CN104445706B - 一种高浓盐水浓缩方法 - Google Patents

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Abstract

一种高浓盐水浓缩方法，包括步骤如下：采用循环高效沉淀区、循环超滤区、纳滤区、高盐反渗透区处理；适合含盐量在1％～5％浓盐水处理；首先待处理水进入循环高效沉淀区，经循环高效沉淀区搅拌器搅拌混合均匀，采用加石灰处理方法，去除暂硬离子，石灰加药量根据待处理进水暂硬投加；然后进入循环超滤区，进入循环超滤时通过膜孔过滤产水，同时悬浮固体颗粒留在回流的液体中；纳滤区采用双循环运行方式，浓水一部分回流至循环高效沉淀区，进一步沉淀；一部分回流至纳滤区进水，纳滤区产水进入高盐反渗透区经反渗透膜提浓，通过高盐反渗透进一步脱盐。

Description

一种高浓盐水浓缩方法
技术领域
本发明涉及一种工业浓盐水回用处理装置，尤其涉及一种高浓盐水浓缩方法。
背景技术
我国是一个水资源紧缺的国家，人均水资源占有量仅为世界人均占有量的1/4，水资源紧缺已成为制约我国城市可持续发展的重要因素。而另一方面，随着我国工业的发展，工业废水排放量不断增大，对生态环境造成了严重的威胁。因此，迫切需要对工业废水、城镇排水进行资源化处理，变废为宝，这将为我国的缓解水资源不足、节约制水成本、保护生态环境带来三重利好。
目前反渗透方法已经成为一种水处理的标准方法。我国从九十年代后期开始大规模使用反渗透技术，主要集中于电厂锅炉补给水、瓶装饮用水和食品医药用水的脱盐处理，近来兴建的一些较大规模的工业污水回用装置也将反渗透作为核心方法。但必须注意的是，在优质脱盐水的同时，进水中的杂质被浓缩了。如果反渗透浓盐水中得不到妥善的处置，直接排入天然水体，必然会对水环境产生不利影响。国内目前对于反渗透浓盐水基本没有进行特别的处置，多数采用就地排放的方式。
由于含浓盐水盐量高，传统的给排水处理都无法有效地解决这个问题。浓盐水水质受到原水水质、处理药剂以及回收率的影响。
发明内容
本发明目的是：提出一种高浓盐水浓缩方法，提高浓缩倍率、盐分提纯、经济回收利用的高浓盐水浓缩方法。
本发明的技术方案是：一种高浓盐水浓缩方法，包括如下步骤：采用如下水处理功能区进行盐水浓缩：循环高效沉淀区、循环超滤区、纳滤区、高盐反渗透区；适合含盐量在1％～5％浓盐水处理，浓盐水包括脱硫废水、循环水、焦化废水等高盐废水，也包括纳滤浓水、循环膜循环水；首先待处理水进入循环高效沉淀区，纳滤浓水、循环膜循环水进入循环高效沉淀区，经循环高效沉淀区搅拌器搅拌混合均匀，当纳滤浓水中硫酸盐等高价盐不断循环浓缩，在循环高效沉淀区达到饱和沉淀；其次考虑钙、镁离子暂硬可能造成后续膜系统结垢，采用加石灰处理方法，去除暂硬，石灰加药量根据待处理进水暂硬投加；投运初期投加PAC\PAM，PAC加药量10～20mg/l，PAM加药量1～10mg/l，后期正常运行后不再投加PAM；通过污泥回流方式，提高沉淀效率；然后进入循环超滤区，进入循环超滤时通过膜孔过滤产水，同时悬浮固体颗粒留在回流的液体中，回流液回流至循环高效沉淀区中，进一步浓缩、沉淀、污泥排放；
循环超滤区产水进入纳滤区，进入纳滤区纳滤，实现高价盐浓缩，实现有机物、高价盐与低价盐水分离；纳滤装置产水中含盐量主要为氯化钠，硫酸盐等高价盐大部分被截留在浓水侧；
纳滤区采用双循环运行方式，浓水一部分回流至循环高效沉淀区，进一步沉淀；一部分回流至纳滤区进水，增加纳滤浓水侧流量，保证浓水侧在高流速下运行，提高抗污染性能。浓水一部分回流至纳滤区进水，浓水一部分回流至循环高效沉淀区，两者循环流量比例一般为2:1，或能根据实际水质调整比例。
纳滤区产水进入高盐反渗透区经反渗透膜提浓，通过高盐反渗透进一步脱盐，产水TDS达到回用水标准，满足回用要求；高盐反渗透区浓水为高纯度氯化钠溶液，经济回用。
本发明基于如下处理功能的设备(功能池)：包括循环高效沉淀区、循环超滤区、纳滤区、高盐反渗透区，并设有机械搅拌、刮泥机、给水泵、回流污泥泵等辅助水处理设备。
循环超滤尤其是采用耐碱性条件下运行的管式PVDF超滤膜，孔径20～30纳米，膜结实，耐用，膜内循环流速高达2～4m/s，快速实现固液分离，在不加絮凝剂、助凝剂的条件下，实现固液分离。
纳滤装置采用浓水内外双循环，纳滤膜截留分子量在150～300道尔顿，高价盐分在装置内部不断浓缩循环，最终在循环高效沉淀区达到饱和结晶沉淀。
纳滤区产水为高纯度氯化钠溶液。
高盐反渗透区产水达到回用水回用指标，浓水为高浓度(相对单一的盐)氯化钠溶液；可以经济利用。
本发明的有益效果是：该高浓盐水浓缩方法是基于接触絮凝原理、高盐反渗透等方法而提出的，在常规高盐反渗透的基础上，改变方法流程，反向设计，将泥渣循环与浓水内外循环巧妙结合，更有效地提高絮凝沉淀效率、提供系统回收率、抗冲击能力及运行效果，节省投资、降低浓盐水二次污染。
(1)该装置采用自动控制，模块化设计，节省占地。
(2)设置专门的污泥循环，浓水循环，利用浓盐水盐分自身饱和沉淀，较少药剂加药量。
(3)采用高速循环超滤过滤，快速实现固液分离。
(4)采用纳滤，有效分离高价盐份，回收高纯度氯化钠盐。
(5)采用高盐反渗透，进一步浓缩氯化钠浓水，回用产水，最大限度实现资源利用化。
附图说明
图1为高浓盐水浓缩方法流程图
1-循环高效沉淀，1.1-搅拌区，1.2-沉淀区，2-循环泵，3-循环超滤，4-纳滤给水泵，5-纳滤，6-高盐反渗透给水泵，7-高盐反渗透。
具体实施方式
本发明(高浓盐水浓缩方法)的方法流程图如图1所示。
图1中，本发明为全自动控制方法，主要由1-循环高效沉淀，2-循环泵，3-循环超滤，4-纳滤给水泵，5-纳滤，6-高盐反渗透给水泵，7-高盐反渗透等单元构成，各区域紧密相连，并设有搅拌机、排泥泵。
本发明装置主体材质碳钢防腐，内部环氧煤沥青漆防腐三道，外部环氧煤沥青漆两遍，面漆两遍。
浓盐水首先进入循环高效沉淀区的搅拌区，进水口采用侧向进水结构，原水沿进水管从池体侧下方流入搅拌反应区。搅拌反应区设有排污口和回流污泥进口。搅拌反应区分为两个分区，每个分区均设有机械搅拌装置和药剂投加点，投加石灰去除暂硬，石灰加药量根据进水暂硬浓度配置。然后进入沉淀区，沉淀区设有小间距斜板，斜板间距小于2.5cm，可完全消除传统沉淀设备矾花在沉淀过程中所造成的脉动，明显提高沉淀效率。
循环超滤循环流量采用3～5循环流量循环过滤，去除胶体、悬浮物，保证后续纳滤膜进水水质要求，循环浓水回流至沉淀区进一步沉淀。
纳滤浓缩4～5倍后，浓水进入沉淀区，加入聚合铁，加速浓水中阻垢剂失稳，沉淀区停留时间大于4小时，不断循环浓缩，高价盐饱和后结晶沉淀，进入污泥处理系统。
纳滤产水进入高盐反渗透，进一步分离一价离子，高盐反渗透产水作为回用水回收利用，浓盐水含量可达到10％高纯度氯化钠溶液，回收利用。

