CN102774994A - 组合式膜分离回收含盐废水新工艺 - Google Patents
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Abstract
一种回收利用含盐废水的新工艺。含盐废水通过pH调节，在合适温度条件下利用过滤预处理、电渗析和反渗透相结合的新型组合式膜分离技术，可使含盐废水回收利用为价值的高浓废水和合格纯水。采用本发明所述方法可实现含盐废水的低成本、高效分离和充分利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过预处理及过滤—电渗析浓缩—反渗透再浓缩稀盐水的组合方式高效、低能耗回收利用含盐废水的新工艺。本工艺首先对含盐废水进行预过滤处理，除去废水中的固体悬浮物，再通过电渗析回收含80％以上总盐分的浓废水，最后利用反渗透处理含剩余盐分的稀盐水可以得到纯水。
背景技术
含盐废水的治理和合理利用是有价值的课题。许多含盐废水的直接排放不但造成资源浪费，还会抑制微生物的生长，导致环境污染和废水难以达标排放。
对含盐废水的传统处理方法很多，如电解法、膜分离法、生物法、焚烧或深井灌注等。其中，电解法和焚烧法能耗较高，运行成本高；生物法中细菌培养周期长，对废水要求苛刻；深井灌注则会产生二次污染。
膜分离作为回收利用含盐废水是经济有效的方法，电渗析和反渗透膜是最主要的膜分离方式。
电渗析是在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用选择性离子交换膜将电解质从溶液中分离出来，从而达到淡化、浓缩的目的。但是，由于在运行的过程中容易出现电渗析膜被堵，出水量降低，出水水质恶化，清洗的频繁等问题，严重地影响系统的稳定和寿命。而且单一采用电渗析处理含盐废水，在运行过程中随着废水中盐分的下降，容易造成以下三大问题：1、浓差扩散使浓水中的电解质透过膜进入淡水中；2、膜两侧浓度差的增加，由于Donnan膜效应造成水的电渗透，淡水透过膜进入浓水中；3、极化效应，随着电解质的减少，膜界面上的水发生电解，大大增加电耗，影响处理效果。
反渗透的原理是通过高于渗透压的压力作为推动力，利用选择性膜只能透过水而不会透过溶质的选择透过性，从水体中提取淡水的膜分离过程。高浓度废水的处理需要较高的压力，设备的造价高，运行能耗也较高；低浓度废水处理则对压力要求低，运行能耗也低。
上述单一工艺均存在自身难以克服的问题和缺陷，因此无法低成本、高效率的的处理含盐废水。
本人及团队基于对过滤、电渗析及反渗透技术的研发和应用经验，发明了经过前处理和预处理过滤的废水利用电渗析与反渗透两种膜分离技术相结合的废水回收利用方式，可以有效克服单一技术的缺点，更好发挥组合优势，可以低投入和低运成本地解决含盐废水的盐回收与工艺水回用的问题，具有显著的经济、社会和环保效益。
发明内容
本发明是一种通过前处理调节酸碱度和温度，预处理过滤悬浮物，电渗析浓缩盐水，反渗透得到纯水的组合式分离技术。通过强化废水的前处理和预处理过滤及将电渗析浓缩和反渗透两种膜分离技术巧妙结合，使两技术的优势充分发挥，不足得到了相互弥补，使含盐废水回收利用的更加经济简便。
如附图1工艺流程图所示，本发明的工艺步骤如下：
1、前处理
含盐废水通过添加化学试剂在pH调节罐中调整废水至中性，利用冷/热交换器调整温度在10-30℃之间。
2、预处理
含盐废水进入过滤器(最好是叠片式过滤器)中进行过滤，除去含盐废水中的固体悬浮物，根据废水中固体悬浮物的尺寸可以调节叠片式过滤器中叠片规格从而达到过滤效果。叠片式过滤器带有自动反冲洗功能，反冲洗洗水送污水处理厂处理。
废水进行初步过滤后进行深度过滤，可以采用超滤、纳滤或者微孔过滤方式，优先选择超滤方式，进一步除去废水中的大分子有机物和容易造成选择性离子交换膜中毒的铁离子等，反冲洗洗水送污水处理厂处理。
通过上述两步的处理，可以将含盐废水中绝大部分的固体悬浮物和大分子有机物，从而保护电渗析机组中的选择性离子交换膜少受到杂质的干扰和破坏。
3、电渗析
利用电渗析机组对含盐废水进行处理，可使其中80％的盐分进入浓水中回用，剩下的低浓度含盐废水进入下一反渗透处理工序。根据进水的盐浓度可以调整电渗析机组的数量，匹配出水要求。
4、反渗透
利用反渗透对电渗析工序处理后的低浓度含盐废水进行再处理，由于此时的废水浓度已经较低，所以只需要较低的压力，浓水可以回到前段电渗析再处理，合格的纯水可以很好利用。
