公布日：2023.04.04
申请日：2022.12.27
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C01D3/06(2006.01)I;C01D5/18(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种高盐废水零排放和资源化处理系统及方法，高盐废水零排放和资源化处理系统包括按高盐废水的处理工序依次连接的高效沉淀池装置、高效过滤装置、超滤装置、离子交换装置、吹脱装置、高级催化氧化装置；纳滤装置产水侧依次连接提浓电渗析装置、双极膜电渗析装置；纳滤装置浓水侧连接蒸发结晶装置。本发明采用高效沉淀池除硬除硅、纳滤分盐、电渗析装置提浓、双极膜电渗析制得较高附加值的酸碱回用、蒸发结晶对高盐废水进行处理，最终产生可回用的蒸发冷凝水、盐酸、液碱和可外售的工业级无水硫酸钠产品，实现高盐废水零排放和资源化，进而实现经济效益最大化。
权利要求书
1.一种高盐废水零排放和资源化处理系统，其特征在于，包括：高效沉淀池装置，用于接入高盐废水进行软化预处理，对高盐废水中的钙、镁、硅、重金属离子、较大悬浮物等杂质进行沉淀，得到一次处理水；高效过滤装置和超滤装置，所述一次处理水依次经过所述高效过滤装置和所述超滤装置，除去所述一次处理水中的较小的悬浮物和胶体得到二次处理水；离子交换装置，用于去除所述二次处理水中的钙、镁、重金属获得树脂产水；吹脱装置，用于对所述树脂产水进行去除碱度处理，通过添加盐酸调节所述树脂产水的pH值，并去除其中的碳酸根反应，进而得到脱碳产水；高级催化氧化装置，用于对所述脱碳产水进行除COD处理和活性炭吸附处理，去除所述脱碳产水中的有机杂质和色度脱除处理，得到三次处理水；纳滤装置，用于对所述三次处理水进行分离提纯，进而生成一价离子氯化钠的纳滤产水和二价离子硫酸钠为主的纳滤浓水；提浓电渗析装置，用于接收所述纳滤产水，并将所述纳滤产水高倍浓缩得到高浓度的氯化钠盐水；双极膜电渗析装置，用于对所述氯化钠盐水进行电解制得盐酸、液碱；其中，所述双极膜电渗析装置制得的盐酸、液碱通过管道回流至所述高效沉淀池装置、所述吹脱装置中循环利用。
2.根据权利要求1所述一种高盐废水零排放和资源化处理系统，其特征在于，所述高效沉淀池装置包括一级混凝池、二级混凝池、絮凝池、沉淀池、pH调节池、污泥回流泵，所述高盐废水依次经过一级混凝池、二级混凝池、絮凝池、沉淀池，在所述沉淀池内所述高盐废水分层形成水相和活性污泥，所述水相进入所述pH调节池后形成所述一次处理水，所述活性污泥通过污泥回流泵回流至一级混凝池。
3.根据权利要求2所述一种高盐废水零排放和资源化处理系统，其特征在于，所述一级混凝池中投加所述双极膜电渗析装置产出的液碱，所述二级混凝池中投加碳酸钠、所述絮凝池中投加絮凝剂、助凝剂，所述pH调节池中投加所述双极膜电渗析装置产出的盐酸。
4.根据权利要求1所述一种高盐废水零排放和资源化处理系统，其特征在于，所述高级催化氧化装置包括高级催化氧化塔、活性炭吸附塔，所述脱碳产水依次经过高级催化氧化塔、活性炭吸附塔，通过所述高级催化氧化塔和所述活性炭吸附塔使得所述脱碳产水的COD去除率为35%~45%。
5.根据权利要求1所述一种高盐废水零排放和资源化处理系统，其特征在于，还包括蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置用于将所述纳滤浓水蒸发结晶产出无水硫酸钠。
