CN104761091A

CN104761091A - 工业浓盐水零排放处理工艺及装置

Info

Publication number: CN104761091A
Application number: CN201410005926.XA
Authority: CN
Inventors: 韩勇涛; 陈远超; 冯杰; 周海
Original assignee: MCWONG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: MCWONG ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2015-07-08

Abstract

一种工业浓盐水零排放处理工艺及装置，工艺流程为：工业浓盐水→进水调节池→软化膜装置→反渗透装置→高压再浓缩膜装置→蒸发结晶装置→离心分离机→废渣处理。装置包括：进水调节池、回用水池、污泥收集池、软化膜装置、反渗透装置、高压再浓缩膜装置、蒸发结晶装置、离心分离机、板框压滤机，其特征在于所述进水调节池、软化膜装置、反渗透装置、高压再浓缩膜装置、蒸发结晶装置、回用水池、污泥收集池之间经管道连接，软化膜装置内设有加药装置，污泥收集池内设有板框压滤机。本发明的优点是通过化学法、膜法、热法等工艺优化整合，达到运行费用最低，操作最简便。可以从根本上将浓水减量或固化，实现水资源最大的回用。

Description

工业浓盐水零排放处理工艺及装置

技术领域

本发明涉及一种环保设备及工艺,特别涉及一种工业浓盐水零排放处理工艺及装置。

背景技术

随着人们对环保的重视，对于用水量大的企业及机构来说，深度回用最终产生的高盐高COD（化学需氧量）含量的浓水，目前常用的有地面水排放、深井注射、喷灌、蒸发池、熄焦等方法，但不能从根本上减少浓缩液的排放，不仅造成了水资源的浪费，而且对土壤、地表水、海洋环境等产生不利影响。若要处理后回用，高含盐量采用常规的膜法很难实现，若用热法又存在着耗能高，运行费用高等问题，一般企业很难承受。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷,提供一种工业浓盐水零排放处理工艺及装置。通过化学法、膜法、热法等工艺优化整合，达到运行费用最低，操作最简便。可以从根本上将浓水减量或固化，实现水资源最大的回用，帮助企业实现从“达标排放”到“零排放”的转型。

本发明的主要技术方案通过以下工艺流程来实现：

主流程为：工业浓盐水→进水调节池→软化膜装置→反渗透装置→高压再浓缩膜装置→蒸发结晶装置→离心分离机→废渣处理。

本发明包括:进水调节池、回用水池、污泥收集池、软化膜装置、反渗透装置、高压再浓缩膜装置、蒸发结晶装置、离心分离机、板框压滤机，其特征在于所述进水调节池出水口经管道及提升泵与软化膜装置进水口连接，软化膜装置内设有加药装置，软化膜装置出水口与反渗透装置进水口经管道连接，软化膜装置设有污泥出口，污泥出口与污泥收集池经管道连接，污泥收集池后设有板框压滤机，反渗透装置浓水出水口与高压再浓缩膜装置进水口经管道连接，反渗透装置的净水出口与回用水池经管道连接，高压再浓缩膜装置浓水出水口与蒸发结晶装置进水口经管道连接，高压再浓缩膜装置的净水出口与回用水池经管道连接，蒸发结晶装置处理后冷凝液出口与回用水池经管道连接，蒸发结晶装置浓浆出口与离心分离机进口经管道连接，离心分离机出口结晶物与板框压滤机出泥合并。

所述软化膜装置设有加药装置、软化膜装置设有一压力阀门形成软化膜装置的自动冲洗系统，软化膜装置为聚四氟乙烯材料制作的微滤浸没式管式膜。

所述反渗透装置由三层抗污染型聚酰胺复合膜组成，表面层为芳香族聚酰胺材质，厚度约为2000埃，并由一层微孔聚砜层支撑，可承受高压力，对机械张力及化学侵蚀具较好抵抗性，该元件具有相对较大的产水通量，对NaCl、CaCl₂、MgCl₂具有99%以上的脱除率。

所述高压再浓缩膜装置为宽流道设计结构膜，膜片在膜包内水平堆叠，由O型圈和密封垫隔开，膜表面经过能耐受高COD值抗污染处理，装置内设有机械高频振动装置，振动装置下部偏心块在电机带动下旋转产生扭转振动，传动板将这个扭转振动传递到过滤膜盘中，周期性扭转可以在膜上产生强烈的随时间呈正弦曲线变化的剪切力，减轻浓差极化和膜污染，降低膜堵塞可能性。装置耐受压力可高达100psi。

