CN105198142B - 一种高盐废水的零排放方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及工业废水处理领域,具体说是一种高盐废水的零排放方法。本发明所述的高盐废水的零排放方法,采用“树脂吸附+高效反渗透+膜蒸馏+蒸发结晶”方法处理高盐废水,首先采用树脂吸附去除高盐废水中的硬度和少量有机物,之后采用高效反渗透对去除硬度后的高盐废水进一步浓缩得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水,高效反渗透浓水再进行膜蒸馏深度浓缩得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水,膜蒸馏浓水再进行蒸发结晶处理,将浓水中的盐类固体结晶出来,集中干化处置。该处理过程中产生的高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均可回用于生产工艺,在解决该股废水排放难题的同时,最大限度地回收了水资源,基本实现了高盐废水的零排放。

Description

一种高盐废水的零排放方法
技术领域
[0001] 本发明涉及工业废水处理领域,具体说是一种高盐废水的零排放方法。尤指一种 利用膜分离技术处理高盐废水的零排放方法,更具体地说,涉及一种“树脂吸附+高效反渗 透+膜蒸馏+蒸发结晶”处理高盐废水的零排放方法。
背景技术
[0002] 近年来,随着膜法污水处理回用装置的广泛应用,石化企业产生的高盐废水尤其 是反渗透浓水成为一个处理难题,该股高盐废水既不能排放也不能回用,给企业带来极大 的困扰。因此,亟需寻求新型的分离技术解决该类高盐废水的处理排放问题。
[0003] 高效反渗透(HERO)技术是目前最先进的反渗透技术。其核心的工艺原理是:采用 离子交换将水中的硬度去除,盐分则靠反渗透去除;同时,反渗透在高pH条件下运行,硅主 要是以离子形式存在,不会污染反渗透膜并可通过反渗透去除;而水中的有机物在高pH条 件下发生皂化或弱电离,不会造成反渗透膜的有机物和生物污染,既节省了大量的酸碱,又 提高了高效反渗透系统的回收率。采用高效反渗透技术可以将反渗透浓水进一步浓缩到更 高的水平,然而,采用该技术的前提是首先要将废水中的硬度去除至非常低的水平,以便高 效反渗透系统在高pH工况下运行。
[0004]尽管高效反渗透技术能将反渗透浓水等高盐废水进一步浓缩至更高的浓度,但还 是会有少量更浓的高盐浓水排放出来。膜蒸馏(MD)由于能够脱除更高浓度的盐分以及更高 的脱盐率而逐渐受到各国专家重视并展开了广泛研宄,它可以算是迄今为止脱盐效率最高 的膜技术,脱盐率高达99%以上。膜蒸馏是采用微孔疏水膜,以膜两侧蒸汽压差为驱动力的 一种新型膜分离过程。膜蒸馈所用的膜为不被待处理溶液润湿的疏水微孔膜,即只有蒸汽 能够进入膜孔,液体不能透过膜孔。膜蒸馏的优势主要是:产水水质好,脱盐率高,水回收率 高,可利用工业废热。和多效蒸发相比,膜蒸馏可以低温操作,产水水质更好,蒸馏效率更 高,不存在蒸发塔的结垢和腐蚀问题,设备造价也比常规蒸馏塔低;和反渗透相比,膜蒸馏 可常压运行,对预处理要求低,可处理反渗透不能处理的高盐废水,水回收率更高。
[0005]中国专利CN101928087涉及一种高盐废水的处理方法,该方法采用“调碱除硬+浸 没式微滤+中和+膜蒸馈”的处理流程。该专利所处理高盐废水的电导率范围为3000〜10000 ys/cm,总硬度为1000〜3000mg/L,采用该处理流程处理上述高盐废水,对高盐废水进行了 深度浓缩的同时,得到了膜蒸馏产水。中国专利CN102936065也涉及一种处理废水的方法, 该方法也采用加碱除硬+过滤+真空膜蒸馏的工艺流程,处理的废水体系电导率为10000〜 50000ys/cm,总硬度为600〜1800mg/L的废水,该股废水的电导率较高。该股废水采用氢氧 化钠和碳酸钠去除废水中的硬度。上述两个专利均是针对硬度较高的高盐废水,采用加碱 微滤除硬作为预处理,但对于膜蒸馏的浓水问题并没有给出处理方法,由此给生态环境带 来了新的困扰。
发明内容
[0006] 针对现有技术中存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种高盐废水的零排放方 法,旨在提供一种采用“树脂吸附+高效反渗透+膜蒸馏+蒸发结晶”处理高盐废水的方法。该 方法首先采用树脂吸附去除高盐废水中的硬度和少量有机物,之后采用高效反渗透对去除 硬度后的高盐废水进一步浓缩得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水,高效反渗透浓水再 经过膜蒸馏深度浓缩处理得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水,膜蒸馏浓水再进行蒸发结晶处 理,将膜蒸馏浓水中的盐类结晶出来,集中干化处置,得到蒸发结晶产水。该处理过程中产 生的高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均可回用于生产工艺。采用本发明的 方法处理高盐废水,在解决该股高盐废水排放难题的同时,最大限度地回收了水资源,基本 实现了高盐废水的零排放。
