CN105084587A - 一种高含盐废水的处理方法及设备 - Google Patents

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房维洁
孙明
刘玲玲
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Abstract

本发明提供了一种高含盐废水的处理方法及设备,处理方法包括:(A)先对高含盐废水加药预处理以降低硬度,然后进行纳滤软化处理得到第一分离液与第一浓缩液;(B)将第一分离液进一步净化处理得到净水以回用,第一浓缩液返回(A)步骤中作为部分药剂对高含盐废水进行加药预处理以降低硬度。处理设备包括加药预处理装置、纳滤软化装置、净化装置,纳滤软化装置包括第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口,第一浓缩液出口连接加药预处理装置,第一分离液出口连接净化装置。处理方法具有方法简单,操作方便,将纳滤产水循环利用,降低了药剂加药量还避免了外排对环境造成污染充分绿色环保,废水处理能力强,可以实现废水零排放等优点。

Description

_种局含盐废水的处理方法及设备
技术领域
[0001] 本发明涉及工业废水处理领域,具体而言,涉及一种高含盐废水的处理方法及设备。
背景技术
[0002] 电力、冶金、化工、海水淡化、印染、造纸等工业生产过程中产生的废水通常含有较高的硬度和较高的盐分,较高的硬度主要是指污水中的钙、镁离子的总浓度高,这样的废水如果未经处理直接排放,会造成水体和土壤的盐碱化,危害自然环境。
[0003] 目前,对于这种高含盐废水的软化方法主要包括化学法和离子交换法,化学法在各种高含盐废水去除钙镁的实际应用中最为普遍,其主要机理是向废水中投加一定的化学药剂,使钙镁离子形成难溶盐而沉淀或絮凝除去。高含盐废水中硬度较高且水量较大,采用化学法需要投入的化学品量也相应较大,费用较高;同时化学法往往产生大量的污泥对环境造成二次污染。离子交换法在废水去硬度生产软化水方面应用广泛。离子交换法能有效去除钙镁结垢离子,但是树脂或载体在使用过程中都存在再生问题。再生过程中一般都需要再生药剂,费用昂贵且存在对环境的二次污染,不适用高硬度废水软化的需要。
[0004] 可见,现有技术中针对高含盐废水的处理方法主要将化学法与热浓缩法进行组合,但是这种组合方式不仅消耗大量的化学药剂和蒸汽,无形之中增加了运行成本,而且还会污染环境。
[0005] 有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
[0006] 本发明的第一目的在于提供一种高含盐废水的处理方法,所述方法具有处理方法简单,操作方便,将纳滤产水循环利用,降低了药剂加药量还避免了外排对环境造成污染充分绿色环保,废水处理能力强,可以实现废水零排放等优点。
[0007] 本发明的第二目的在于提供一种高含盐废水的处理设备,所述废水处理设备可很好的与处理方法配合实现了废水的零排放的优点。
[0008] 为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
[0009] 本发明实施例提供了一种高含盐废水的处理方法,包括如下步骤:(A)先对高含盐废水加药预处理以降低硬度,然后进行纳滤软化处理得到第一分离液与第一浓缩液;
[0010] (B)将第一分离液进一步净化处理得到净水以回用,第一浓缩液返回(A)步骤中作为部分药剂对高含盐废水进行加药预处理以降低硬度。
[0011] 现有技术中,高含盐废水中含有的主要离子有Na+、Mg' Ca' SO42,所以一般都采用将化学法与热浓缩法相结合的方式进行处理废水,为了降低废水硬度加的药剂一般为硫酸钠以及氢氧化钙,但是这种方式不仅消耗大量的化学药剂和蒸汽,无形之中增加了运行成本,还会污染环境。而且纳滤处理高含盐废水后得到的浓水中除了含有硫酸钠以外,还含有其他杂离子,含量也不低,比如Mg2+离子含量为60-70mg/L,Ca 2+离子含量为10-1lOmg/L,因此如果将纳滤得到的浓水直接结晶处理那么得到的物质属于混合物,没有任何利用价值也不能形成销售,只能当做废弃物丢弃,既不环保还需额外寻找处理区域,额外增加了劳动量。
