CN102491452A - 纳滤—反渗透组合膜处理硫酸钠废水的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳滤-反渗透组合膜处理硫酸钠废水的工艺。是将预处理后的硫酸钠废水经高压泵送入纳滤膜堆，经纳滤后的浓缩液经多效蒸发结晶，得无水硫酸钠产品和冷凝水，冷凝水回用；经纳滤后的产水经高压泵送入反渗透膜堆，经反渗透膜堆后的浓缩液返回到预处理后的硫酸钠原液进行二次纳滤，反渗透产水回用。本发明与其他污染控制技术相比具有设备紧凑、占地小，对被处理物无形态和化学影响，连续过程，可实现自动化和无间歇运行、低能耗、无相变和温度的变化、易于控制、操作简单。本工艺可直接现场循环，硫酸钠在无化学和物理变化情况下浓缩后蒸发结晶并回收利用，实现硫酸钠废水的零排放，而反渗透产水作为工艺纯水使用，节省大量工艺用水。
Description
技术领域：
本发明涉及一种污水处理方法，尤其是是采用膜技术对冶金、化工等领域产生的硫酸钠废水进行处理，综合回收硫酸钠，产水回用的处理方法。
背景技术：
在冶金、化工企业生产过程中，由于酸碱中和导致离子的富集，往往产出大量含硫酸钠的废水，如回用则会造成设备结晶、影响产品质量等问题，很多情况企业采取直接排放的处理手段，造成了水资源的浪费，对环境也造成了污染和破坏，不利于贯彻执行国家节能减排的方针政策。据不完全统计，我国每年排放的含硫酸钠污水达1.2亿吨，对处理含硫酸钠废水工艺的研究具有重要的现实意义。
对于硫酸钠溶液的处理，目前主要方法是物理法和化学法，物理法中有冷冻结晶、蒸发结晶。化学法有氯化钡法、氯化钙法、碳酸钡法等方法。
冷冻结晶法：冷冻结晶是利用硫酸钠溶解度随温度的降低而降低，对硫酸钠废水进行自然冷冻或机械冷冻。自然冷冻法成本很低，机械冷冻法设备投资及运行成本都较高，产品为十水硫酸钠。此方法只适用于硫酸钠浓度8％以上的废液。
蒸发结晶法：蒸发法采用热能将硫酸钠废水中的水蒸发出来使废液浓缩，结合结晶过程可回收废液中的硫酸钠，同时废液蒸发产生的二次蒸汽可经过冷凝在工艺中回收利用。但蒸发结晶耗能很高，费用也很高，不适合低浓度的硫酸钠废水处理。
氯化钡法：氯化钡法是使用氯化钡将SO4 2-以硫酸钡的形式除去，适用于任何SO4 2-含量去除要求。设备投资少，操作也较方便，但是运行费用较高，原料有毒，产生二次污染，细小的硫酸钡难以沉降。
氯化钙法：氯化钙法是将SO4 2-以石膏的形式去除，适用于10g/L以上SO4 2-质量浓度的盐水。运行费用相对氯化钡法要低，但需添加设备，操作较复杂，原料液中硫酸根质量浓度小于10g/L，无经济性。
碳酸钡法：碳酸钡法与氯化钡法类似，也是将SO4 2-以硫酸钡的形式除去，除钙效果好，而且反应产物碳酸钠可以降低精制纯碱的加入量。缺点是反映时间较长，而且在硫酸钡沉淀中含有一定比例的碳酸钡，需要对沉淀进行处理后方可排放，操作复杂，并需要添加设备。
上述的各种处理硫酸钠废水的方法中，化学法都是将硫酸根去除而不能对硫酸钠进行有效的回收利用，物理法则有操作复杂、设备投资和操作费用高的缺点。有的处理方法需加入化学试剂，容易对原水造成二次污染，同时，要求条件比较苛刻，处理过程相对复杂。
发明内容
本发明的目的就是解决现有的硫酸钠废水处理技术的不足，提供一种无污染、操作方便、设备投资适中并且可综合回收硫酸钠，产水回用的纳滤-反渗透组合膜处理硫酸钠废水的工艺。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
a、硫酸钠废水先进行预处理，经砂滤+中空纤维膜微滤后，使其水质达到SDI＜3，余氯小于20mg/L，原液浓度500mg/L～6000mg/L，pH＝2～10；
b、将预处理后的硫酸钠废水经高压泵送入一级或一级以上纳滤膜堆，每一级纳滤膜堆设有一段以上段乃至n段纳滤膜堆；
c、经一级以上纳滤的浓缩液经多效蒸发结晶，得无水硫酸钠工业产品和冷凝水，冷凝水回用；
d、经一级以上纳滤的产水经高压泵送入一级或一级以上反渗透膜堆，每一级反渗透膜堆设有一段以上段乃至n段反渗透膜堆；
e、纳滤产水经一级以上反渗透膜堆的一段以上乃至n段反渗透膜堆后浓缩液返回到预处理后的硫酸钠原液进行二次纳滤，产水回用。
纳滤膜堆设-至五级，每一级为一至十段；反渗透膜堆设-至五级，每一级为一至十段。
所述的多效蒸发结晶为1～6效。
本工艺原液浓度可以为500mg/L～6000mg/L，纳滤与反渗透膜不限材质、种类，只要是纳滤与反渗透膜即可，
