[发明专利]一种反渗透浓水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水的处理方法，特别涉及一种反渗透浓水的处理方法，属于工业水处理领域。

背景技术

目前，反渗透技术作为一种标准水处理技术已广泛的应用于工业及生活用水的净化处理。但由于反渗透过程中膜污染的存在，使得反渗透的产水率始终维持一个较低的水平。一级反渗透的理论产水率为75％，而实际产水率仅为50％-60％。以目前北京约10万吨/天的城市反渗透纯水生产系统为例，企业每天需要消耗近15万吨的自来水，其中约有1/3的水量将作为反渗透浓杂盐水被直接排放城市污水管网，不仅造成水资源严重浪费，而且严重加剧了水环境的高盐度污染。

国内外研究人员一直致力于提高反渗透过程的产水率，但产水率的升高伴随着操作压力升高及钙镁离子结垢等问题，所以在实际操作过程中单纯提高反渗透的回收率很少采用，多采用反渗透技术与其他膜及非膜技术相结合方式来提高回收率，减少浓水排放量。有报道采用高脱盐的纳滤技术与反渗透膜技术相结合，在不提高操作压力的条件下，可使反渗透海水淡化的产水率从30-40％提高至60％以上。此外，采用二级反渗透联用提高产水率也有报道。但随着产水率的提高，不但膜污染十分严重，而且由于盐度升到导致操作压力迅速增高，因此亟需开发出经济可行的反渗透浓水处理技术。

膜蒸馏是一种采用疏水微孔膜，以膜两侧蒸汽压力差为传质驱动力的膜分离过程。当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分开时，由于膜的疏水性，膜两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一例，但由于热侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧，水蒸汽就会透过膜孔从热侧进入冷侧而冷凝，成为渗出水。浓水留在热侧形成渗余水。与常规的压力驱动膜分离过程(反渗透、纳滤等)相比，膜蒸馏具有以下优点：(1)膜蒸馏过程几乎是在常压下进行，设备简单、操作方便；(2)在非挥发性溶质水溶液的膜蒸馏过程中，只有水蒸汽能透过膜孔，所以蒸馏液十分纯净；(3)可以处理极高浓度的水溶液，是目前唯一能从溶液中直接分离出结晶产物的膜过程；(4)无需把溶液加热到沸点，只需膜两侧维持适当的温差，该过程就可以进行，有可能利用太阳能、地热、工厂的余热和温热的工业废水等廉价能源。

考虑到膜蒸馏可处理高浓度溶液的特点，可将其应用于反渗透浓水的浓缩处理以提高反渗透浓水的产水率，但在加热情况下，反渗透浓水中含有的Ca²⁺，Mg²⁺等结垢离子仍会导致膜污染，因此需对反渗透浓水进行一定的软化处理后，方可通过膜蒸馏技术进行浓缩处理。

诱导结晶软化是利用水中原有的或投加的某些离子与结垢离子，如Ca²⁺，Mg²⁺等发生沉淀反应，生成晶体，然后向废水中添加一种结构和表面性质与该晶体相似的固体颗粒(晶种)，以破坏溶液的亚稳态，使生成的结晶沉淀，从而达到软化的目的。结晶法去除重金属所选用的诱晶载体一般是粒径为0.1-0.5mm石英砂类物质，沉淀剂一般选择氢氧化物、硫化物或者碳酸盐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于膜蒸馏技术的反渗透浓水的处理方法，本发明的反渗透浓缩处理方法可降低膜污染，实现对反渗透浓水的进一步浓缩处理，在大幅度降低反渗透浓水的水量的同时，获得大量可直接回用的纯水。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种反渗透浓水的处理方法，包括对反渗透浓水依次进行结晶处理和膜蒸馏处理。

其中，所述反渗透浓水是指采用反渗透系统制备工业纯水后产生的电导率≥1000μS/cm的水。

特别是，所述电导率优选为1000-3500μS/cm。

特别是，所述反渗透浓水中主要含有Ca²⁺，Mg²⁺，K⁺，Na⁺等无机盐离子，TOC(总有机碳)＜5mg/L。

尤其是，所述反渗透浓水中Ca²⁺＜500mg/L，Mg²⁺＜500mg/L。

其中，所述结晶处理包括如下顺序进行的步骤：

1)向反渗透浓水中加入结晶诱导载体；

2)搅拌反应1-3h后，静置沉淀，析出晶体；

3)过滤，进行固液分离，滤除析出的晶体，获得软化水(即结晶处理后的软化水)。

特别是，步骤1)中所述的结晶诱导载体选择石英砂或碳酸钙。

尤其是，所述结晶诱导载体石英砂或碳酸钙的粒度为0.1-0.5mm。