Claims (3)

1.一种高浓盐水浓缩方法，其特征是包括如下步骤：采用如下水处理功能区进行盐水浓缩：循环高效沉淀区、循环超滤区、纳滤区、高盐反渗透区；适合含盐量在1%~5%浓盐水处理；首先待处理水进入循环高效沉淀区，经循环高效沉淀区搅拌器搅拌混合均匀，当纳滤浓水中硫酸盐高价盐不断循环浓缩，在循环高效沉淀区达到饱和沉淀；其次考虑钙、镁暂硬离子可能造成后续膜系统结垢，采用加石灰处理方法，去除暂硬离子，石灰加药量根据待处理进水暂硬投加；投运初期投加PAC和PAM，PAC加药量10~20mg/l，PAM加药量1~10mg/l，后期正常运行后不再投加PAM；通过污泥回流方式，提高沉淀效率；然后进入循环超滤区，进入循环超滤时通过膜孔过滤产水，同时悬浮固体颗粒留在回流的液体中，回流液回流至循环高效沉淀区中，进一步浓缩、沉淀、污泥排放；浓盐水进水TDS含量在10000~50000mg/l；加药量是普通石灰沉淀法的1/6；
循环超滤区产水进入纳滤区，进入纳滤区纳滤，实现高价盐浓缩，实现有机物、高价盐与低价盐水分离；纳滤装置产水中含盐量主要为氯化钠，硫酸盐高价盐大部分被截留在浓水侧；
纳滤区采用双循环运行方式，浓水一部分回流至循环高效沉淀区，进一步沉淀；一部分回流至纳滤区进水，增加纳滤浓水侧流量，保证浓水侧在高流速下运行，提高抗污染性能；
纳滤区产水进入高盐反渗透区经反渗透膜提浓，通过高盐反渗透进一步脱盐，产水TDS达到回用水标准，满足回用要求；高盐反渗透区浓水为高浓度氯化钠溶液，经济回用；
循环超滤采用耐碱性条件下运行的管式PVDF超滤膜，孔径20~30纳米，膜内循环流速达2~4m/s；
沉淀区设有小间距斜板，斜板间距小于2.5cm，消除传统沉淀设备矾花在沉淀过程中所造成的脉动。
2.根据权利要求1所述的高浓盐水浓缩方法，其特征在于：高盐反渗透回收率为90%以上；纳滤区产水为高浓度氯化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的高浓盐水浓缩方法，其特征在于：纳滤区的浓水一部分回流至纳滤区进水，纳滤区的浓水另一部分回流至循环高效沉淀区，两者循环流量比例为2:1，或根据实际水质调整比例。
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