[发明专利]浓盐水零排放膜浓缩与分质结晶工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理工艺及设备,特别涉及一种浓盐水零排放膜浓缩与分质结晶工艺及设备。

背景技术

废水零排放是煤化工行业要求实现的目标，实现可持续稳定发展的重要环节，而整个废水零排放处理环节中，蒸发结晶装置高昂的投资成本与运行成本是制约零排放实现的一大瓶颈，因此对进入蒸发结晶前的废水减量回用，是有效降低整体处理成本的关键一环。

煤化工行业零排放装置所针对浓盐水主要是煤化工装置所排放废水分别经过废水生化处理、高级氧化、中水回用水双膜系统后产生的浓盐水，具有较高COD(化学需氧量)、高含盐量、高硬度、高碱度等特点，无法直接采用常规反渗透进一步浓缩回用，而由于一般水量较大，直接进入蒸发结晶进行热法浓缩结晶，投资及运行成本高昂。

现今国内外处理针对此类浓盐水的减量回用方法一般有：高效氧化、高效反渗透、正渗透、电除盐、膜蒸馏等。尽管处理的方法很多，但在应用上都有一定局限性，缺少系统性流程，无法完成全流程处理，实际处理效果与经济性方面具有明显的欠缺。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种浓盐水零排放膜浓缩与分质结晶工艺及设备。本发明通过多种工艺的组合，有效提高浓盐水的浓缩倍数，实现浓盐水的减量化，以实现减少蒸发结晶装置规模，降低整体运行成本。本发明的工艺特征包括预处理步骤、膜浓缩处理步骤、分质结晶处理步骤：

其中预处理步骤

(1-1)将高浓盐水输入预处理装置的贮存调节槽中，在贮存调节槽内均质后进入预处理步骤高级氧化单元；

(1-2)预处理步骤中高级氧化后接软化微滤膜处理单元

(1-3)高浓盐水在软化微滤膜处理单元进行软化除浊预处理；

(1-4)将经过步骤(1-3)形成的预处理软化污泥输送至污泥脱水单元，经过压滤脱水后，滤液返回步骤(1-2)软化微滤膜装置，提高整体水回收率，压滤形成的滤饼作为普通固废物处置；

膜浓缩处理步骤：

(2-1)将经过步骤(1-3)软化除浊预处理后的高浓盐水输送至纳滤膜分离单元，利用纳滤膜的分离特性，将高浓盐水转变为以COD、二价盐为主体的浓缩液与以一价盐、微量COD为主体的透过液；

(2-2)将经过步骤(2-1)纳滤分离后的透过液输送至海水淡化反渗透膜单元，进一步脱除纳滤透过液中的盐类物质；

(2-3)将经过步骤(2-2)海水淡化反渗透浓缩的浓水与纳滤浓水混合后形成较高COD、高含盐量的高浓盐水，输送至超浓缩膜装置进一步减量浓缩，高浓盐水经过超浓缩装置浓缩减量后形成超浓盐水进入分质结晶处理步骤；

分质结晶处理步骤：

(3-1)经过步骤(2-3)超浓缩减量后的超浓盐水输送至蒸发结晶装置，采用机械蒸汽再压缩蒸发结晶工艺与闪蒸工艺结合，完成超浓盐水中盐类物质的分质结晶，分别获得氯化钠、硫酸钠混盐产品与硝酸钠产品盐，蒸发形成的冷凝水水质满足回用水质要求采用机械蒸汽再压缩蒸发结晶工艺与闪蒸工艺结合，完成超浓盐水中盐类物质的分质结晶，分别获得氯化钠、硫酸钠混盐产品与硝酸钠产品盐，蒸发形成的冷凝水水质满足回用水质要求由蒸发结晶装置完成固液分离；

所述预处理步骤、膜浓缩处理步骤中冲洗、化学清洗用水均采用装 置自产水，周期性产生的化学清洗排放水均回收至预处理单元，提高整体水利用率。

所述步骤(1-1)中，混凝反应加入软化剂，混凝剂与助凝剂。

所述步骤(2-1)中，选择适用于杂盐分离且耐受高COD的纳滤膜组件，并通过多段串联，提高纳滤膜分离装置的回收率，设计回收率≥90％。

所述步骤(2-2)中，采用适用于一价盐浓缩的海水淡化膜组件，并通过多段串联，提高海水淡化反渗透装置的回收率，设计回收率≥80％。

所述步骤(2-3)中，采用适用于高浓盐水超浓缩工艺的超浓缩膜组件，可同时满足耐受高COD污染、高含盐量浓缩工况要求，设计回收率≥45％，超浓缩装置浓水含盐量达到10％以上，并采用能量回收率装置，有效降低运行能耗。