CN102976535A - 一种膜法脱盐工艺浓盐水处理回用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种膜法脱盐工艺浓盐水处理回用的方法，通过微波、氧化处理后，再配合多级过滤的协同作用，对膜法脱盐工艺所产浓盐水进行有效处理，大幅度提高该浓盐水的回收利用率，使整体的回收率提高到90%，相对于国内其他的工艺，本发明具有工艺先进、占地少、效果好、运行成本低、能源消耗少等优点，并且本发明自动化控制高度集成，劳动强度低。本发明工艺选择灵活，可针对水质的好坏，灵活的组合工艺路线，从而达到节能减排的效果，社会环保效益明显，大幅的减少企业的环境风险，并且本装置在运行中所收集的参数，对膜法脱盐工艺的浓盐水处理具有现实意义。

Description

一种膜法脱盐工艺浓盐水处理回用方法

 

技术领域

本发明涉及一种工业废水处理回用的方法，尤其是一种对膜法脱盐工艺浓盐水进行处理，以提高该水回收利用率的方法，属于工业水处理技术领域。

背景技术

近年来，膜法脱盐技术在国内得到了高速的发展，广泛的应用于各个行业，同样，膜法脱盐技术在水处理领域也发挥着越来越重要的作用，但是针对膜法脱盐技术浓盐水的处理却没有一个很好的方法。

目前，世界上最常用的膜法脱盐工艺浓盐水处理方法可以分为两大类，一类是直接排放，如排入海洋、地表水、污水处理系统等；第二类是将浓盐水进行再利用，如地表灌溉、制盐、提取化工原料等，可有效的利用资源，创造一定的经济效益。

现在我国国内处理膜法脱盐工艺浓盐水的方式主要有以下几种：

1、回流法。浓盐水回流可以提高回收率，增大膜表面冲洗流速，减少污堵。此种方法需要控制回流率，弊端在于，若回流率过高，会使进水盐度升高，易结垢，增加膜的负担，影响膜的寿命。

2、回用作为生产用水。由于膜法脱盐工艺浓盐水中无悬浮物，含阻垢剂且有压力，可用作过滤装置的反冲洗水、除尘水、冲灰冲渣水、冷却水或经过简单的处理后混入原水回收。但此法弊端在于，如果浓盐水中含有环境优先控制的污染物，则需谨慎使用，使用范围不高。

3、资源化利用。可采用水力涡轮增压器、功交换器和压力交换器等利用余压产能；海水淡化厂的膜法脱盐工艺浓盐水用于制盐，可节约盐田，缩短晒盐周期；预处理后适当勾兑，可用于海产品养殖，此法弊端在于受地域影响大，投资成本高。

4、蒸馏浓缩。膜蒸馏（MD）技术是一项新技术，即在常压下利用温差可将浓盐水尽可能的回收（回收率≥95%）甚至结晶化，但目前MD所使用的经济、高质量的疏水微孔膜尚未研发成熟。国内通常采用将浓盐水引入蒸发池，就近就地处理利用太阳能而不需要其他能源，但此法弊端也较为明显，此法对地域的选择性较高，较干旱的地区比较适用且此法的蒸发池若构造不合理极易造成浓盐水泄漏，渗入到地下水体中造成对地下水的污染。

国外处理膜法脱盐工艺浓盐水的主要方式有以下几种：

1、回流法。国外的回流法与国内的做法基本相同，都是通过回流提高回收率，但国外的回流工艺比国内的略微先进，可做到回收率为87%-90%，但通常经济性不高。

2、深井注射法。国外的做法一般将一部分浓盐水混凝、沉淀、过滤后注射到沙漠深井，另一部分回流后继续处理，深井四壁和注入管要做好防腐处理，否则极易渗漏到地下水中，对地下水体进行污染。此法国内也可以做但是此法有较严格的设计和施工要求，深井极具地域性，要考虑地质条件和水力条件，因此成本很高，难以形成规模。

3、排放至地表水或海洋。这个方法是最常用的方法，高效价廉，但膜法脱盐工艺浓盐水中的有害物质及离子会影响受纳水体的水生环境或对水源产生污染。排放到海洋，一般做法是将排放口设在远离海岸的地方，利用潮汐周期规律排放，稀释扩散效果更好，但缺点是这种方法只适用于小型淡化厂。