所述蒸发结晶装置为多效强制循环形式，即前端蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后端蒸发器的加热蒸汽,多效利用。

工业浓盐水零排放处理工艺包括下列步骤：

A工业浓盐水首先通过软化膜装置预处理并去除易结垢的离子；

B反渗透装置对经上一步骤处理的浓盐水进行减量浓缩，其中大部分处理后的水回用，剩下少量浓缩后的浓盐水进入后续步骤；

C通过最高可耐受100psi的高压再浓缩膜装置进一步对反渗透装置处理后的浓盐水减量浓缩；

D最终通过蒸发结晶装置将最终的液体转化为固体，处理后的回用水达到回用标准。

步骤A中的软化膜装置预处理为通过加药装置投放化学软化药剂及絮凝药剂并搅拌混凝，再通过微滤中空管式膜截留硬度絮凝沉淀物。

步骤C中的分离后的浓盐水含盐量最大值为100,000ppm。

本发明的优点是通过化学法、膜法、热法等工艺优化整合，达到运行费用最低，操作最简便。可以从根本上将浓水减量或固化，实现水资源最大的回用。

附图说明

图1本发明的工艺流程框图。

图中：1软化膜装置、2反渗透装置、3高压再浓缩膜装置、4蒸发结晶装置、5离心分离机、6板框压滤机。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

本实施例由进水调节池、回用水池、污泥收集池、软化膜装置1、反渗透装置2、高压再浓缩膜装置3、蒸发结晶装置4、离心分离机5、板框压滤机6组成。

进水调节池出水口经管道及提升泵与软化膜装置1进水口连接，软化膜装置1内设有加药装置，软化膜装置1包括反应罐、浸没式微滤膜区，自动冲洗系统。软化膜装置1的微滤浸没式膜的材质为聚四氟乙烯。加药后水被泵由下至上打入反应罐，到达膜区，通过外压式水从外至内透过膜表面，清水从上方抽走，留下固体悬浮物等杂质在膜表面。软化膜装置设有一压力阀门，当膜表面污染物聚集到一定程度，压力上升，冲开压力阀门，自动关闭进水阀门，压差使清水自内往外用冲力将附着在膜表面的污染物质冲脱剥落，待压力恢复后，压力阀门关闭，进水阀门打开，进行过滤。污泥重力沉入反应罐泥斗排走。软化膜装置1出水口与反渗透装置2进水口经管道连接，软化膜装置2的污泥出口与污泥收集池经管道连接。

反渗透装置2由三层抗污染型聚酰胺复合膜组成，表面层为芳香族聚酰胺材质，厚度约为2000埃，并由一层微孔聚砜层支撑，可承受高压力，对机械张力及化学侵蚀具较好抵抗性，该元件具有相对较大的产水通量，对NaCl、CaCl₂、MgCl₂具有99%以上的脱除率。反渗透装置2出水口与高压再浓缩膜装置3进水口经管道连接，反渗透装置2的回用水出口与回用水池经管道连接。

高压再浓缩膜装置3为宽流道设计结构膜，膜片在膜包内水平堆叠，由O型圈和密封垫隔开，膜表面经过能耐受高COD值抗污染处理，装置内设有机械高频振动装置，振动装置下部偏心块在电机带动下旋转产生扭转振动，传动板将这个扭转振动传递到过滤膜盘中，周期性扭转可以在膜上产生强烈的随时间呈正弦曲线变化的剪切力，减轻浓差极化和膜污染，降低膜堵塞可能性。装置耐受压力可高达100psi。高压再浓缩膜装置3出水口与蒸发结晶装置4进水口经管道连接，高压再浓缩膜装置3的回用水出口与回用水池经管道连接。

蒸发结晶装置4为多效强制循环形式，即前端蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后端蒸发器的加热蒸汽。蒸发结晶装置4出口与离心分离机5进口经管道连接，离心分离机5出口结晶物与板框压滤机6出泥合并。

