公布日：2023.08.29
申请日：2023.01.03
分类号：C02F1/44(2023.01)I;C02F1/16(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F103/10(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种高矿化度废水的处理方法。该处理方法包括：对高矿化度废水进行预处理，得到预处理后废水；对预处理后废水进行膜蒸馏处理，得到净化水；其中，高矿化度废水的矿化度为3000～6000mg/L。采用膜蒸馏工艺处理高矿化度矿水，处理过程可以在较低的温度下进行，不需要把高盐水加热到很高的温度，一是可以利用西部矿区拥有大量的廉价热源，降低水处理成本，二是处理后的水质可以达到或基本达到蒸馏水回用的标准，大大提高了产水水质；三是高盐水可浓缩到很高的倍数，甚至能够使高盐水中的盐分结晶析出，实现废水零排放处理技术。
权利要求书
1.一种高矿化度废水的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：对高矿化度废水进行预处理，得到预处理后废水；对所述预处理后废水进行膜蒸馏处理，得到净化水；其中，所述高矿化度废水的矿化度为3000～6000mg/L。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述预处理的过程包括：将所述高矿化度废水与沉淀剂进行沉淀反应后过滤，得到上清液，即为所述预处理后废水，优选对所述预处理的过程进行优化：所述优化的过程包括：调整所述沉淀剂的总量至所述上清液中
离子的总浓度≤30mg/L，
离子的总浓度≤70mg/L。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述优化的过程包括：将所述高矿化度废水与CaO进行第一沉淀反应后过滤，得到第一上清液；将所述第一上清液与Na2CO3进行第二沉淀反应后过滤，得到第二上清液；调整所述CaO的量使所述第一上清液中所述
离子的总浓度≤100mg/L，调整所述Na2CO3的量使所述第二上清液中的所述
离子的总浓度≤30mg/L，所述
离子的总浓度≤70mg/L。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述高矿化度废水包括：10～20mg/L的K+、200～800mg/L的Na+、80～200mg/L的Ca2+、100～400mg/L的Mg2+、200～800mg/L的Cl-、300～1000mg/L的SO42-、50～200mg/L的HCO3-，优选所述预处理后废水中的Ca2+与Mg2+离子的总浓度＜100mg/L。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，对所述膜蒸馏处理的温度进行优化，所述优化的过程包括：步骤a1，将所述预处理后废水加热到温度t1，按流量L将所述预处理后废水注入到膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产1，总能量消耗记为J1；步骤a2，清洗所述膜蒸馏组件后，另取所述预处理后废水加热到温度t2，按流量L将所述预处理后废水注入到膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产2，总能量消耗记为J2；步骤a3，按t1＜t2＜t3……＜tn的次序重复所述步骤a1、所述步骤a2，n≥2；步骤a4，计算各温度ti下的总产水量V产i与总能量消耗Ji的比值：V产i/Ji，i为1至n；当所述V产i/Ji的比值≤1.2L/kwh时，对应的温度ti即为所述膜蒸馏处理的优化温度t0。
6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，对所述膜蒸馏处理的流量进行优化，所述优化的过程包括：步骤b1，将所述预处理后废水加热到所述温度t0，按流量L1将所述预处理后废水注入膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产1，总能量消耗记为J1；步骤b2，依次按流量L1＜L2＜L3……＜Ln的次序重复所述步骤b1，获得各流量Lk下对应的总产水量记为V产k，总能量消耗记为Jk，n≥2；步骤b3，计算各流量Lk下的总产水量V产k与总能量消耗Jk的比值：V产k/Jk，k为1至n；当所述V产k/Jk的比值≤1.2L/kwh时，对应的流量即为Lk所述膜蒸馏处理的优化流量L0。
7.根据权利要求6所述的处理方法，其特征在于，对所述膜蒸馏处理的气压进行优化，所述优化的过程包括：步骤c1，将所述预处理后废水加热到所述温度t0，按流量L0将所述预处理后废水注入膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产1，总能量消耗记为J1；步骤c2，依次按压力P1＜P2＜P3……＜Pn的次序重复所述步骤c1，获得各压力Pm下对应的总产水量记为V产m，总能量消耗记为Jm，n≥2；步骤c3，计算各压力Pm下的总产水量V产m与总能量消耗Jm的比值：V产m/Jm，m为1至n；当所述V产m/Jm的比值≤1.2L/kwh时，对应的压力Pm即为所述膜蒸馏处理的优化气压P0。