[0007] 为达到以上目的,本发明采取的技术方案是:
[0008] —种高盐废水的零排放方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
[0009] (1)树脂吸附:所述高盐废水进入树脂吸附单元进行吸附处理,去除高盐废水中的 硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0010] (2)高效反渗透:树脂吸附后的出水进行调碱处理,处理后进入高效反渗透单元进 一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0011] (3)膜蒸馏:高效反渗透浓水进行调酸处理,处理后进入膜蒸馏单元进行深度浓缩 分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0012] ⑷蒸发结晶:膜蒸馏浓水进入蒸发结晶单元进行蒸发结晶处理,得到盐类晶体和 蒸发结晶产水。
[0013] 在上述技术方案的基础上,高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均回 用于生产工艺。
[0014] 在上述技术方案的基础上,高盐废水的主要水质特征为:pH7〜8,电导率10000〜 20000ys/cm,CODcr0〜100mg/L,Na+2000〜4000mg/L,Cr2500〜5000mg/L,总硬度(CaC03) 200 〜1000mg/L,碱度(以 CaC03计)100〜300mg/L,溶桂0〜50mg/L。
[0015] 在上述技术方案的基础上,步骤(1)中的树脂吸附采用一级树脂吸附或二级树脂 吸附。
[0016] 在上述技术方案的基础上,采用二级树脂吸附的操作步骤为:将经过一级树脂吸 附后的树脂吸附出水进入二级树脂吸附。
[0017] 在上述技术方案的基础上,步骤⑴中的树脂采用弱酸性阳离子交换树脂;树脂吸 附单元的运行流速为4〜8BV/h。
[0018] 在上述技术方案的基础上,树脂吸附一段时间后进行再生处理,再生频率为1〜5 天。
[0019] 在上述技术方案的基础上,再生处理采用5〜10 %的盐酸再生液进行洗脱,再生液 的运行流速为2〜6BV/h。
[0020] 在上述技术方案的基础上,步骤(2)中调碱处理所用的碱为氢氧化钠,将树脂吸附 后的出水的pH调节到10〜11。
[0021] 在上述技术方案的基础上,步骤(2)高效反渗透单元的操作条件为:进料液侧废水 pHIO〜11,进料液侧操作压力2〜5MPa。
[0022]在上述技术方案的基础上,在步骤(2)高效反渗透单元中,其膜组件的膜材料为聚 酰胺,膜组件形式为卷式膜组件。
[0023] 在上述技术方案的基础上,高效反渗透膜组件为一组,或多组串联,或多组并联。
[0024] 在上述技术方案的基础上,所述经过调碱处理后的树脂吸附后的出水经过高效反 渗透单元处理,水回收率高于75 %。
[0025] 在上述技术方案的基础上,步骤(3)中调酸处理所用的酸为盐酸,调酸处理后将高 效反渗透浓水的pH调节到7〜9。
[0026]在上述技术方案的基础上,步骤(3)中膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水: pH7〜9,温度65 °C〜85°C ;进料液侧膜面流速〇 _ 6〜1 • 2m/s;渗透液侧真空度-0 • 〇75〜-0.095MPa〇
[0027] 在上述技术方案的基础上,步骤(3)中膜蒸馏单元的膜蒸馏形式为内压式真空膜 蒸馏。
[0028] 在上述技术方案的基础上,在步骤(3)膜蒸馈单元中,膜蒸馏组件的膜材料为聚偏 氟乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯;膜蒸馏组件的形式为中空纤维式或板式,膜孔径范围为0.15 Um〜0.2um〇
[0029] 在上述技术方案的基础上,膜蒸馏组件为一组,或多组串联,或多组并联。
[0030] 在上述技术方案的基础上,所述经过调酸处理后的高效反渗透浓水经过膜蒸馏单 元处理,水回收率高于75%。
[0031]在上述技术方案的基础上,步骤⑷中蒸发结晶单元采用现有市售蒸发结晶器,热 源采用废蒸汽加热或电加热。
[0032] 在上述技术方案的基础上,所述膜蒸馏浓水经过蒸发结晶单元处理,水回收率高 于 80 %。
[0033] 本发明与现有技术的实质性区别在于:针对现有技术中对高盐废水的难处理问 题,采用“树脂吸附+高效反渗透+膜蒸馏+蒸发结晶”的工艺流程进行处理。首先,采用树脂 吸附去除高盐废水中的硬度和少量有机物,之后采用高效反渗透技术对去除硬度和少量有 机物后的高盐废水进一步浓缩,高效反渗透产生的高效反渗透浓水再经过膜蒸馏深度浓缩 处理,膜蒸馏产生的膜蒸馏浓水再进行蒸发结晶处理,将膜蒸馏浓水中的盐类结晶出来,集 中干化处置。通过上述工艺流程,在解决该股高盐废水排放难题的同时,最大限度地回收了 水资源,基本实现了高盐废水的零排放。
[0034] 本发明所述的高盐废水的零排放方法,适用于具有一定硬度、有机物含量较低、而 电导率较高的高盐废水体系,针对这种高盐废水体系,本申请采用树脂吸附去除高盐废水 中大部分硬度和少量有机物,之后采用高效反渗透技术耦合膜蒸馏技术对高盐废水进行深 度浓缩处理,在此基础上,针对膜蒸馏浓水进行蒸发结晶处理,通过蒸发结晶,基本实现高 盐废水的零排放。本发明的处理方法有效耦合了各种处理工艺的技术优势,在对高盐废水 深度处理回用的基础上,降低了整个工艺流程的能耗,得到了盐类晶体,实现了高盐废水的 资源化处置。
[0035]与现有技术相比,本发明的有益效果是: 〜
[0036] 1、本发明针对高盐废水,在采用树脂吸附技术高效除硬的基础上,通过高效反渗 透技术耦合膜蒸馏技术和蒸发结晶技术进行深度浓缩处理,最大限度的回收了水资源,实 现了高盐废水的深度处理甚至零排放问题;
[0037] 2、本发明中的树脂吸附技术和其他除硬技术相比,出水硬度更低,有效降低了后 续高效反渗透过程的膜污染,提高了高效反渗透系统的回收率;
[0038] 3、本发明中的高效反渗透工艺和常规反渗透相比,通过调节进水pH,有效减缓了 膜污染,延长了反渗透膜的清洗周期和使用寿命;
[0039] 4、本发明中的膜蒸馏过程不需要外加压力或外压压力很小,方法简单易行,容易 操作;
[0040] 5、本发明中膜蒸馏过程的膜污染较轻,延长了该过程的连续稳定运行时间;
[0041] 6、采用本发明的方法,不仅可以获得大量满足回用需求的产水,同时也解决了高 盐废水的难以处理问题,在最大限度回收水资源的同时,基本实现零排放,具有重要的环境 效益和社会效益;
[0042] 7、本发明的方法有效整合了各种处理工艺的技术优势,优化了高盐废水深度处理 回用的工艺流程。本发明的方法相对于废水直接进行多效蒸发或膜蒸馏而言,运行费用低, 并有效减少了结垢;
[0043]经过本发明方法处理后的高盐废水,整个系统产水电导率<300ys/cm,产水CODcr< 10mg/L,整个系统水回收率高于95%。
附图说明
[0044]本发明有如下附图:
[0045]图1本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0046]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0047]如图1所示,本发明所述的高盐废水的零排放方法,具体包括以下步骤:
[0048] (1)树脂吸附:所述高盐废水进入树脂吸附单元进行吸附处理,去除高盐废水中的 硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0049] (2)高效反渗透:树脂吸附后的出水进行调碱处理,处理后进入高效反渗透单元进 一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0050] (3)膜蒸馏:高效反渗透浓水进行调酸处理,处理后进入膜蒸馏单元进行深度浓缩 分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0051] (4)蒸发结晶:膜蒸馏浓水进入蒸发结晶单元进行蒸发结晶处理,得到盐类晶体和 蒸发结晶产水,
[0052]其中,高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均可回用于生产工艺。
[0053] 在上述方案的基础上,高盐废水的主要水质特征为:pH7〜8,电导率10000〜20000 如/。111,(:00(^0〜10011^/1,他+2000〜400011^/1,(:1—2500〜500011^/1,总硬度(^〇)3) 200〜 1000mg/L,碱度(以 CaC03计)100〜300mg/L,溶桂〇〜50mg/L。
[0054]在上述方案的基础上,步骤⑴中的树脂吸附采用一级树脂吸附或二级树脂吸附。 [0055]在上述方案的基础上,采用二级树脂吸附的操作步骤为:将经过一级树脂吸附后 的树脂吸附出水进入二级树脂吸附。
[0056]在上述方案的基础上,步骤⑴中的树脂采用弱酸性阳离子交换树脂;树脂吸附单 元的运行流速为4〜8BV/h。
[0057] 在上述方案的基础上,步骤(1)中的树脂吸附一段时间后进行再生处理,再生频率 为1〜5天。
[0058] 在上述方案的基础上,再生处理采用5〜10%的盐酸再生液进行洗脱,再生液的运 行流速为2〜6BV/h。
[0059] 在上述方案的基础上,步骤⑵中调碱处理所用的碱为氢氧化钠,将树脂吸附后的 出水的pH调节到10〜11。
[0060] 在上述方案的基础上,步骤⑵高效反渗透单元的操作条件为:进料液侧废水pHIO 〜11,进料液侧操作压力2〜5MPa。
[0061] 在上述方案的基础上,在步骤(2)高效反渗透单元中,其膜组件的膜材料为聚酰 胺,膜组件形式为卷式膜组件。
[0062] 在上述方案的基础上,高效反渗透膜组件为一组,或多组串联,或多组并联。
[0063] 在上述方案的基础上,所述经过调碱处理后的树脂吸附后的出水经过高效反渗透 单元处理,水回收率高于75%。
[0064] 在上述方案的基础上,步骤⑶中调酸处理所用的酸为盐酸,调酸处理后将高效反 渗透浓水的pH调节到7〜9。
[0065] 在上述方案的基础上,步骤⑶中膜蒸馏单元的操作(适用于内压式操作)条件为: 进料液侧废水:PH7〜9,温度65°C〜85°C ;进料液侧膜面流速0 • 6〜1 • 2m/s;渗透液侧真空 度-〇•075〜-0•095MPa。
[0066] 在上述方案的基础上,步骤⑶中膜蒸馏单元的膜蒸馏形式为内压式真空膜蒸馏。 [0067]在上述方案的基础上,在步骤(3)膜蒸馏单元中,膜蒸馏组件的膜材料为聚偏氟乙 烯、聚四氟乙烯或聚丙烯;膜蒸馏组件的形式为中空纤维式或板式,膜孔径范围为0.15wn〜 0.2]im。
[0068]在上述方案的基础上,膜蒸馏组件为一组,或多组串联,或多组并联。
[0069] 在上述方案的基础上,所述经过调酸处理后的高效反渗透浓水经过膜蒸馏单元处 理,水回收率高于75 %。
[0070] 在上述方案的基础上,步骤⑷中蒸发结晶单元采用现有市售蒸发结晶器,热源采 用废蒸汽加热或电加热。
[0071] 在上述方案的基础上,所述膜蒸馏浓水经过蒸发结晶单元处理,水回收率高于 80% 〇
[0072]以下为若干具体实施例。
[0073] 实施例1
[0074] 高盐废水的主要水质特征为:废水pH7,电导率10000ys/cm,C0Dcr0mg/L,Na+ 2000mg/L,Cr2500mg/L,总硬度(CaC〇3) 2〇〇mg/L,碱度(以CaC03计)l〇〇mg/L,溶硅Omg/L。 [0075]如图1所示,对该高盐废水的处理过程如下:
[0076] (1)树脂吸附。首先,将所述高盐废水进入到树脂吸附单元进行树脂吸附处理,去 除高盐废水中的硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0077]其中,所述树脂采用一级弱酸性阳离子交换树脂,树脂吸附单元的运行流速为 4BV/h;在该运行条件下,树脂吸附产水硬度小于10mg/L;树脂吸附饱和后采用5%的盐酸进 行洗脱再生,再生频率为3天,再生液运行流速为2BV/h;
[0078] ⑵高效反渗透。采用氢氧化钠将树脂吸附后的出水的pH调节到10,之后进入高效 反渗透单元进一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0079]其中,所用高效反渗透膜组件为聚酰胺卷式膜组件;运行过程中,高效反渗透单元 的操作条件为:进料液侧废水PH10左右,进料液侧操作压力2MPa;在该操作条件下,高效反 渗透膜通量保持在17〜22L/m2 • h,水回收率高于82% ;
[0080] (3)膜蒸馏。采用盐酸将高效反渗透浓水的pH调节到7,之后进入膜蒸馈单元进行 深度浓缩分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0081]其中,所用膜蒸馏组件为聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维疏水膜组件,膜孔径为0.2u m,膜蒸馏形式为内压式真空膜蒸馏;运行过程中,膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水 PH7,进料液侧废水温度65 °C,进料液侧膜面流速1 • 2m/s,渗透液侧真空度-0. 〇95MPa;在该 操作条件下,膜蒸馏膜通量保持在3〜5L/m2 • h,水回收率高于80% ;
[0082] (4)蒸发结晶。膜蒸馈浓水进行蒸发结晶处理,蒸发热源采用废蒸汽加热,得到盐 类晶体和蒸发结晶产水。
[0083]其中,蒸发结晶单元的水回收率高于80%。
[0084]其中,盐类晶体集中干化处置;高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均 可回用于生产工艺。
[0085] 经过本发明方法处理后的高盐废水,整个系统产水电导率<300uS/cm,产水C0Dcr< l〇mg/L,整个系统水回收率高于97%。
[0086] 实施例2
[0087]高盐废水的主要水质特征为:废水pH7.5,电导率15000us/cm,C0Dcr50mg/L,Na+ 3000mg/L,Cl 3500mg/L,总硬度 <SaC〇3) 500mg/L,碱度(以CaC〇3计)150mg/L,溶桂20mg/L。 [0088] 如图1所示,对该高盐废水的处理过程如下:
[0089] (1)树脂吸附。首先,将所述高盐废水进入到树脂吸附单元进行树脂吸附处理,去 除高盐废水中的硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0090]其中,所述树脂采用一级弱酸性阳离子交换树脂,树脂吸附单元的运行流速为 6BV/h;在该运行条件下,树脂吸附产水硬度小于10mg/L;树脂吸附饱和后采用7 %的盐酸进 行洗脱再生,再生频率为2天,再生液运行流速为4BV/h;
[0091] ⑵高效反渗透。采用氢氧化钠将树脂吸附后的出水的pH调节到10.5,之后进入高 效反渗透单元进一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0092]其中,所用高效反渗透膜组件为聚酰胺卷式膜组件;运行过程中,高效反渗透单元 的操作条件为:进料液侧废水PH10.5左右,进料液侧操作压力2MPa;在该操作条件下,高效 反渗透膜通量保持在18〜22L/tn2 • h,水回收率高于80%;
[0093] (3)膜蒸馏。采用盐酸将高效反渗透浓水的pH调节到8,之后进入膜蒸馏单元进行 深度浓缩分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0094]其中,所用膜蒸馏组件为聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维疏水膜组件,膜孔径为0.15U m,膜蒸馏形式为内压式真空膜蒸馏;运行过程中,膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水 pH8,进料液侧废水温度75°C,进料液侧膜面流速0 • 8m/s,渗透液侧真空度-0.085MPa;在该 操作条件下,膜蒸馏膜通量保持在4〜6L/m2 • h,水回收率高于75% ;
[0095] (4)蒸发结晶。膜蒸馏浓水进行蒸发结晶处理,蒸发热源采用电加热,得到盐类晶 体和蒸发结晶产水。
[0096] 其中,蒸发结晶单元的水回收率高于80%。
[0097]其中,盐类晶体集中千化处置;高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均 可回用于生产工艺。
[0098] 经过本发明方法处理后的高盐废水,整个系统产水电导率<300uS/Cm,产水CODcl-< 10mg/L,整个系统水回收率高于96%。
[0099] 实施例3
[0100] 高盐废水的主要水质特征为:废水PH8,电导率20000us/cm,CODcr100mg/L,Na+ 4000mg/L,Cl_5000mg/L,总硬度(CaC〇3) 1000mg/L,碱度(以CaC〇3计)300mg/L,溶桂50mg/L。 [0101]如图1所示,对该高盐废水的处理过程如下:
[0102] (1)树脂吸附。首先,将所述高盐废水进入到树脂吸附单元进行树脂吸附处理,去 除高盐废水中的硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0103] 其中,所述树脂采用两级弱酸性阳离子交换树脂,即将经过一级树脂吸附后的树 脂吸附出水进入二级树脂吸附,树脂吸附单元的运行流速为8BV/h;在该运行条件下,树脂 吸附产水硬度小于5mg/L;两级树脂吸附饱和后采用10 %的盐酸进行洗脱再生,一级树脂再 生频率为1天,二级树脂再生频率为5天,两级再生液运行流速均为6BV/h;
[0104] (2)高效反渗透。采用氢氧化钠将树脂吸附后的出水的pH调节到11,之后进入高效 反渗透单元进一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0105]其中,所用高效反渗透膜组件为聚酰胺卷式膜组件;运行过程中,高效反渗透单元 的操作条件为:进料液侧废水pHll左右,进料液侧操作压力3MPa;在该操作条件下,高效反 渗透膜通重保持在16〜20L/m2 • h,水回收率尚于75% ;
[0106] (3)膜蒸馏。采用盐酸将高效反渗透浓水的pH调节到9,之后进入膜蒸馏单元进行 深度浓缩分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0107]其中,所用膜蒸馏组件为聚丙烯(PP)中空纤维疏水膜组件,膜孔径为0.2WI1,膜蒸 馏形式为内压式真空膜蒸馏;运行过程中,膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水pH9,进 料液侧废水温度85°C,进料液侧膜面流速1 • Om/s,渗透液侧真空度-0 • 075MPa;在该操作条 件下,膜蒸馏膜通量保持在4〜6L/m2 • h,水回收率高于75% ;
[0108] (4)蒸发结晶。膜蒸馈浓水进行蒸发结晶处理,蒸发热源采用废蒸汽加热,得到盐 类晶体和蒸发结晶产水。
[0109]其中,蒸发结晶单元的水回收率高于80%。
[0110]其中,盐类晶体集中干化处置;高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均 可回用于生产工艺。
[0111] 经过本发明方法处理后的高盐废水,整个系统产水电导率<300yS/cm,产水C0Dcr< l〇mg/L,整个系统水回收率高于95%。
[0112] 实施例4
[0113] 高盐废水的主要水质特征为:废水pH8,电导率20000ys/cm,C0Dcr100mg/L,Na+ 4000mg/L,Cr5000mg/L,总硬度(CaC03) 1000mg/L,碱度(以CaC03计)300mg/L,溶硅50mg/L。
[0114] 如图1所示,对该高盐废水的处理过程如下:
[0115] ⑴树脂吸附。首先,将所述高盐废水进入到树脂吸附单元进行树脂吸附处理,去 除高盐废水中的硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0116] 其中,所述树脂采用两级弱酸性阳离子交换树脂,即将经过一级树脂吸附后的树 脂吸附出水进入二级树脂吸附,树脂吸附单元的运行流速为8BV/h;在该运行条件下,树脂 吸附产水硬度小于5mg/L;两级树脂吸附饱和后采用1〇 %的盐酸进行洗脱再生,一级树脂再 生频率为1天,二级树脂再生频率为5天,两级再生液运行流速均为6BV/h;
[0117] ⑵高效反渗透。采用氢氧化钠将树脂吸附后的出水的pH调节到11,之后进入高效 反渗透单元进一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0118] 其中,所用高效反渗透膜组件为聚酰胺卷式膜组件;运行过程中,高效反渗透单元 的操作条件为:进料液侧废水pHl 1左右,进料液侧操作压力4MPa;在该操作条件下,高效反 渗透膜通量保持在15〜21L/m2 • h,水回收率高于75% ;
[0119] (3)膜蒸馏。采用盐酸将高效反渗透浓水的pH调节到9,之后进入膜蒸馏单元进行 深度浓缩分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0120]其中,所用膜蒸馏组件为聚丙烯(PP)中空纤维疏水膜组件,膜孔径为0.2圓,膜蒸 馏形式为内压式真空膜蒸馏;运行过程中,膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水PH9,进 料液侧废水温度85°C,进料液侧膜面流速〇 • 6m/s,渗透液侧真空度-0 • 〇9MPa;在该操作条件 下,膜蒸馏膜通量保持在5〜7L/m2 • h,水回收率高于75% ;
[0121] (4)蒸发结晶。膜蒸馈浓水进行蒸发结晶处理,蒸发热源采用废蒸汽加热,得到盐 类晶体和蒸发结晶产水。
[0122]其中,蒸发结晶单元的水回收率高于80%。
[0123]其中,盐类晶体集中干化处置;高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均 可回用于生产工艺。
[0124] 经过本发明方法处理后的高盐废水,整个系统产水电导率<300uS/cm,产水CODcr< 10mg/L,整个系统水回收率高于95%。
[0125] 实施例5