参见图1。工业浓盐水零排放处理工艺按下列步骤进行工业浓盐水及系统回用水进入调节池，在调节池中进行均质，稳定水量。调节池出水经提升泵输送至1.软化膜装置。通过投加烧碱-纯碱软化反应处理后，采用适应于高浓盐水的聚四氟乙烯（PTFE）材质的膜过滤装置进行过滤，可使水中过剩OH－含量在0.1～0.2mmol/L范围内，水中碳酸盐硬度大部分被除掉，残留碳酸盐硬度可降至0.5～1.0mmol/L，残余碱度在0.8～1.2mmol/L，难溶性有机物去除25%左右，硅化物去除30%～35%，出水满足反渗透装置2进水要求。软化膜后出水进入反渗透装置2，反渗透装置2处理后的清水进入回用水池，浓水进入高压再浓缩膜装置3，浓缩后的水量减少70%，若进水水量1000m³/h，此处需处理的浓水水量减少至300m³/h。含盐量在20000mg/L左右。浓盐水通过高压泵打入高压再浓缩膜装置3。高压再浓缩膜装置3的回收率可达80%以上，浓盐水进入高压再浓缩膜装置3进行二次浓缩后，浓盐水的含盐量提升至100,000ppm（10%wt）以上。高压再浓缩膜装置3产生的水进入回用水池，浓盐水进入后续蒸发结晶装置4。高压再浓缩膜装置3可以将需要处理的水量再次减少至60m³/h，相对直接使用蒸发结晶工艺，水量减少94%，规模与运行费用也相对减少。最终的浓盐水被打入蒸发结晶装置4，在此通过强制循环，液体在加热室中被加热，在分离室中分离蒸汽与剩余液体，最终蒸汽冷凝变成清液送回回用水池，浓液先在蒸发器中转变为浆液，再通过结晶、离心机分离固液，最终得到结晶体，做到液体零排放。蒸发结晶的废渣与膜软化装置的废渣一起送至专门的处置中心处理。

工业浓盐水零排放处理工艺：

步骤A工业浓盐水首先通过软化膜装置预处理并去除易结垢的离子：其中软化膜装置，包括反应罐、浸没式微滤膜区，自动冲洗系统。通过加药装置投放化学软化剂及絮凝药剂并搅拌混凝，再通过微滤浸没式膜截留硬度絮凝沉淀物。加药后水被泵由下至上打入反应罐，到达膜区，通过外压式水从外至内透过膜表面，清水从上方抽走，留下固体悬浮物等杂质在膜表面。软化膜装置设有一压力阀门，当膜表面污染物聚集到一定程度，压力上升，冲开压力阀门，自动关闭进水阀门，压差使清水自内往外用冲力将附着在膜表面的污染物质冲脱剥落，待压力恢复后，压力阀门关闭，进水阀门打开，进行过滤。污泥重力沉入反应罐泥斗排走。在步骤A中浓盐水以及回用水池内的回用水由进水调节池经提升泵输送至软化膜装置，投加软化药剂及絮凝药剂，进行混凝反应，去除原水中的钙镁硬度及部分的COD，COD去除率约15%左右，并通过微滤膜滤除原水中的难溶性COD物质，去除率约20%左右，使进入预浓缩反渗透装置的进水中COD降低至100mg/l以下，确保反渗透装置的稳定运行。

步骤B反渗透装置对经上一步骤处理的浓盐水进行减量浓缩：其中大部分处理后的水回用，剩下少量浓缩后的浓盐水进入后续步骤：其中反渗透装置对上一步骤处理的浓盐水进行减量浓缩，将进水的含盐量浓缩至20000ppm左右，浓水中的COD含量浓缩至300mg/l左右，浓盐水进入高压再浓缩膜装置进行下一步处理，反渗透产生的回用水进入回用水池。

步骤C通过高压再浓缩膜装置进一步对反渗透装置处理后的浓盐水减量浓缩：其中进入高压再浓缩膜装置的浓盐水具有高含盐量，高COD的水质特点，若采用普通抗污染型反渗透膜及海水淡化膜多级浓缩工艺，无法同时满足耐受高含盐量、高COD及同时保证高回收率的使用要求，本发明采用膜表面经过能耐受高COD值抗污染处理的结构，使高压反渗透膜可适用于高含盐量水质，完全可耐受高COD值的浓盐水，同时能保证系统设计80%以上回收率。浓盐水进入高压特殊再浓缩膜装置进行二次浓缩后，浓盐水的含盐量提升至100,000ppm（10%wt）以上。高压再浓缩膜装置产生的水进入回用水池。