4、资源回收。浓盐水可以对其中的成分进行分析，然后提取出经济价值较高的成分，既可减少原料投入，又可减少废水排放量，但此法提取工艺目前并不成熟，没有大范围推广。再则可以利用浓盐水进行灌溉耐盐度高的植物或利用浓盐水养殖咸水鱼类（如目前澳大利亚正在探索利用浓盐水养殖咸水鱼类），还可作为生态景区的补充水，但一般来说适合浓盐水的植物种类及地域较少，难以形成规模。

5、电解法。此法利用电解原理来提高浓盐水的回收率，此法中浓盐水的高含盐量保证了良好的电导率，可以一定程度的降低能耗，氯化物含量高有利于电解产生强氧化剂，增强简介氧化效果，氧化氨氮和难降解有机物可以同时进行，但能源的消耗量总体来说依然较大，这是制约此法的一个重要因素。综合来看，随着技术的改进，电解法是很有前景的一种处理方法。

因此，综上所述，虽然目前国内外对膜法脱盐工艺浓盐水的处理都有一定的认识了，但限于目前的技术水平，膜法脱盐工艺浓盐水的处理均有或多或少的缺陷，如能耗大，地域选择性高，广谱性低，施工难度大、成本高等。

发明内容

针对目前国内外对膜法脱盐工艺浓盐水的处理利用率低，水资源浪费较大的情况，本发明提供一种膜法脱盐工艺浓盐水处理回用的方法，以提高水的利用率，满足日益严峻的用水要求。

本发明通过以下技术方案实现：一种膜法脱盐工艺浓盐水处理回用的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：

A、将待处理的浓盐水送调节搅拌池，调整浓盐水pH值至2～4，再加入H₂O₂与Fe²⁺的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.01％～1％，搅拌混匀，控制混合液pH值为2～4，其中：H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比为：H₂O₂:Fe²⁺＝1:2～1:5；

B、将步骤A的混合液送入微波废水处理设备中，在频率为915MHz或2450MHz，功率为0.8～1000kW的微波场中，处理5～60s；

C、将经过B步骤微波处理的混合液送沉淀池，调整混合液的pH值至8.5～12.5后，在曝气量为10～40 m³/h的曝气条件下，氧化处理0.5～1.5h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥经排泥管排出，送后序工艺另行处理；

D、在C步骤的上层液体送第一过滤器过滤后，送入粗滤水池中，加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为百万分之一至十万分之一，搅拌均匀，得混合液；

E、将步骤D的混合液送第二过滤器过滤，过滤出的浓液返回粗滤水池继续处理，过滤出的清液送精滤水池；

F、将步骤E的精滤水池中的清液送第三过滤器过滤，过滤出的清液分别送产水输送管和清洗水池，过滤出的浓液分别送清洗水池、精滤水池和浓液输送管；

或者将步骤E的精滤水池中的清液送第四过滤器过滤，过滤出的清液分别送产水输送管和清洗水池，过滤出的浓液分别送清洗水池、精滤水池和浓液输送管；

G、将步骤F的清洗水池的水分别送第二过滤器、第三过滤器、第四过滤器，作为清洗水使用；

H、步骤F的产水输送管的产水送出另作他用；浓液输送管的浓液送后序工艺另行处理，以回收浓水中可利用的盐类物质。

所述步骤A的H₂O₂与Fe²⁺混合试剂中的Fe²⁺为常规的亚铁化合物，具体为硫酸亚铁、草酸亚铁、碳酸亚铁、氯化亚铁中的一种。

所述步骤Ａ、步骤C的混合液pH值的控制，采用碱性物质或酸性物质调整，其中，碱性物质为常规的石灰、石灰乳、纯碱或氢氧化钠中的一种、两种或三种；酸性物质为常规的硫酸、盐酸、硝酸中的一种。

所述步骤D的混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁中的一种或几种。

通过本发明，先经过微波对混合有H₂O₂和Fe²⁺混合试剂的浓盐水进行预处理，以将药剂充分活化，使药剂与浓盐水中的杂质充分反应，并在微波处理过程中，有效去除COD、氨氮、酚、氰、浊度、油有害成分达60%～80%，同时去除浓盐水中的总硬度、钙、镁离子达80%～90%，在沉淀水箱中，充分反应，充分降解，软化水质，形成对后端工艺的保护，沉淀的污泥进行收集后定点处理，上清液则被收集后依次进行第一、第二、第三或第四过滤，通过第一过滤器截留掉水中大部分的颗粒物和悬浮物，避免水中的颗粒物对第二过滤器造成不可逆的损伤；通过第二过滤器截留掉水中98%以上的胶体、细菌和各类大分子物质以及90%以上的色度；另外，浓液回流可以提高第二过滤器水的回收率达95%以上，于此同时第二过滤器还会对水中的电导、COD有一定的去除作用，这样一来也是对后续工段形成二次保护，以确保后续工段的长期、安全、连续、稳定的运行；再通过选择性地进行第三或第四过滤，即当精滤水池的水质较好，且电导不高，主要成分为二价离子时，选择第三过滤器（即纳米过滤器）进行过滤处理，以降低处理成本，安全节能；而当精滤水池的水质较差，电导很高时，选择第四过滤器（即亚海水淡化过滤器）进行过滤处理，以提高处理效果；过滤出的产水分别送产水输送管和清洗水池，经产水输送管送出另作他用，过滤出的浓液分别送清洗水池、精滤水池和浓液输送管，经浓液输送管送出另作他用，而进入清洗水池的水分别送第二、第三、第四过滤器，作为清洗水使用，进入精滤水池的浓液作为返回液使用，以充分利用处理的水，节约水资源。

本发明具有下列优点和效果：采用上述方案，可通过微波、氧化处理后，再配合多级过滤的协同作用，对膜法脱盐工艺所产浓盐水进行有效处理，大幅度提高该浓盐水的回收利用率，使整体的回收率提高到90%，相对于国内其他的工艺，本发明具有工艺先进、占地少、效果好、运行成本低、能源消耗少等优点，并且本发明自动化控制高度集成，劳动强度低。本发明工艺选择灵活，可针对水质的好坏，灵活的组合工艺路线，从而达到节能减排的效果，社会环保效益明显，大幅的减少企业的环境风险，并且本装置在运行中所收集的参数，对膜法脱盐工艺的浓盐水处理具有现实意义。

附图说明

图1为本发明之处理系统结构图。

图中，1为膜法脱盐工艺所产浓盐水输送管，2为水泵，3为调节搅拌池，4为微波废水处理设备，5为沉降池，6为第一过滤器（具体为精密过滤器），7为粗滤水池，10为第二过滤器（具体为超滤过滤器），12为精滤水池，13为第一辅助过滤器（具体为Y型过滤器），20为第三过滤器（具体为纳米过滤器），21为第四过滤器（具体为亚海水淡化过滤器），29为第三辅助过滤器（具体为Y型过滤器），31为清洗水池，8、9、11、15、16、17、18、19、22、23、24、25、26、30为控制阀，14为浓液输送管，27为产水输送管，32为补水管，33为排泥管。所述微波废水处理设备、第一、第二、第三、第四过滤器均为市产品；调节搅拌池、沉降池、粗滤水池、精滤水池、清洗水池为常规水池。

具体实施方式

下面结合附图及优选实施例对本发明做进一步描述，但应当理解，此处所用的实施例仅用于说明与解释本发明，并不限定本发明。

实施例1

所处理的浓盐水主要成分为： pH：6.5～8.0、电导≤20000μs/cm、COD≤300mg/l、TDS≤15000mg/l、浊度≤50 NTU 、SS≤500 mg/l。

经过下列步骤：

A、将上述待处理的浓盐水经输送管1、泵2送调节搅拌池3，调整浓盐水pH值至2.5，再加入H₂O₂与Fe²⁺的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.05％，搅拌混匀，用硫酸控制混合液pH值为2.5，其中：H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比为：H₂O₂:Fe²⁺＝1:2，Fe²⁺为常规的硫酸亚铁；

B、将步骤A的混合液送入微波废水处理设备4中，在频率为915MHz，功率为5kW的微波场中，处理5s；

C、将经过B步骤微波处理的混合液送沉淀池5，用石灰调整混合液的pH值至8.5后，在曝气量为15m³/h的曝气条件下，氧化处理0.5h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥经排泥管33排出，送后序工艺另行处理；

D、在C步骤的上层液体送第一过滤器6（即精密过滤器）过滤后，送入粗滤水池7中，加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为十万分之一，搅拌均匀，得混合液，所述混凝剂为市购的聚合硫酸铝；

E、将步骤D的混合液送第二过滤器10（即超滤过滤器）过滤，过滤出的浓液返回粗滤水池7继续处理，过滤出的清液送精滤水池12；

F、将步骤E的精滤水池12中的清液，先经过辅助过滤器13（即Y型过滤器）过滤后，送第三过滤器20（即纳米过滤器）过滤，过滤出的清液分别送产水输送管27和清洗水池31，过滤出的浓液分别送清洗水池31、精滤水池12和浓液输送管14；

G、将步骤F的清洗水池31的水经第二辅助过滤器29（即Y型过滤器）过滤后，分别送第二过滤器10、第三过滤器20，作为清洗水使用；

H、步骤F的产水输送管27的产水送出另作他用；浓液输送管14的浓液送后序工艺另行处理，以回收浓水中可利用的盐类物质。

处理后的产水主要成分为：pH：6.5～8.0、电导≤200μs/cm、COD≤30mg/l、TDS≤150mg/l、浊度≤5 NTU 、SS≤10 mg/l。

实施例2

所处理的浓盐水主要成分为：pH：6.5～8.0、电导≤20000μs/cm、COD≤300mg/l、TDS≤15000mg/l、浊度≤50 NTU 、SS≤500 mg/l。

经过下列步骤：

A、将上述待处理的浓盐水经输送管1、泵2送调节搅拌池3，调整浓盐水pH值至3.0，再加入H₂O₂与Fe²⁺的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.1％，搅拌混匀，用盐酸控制混合液pH值为3.0，其中：H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比为：H₂O₂:Fe²⁺＝1:3，Fe²⁺为常规的碳酸亚铁；

B、将步骤A的混合液送入微波废水处理设备4中，在频率为2450MHz，功率为40kW的微波场中，处理10s；

C、将经过B步骤微波处理的混合液送沉淀池5，用石灰乳和碳酸钠调整混合液的pH值至10.5后，在曝气量为25m³/h的曝气条件下，氧化处理1h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥经排泥管33排出，送后序工艺另行处理；

D、在C步骤的上层液体送第一过滤器6（即精密过滤器）过滤后，送入粗滤水池7中，加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为百万分之五，搅拌均匀，得混合液，所述混凝剂为市购的聚合氯化铝；

E、将步骤D的混合液送第二过滤器10（即超滤过滤器）过滤，过滤出的浓液返回粗滤水池7继续处理，过滤出的清液送精滤水池12；

F、将步骤E的精滤水池中的清液，先经过辅助过滤器13（即Y型过滤器）过滤后，送第四过滤器21（即亚海水淡化过滤器）过滤，过滤出的清液分别送产水输送管27和清洗水池31，过滤出的浓液分别送清洗水池31、精滤水池12和浓液输送管14；

G、将步骤F的清洗水池31的水经第二辅助过滤器29（即Y型过滤器）过滤后，分别送第二过滤器10、第四过滤器21，作为清洗水使用；

H、步骤F的产水输送管27的产水送出另作他用；浓液输送管14的浓液送后序工艺另行处理，以回收浓水中可利用的盐类物质。

处理后的产水主要成分为：pH：6.5～8.0、电导≤100μs/cm、COD≤30mg/l、TDS≤30mg/l、浊度≤5 NTU 、SS≤10 mg/l。

实施例3

所处理的浓盐水主要成分为：pH：6.5～8.0、电导≤20000μs/cm、COD≤300mg/l、TDS≤15000mg/l、浊度≤50 NTU 、SS≤500 mg/l。

经过下列步骤：

A、将上述待处理的浓盐水经输送管1、泵2送调节搅拌池3，调整浓盐水pH值至3.5，再加入H₂O₂与Fe²⁺的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.6％，搅拌混匀，用硝酸控制混合液pH值为3.5，其中：H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比为：H₂O₂:Fe²⁺＝1:4.5，Fe²⁺为常规的氯化亚铁；

