CN106904777A - 全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，属于废水处理领域，首先废水经化学絮凝沉淀处理后进入管式微滤膜深度过滤；再进入倒向反渗透系统系统，倒向反渗透系统系统为一级二段设施，回收率为85‑90％；处理后得倒向反渗透浓水进入同步蒸发结晶系统，操作温度为50‑60℃，工作压力为常压，得结晶盐经固液分离得到含水率10‑15％的盐。本发明采用倒向反渗透系统，渗透膜回收率高，工艺流程短效果好，整个流程在碱性条件下进行，无需酸碱来回调节，盐结晶采用同步蒸发结晶系统，不需要设置单独的结晶系统，设备投资少，同步蒸发结晶操作条件是低温常压，节省了运行费用，有利于节能环保。具有较高的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，属于废水处理领域。
背景技术
工业废水盐含量较高，硬度较高，例如黄原胶浓盐水的TDS约8062-12000mg/L，总硬约2260-3500mg/L，COD约300-600mg/L。目前常规盐浓缩方法有化学除硬+HERO工艺及化学除硬+超滤+反渗透+浓水反渗透工艺，两种工艺都存在除硬不彻底，酸碱来回调节，流程长等问题。并且后者由于双膜法的装置回收率较低，一般为54-67.5％，所以大量的浓水要处理，增加了后续的设备投资和运行费用。
CN201420228002.1、CN201410187662.4分别公开了采用超滤和反渗透、离子交换的装置进行水质回用和“零排”。经过这些装置处理后，浓水量较大，工艺流程较长。CN201210404170.7公开了采用粗过滤、双膜、多效蒸发结晶进行零排放，这些设备虽然能够实现零排放，但也存在双膜法装置回收率低，蒸发器投资规模大，运行费用高等问题。
CN200810225941.X公开了采用加碱调pH值10-11，去除钙镁离子，沉淀分离后进入纳滤去除钙镁硬度，出水加次氯酸钠杀菌，然后加酸调pH值到6-8，进反渗透和蒸发结晶。该工艺解决了流程长的问题，但只加碱，不能去除水中的非碳酸盐硬度和硅，另外水中COD较高，直接进纳滤会对造成膜的硅和COD的污堵，并且该工艺还需要加酸调节成中性，运行费用较高。
工业高盐废水的处理的主要困难在于：其一、化学絮凝沉淀除硬不彻底，并且没有除硅，COD较高，造成膜的污堵和回收率低；其二、工艺流程较长，需要酸碱来回调节pH的加药系统，RO、浓水RO、HTRO、DTRO以及高级氧化去除COD等工艺段，造成运行费用和投资较高。其三、目前蒸发结晶设备的操作温度高，蒸汽消耗量大，是整个废水零排放运行费用高的主要原因。
发明内容
本发明目的在于提供一种全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，具有流程短、设备投资少、回收率高、节能环保等特点。
本发明所述的一种全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，包括以下步骤：
(1)首先向高含盐工业废水加入石灰、纯碱、除硅剂、无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂，调PH＝9-10.8，对高含盐工业废水进行化学絮凝沉淀处理，然后进入管式微滤膜深度过滤，起到除硬、除硅及除COD的作用；
(2)步骤(1)处理的废水在碱性条件下进入倒向反渗透系统进行处理，倒向反渗透系统采用一级二段设置，回收率为85-90％，倒向反渗透系统中倒向反渗透膜在运行过程中能够切换水流进水方向，使膜壳内部结垢趋势较重的浓水侧变为进水侧，得倒向反渗透浓水和倒向反渗透产水，倒向反渗透掺水产水进入倒向反渗透系统产水箱回用；
(3)步骤(2)的倒向反渗浓水进入同步蒸发结晶系统进行同步蒸发和结晶处理，处理所得冷凝清水进入步骤(2)中倒向反渗透系统产水箱，所得结晶盐经固液分离后脱水运出。
所述高含盐工业废水的含盐量为8062-12000mg/L，总硬度为2260-3500mg/L。
步骤(1)处理后的出水硬度小于150mg/L。