步骤D最终通过蒸发结晶装置将最终的液体转化为固体，处理后的回用水达到回用标准：其中多效蒸发结晶装置采用多效强制循环形式。前一效蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后一效蒸发器的加热蒸汽，可节省蒸汽使用量。设备包括加热室、分离室、进料泵、出料泵、循环泵、布液器、强制循环泵、冷凝水泵、冷却水泵，列管式冷凝器，真空系统、中间釜、稠厚釜等。加热后的料液从加热器顶部进入分离器，同时在加热器中被蒸发的蒸汽在分离器中上升，从分离器的顶部排出，通过二次蒸汽管进入下一效的加热器，并成为下一效的热源，最终冷凝为水。浓缩后的料液与新进入分离室的料液混合，从分离器底部的管道进入加热器，形成蒸发工作循环。最后阶段产生的蒸汽将进入一个的冷凝器中，由蒸汽转化为水。结晶出料后，经过中间釜，随后被泵提升至稠厚釜，在稠厚釜中停留并冷却降温，随后自流至离心分离机，实现固液分离，分离后的晶体为含水率为7－15％的杂盐结晶，母液收集到母液储槽，随后泵至结晶器进料口，与浓缩液混合继续蒸发结晶。料液形成晶浆，TDS含量浓缩至70%wt左右,收集至母液收集池，蒸发产生的水通过冷凝器收集至回用水池；母液池中的晶浆通过物料泵输送至离心机进行固液分离，形成废渣。

上述的步骤A、步骤B、步骤C构成工艺减量化工段，所述的步骤D构成工艺蒸发工段。步骤A中软化装置中排泥进入进入污泥收集池后再用板框压滤机压缩，与步骤D离心机排出的盐泥一起集中处理，构成工艺废渣处理工段。

Claims

1.一种工业浓盐水零排放处理装置，包括：进水调节池、回用水池、污泥收集池、软化膜装置、反渗透装置、高压再浓缩膜装置、蒸发结晶装置、离心分离机、板框压滤机，其特征在于所述进水调节池出水口经管道及提升泵与软化膜装置的进水口连接，软化膜装置内设有加药装置，软化膜装置出水口与反渗透装置进水口经管道连接，软化膜装置设有污泥出口，污泥出口与污泥收集池经管道连接，污泥收集池后设有板框压滤机，反渗透装置浓水出水口与高压再浓缩膜装置进水口经管道连接，反渗透装置的净水回用水出水口与回用水池经管道连接，高压再浓缩膜装置浓水出水口与蒸发结晶装置进水口经管道连接，高压再浓缩膜装置的回用水净水出口与回用水池经管道连接，蒸发结晶装置处理后的冷凝液出口与回用水池经管道连接，蒸发结晶装置浓浆出口与离心分离机进口经管道连接，离心分离机出口结晶物与板框压滤机出泥合并。

2.根据权利要求1所述的工业浓盐水零排放处理装置，其特征在于所述软化膜装置设有加药装置、软化膜装置设有一压力阀门形成软化膜装置的自动冲洗系统，软化膜装置为聚四氟乙烯材料制作的微滤浸没式管式膜。

3.根据权利要求1所述的工业浓盐水零排放处理装置，其特征在于所述反渗透装置由三层抗污染型聚酰胺复合膜组成，表面层为芳香族聚酰胺材质，厚度约为2000埃，并由一层微孔聚砜层支撑。

4.根据权利要求1所述的工业浓盐水零排放处理装置，其特征在于所述高压再浓缩膜装置为宽流道设计结构膜，膜片在膜包内水平堆叠，由O型圈和密封垫隔开，膜表面经过能耐受高COD值抗污染处理，装置内设有机械高频振动装置，装置耐受压力为100psi。

5.根据权利要求1所述的工业浓盐水零排放处理装置，其特征在于所述蒸发结晶装置为蒸汽多效利用的强制循环形式，即前端蒸发器内蒸发时所产生的二次蒸汽用作后端蒸发器的加热蒸汽。

6.一种工业浓盐水零排放处理工艺,包括下列步骤：

C通过高压再浓缩膜装置进一步对反渗透装置处理后的浓水减量浓缩；

7.根据权利要求6所述的工业浓盐水零排放处理工艺，其特征在于所述步骤A中的软化膜装置预处理为通过加药装置投加化学软化剂及絮凝药剂并搅拌混凝，再通过微滤中空管式膜截留硬度絮凝沉淀物。

8.根据权利要求6所述的工业浓盐水零排放处理工艺，其特征在于所述步骤C中的分离后的浓盐水含盐量最大值为100,000ppm。

9.根据权利要求6所述的工业浓盐水零排放处理工艺，其特征在于所述步骤C中的高压为：最高可耐受压力100psi。