[0126] 高盐废水的主要水质特征为:废水pH8,电导率20000ys/cm,C0Dcr100mg/L,Na+ 4000mg/L,Cl 5000mg/L,总硬度(CaC〇3) 1000mg/L,碱度(以CaC〇3计)300mg/L,溶娃50mg/L。 [0127]如图1所示,对该高盐废水的处理过程如下:
[0128] (1)树脂吸附。首先,将所述高盐废水进入到树脂吸附单元进行树脂吸附处理,去 除高盐废水中的硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0129] 其中,所述树脂采用两级弱酸性阳离子交换树脂,即将经过一级树脂吸附后的树 脂吸附出水进入二级树脂吸附,树脂吸附单元的运行流速为8BV/h;在该运行条件下,树脂 吸附产水硬度小于5mg/L;两级树脂吸附饱和后采用10 %的盐酸进行洗脱再生,一级树脂再 生频率为1天,二级树脂再生频率为5天,两级再生液运行流速均为6BV/h;
[0130] ⑵高效反渗透。采用氢氧化钠将树脂吸附后的出水的pH调节到11,之后进入高效 反渗透单元进一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0131]其中,所用高效反渗透膜组件为聚酰胺卷式膜组件;运行过程中,高效反渗透单元 的操作条件为:进料液侧废水pHl 1左右,进料液侧操作压力2MPa;在该操作条件下,高效反 渗透膜通量保持在17〜22L/m2 • h,水回收率高于75% ;
[0132] ⑶膜蒸馏。采用盐酸将高效反渗透浓水的pH调节到9,之后进入膜蒸馏单元进行 深度浓缩分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0133] 其中,所用膜蒸馏组件为聚四氟乙烯(PTFE)板式疏水膜组件,膜孔径为〇• 18tlm,膜 蒸馏形式为内压式真空膜蒸馏;运行过程中,膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水PH9, 进料液侧废水温度80°C,进料液侧膜面流速〇 • 9m/s,渗透液侧真空度-〇 • 〇9MPa;在该操作条 件下,膜蒸馏膜通量保持在7〜l〇L/m2 • h,水回收率高于75%;
[0134] (4)蒸发结晶。膜蒸馏浓水进行蒸发结晶处理,蒸发热源采用电加热,得到盐类晶 体和蒸发结晶产水。
[0135] 其中,蒸发结晶单元的水回收率高于80%。
[0136] 其中,盐类晶体集中干化处置;高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均 可回用于生产工艺。
[0137] 经过本发明方法处理后的高盐废水,整个系统产水电导率<300uS/cm,产水CODcr< l〇mg/L,整个系统水回收率高于95%。
[0138] 实施例6
[0139] 高盐废水的水质特征为:废水pH8,电导率20000ys/cm,C0Dcr100mg/L,Na+4000mg/ L,Cr5000mg/L,总硬度(CaC〇3) l〇〇〇mg/L,碱度似CaC〇3计)300mg/L,溶硅50mg/L。
[0140] 如图1所示,对该高盐废水的处理过程如下:
[0141] (1)树脂吸附。首先,将所述高盐废水进入到树脂吸附单元进行树脂吸附处理,去 除高盐废水中的硬度和少量有机物,得到树脂吸附后的出水;
[0142] 其中,所述树脂采用两级弱酸性阳离子交换树脂,即将经过一级树脂吸附后的树 脂吸附出水进入二级树脂吸附,树脂吸附单元的运行流速为7BV/h;在该运行条件下,树脂 吸附产水硬度小于5mg/L;两级树脂吸附饱和后采用8%的盐酸进行洗脱再生,一级树脂再 生频率为2天,二级树脂再生频率为5天,两级再生液运行流速均为5BV/h;
[0143] (2)高效反渗透。采用氢氧化钠将树脂吸附后的出水的pH调节到11,之后进入高效 反渗透单元进一步浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水;
[0144] 其中,所用高效反渗透膜组件为聚酰胺卷式膜组件;运行过程中,高效反渗透单元 的操作条件为:进料液侧废水pHl 1左右,进料液侧操作压力5MPa;在该操作条件下,高效反 渗透膜通量保持在17〜23L/m2 • h,水回收率高于75% ;
[0145] (3)膜蒸馏。采用盐酸将高效反渗透浓水的pH调节到9,之后进入膜蒸馏单元进行 深度浓缩分离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水;