[0012] 为了解决以上问题,本发明实施例提供了一种高含盐废水的处理方法,通过将纳滤软化处理得到的浓水返回到加药预处理步骤中,作为部分药剂循环利用起来,从而减少加药量,既利于环保而且不用将浓水额外寻找处理区域,减少了工作劳动量,避免了外排对环境造成污染充分绿色环保。其中,由于浓水中含有大量的硫酸钠因此这也是其可以作为部分药剂对高含盐废水进行预处理的主要原因,也不会额外引进其他杂离子,对高含盐废水处理效果好,处理方法也比较简单,降低操作成本。
[0013] 在本发明中,采用钠滤软化法处理高含盐废水,纳滤膜分离对二价离子(如钙离子、镁离子和硫酸根离子等)和多价离子有很好的截留性,可以去除钙、镁、硅和硫酸根等离子,大大降低水垢形成的可能性,可以更加高效的去除废水中钙、镁等离子,大大降低水垢形成的可能性。同时,纳滤技术具有绿色环保,不会对环境造成污染的优点。
[0014] 优选地,加药预处理所加的药剂为石灰、硫酸钠以及重金属去除剂,其中重金属去除剂一般选用TMT15,这种重金属去除剂能在常温下与废水中的各种重金属离子(汞、铅、铜、镉、镍、锰、锌、铬等)迅速反应,生成不溶于水,且具有良好的化学稳定性的螯合物,从而达到捕捉去除重金属的目的,能够彻底去除高含盐废水中的重金属离子。石灰的添加目的是去除Mg2+,使之形成沉淀Mg(OH)2,硫酸钠的加入是为了去除Ca2+,使之形成CaSO4,当然采用本发明的废水处理方法,将纳滤浓水循环利用,如果已完全达到去除目的,也可不用再额外添加硫酸钠。其中,Mg2+的去除是通过监控pH值来确定高含盐废水中的Mg2+的含量,当pH在11-12之间时,其Mg2+的含量可控制在几十个ppm值以下,以达到去除Mg2+的目的。
[0015] 另外,为了彻底降低高含盐废水中的硬度,最好再添加絮凝剂、碳酸钠以及助凝剂。优选地,在添加石灰、硫酸钠以及重金属去除剂后,会形成大量沉淀,因此最好进行沉淀澄清处理后,再添加絮凝剂、碳酸钠以及助凝剂后再一次沉淀澄清处理。每一次沉淀澄清处理得到的污泥通过污泥脱水机外排。
[0016] 还有,纳滤产水中含有的均为一价离子,因此可返回(A)步骤中的对高含盐废水加药预处理以降低硬度环节作为配药的用水,另一部分进一步净化处理得到净水返回用于生产。这样既不会对石灰、硫酸钠等药剂有任何影响,还不用额外引进界外水来配药,这样也不会增加后续处理废水的负担。
[0017] 在本发明中,净化处理步骤具体为:将第一分离液进行反渗透浓缩处理得到第二分离液以及第二浓缩液,第二分离液返回用于生产,第二浓缩液继续进行正渗透浓缩处理。优选地,第二浓缩液进行正渗透浓缩处理得到第三浓缩液以及第三分离液,第三分离液重新返回反渗透浓缩处理,第三浓缩液进一步结晶处理;第三浓缩液进一步结晶处理后最好还经过干燥、打包步骤。为了提高废水处理效果,净化处理过程中最好将反渗透与正渗透浓缩处理方法进行结合使用,通过添加了反渗透浓缩处理方法,此时正渗透浓缩处理后的产水要先返回进行反渗透处理后再返回生产,以充分提高产水的洁静度,满足对水质要求高的用户的需求。其中,反渗透预浓缩处理方法可将纳滤产水的含盐量由10000mg/L提升至50000mg/Lo而反渗透的产水作为工业回用水直接使用,反渗透的浓缩液继续进入正渗透膜浓缩处理。正渗透浓缩处理后的浓缩液的浓度是反渗透浓缩液的4-5倍,此时正渗透浓缩液含盐量可达到200000-250000mg/L,正渗透产水回流至反渗透预浓缩进行精制,正渗透浓缩液则可直接进行结晶处理,不用额外寻找其他处理方法,不但节约了人力物力,还降低了废水处理成本,这种优势是现如今任何一种废水处理方法所不能比拟的。这样将正渗透与反渗透处理结合,即保证了产水的水质可直接回用,又提高了浓缩液的浓度,一举两得,非常环保。
[0018] 反渗透优选为2级处理,去除水中绝大部分的TDS,产水TDS < 20mg/L,比较纯净,如果想要进一步提高水质,可设计为多级,还有在反渗透进水时进水中的COD和氨氮无法穿透RO膜,不会进入产品水中,这更加保证了产品的水质。
[0019] 正渗透是在半透膜两侧产生的渗透压差为驱动力下,水分子自发的从高盐水向汲取液渗透的过程,而主要产生动力源的物质为汲取液,该浓缩处理方法的优点是不需要高压栗便可运行,并且在能耗小于热法的情况下,能够有选择性的去除水中溶解的物质。这些特点保证正渗透浓缩技术具有更高的抗污染性能,并且相对与已有的脱盐工艺而言,这种技术的能耗和化学药剂的消耗更低。能保证正渗透膜与反渗透膜具有相似的脱盐率。同样的,正渗透浓缩也可设计为单级或多级处理,但是处于成本以及浓缩效果考虑,单级处理即可满足要求。
[0020] 本发明实施例还提供了一种与上述处理方法配套的高含盐废水处理设备,包括加药预处理装置、纳滤软化装置、净化装置;所述纳滤软化装置包括用于加药预处理后的高含盐废水进入的第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口,所述第一浓缩液出口连接所述加药预处理装置以作为部分药剂进行加药预处理,所述第一分离液出口连接所述净化装置用于净化处理后回用。
[0021] 进一步的,所述加药预处理装置包括原水池以及一级反应箱、一级澄清池、二级反应箱以及二级澄清池,且依次通过管道连接;
[0022] 所述第一浓缩液出口连接所述原水池的底部,所述一级反应箱的顶部设置有石灰进口、硫酸钠进口以及重金属去除剂进口,所述一级澄清池的底部设置有一级污泥排出口,所述二级反应箱的顶部设置有碳酸钠进口以及絮凝剂进口,所述二级澄清池的底部设置有二级污泥排出口,顶部设置有用于加药预处理后的高含盐废水出去的澄清液出口以及助凝剂进口,所述澄清液出口连接第一进水口。
[0023] 更进一步的,加药预处理装置还包括石灰配药箱以及硫酸钠配药箱,从所述第一分离液出口出来的部分分离液去往石灰配药箱以及硫酸钠配药箱中用以溶解药剂,另一部分分离液去往所述净化装置用于净化处理后回用。
[0024] 还有,所述净化装置具体包括反渗透浓缩系统、正渗透浓缩系统、结晶器以及回用水箱,所述反渗透浓缩系统包括第二分离液出口,第二浓缩液出口以及第二进水口,所述正渗透浓缩系统包括第三进水口,第三分离液出口以及第三浓缩液出口 ;
[0025] 则所述第一分离液出口以及第三分离液出口同时连接第二进水口,所述第二分离液出口连接回用水箱,所述第二浓缩液出口连接第三进水口,第三浓缩液出口连接结晶器。
[0026] 本发明实施例的高含盐废水处理设备,占地面积小,造价便宜,可实现纳滤产水与浓水的循环利用,避免外排对环境的污染也提高了浓水的利用率。与本发明的废水处理方法相配合,处理废水能力强,整个工艺过程中可实现废水零排放,所有产品均可回收或通过进一步分离直接进行销售,经济效益良好,适于广泛推广使用,满足不同用户对水质质量的要求。
[0027] 现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0028] (I)本发明实施例提供了一种高含盐废水的处理方法,通过将纳滤软化处理得到的浓水返回到加药预处理步骤中,作为部分药剂使用,从而减少加药量,既利于环保而且不用将浓水额外寻找处理区域,减少了工作劳动量,避免了外排对环境造成污染充分绿色环保;
[0029] (2)本发明实施例还将纳滤产水有效的利用起来,由于纳滤产水中含有的均为K+、Na+、N03_等一价离子,可用于高含盐废水加药预处理以降低硬度环节作为配药的用水,而且不与药剂发生任何化学反应,不用额外引进界外水来配药,这样也不会增加后续处理废水的负担,还不会浪费水资源;
[0030] (3)本发明通过将纳滤、反渗透和正渗透进行有机的组合,实现了对高含盐废水的软化与浓缩,不仅操作方便,处理方法简单,而且绿色环保,通过不同人群对水质要求的不同实时调整工艺,非常灵活,整个处理过程中无废水排放,还能产出附加值巨大的化工副产品,形成销售额,创造经济效益;
[0031] (4)本发明实施例还提供了一种与上述高含盐废水处理方法相配套的废水处理设备,占地面积小,造价便宜,可实现纳滤产水与浓水的循环利用,避免外排对环境的污染也提高了浓水的利用率。与本发明的废水处理方法相配合,处理废水能力强,整个工艺过程中可实现废水零排放,所有产品均可回收或通过进一步分离直接进行销售,经济效益良好,适于广泛推广使用,满足不同用户对水质质量的要求。