6.一种高盐废水零排放和资源化处理方法，其特征在于，包括：S1、高效沉淀池接入高盐废水进行软化预处理，对高盐废水中的钙、镁、硅、重金属离子、较大悬浮物等杂质进行沉淀，得到一次处理水；S2、所述一次处理水依次经过高效过滤装置和超滤装置，除去所述一次处理水中的较小的悬浮物和胶体得到二次处理水；S3、通过离子交换装置去除所述二次处理水中残留的钙、镁、重金属获得树脂产水；S4、吹脱装置对所述树脂产水进行去除碱度处理，通过添加所述双极膜电渗析装置产出的盐酸调节所述树脂产水的pH值，并去除其中的碳酸根反应，进而得到脱碳产水；S5、通过高级催化氧化装置对所述脱碳产水进行除COD处理和活性炭吸附处理，去除所述脱碳产水中的有机杂质和色度脱除处理，得到三次处理水；S6、对所述三次处理水进行分离提纯，进而生成一价离子氯化钠的纳滤产水和二价离子硫酸钠为主的纳滤浓水；S7、将所述纳滤产水高倍浓缩得到高浓度的氯化钠盐水；S8、对所述氯化钠盐水进行电解制得盐酸、液碱；在S8中制得的盐酸、液碱通过管道回流至所述高效沉淀池装置、所述吹脱装置中循环利用。
7.根据权利要求6所述的一种高盐废水零排放和资源化处理方法，其特征在于，在S1中高效废水依次通过一级混凝池、二级混凝池、絮凝池、沉淀池、pH调节池，并在所述沉淀池内所述高盐废水分层形成水相和活性污泥，所述水相进入所述pH调节池后形成所述一次处理水，所述活性污泥通过污泥回流泵回流至一级混凝池。
8.根据权利要求7所述的一种高盐废水零排放和资源化处理方法，其特征在于，在S1中所述一级混凝池中投加步骤S8中产出的液碱，所述二级混凝池中投加碳酸钠、所述絮凝池中投加絮凝剂、助凝剂，所述pH调节池中投加步骤S8中产出的盐酸。
9.根据权利要求6所述的一种高盐废水零排放和资源化处理方法，其特征在于，在S5中，所述脱碳产水依次经过高级催化氧化塔、活性炭吸附塔，通过所述高级催化氧化塔和所述活性炭吸附塔去除所述脱碳产水中的有机质和色度。
10.根据权利要求6所述的一种高盐废水零排放和资源化处理方法，其特征在于，还包括S9、通过发结晶装置用于将所述纳滤浓水蒸发结晶产出无水硫酸钠。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高盐废水零排放和资源化处理系统，包括：
高效沉淀池装置，用于接入高盐废水进行软化预处理，对高盐废水中的钙、镁、硅、重金属离子、较大悬浮物等杂质进行沉淀，得到一次处理水；
高效过滤装置和超滤装置，所述一次处理水依次经过所述高效过滤装置和所述超滤装置，除去所述一次处理水中的较小的悬浮物和胶体得到二次处理水；
离子交换装置，用于进一步去除所述二次处理水中残留的钙、镁、重金属获得树脂产水；
吹脱装置，用于对所述树脂产水进行去除碱度处理，通过添加盐酸调节所述树脂产水的pH值，并去除其中的碳酸根反应，进而得到脱碳产水；
高级催化氧化装置，用于对所述脱碳产水进行除COD处理和活性炭吸附处理，去除所述脱碳产水中的有机杂质和色度脱除处理，得到三次处理水；
纳滤装置，用于对所述三次处理水进行分离提纯，进而生成一价离子氯化钠的纳滤产水和二价离子硫酸钠为主的纳滤浓水；
提浓电渗析装置，用于接收所述纳滤产水，并将所述纳滤产水高倍浓缩得到高浓度的氯化钠盐水；