有益效果：纳滤-反渗透膜法处理硫酸钠废水的特点与优势：①设备紧凑、占地小②对被处理物无形态和化学影响③连续过程，可实现自动化和无间歇运行④低能耗、无相变和温度的变化⑤易于控制、操作简单。与其他污染控制技术相比，本工艺的主要优点是可直接现场循环，硫酸钠可在无化学或物理变化的情况下浓缩，使硫酸钠可进一步回收利用，有助于实现硫酸钠废水的零排放，而反渗透产水也可以作为工艺纯水使用，可节省大量工艺用水。
附图说明
附图：纳滤-反渗透组合膜处理硫酸钠废水工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例作进一步的详细说明
纳滤-反渗透组合膜处理硫酸钠废水的工艺是通过以下顺序和步骤实现的：
a、硫酸钠废水先进行预处理，经砂滤+中空纤维膜微滤后，使其水质达到SDI＜3，余氯小于20mg/L，原液浓度500mg/L～6000mg/L，pH＝2～10；
b、将预处理后的硫酸钠废水经高压泵送入-至五级纳滤膜堆，每一级纳滤膜堆为一至十段；
c、经-至五级纳滤的浓缩液经1～6效的多效蒸发结晶，得无水硫酸钠工业产品和冷凝水，冷凝水回用；
d、经-至五级纳滤的产水经高压泵送入-至五级反渗透膜堆，每一级反渗透膜堆为一至十段；
e、纳滤产水经-至五级反渗透膜堆的一至十段反渗透膜堆后浓缩液返回到预处理后的硫酸钠原液进行二次纳滤，反渗透产水回用。
实施例1
硫酸钠废水浓度为500mg/L，流量为9600t/d，pH＝8.2，要求浓缩到7％，产水TDS小于20ppm。
a、将预处理后的硫酸钠废水经高压泵送入纳滤膜堆，根据原水性质采用五级十段；
b、硫酸钠废水经五级十段纳滤膜堆处理后，浓缩液直接进行四效蒸发结晶，得工业无水硫酸钠合格产品和冷凝水，冷凝水回用；
c、纳滤产水经高压泵增压后，送入反渗透膜堆；
d、反渗透浓缩液进入纳滤原液，进行循环处理；
e、根据工艺用水标准采用一级六段反渗透膜处理，使最终产水达到标准要求。
实施例2
硫酸钠浓度为3000mg/L，流量为2450t/d，pH值9.8。要求硫酸钠浓度浓缩到8％，产水TDS小于40ppm。
a、将预处理后的硫酸钠废水经高压泵送入纳滤膜堆，根据原水性质采用三级五段；
b、硫酸钠废水经三级五段纳滤膜堆处理后，浓缩液直接进行三效蒸发结晶，得工业无水硫酸钠合格产品和冷凝水，冷凝水回用；
c、纳滤产水经高压泵增压后，送入反渗透膜堆；
d、反渗透浓缩液进入纳滤原液，进行循环处理；
e、根据排放或工艺用水标准采用三级五段反渗透膜处理，使最终产水达到标准要求。
实施例3
硫酸钠废水浓度为5000mg/L，流量为8000t/d，pH值6.8。要求浓缩到8.5％，产水TDS小于50ppm。
a、将预处理后的硫酸钠废水经高压泵送入纳滤膜堆，根据原水性质采用二 级十段；
b、硫酸钠废水经二级十段纳滤膜堆处理后，浓缩液直接进行三效蒸发结晶，得工业无水硫酸钠合格产品和冷凝水，冷凝水回用；
c、纳滤产水经高压泵增压后，送入反渗透膜堆；
d、反渗透浓缩液进入纳滤原液，进行循环处理；
e、根据工艺用水标准设置采用五级七段反渗透膜处理，使最终产水达到标准要求。
Claims (3)
1.一种用纳滤-反渗透组合膜处理硫酸钠废水的方法，其特征在于，包括以下顺序和步骤：
a、硫酸钠废水先进行预处理，经砂滤+中空纤维膜微滤后，使其水质达到SDI＜3，余氯小于20mg/L，原液浓度500mg/L～6000mg/L，pH＝2～10；
b、将预处理后的硫酸钠废水经高压泵送入一级或一级以上纳滤膜堆，每一级纳滤膜堆设有一段以上段乃至n段纳滤膜堆；
c、经一级以上纳滤的浓缩液经多效蒸发结晶，得无水硫酸钠工业产品和冷凝水，冷凝水回用；
d、经一级以上纳滤的产水经高压泵送入一级或一级以上反渗透膜堆，每一级反渗透膜堆设有一段以上段乃至n段反渗透膜堆；
e、纳滤产水经一级以上反渗透膜堆的一段以上乃至n段反渗透膜堆后浓缩液返回到预处理后的硫酸钠原液进行二次纳滤，产水回用。
2.按照权利要求1所述的用纳滤-反渗透组合膜处理硫酸钠废水的方法，其特征在于，纳滤膜堆设-至五级，每一级为一至十段；反渗透膜堆设-至五级，每一级为一至十段。
3.按照权利要求1所述的用纳滤-反渗透组合膜处理硫酸钠废水的方法，其特征在于，所述的多效蒸发结晶为1～6效。
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Application publication date: 20120613 |