B、将步骤A的混合液送入微波废水处理设备4中，在频率为915MHz和2450MHz，功率为150kW的微波场中，依次处理共20s；

C、将经过B步骤微波处理的混合液送沉淀池5，用工业碱调整混合液的pH值至12后，在曝气量为35m³/h的曝气条件下，氧化处理1.5h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥经排泥管33排出，送后序工艺另行处理；

D、在C步骤的上层液体送第一过滤器6（即精密过滤器）过滤后，送入粗滤水池7中，加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为百万分之一，搅拌均匀，得混合液，所述混凝剂为市购的聚丙烯酰胺；

E、将步骤D的混合液送第二过滤器10（即超滤过滤器）过滤，过滤出的浓液返回粗滤水池7继续处理，过滤出的清液送精滤水池12；

F、将步骤E的精滤水池12中的清液，先经过辅助过滤器13（即Y型过滤器）过滤后，送第三过滤器20（即纳米过滤器）过滤，过滤出的清液分别送产水输送管27和清洗水池31，过滤出的浓液分别送清洗水池31、精滤水池12和浓液输送管14；

G、将步骤F的清洗水池31的水经第二辅助过滤器29（即Y型过滤器）过滤后，分别送第二过滤器10、第三过滤器20，作为清洗水使用；

H、步骤F的产水输送管27的产水送出另作他用；浓液输送管14的浓液送后序工艺另行处理，以回收浓水中可利用的盐类物质。

处理后的产水主要成分为：pH：6.5～8.0、电导≤200μs/cm、COD≤30mg/l、TDS≤150mg/l、浊度≤5 NTU 、SS≤10 mg/l。

Claims (4)

1.一种膜法脱盐工艺浓盐水处理回用的方法，其特征在于经过下列工艺步骤：

A、将待处理的浓盐水送调节搅拌池，调整浓盐水pH值至2～4，再加入H₂O₂与Fe²⁺的混合试剂至水中过氧化氢的质量浓度为0.01％～1％，搅拌混匀，控制混合液pH值为2～4，其中：H₂O₂与Fe²⁺的摩尔比为：H₂O₂:Fe²⁺＝1:2～1:5；

B、将步骤A的混合液送入微波废水处理设备中，在频率为915MHz或2450MHz，功率为0.8～1000kW的微波场中，处理5～60s；

C、将经过B步骤微波处理的混合液送沉淀池，调整混合液的pH值至8.5～12.5后，在曝气量为10～40 m³/h的曝气条件下，氧化处理0.5～1.5h，沉淀分离出上层的液体和下层的污泥，污泥经排泥管排出，送后序工艺另行处理；

D、在C步骤的上层液体送第一过滤器过滤后，送入粗滤水池中，加入混凝剂至液体中混凝剂的质量浓度为百万分之一至十万分之一，搅拌均匀，得混合液；

E、将步骤D的混合液送第二过滤器过滤，过滤出的浓液返回粗滤水池继续处理，过滤出的清液送精滤水池；

F、将步骤E的精滤水池中的清液送第三过滤器过滤，过滤出的清液分别送产水输送管和清洗水池，过滤出的浓液分别送清洗水池、精滤水池和浓液输送管；

或者将步骤E的精滤水池中的清液送第四过滤器过滤，过滤出的清液分别送产水输送管和清洗水池，过滤出的浓液分别送清洗水池、精滤水池和浓液输送管；

G、将步骤F的清洗水池的水分别送第二过滤器、第三过滤器、第四过滤器，作为清洗水使用；

H、步骤F的产水输送管的产水送出另作他用；浓液输送管的浓液送后序工艺另行处理，以回收浓水中可利用的盐类物质。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤A的H₂O₂与Fe²⁺混合试剂中的Fe²⁺为常规的亚铁化合物，具体为硫酸亚铁、草酸亚铁、碳酸亚铁、氯化亚铁中的一种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤Ａ、步骤C的混合液pH值的控制，采用碱性物质或酸性物质调整，其中，碱性物质为常规的石灰、石灰乳、纯碱或氢氧化钠中的一种、两种或三种；酸性物质为常规的硫酸、盐酸、硝酸中的一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤D的混凝剂为聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁中的一种或几种。

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