[发明专利]一种高浓废水的零排放方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废水处理领域，具体说是一种高浓废水的零排放方法。尤指一种利用膜分离技术处理高浓废水的零排放方法，更具体地说，涉及一种“纳滤+高效反渗透+膜蒸馏+蒸发结晶”处理高浓废水的零排放方法。

背景技术

近年来，石化企业产生的高浓废水成为一个处理难题，该股高浓废水既不能排放也不能回用，给各企业带来极大的困扰。因此，亟需寻求新型的分离技术解决该类高浓废水的处理排放问题。

纳滤(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，孔径为几纳米，截留分子量在200～1000之间。纳滤具有以下特点：能截留分子量大于100的有机物以及多价离子，允许小分子有机物和单价离子透过；可在高温、酸、碱等苛刻条件下运行，耐污染；运行压力低，膜通量高，装置运行费用低；对于不同价态的阴离子存在道南效应，物料的荷电性、离子价数和浓度对纳滤膜的分离效率有很大影响。纳滤与超滤或反渗透相比，纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及分子量介于200～500之间的有机物有较高的脱除率。基于这一特性，纳滤过程主要应用于水的软化、净化以及相对分子质量在百级的物质的分离、分级和浓缩、脱色和去异味等。在实际废水处理中，可以将纳滤和其他污水处理过程相结合，以进一步降低费用和提高处理效果。

高效反渗透(HERO)技术是在上世纪90年代开发的新技术，它结合了离子交换和反渗透两者的优点，是目前最先进的反渗透技术。其核心的工艺原理是：采用离子交换将水中的硬度去除，盐分则靠反渗透去除；同时，反渗透在高pH条件下运行，硅主要是以离子形式存在，不会污染反渗透膜并可通过反渗透去除；而水中的有机物在高pH条件下会发生皂化或弱电离，不会造成反渗透膜的有机物和生物污染，既节省了大量的酸碱，又提高了高效反渗透系统的回收率。采用高效反渗透技术可以将反渗透浓水进一步浓缩到更高的水平，然而，采用该技术的前提是首先要将废水中的硬度去除至非常低的水平，以便反渗透浓系统在高pH工况下运行。

尽管高效反渗透技术能将反渗透浓水等高盐、高硬度废水进一步浓缩至更高的浓度，但还是会有少量更浓的高盐浓水排放出来。膜蒸馏(MD)由于能够脱除更高浓度的盐分以及更高的脱盐率而逐渐受到各国专家重视并展开了广泛研究，它可以算是迄今为止脱盐效率最高的膜技术，脱盐率高达99％以上。膜蒸馏是采用微孔疏水膜，以膜两侧蒸汽压差为驱动力的一种新型膜分离过程。膜蒸馏所用的膜为不被待处理溶液润湿的疏水微孔膜，即只有蒸汽能够进入膜孔，液体不能透过膜孔。膜蒸馏的优势主要是：产水水质好，脱盐率高，水回收率高，可利用工业废热。和多效蒸发相比，膜蒸馏可以低温操作，产水水质更好，蒸馏效率更高，不存在蒸发塔的结垢和腐蚀问题，设备造价也比常规蒸馏塔低；和反渗透相比，膜蒸馏可常压运行，对预处理要求低，可处理反渗透不能处理的高盐废水，水回收率更高。

中国专利CN102557321A涉及一种高浓废水的零排放方法，采用结晶技术、膜蒸馏技术、微波催化燃烧技术和太阳能和风能发电技术，实现高浓废水的零排放。该专利中，所述高浓废水首先进入结晶设备进行无机物的结晶，之后经膜蒸馏设备进行分离，透过膜蒸馏膜的水蒸气冷却后得到纯水，其他未透过膜蒸馏膜的混合蒸汽经冷凝得到杂用水，其中混合蒸汽中的不凝气体进入后续微波催化燃烧器进行分解得到无毒无害小分子物质。尽管该专利也涉及一种高浓废水的零排放方法，但是，该专利的零排放工艺流程未能对各个工艺进行优化，而本申请中的零排放工艺流程充分整合了各项技术的优势，完全不同于该专利中的工艺流程。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高浓废水的零排放方法，旨在提供一种采用“纳滤+高效反渗透+膜蒸馏+蒸发结晶”处理高浓废水的方法。该方法首先采用纳滤去除高浓废水中的硬度等多价离子和部分有机物，得到纳滤产水和纳滤浓水，之后采用高效反渗透技术对纳滤产水进行深度浓缩处理得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水，高效反渗透浓水再进行膜蒸馏深度浓缩处理得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水，膜蒸馏浓水再进行蒸发结晶处理，将膜蒸馏浓水中的盐类结晶出来，集中干化处置。该处理过程中产生的纳滤浓水加盐进行沉淀处理，得到钙渣，沉淀后的上清液进行活性炭吸附，吸附后的产水和高浓废水混合进入纳滤单元循环处理。该处理过程中产生的高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均可回用于生产工艺。采用本发明的方法处理高浓废水，在解决该股高浓废水排放难题的同时，最大限度地回收了水资源，基本实现了高浓废水的零排放。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：