[发明专利]一种含盐废水的资源化处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理及综合利用领域，尤其涉及一种脱盐水生产所副产的含盐废水的资源化处理方法。

背景技术

日益增长的人民生活水平和蒸蒸日上的工业生产发展对淡水的需求与日俱增。其中，基于地表水、苦咸水和海水的脱盐业已成为重要的淡水获取途径。然而，无论采用膜法、热法还是离子交换法来制备脱盐水，副产含盐废水都将是不可避免的。众所周知，高盐废水的直接外排不仅会导致排放区域的土壤板结、水体盐碱化、农作物受损、生态环境恶化，而且也间接地浪费了脱盐水生产过程中取水和预处理等的相关前期投入，从而增大了制水成本。因此，实现含盐废水的资源化是当前淡化水生产工业所亟待解决的问题之一。

美国人Badruzzaman（Journal of Membrane Science，326 (2009)：392-399）利用常规双极膜电渗析方法处理反渗透废水脱盐副产的高盐废水。工艺路线中以离子交换对高盐废水进行预处理，以间歇式双极膜电渗析资源化高盐废水，采用较小电流密度的恒（电）流操作，所得酸和碱的浓度小于0.2mol/L。不难看出，上述工艺中存在显著的技术缺陷，例如：1. 预处理方式成本高，树脂频繁再生需大量的盐酸和氢氧化钠，有二次污染环境的隐忧；2. 间歇式的处理工艺以及较小电流密度的恒（电）流操作难以应用于大规模生产实际；3. 所获得的酸和碱浓度较低，回用价值有限。

德国人Mavrov（Desalination，124 (1999)：205-216）利用常规双极膜电渗析方法处理反渗透或电渗析地表水脱盐副产的高盐废水。预处理采用了絮凝强化的石灰法和离子交换法相耦合，而且在进入双极膜电渗析器之前需将料液酸化至pH为2的状态后再过滤以深度除硅。显然，上述预处理方法操作复杂，成本高，且污染环境。并且，双极膜电渗析也是在恒电流的模式下运行的，使高处理能力和高脱盐率难以同时兼顾。

西班牙人Ibá?ez（Desalination，309 (2013)：165-170）将常规双极膜电渗析方法应用于资源化反渗透海水淡化副产的浓海水。尽管浓海水中离子浓度高，过程中可施加较高的电流密度，但操作仍为恒电流模式下的间歇过程，且预处理采用传统石灰法。这都为大规模生产埋下了生产能力低和污染环境等隐患。

另外，在传统的恒电流操作模式下的双极膜电渗析过程开始前，为了增大体系的导电能力以降低能量消耗，往往在酸室和碱室中预置一定浓度的酸和碱。显然，这会给连续化操作的控制过程带来复杂性，而且也浪费了双极膜电渗析设备的一部分生产能力。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，提供一种处理成本低，处理能力高，“零排放”的含盐废水的资源化处理方法。该方法不仅可显著降低脱盐水生产工艺的水耗，而且能变废（盐）为宝（酸、碱）。

为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：

（1）首先将含盐废水经常规电渗析器进行除盐、浓缩和初步除硬后，所得低盐废水返回至脱盐工段制备纯水以降低脱盐水生产工艺的水耗，而所得高盐废水再经离子交换进行深度除硬； 

（2）将上述经深度除硬处理的高盐废水泵入双极膜电渗析器进行资源化处理，在此过程中，氯化钠和水发生解离，高盐废水的盐含量大大降低，并同时获得盐酸和氢氧化钠；同时，此工段所得低盐废水则返回至常规电渗析的浓水室再次浓缩。

所述常规电渗析初步除硬是由填充有单价选择性离子交换膜的电渗析器来完成的，其中单价选择性离子交换膜实现了一价阳离子和一价阴离子的选择性透过。当前商品化单价选择性离子交换膜主要包括旭硝子（SEMELION）膜产品中的CSO和德山曹达（NEOSEPTA）膜产品中的CMS等单价选择性阳离子交换膜和ASV（SEMELION）和ACS（NEOSEPTA）等单价选择性阴离子交换膜等。而且，常规电渗析器为“一开一备”的双路设计。在常规电渗析运行过程中，当含盐废水中的离子含量脱盐至低于脱盐水生产工段的进水离子含量设计要求时，将所得低盐废水返回至脱盐水生产系统；而经上述常规电渗析浓缩得到的高盐废水则进入后续离子交换系统进行深度除硬。

所述的高盐废水深度除硬所采用的离子交换系统优先选择以强酸型（钠型）阳离子交换树脂来填充构成。