附图说明
[0032] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0033]图1为本发明实施例一的高含盐废水的处理设备结构图;
[0034] 图2为本发明实施例二的高含盐废水的处理设备结构图;
[0035] 附图标记:
[0036] 101-原水池; 102-—级反应箱;
[0037] 103- 一级澄清池; 104- 二级反应箱;
[0038] 105- 二级澄清池; 106-石灰配药箱;
[0039] 107-硫酸钠配药箱; 108-加药预处理装置;
[0040] 109-纳滤软化装置; 110-反渗透浓缩系统;
[0041] 111-正渗透浓缩系统; 112-结晶器;
[0042] 113-回用水箱; 114-净化装置。
具体实施方式
[0043] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0044] 附图1为本发明实施例一的高含盐废水的处理设备结构图,具体包括加药预处理装置108、纳滤软化装置109、净化装置114,其中加药预处理装置108包括原水池101以及一级反应箱102、一级澄清池103、二级反应箱104以及二级澄清池105,且依次通过管道连接;纳滤软化装置109包括用于加药预处理后的高含盐废水进入的第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口,净化装置114包括反渗透浓缩系统110以及正渗透浓缩系统111、结晶器112以及回用水箱113,反渗透浓缩系统110包括第二分离液出口,第二浓缩液出口以及第二进水口,正渗透浓缩系统111包括第三进水口,第三分离液出口以及第三浓缩液出口 ;
[0045] 其中,第一浓缩液出口连接加药预处理装置108中的原水池101的底部以作为部分药剂进行加药预处理,一级反应箱102的顶部设置有石灰进口、硫酸钠进口以及重金属去除剂进口,一级澄清池103的底部设置有一级污泥排出口,二级反应箱104的顶部设置有碳酸钠进口以及絮凝剂进口,二级澄清池105的底部设置有二级污泥排出口,顶部设置有用于加药预处理后的高含盐废水出去的澄清液出口以及助凝剂进口,澄清液出口连接第一进水口,第一分离液出口以及第三分离液出口同时连接第二进水口,第二分离液出口连接回用水箱113,第二浓缩液出口连接第三进水口,第三浓缩液出口连接结晶器112。
[0046] 本实施例的高含盐废水处理设备的具体工作流程为:从图1中的高含盐废水具体走向也可以看出,废水先经过纳滤软化装置109进行处理,纳滤软化的浓水直接返回原水池作为部分药剂对高含盐废水进行加药预处理,而纳滤软化的产水则通过净化装置净化后回用,尤其最后正渗透浓缩系统出来的浓水进入结晶器112进行结晶处理,结晶得到的氯化钠晶浆经离心分离、干燥和打包,得到最终氯化钠产品,可直接形成销售。冷凝水进行回收处理,从而完成整个废水处理流程,整个工艺无废水排出,不会对环境造成二次污染。
[0047] 附图2为本发明实施例二的高含盐废水的处理设备结构图,为进一步优选的实施例,具体设备结构与实施例一基本相同,只是加药预处理装置108还包括石灰配药箱106以及硫酸钠配药箱107,从所述第一分离液出口出来的部分分离液去往石灰配药箱106以及硫酸钠配药箱107中用以溶解药剂,另一部分分离液去往净化装置114用于净化处理后回用。
[0048] 当然,本实施例中反渗透浓缩系统110与正渗透浓缩系统111均可设为多级结构。
[0049] 本实施例的高含盐废水处理设备的具体工作流程与实施例一也基本相同,只是纳滤软化的产水有部分返回石灰配药箱106以及硫酸钠配药箱107中用以溶解药剂配药。
[0050] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明,然而应意识到,在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此,这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种高含盐废水的处理方法,其特征在于,包括如下步骤: (A)先对高含盐废水加药预处理以降低硬度,然后进行纳滤软化处理得到第一分离液与第一浓缩液; (B)将第一分离液进一步净化处理得到净水以回用,第一浓缩液返回(A)步骤中作为部分药剂对高含盐废水进行加药预处理以降低硬度。
