜的选择透过性进行高氨氮的脱除降解，在膜表面分压差的作用下，使氨氮与酸性溶液反应生成铵盐，解决进水系统中氨氮问题；
(S23)硬度软化：利用树脂软化器进行废水的硬度软化，解决硬化钙盐、硅盐问题；
(S24)超微滤：通过无机超微滤膜截流混合液中的硬度物质、悬浮物和大部分小分子物质，解决废水中剩余部分的进水水质问题。
可选的，所述步骤(S3)回用浓缩包括以下步骤：
(S31)纳滤分盐：利用纳滤膜对废水进行初步分盐处理，分盐得到氯化钠、硫酸钠和杂盐溶液，并分成三路分别处理；
(S32)主体盐分离回收：将分盐后的氯化钠蒸馏至接近饱和临界状态后，将近饱和氯化钠浓液与催化剂充分混合，并强化催化剂的均匀混合，再将近饱和氯化钠浓液与催化剂混合液提纯电解，形成氢氧化钠和氯气，氢氧化钠直接回用于车间生产，氯气通入碱性吸收液生成次氯酸钠产物，次氯酸钠回用于污水处理系统或回用水系统的消毒处理，电解后产生的尾泥进入步骤(S34)，随杂盐统一处理；
(S33)硫酸钠分离处理：将分盐后的硫酸钠蒸馏至芒硝结晶体状态，提纯后回用；
(S34)杂盐分离处理：将分盐后的杂盐蒸馏至结晶体状态，提纯后委外处理。
本发明的有益效果是：由于本发明的高盐废水处理系统包括高盐水调节池、前端预处理模块、回用浓缩模块，所述高盐水调节池用于对高盐废水进行均质均量处理，使高盐废水停留时间不小于小时，以保持所述前端预处理模块进水水质的稳定性，所述前端预处理模块用于对所述高盐水调节池进行均质均量处理后的废水进行预处理和降解，以使废水的COD、氨氮、固体悬浮物浓度各项指标均优于所述回用浓缩模块的进水水质要求，所述回用浓缩模块用于完成主体盐和杂盐的分离，将主体盐提纯分离回用，杂盐委外集中处理；本发明克服了现有技术的缺陷和不足，解决了高浓盐水在零排放处理过程中面临的进水水质波动大、微生物系统不稳定、稀释用水量大、分盐不完善、盐分未资源化等诸多问题，特别适用于煤化工、石油化工及其它化工领域产生的高盐废水零排放处理应用，具有以下明显优势：(1)可以强效降解进水有机物和氨氮超高问题，减少稀释水用量，提供回用浓缩模块最佳进液条件，控制占地面积和建设成本；(2)实现高纯度产污析出，解决系统一体化管理、能耗以及盐分资源化问题；(3)解决高盐废水中主要盐分的分离和产量大的问题，可以大大减少剩余杂盐量，减少二次污染和结晶盐危废处理费用。
同理，采用本发明的高盐废水处理方法对高盐废水处理也具有上述有益效果。
（发明人：董晨阳;叶翔龙;叶纯）