[发明专利]一种高盐废水分盐浓缩处理系统及工艺

说明书

本发明公开一种高盐废水分盐浓缩处理系统，包括预处理装置、选择性离子电渗析装置、纳米膜蒸馏装置、薄膜MVR蒸发装置aiea、第一加热装置、第二加热装置、第一结晶器和第二结晶器，选择性离子电渗析装置的阴极和阳极之间交替排布阳离子选择膜和单价阴离子选择膜；预处理装置用于对待处理高盐废水进行混凝沉淀和化学调质，纳米膜蒸馏装置配置有嵌段共聚物改性无孔纳米膜，薄膜MVR蒸发装置配置有高分子弹性膜，第一结晶器采用蒸发结晶，第二结晶器采用冷冻结晶。进一步，本发明还公开一种高盐废水分盐浓缩处理工艺。本发明可通过分盐实现固废减量化及废盐资源化、利用余热及高效蒸发降低浓缩成本，且操作简单、运行稳定可靠，投资运行成本低。

技术领域

本发明属于废水、废盐资源化和零排放领域，具体涉及一种高盐废水分盐浓缩处理系统及工艺。

背景技术

随着工业迅速发展和人口急剧增长，可利用的淡水资源越来越少，水资源短缺和水环境污染问题已成为制约经济发展的瓶颈。为此，国家出台节水政策和发展废水浓缩及零排放技术，提高水回用率，减少企业汲水量，随之结伴而来的高盐废水和废盐的安全合理处置和资源化利用问题，烟气脱硫废水、油气采出水、各行各业的RO浓水等盐含量每升达到几万毫克。由于不同生产工艺及收集了各种生产工艺的废水进行处理后的高盐废水，例如，烟气湿法脱硫产生的脱硫废水、污水回用处理浓缩后形成的高盐废水，各高盐废水的物质组份也不同，盐类物质多为Cl^-、SO₄^2-、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺，还存在有机物及少量的重金属，难以处理。

在煤化工、石油化工、印染、造纸等行业中，废水需要分盐“零排放”，通常只需要获得较高纯度的氯化盐与硫酸盐。现有技术中，国内电厂废水‘零排放’采用的典型工艺是“前端预处理+双膜浓缩+蒸发结晶”工艺，但普遍存在一些共性问题：预处理软化加药量大、沉淀物多；高浓盐水含有的氯离子易对设备造成腐蚀；系统渗漏结盐；钙镁硅等造成结垢；介质中有机物伴着无机沉淀物，若澄清预处理不好，微/超滤清洗频繁；采用纳滤分盐，纳滤膜性能衰减快、回收率低；采用常规的电渗淅进行浓缩时，阳膜只允许阳离子透过，阴膜只允许阴离子透过，进水对硬度等结垢性离子的要求较高，否则膜表面易结垢。且在膜浓缩或热法浓缩过程中存在流程长、操作控制困难、膜污堵、蒸发器结垢，系统不能稳定运行；运行成本高；污泥废物量大、结晶杂盐为危废处理、费用高等问题。所以亟需寻找短流程、易操作、运行成本低的技术，将废水中的盐进行资源化回收，实现固废减量甚至零排放。

发明内容

为解决上述问题，达到高盐废水处理后“零排放”目标，本发明提出一种高盐废水分盐浓缩处理系统及工艺，使高盐废水经处理后达到氯化盐及硫酸盐分离，同时可进行浓缩处理和结晶，实现“零排放”浓缩减量。

本发明对需要分盐“零排放”的高盐废水，想获得较高纯度的氯化盐与硫酸盐，首先将介质进行初步化学反应，将不需要的离子在混凝沉淀的化学反应中去除，同时需要将介质进行调质处理，例如，来水中的镁离子较多，采用调质处理后再进行选择性离子电渗析(mEDR)以获得以氯化镁为主的12-15％浓缩氯化盐；在选择性离子电渗析(mEDR)过程中，由于选择性离子电渗析的阴膜只允许氯离子通过，硫酸根离子不能通过，可将介质进行硫酸盐与氯化盐的分离，产生氯盐为主的浓水(氯化盐)和硫酸盐为主的淡水(硫酸盐)，并将浓水侧的氯化盐浓缩至12-15％，淡水侧的硫酸盐中的氯离子小于1500mg/L，甚至可小于500mg/L；然后再通过纳米膜蒸馏浓缩和蒸法结晶将浓水侧氯化盐分离氯化镁(或氯化钙)与氯化钠，例如，可获得不含有机物、纯度46％的氯化镁产品，而淡水侧的硫酸盐则通过薄膜浓缩后进行冷冻结晶，从而获得较纯的硫酸盐，实现废盐资源化。淡水侧介质(即含硫酸盐的产水)还可以直接回用于烟气脱硫工中艺的制浆系统。浓度为12-15％的氯化盐溶液由于没有有机物、硫酸盐等杂质的干扰，经利用余热加热后，经纳米膜蒸馏可浓缩至饱和盐水，再运至氯碱化工厂用作生产原料或制成防冻剂与溶雪剂。

本发明的技术方案如下：