2.根据权利要求1所述的高含盐废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(A)中加药预处理所加的药剂为石灰、硫酸钠以及重金属去除剂。
3.根据权利要求2所述的高含盐废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(A)中加药预处理中所加的药剂还有絮凝剂、碳酸钠以及助凝剂; 优选地,对高含盐废水加药预处理以降低硬度的步骤包括:先添加石灰、硫酸钠以及重金属去除剂后,进行沉淀澄清处理,再添加絮凝剂、碳酸钠以及助凝剂后再一次沉淀澄清处理。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高含盐废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(B)中的第一分离液部分返回(A)步骤中的对高含盐废水加药预处理以降低硬度的环节作为配药的用水,另一部分进一步净化处理得到净水返回用于生产。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高含盐废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(B)中,第一分离液进一步净化处理的步骤包括:将第一分离液进行反渗透浓缩处理得到第二分离液以及第二浓缩液,第二分离液返回用于生产,第二浓缩液继续进行正渗透浓缩处理。
6.根据权利要求5所述的高含盐废水的处理方法,其特征在于,所述步骤(B)中,第二浓缩液进行正渗透浓缩处理得到第三浓缩液以及第三分离液,第三分离液重新返回反渗透浓缩处理,第三浓缩液进一步结晶处理; 优选地,第三浓缩液进一步结晶处理后还经过干燥、打包步骤。
7.采用权利要求1-6任一项的处理方法处理所述高含盐废水的处理设备,其特征在于,包括加药预处理装置、纳滤软化装置、净化装置;所述纳滤软化装置包括用于加药预处理后的高含盐废水进入的第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口,所述第一浓缩液出口连接所述加药预处理装置以作为部分药剂进行加药预处理,所述第一分离液出口连接所述净化装置用于净化处理后回用。
8.根据权利要求7所述的高含盐废水的处理设备,其特征在于,所述加药预处理装置包括原水池以及一级反应箱、一级澄清池、二级反应箱以及二级澄清池,且依次通过管道连接; 所述第一浓缩液出口连接所述原水池的底部,所述一级反应箱的顶部设置有石灰药剂进口、硫酸钠进口以及重金属去除剂进口,所述一级澄清池的底部设置有一级污泥排出口,所述二级反应箱的顶部设置有碳酸钠进口以及絮凝剂进口,所述二级澄清池的底部设置有二级污泥排出口,顶部设置有用于加药预处理后的高含盐废水出去的澄清液出口以及助凝剂进口,所述澄清液出口连接第一进水口。
9.根据权利要求7所述的高含盐废水的处理设备,其特征在于,所述加药预处理装置还包括石灰配药箱以及硫酸钠配药箱,从所述第一分离液出口出来的部分分离液去往石灰配药箱以及硫酸钠配药箱中用以溶解药剂,另一部分分离液去往所述净化装置用于净化处理后回用。
10.根据权利要求7所述的高含盐废水的处理设备,其特征在于,所述净化装置包括反渗透浓缩系统、正渗透浓缩系统、结晶器以及回用水箱,所述反渗透浓缩系统包括第二分离液出口,第二浓缩液出口以及第二进水口,所述正渗透浓缩系统包括第三进水口,第三分离液出口以及第三浓缩液出口 ; 则所述第一分离液出口以及第三分离液出口同时连接第二进水口,所述第二分离液出口连接回用水箱,所述第二浓缩液出口连接第三进水口,第三浓缩液出口连接结晶器。
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