本发明者对废水的前处理和预处理过滤进行了优化，通过叠片式过滤与深度过滤(超滤、纳滤或微孔过滤)结合的过滤方式可大幅度的去除了水中固体杂质，可以更好保护电渗析的选择性离子交换膜，延长膜的使用寿命。通过将电渗析和反渗透这两种膜分离技术巧妙结合，可以充分发挥电渗析适宜处理高浓度含盐废水的优势先将废水中80％的盐分浓缩得到浓度10％左右的浓盐水直接回用，大大降低了淡水中的含盐量，只需要利用反渗透膜处理技术在低压条件下就可以得到合格的纯水作为工艺水回用。
通过酸碱调节前处理、过滤预处理、电渗析和反渗透系列技术的巧妙组合，可以形成高效节能的废盐水处理技术与装备，确保运行稳定性和分离效果，大大降低处理的设备投资和运行成本。
附图说明
附图1为本发明工艺流程图。
附图2为硝酸铵冷凝废水回收利用工艺流程图。
具体实施方式
本发明可用下文中的非限定性实施例作进一步的说明。
实施例：硝酸铵冷凝废水的回收利用(工艺流程图见附图2)
硝酸的生产工艺中，由稀硝酸带入的水分在中和后，通过蒸发浓缩的水蒸汽经过冷却形成冷凝废水，冷凝废水中含有8000ppm硝酸铵和氨，是一种具有较高回收利用价值的含盐废水。
将上述含盐量8000ppm左右的冷凝废水在中和罐中用稀硝酸或氨水调节pH值至中性后，进入换热器中冷却至30℃以下。经过前处理后的废盐水溶液通入到叠片式过滤器中进行过滤，得到的废液进入超滤过滤器中进行过滤。经过上述前处理和过滤预处理的废液进入到电渗析机组中进行电渗析，得到浓度为10％的高浓含盐水，送至生产车间回收利用，被淡化部分的电渗析出水含盐量在2000ppm左右，继续进入反渗透除盐，其中被反渗透浓缩的水送至电渗析循环浓缩，被淡化的水可达到锅炉用水标准的质量(即NH4-N≤10mg/l)，送到锅炉用水除氧段前备用，硝酸铵的回收率达99％以上。
Claims (6)
1.一种回收利用含盐废水的方法，包括前处理、过滤预处理、电渗析浓缩、反渗透步骤，其特征在于废水根据膜处理的要求进行pH调节、温度调节的前处理及预过滤处理方式除去其中的固体悬浮物，经过电渗析进行浓缩，得到高浓度盐水循环回用于体系，分离出的低浓度废水再利用反渗透膜在较低压条件下方便得到纯水。
2.根据权利要求1所述方法，含盐废水经过前处理、过滤预处理后，利用电渗析浓缩与反渗透膜的组合方式进行处理。
3.根据权利要求1所述方法，本发明中所处理的废水是指pH值在中性，水温低于30℃，盐含量在10％以下的废水。
4.根据权利要求1和2所述方法，本发明中所用的过滤预处理方式包括超滤、纳滤和微孔过滤。
5.根据权利要求1和2所述方法，本发明所用的电渗析浓缩方式是指用电渗析并联或串联的方式对含盐废水进行浓缩处理，回收浓水，电渗析机组的数量可以根据含盐废水的浓度进行调整。
6.根据权利要求1和2所述方法，本发明所用反渗透方式是指利用反渗透组方式对经电渗析处理后的低浓度废水进行处理，得到合格的纯水，反渗透机组的数量可以根据低浓度废水的含盐量进行调整。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| DD01 | Delivery of document by public notice |
Addressee: Zhou Jian Document name: Notification of before Expiration of Request of Examination as to Substance |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Effective date of registration: 20180601 Address after: 201414 No. four workshop of Guangming third economic Park, Qinghai Town, Fengxian District, Shanghai Patentee after: SHANGHAI YIQING ENVIRONMENT PROTECTION ENGINEERING EQUIPMENT CO., LTD. Address before: No. 19, No. 19, No. 2, Shanghai, Shanghai Patentee before: Zhou Jian |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20151125 Termination date: 20200513 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |