[发明专利]浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备及处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理设备,特别涉及一种浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备及处理工艺。

背景技术

废水零排放是煤化工、钢铁、石油化工、造纸等工业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。而传统蒸发结晶产生的结晶体由于混杂了废水及废水处理过程中产生的其它杂质，使生产出来的晶体不能作为产品使用，通常只能作为固体废弃物进行安全处置，使企业背负沉重的废水处理成本。为减轻废水处理成本，需将废水处理最终产生的盐进行资源化利用。

煤化工、钢铁、石油化工、造纸等行业所产生的废水具有较高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，而由于废水量较大，直接进行蒸发结晶热法浓缩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,提供一种用于浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备及处理工艺。本发明通过多种工艺的组合，有效提高浓盐水的浓缩倍数，去除浓盐水中的有机物、硬度，实现浓盐水的 减量化，纯净化，以实现减少蒸发结晶装置规模，降低整体运行成本，提高结晶体的纯度，产生一定的经济效益。

本发明包括：预处理工段、膜浓缩工段二部分，预处理工段由贮存调节池101、高级氧化装置102、反应浓缩槽103、软化微滤装置104、中间水池105、污泥脱水单元106、调节池提升泵107、微滤膜抽吸泵108、强氧化剂投加装置110、软化药剂投加装置111组成，膜浓缩工段由阳离子交换装置201、阳离子交换出水槽202、保安过滤器203、浓盐水淡化反渗透装置204、反渗透浓水槽205、保安过滤器206、浓缩电渗析装置207、回用水槽208、阳离子交换进水泵211、反渗透进水泵212、反渗透高压泵213、浓缩电渗析给料泵214、化学清洗装置220、再生剂投加装置221、阻垢剂投加装置223、再生装置224、蒸发结晶装置230组成，其特征在于所述浓盐水贮存在贮存调节池101进行水质水量调节，贮存调节池出水口通过管道及调节池提升泵107与高级氧化装置102的进水口连接，高级氧化装置102设有强氧化剂投加装置110，投加强氧化剂进行氧化。高级氧化装置102出水口通过管道接至反应浓缩槽103，反应浓缩槽103设有软化药剂投加装置111，投加软化剂，使水中的钙镁等离子生成沉淀物在后续工序中去除，投加软化剂装置只加入软化剂，不需加入混凝剂与助凝剂。反应浓缩槽103出水口通过管道与软化微滤装置104连接。碳酸钙、氢氧化镁等金属絮体在软化微滤装置104中经过微滤膜过滤得以去除。软化微滤装置104出水通过管道及微滤膜抽吸泵108进入中间水池105，软化微滤装置104中的沉淀物通过出泥口经泵抽至污泥处理单元106处理。中间水池105出水口通过管道和阳离子交换进水泵211将预处理段的中间水池106出水口接至阳离子交换装置201，废水经过阳离子交换装置201处理后，废水中的二价离子等被去除，阳离子交换装置201选择适用于微污染水软化的大孔弱酸树脂，提高阳离子交换装置的抗污染能力，出水口通过管道接至 阳离子交换出水槽202。阳离子交换装置201设有再生装置224，当树脂饱和后，通过再生剂投加装置221投加再生剂，进行再生，再生液排至贮存调节池101。阳离子交换出水槽202的一个出水口通过管道和反渗透进水泵212与保安过滤器203的进水口相连，另一个出水口通过管道和再生水泵217与再生装置224的进水口相连。保安过滤器203的出口通过管道和反渗透高压泵213与浓盐水淡化反渗透装置204的进水口连接，废水经过反渗透膜分离后，可将废水中的盐浓缩到浓水中，浓盐水淡化反渗透装置设有阻垢剂投加装置223，可投加阻垢剂减缓膜结垢。反渗透产水为除盐水，通过浓盐水淡化反渗透装置204的清水口通过管道接至回用水槽208，浓水则通过管道接至反渗透浓水槽205。浓盐水淡化反渗透装置204的清洗进出口通过管道分别与化学清洗装置220的出口和进口相连，当反渗透膜受污染后，可进行化学清洗。反渗透浓水槽205的出水口通过管道和浓缩电渗析给料泵214与保安过滤器206相连，保安过滤器206出水口通过管道和浓缩电渗析装置207的进水口连接，在浓缩电渗析装置207通过离子交换膜分离，浓水中的盐分进一步浓缩。浓缩电渗析装置207产生的淡水由浓缩电渗析装置的清水口通过管道进入返回贮存调节池101，浓缩电渗析装置207产生的浓液通过管道连接到分质结晶装置230。浓缩电渗析装置207的出水口与原浓盐水混合，接到高级氧化装置102的进水口。浓缩电渗析装置207采用适用于高含盐的、面电阻小、一价离子选择性好特种离子交换膜。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≥70％，浓缩电渗析装置207浓缩液含盐量达到18％以上，减少进入分质结晶装置230的浓缩液量。浓缩电渗析装置207的清洗设有化学清洗装置220，当膜受污染后可进行化学清洗。