双极膜电渗析装置，用于对所述氯化钠盐水进行电解制得盐酸、液碱；
其中，所述双极膜电渗析装置制得的盐酸、液碱通过管道回流至所述高效沉淀池装置、所述吹脱装置中循环利用。
作为优选，所述高效沉淀池装置包括一级混凝池、二级混凝池、絮凝池、沉淀池、pH调节池、污泥回流泵，所述高盐废水依次经过一级混凝池、二级混凝池、絮凝池、沉淀池，在所述沉淀池内所述高盐废水分层形成水相和活性污泥，所述水相进入所述pH调节池后形成所述一次处理水，所述活性污泥通过污泥回流泵回流至一级混凝池。
作为优选，所述一级混凝池中投加所述双极膜电渗析装置产出的液碱，所述二级混凝池中投加碳酸钠、所述絮凝池中投加絮凝剂、助凝剂，所述pH调节池中投加所述双极膜电渗析装置产出的盐酸。
作为优选，所述高级催化氧化装置包括高级催化氧化塔、活性炭吸附塔，所述脱碳产水依次经过高级催化氧化塔、活性炭吸附塔，通过所述高级催化氧化塔和所述活性炭吸附塔使得所述脱碳产水的COD去除率为35％～45％。
作为优选，还包括蒸发结晶装置，所述蒸发结晶装置用于将所述纳滤浓水蒸发结晶产出无水硫酸钠。
还公开了一种高盐废水零排放和资源化处理方法，包括：
S1、高效沉淀池接入高盐废水进行软化预处理，对高盐废水中的钙、镁、硅、重金属离子、较大悬浮物等杂质进行沉淀，得到一次处理水；
S2、所述一次处理水依次经过高效过滤装置和超滤装置，除去所述一次处理水中的较小的悬浮物和胶体得到二次处理水；
S3、通过离子交换装置去除所述二次处理水中残留的钙、镁、重金属获得树脂产水；
S4、吹脱装置对所述树脂产水进行去除碱度处理，通过添加盐酸调节所述树脂产水的pH值，并去除其中的碳酸根反应，进而得到脱碳产水；
S5、通过高级催化氧化装置对所述脱碳产水进行除COD处理和活性炭吸附处理，去除所述脱碳产水中的有机杂质和色度脱除处理，得到三次处理水；
S6、对所述三次处理水进行分离提纯，进而生成一价离子氯化钠的纳滤产水和二价离子硫酸钠为主的纳滤浓水；
S7、将所述纳滤产水高倍浓缩得到高浓度的氯化钠盐水；
S8、对所述氯化钠盐水进行电解制得盐酸、液碱；
在S8中制得的盐酸、液碱通过管道回流至所述高效沉淀池装置、所述吹脱装置中循环利用。
作为优选，在S1中高效废水依次通过一级混凝池、二级混凝池、絮凝池、沉淀池、pH调节池，并在所述沉淀池内所述高盐废水分层形成水相和活性污泥，所述水相进入所述pH调节池后形成所述一次处理水，所述活性污泥通过污泥回流泵回流至一级混凝池。
作为优选，在S1中所述一级混凝池中投加步骤S8中产出的液碱，所述二级混凝池中投加碳酸钠、所述絮凝池中投加絮凝剂、助凝剂，所述pH调节池中投加步骤S8中产出的盐酸。
作为优选，在S5中，所述脱碳产水依次经过高级催化氧化塔、活性炭吸附塔，通过所述高级催化氧化塔和所述活性炭吸附塔去除所述脱碳产水中的有机质和色度。
作为优选，还包括S9、通过发结晶装置用于将所述纳滤浓水蒸发结晶产出无水硫酸钠。
本发明的有益效果：
实现了高盐废水的氯化钠和硫酸钠的有效分离、高倍浓缩，并将高浓度氯化钠高盐废水制得较高附加值的酸碱作为系统自用药剂回用于前端系统，获得高市场价值的无水硫酸钠产品和满足回用要求的蒸发冷凝水，节省了高浓度氯化钠盐水通过蒸发结晶得到氯化钠产品的装置投资和运行费用；最大程度实现高盐废水。
（发明人：苏志峰;高然;林金平;周扬）