[0146]其中,所用膜蒸馏组件为聚丙烯(PP)中空纤维疏水膜组件,膜孔径为0.2wn,膜蒸 馈形式为内压式真空膜蒸馏;运行过程中,膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水PH9,进 料液侧废水温度85°C,进料液侧膜面流速〇. 6m/s,渗透液侧真空度-0.09MPa;在该操作条件 下,膜蒸馏膜通量保持在5〜7L/m2 • h,水回收率高于75%;
[0147] (4)蒸发结晶。膜蒸馏浓水进行蒸发结晶处理,蒸发热源采用废蒸汽加热,得到盐 类晶体和蒸发结晶产水。
[0148] 其中,蒸发结晶单元的水回收率高于80%。
[0149]其中,盐类晶体集中千化处置;高效反渗透产水、膜蒸馏产水以及蒸发结晶产水均 可回用于生产工艺。
[0150]经过本发明方法处理后的高盐废水,整个系统产水电导率<3〇〇wS/cm,产水C0Dcr〈 l〇mg/L,整个系统水回收率高于95%。
[0151]以上所述仅为本发明的较佳可行实施例,并非因此局限本发明的专利范围,故凡 是运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化,均包含于本发明的保护范围。
[0152]本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1. 一种高盐废水的零排放方法,其特征在于,具体包括以下步骤: (1) 树脂吸附:所述高盐废水进入树脂吸附单元进行吸附处理,去除高盐废水中的硬度 和少量有机物,得到树脂吸附后的出水; (2) 高效反渗透:树脂吸附后的出水进行调碱处理,处理后进入高效反渗透单元进一步 浓缩分离,得到高效反渗透产水和高效反渗透浓水; (3) 膜蒸馏:高效反渗透浓水进行调酸处理,处理后进入膜蒸镏单元进行深度浓缩分 离,得到膜蒸馏产水和膜蒸馏浓水; (4) 蒸发结晶:膜蒸馏浓水进入蒸发结晶单元进行蒸发结晶处理,得到盐类晶体和蒸发 结晶产水; 高盐废水的主要水质特征为:PH 7〜8,电导率10000〜2〇〇〇〇ys/cm,CODcr 0〜100mg/L, Na+2000〜4000mg/L,Cr25〇0〜5000mg/L,总硬度以 CaC〇3计 200〜l〇〇〇mg/L,碱度以CaCOs 计 100 〜300mg/L,溶娃 0 〜5〇mg/L; 步骤⑴中的树脂采用弱酸性阳离子交换树脂;树脂吸附单元的运行流速为4〜8BV/h; 树脂吸附一段时间后进行再生处理,再生频率为1〜5天; 再生处理采用5〜10 %的盐酸再生液进行洗脱,再生液的运行流速为2〜6BV/h; 步骤(1)中的树脂吸附采用一级树脂吸附或二级树脂吸附; 采用二级树脂吸附的操作步骤为:将经过一级树脂吸附后的树脂吸附出水进入二级树 脂吸附; 步骤⑵高效反渗透单元的操作条件为:进料液侧废水PH 10〜11,进料液侧操作压力2 〜5MPa; 在步骤(2)高效反渗透单元中,其膜组件的膜材料为聚酰胺,膜组件形式为卷式膜组 件; 高效反渗透膜组件为一组,或多组串联,或多组并联; 步骤(3)中膜蒸馏单元的操作条件为:进料液侧废水:PH 7〜9,温度65°C〜85°C;进料 液侧膜面流速〇. 6〜1 • 2m/s;渗透液侧真空度-0 • 075〜-0.095MPa; 步骤⑶中膜蒸馏单元的膜蒸馏形式为内压式真空膜蒸馏; 在步骤(3)膜蒸馏单元中,膜蒸馏组件的膜材料为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯; 膜蒸馏组件的形式为中空纤维式或板式,膜孔径范围为0 • 15wn〜0 • 2wn; 膜蒸馏组件为一组,或多组串联,或多组并联。
2. 如权利要求1所述的高盐废水的零排放方法,其特征在于:高效反渗透产水、膜蒸馏 产水以及蒸发结晶产水均回用于生产工艺。
3. 如权利要求1所述的高盐废水的零排放方法,其特征在于:步骤(2)中调碱处理所用 的碱为氢氧化钠,将树脂吸附后的出水的PH调节到1〇〜11。
4. 如权利要求1所述的高盐废水的零排放方法,其特征在于:所述经过调碱处理后的树 脂吸附后的出水经过高效反渗透单元处理,水回收率高于75%。
5. 如权利要求〖所述的高盐废水的零排放方法,其特征在于:步骤(3)中调酸处理所用 的酸为盐酸,调酸处理后将高效反渗透浓水的PH调节到7〜9。 _
6. 如权利要求1所述的高盐废水的零排放方法,其特征在于:所述经过调酸处理后的高 效反渗透浓水经过膜蒸馏单元处理,水回收率高于75%。
7. 如权利要求1所述的高盐废水的零排放方法,其特征在于:步骤(4)中蒸发结晶单元 采用现有市售蒸发结晶器,热源采用废蒸汽加热或电加热。
8. 如权利要求1所述的高盐废水的零排放方法,其特征在于:所述膜蒸馏浓水经过蒸发 结晶单元处理,水回收率高于80 %。
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