8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，在所述优化温度t0、所述优化流量L0、所述优化气压P0的运行参数条件下进行所述膜蒸馏处理。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述膜蒸馏处理的方法选自直接接触式膜蒸馏法、气隙式膜蒸馏法、真空式膜蒸馏法和气扫式膜蒸馏法中的任意一种或多种。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述膜蒸馏处理的热源选自厂区50～80℃的蒸汽和/或热水。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高矿化度废水的处理方法，以解决现有技术中高矿化度矿水的处理耗能、处理成本高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种高矿化度废水的处理方法，该处理方法包括：对高矿化度废水进行预处理，得到预处理后废水；对预处理后废水进行膜蒸馏处理，得到净化水；其中，高矿化度废水的矿化度为3000～6000mg/L。
进一步地，上述预处理的过程包括：将上述高矿化度废水与沉淀剂进行沉淀反应后过滤，得到上清液，即为预处理后废水，优选对预处理的过程进行优化：优化的过程包括：调整沉淀剂的总量至上清液中
离子的总浓度≤30mg/L，
离子的总浓度≤70mg/L。
进一步地，上述优化的过程包括：将高矿化度废水与CaO进行第一沉淀反应后过滤，得到第一上清液；将第一上清液与Na2CO3进行第二沉淀反应后过滤，得到第二上清液；调整CaO的量使第一上清液中
离子的总浓度≤100mg/L，调整Na2CO3的量使第二上清液中的
离子的总浓度≤30mg/L，
离子的总浓度≤70mg/L。
进一步地，上述高矿化度废水包括：10～20mg/L的K+、200～800mg/L的Na+、80～200mg/L的Ca2+、100～400mg/L的Mg2+、200～800mg/L的Cl-、300～1000mg/L的SO42-、50～200mg/L的HCO3-，优选预处理后废水中的Ca2+与Mg2+离子的总浓度＜100mg/L。
进一步地，对上述膜蒸馏处理的温度进行优化，优化的过程包括：步骤a1，将预处理后废水加热到温度t1，按流量L将预处理后废水注入到膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产1，总能量消耗记为J1；步骤a2，清洗膜蒸馏组件后，另取预处理后废水加热到温度t2，按流量L将预处理后废水注入到膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产2，总能量消耗记为J2；步骤a3，按t1＜t2＜t3……＜tn的次序重复步骤a1、步骤a2，n≥2；步骤a4，计算各温度ti下的总产水量V产i与总能量消耗Ji的比值：V产i/Ji，i为1至n；当V产i/Ji的比值≤1.2L/kwh时，对应的温度ti即为膜蒸馏处理的优化温度t0。
进一步地，对上述膜蒸馏处理的流量进行优化，优化的过程包括：步骤b1，将预处理后废水加热到温度t0，按流量L1将预处理后废水注入膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产1，总能量消耗记为J1；步骤b2，依次按流量L1＜L2＜L3……＜Ln的次序重复步骤b1，获得各流量Lk下对应的总产水量记为V产k，总能量消耗记为Jk，n≥2；步骤b3，计算各流量Lk下的总产水量V产k与总能量消耗Jk的比值：V产k/Jk，k为1至n；当V产k/Jk的比值≤1.2L/kwh时，对应的流量即为Lk膜蒸馏处理的优化流量L0。
进一步地，对上述膜蒸馏处理的气压进行优化，优化的过程包括：步骤c1，将预处理后废水加热到温度t0，按流量L0将预处理后废水注入膜蒸馏组件内，运行时间为T后，得到总产水量记为V产1，总能量消耗记为J1；步骤c2，依次按压力P1＜P2＜P3……＜Pn的次序重复步骤c1，获得各压力Pm下对应的总产水量记为V产m，总能量消耗记为Jm，n≥2；步骤c3，计算各压力Pm下的总产水量V产m与总能量消耗Jm的比值：V产m/Jm，m为1至n；当V产m/Jm的比值≤1.2L/kwh时，对应的压力Pm即为膜蒸馏处理的优化气压P0。
进一步地，在上述优化温度t0、优化流量L0、优化气压P0的运行参数条件下进行膜蒸馏处理。
进一步地，上述膜蒸馏处理的方法选自直接接触式膜蒸馏法、气隙式膜蒸馏法、真空式膜蒸馏法和气扫式膜蒸馏法中的任意一种或多种。
进一步地，上述膜蒸馏处理的热源选自厂区50～80℃的蒸汽和/或热水。
应用本申请的技术方案，采用膜蒸馏工艺处理高矿化度矿水，处理过程可以在较低的温度下进行，不需要把高盐水加热到很高的温度，一是可以利用西部矿区拥有大量的廉价热源，降低水处理成本，二是处理后的水质可以达到或基本达到蒸馏水回用的标准，大大提高了产水水质；三是高盐水可浓缩到很高的倍数，甚至能够使高盐水中的盐分结晶析出，实现废水零排放处理技术。
（发明人：董爱青;郭强;李杰;李井峰;何瑞敏;王小龙;刘兆峰;王霄）