除硅剂为氧化镁、氯化镁中的一种；有机高分子絮凝剂为PAM；无机高分子絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝中一种。
石灰用量为400-600mg/L，纯碱用量为980-1300mg/L，除硅剂用量为88-125mg/L,无机高分子絮凝剂用量为20-25mg/L，有机高分子絮凝剂用量为0.5-1mg/L。
步骤(2)中倒向反渗透系统进水PH＝9-10.5。
步骤(3)整个同步蒸发结晶过程工作温度为50-60℃，工作压力为常压。
步骤(3)中脱水后结晶盐的含水率为10-15％。
本发明在实施时，高含盐工业废水化学絮凝沉淀和管式微滤膜处理后经增压泵进入保安过滤器，再经高压泵送入倒向反渗透系统，倒向反渗透系统与普通的反渗透系统的工艺不同点在于来水管分别和倒向反渗透系统外壳的进水口和浓水口相连，运行过程中通过膜壳的进水口和浓水口气动的阀门切换来改变切换水流进水方向，使膜壳内部结垢趋势较重的浓水侧变为进水侧，污染物通过水流作用冲洗出来，恢复反渗透膜系统功能，从而降低浓差极化的程度，从而使得结垢趋势得到缓解，结垢时间得以延长，而产生的清水还是由产水中心管的出水口排出；所以在应用于浓盐水等较高处理难度废水时，倒向流反渗透工艺可以达到更高的系统回收率。
经倒向反渗透系统处理的废水进入同步蒸发结晶系统，包括阔蒸发室和冷凝室，同步蒸发和结晶，无需设置单独的结晶系统。废水与蒸发器循环水混合加热到后，通过废水布水系统形成均匀小水滴均匀地分布在蒸发器上部，与来自冷凝器的湿冷空气逆流接触后，空气被加热成湿热饱和空气，废水得到浓缩；湿热空气在风机作用下进入冷凝器，变成湿冷空气并析出冷凝水；湿冷空气在风力作用下进入蒸发器循环利用；整个同步蒸发结晶过程在50-60℃低温常压下工作，冷凝所得清水送入倒向反渗透产水箱；蒸发浓缩液中的盐在蒸发器底部结晶，结晶物通过固液分离泵提升进入旋液分离器，进行固液分离后液体回到蒸发室底部，再经离心脱水机继续脱水，然后外运。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果。
(1)整个过程在碱性条件下运行，减少了酸碱来回调节的步骤，缩短了流程，减少了运行费用，同时，倒向反渗透系统在碱性条件下运行，减少了COD、有机物、油、硅对膜的污堵和结垢倾向；
(2)经化学絮凝沉淀处理和管式微滤膜的深度过滤后，能够起到除硬、除硅、除COD的作用，同时在倒向反渗透系统能够消除结垢倾向的作用下，倒向反渗透系统的回收率能达到85-90％，回收率高；
(3)同步蒸发结晶系统是包括蒸发室和冷凝室，无需设置单独的结晶系统，设备投资少,并且操作温度在50-60℃之间，工作压力为常压，减少了蒸汽的耗量，降低了运行费用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)高含盐废水TDS为12000mg/L，总硬度为3280mg/L，首先经由化学絮凝沉淀处理，加入石灰520mg/L，纯碱1300mg/L，氧化镁125mg/L，聚合氯化铁25mg/L，PAM投加量0.5mg/L，pH＝10.5，处理后进入管式微滤膜深度过滤，出水经增压泵进入保安过滤器；
(2)步骤(1)处理后的废水pH为10.2，再经高压泵送入倒向反渗透系统，倒向反渗透为一级二段设置，回收率85％，得倒向反渗透系统的产水和倒向反渗透浓水，倒向反渗透掺水产水进入倒向反渗透系统产水箱回用；
(3)步骤2的倒向反渗透浓水进入同步蒸发结晶系统，工作温度60℃，常压，经固液分离脱水得含水率11％的盐。
本实施例1不同处理阶段的水质分析数据如表1所示。
表1不同处理阶段的水质数据
实施例2
(1)高含盐废水TDS为8062mg/L，总硬度为2260mg/L，首先经由化学絮凝沉淀处理，加入石灰400mg/L，纯碱1070mg/L，氯化镁89mg/L，聚合氯化铝20mg/L，PAM投加量0.5mg/L，pH＝9.5，处理后进入管式微滤膜深度过滤，出水经增压泵进入保安过滤器；
(2)步骤(1)处理后的废水pH为9，再经高压泵送入倒向反渗透系统，倒向反渗透为一级二段设置，回收率90％，得倒向反渗透系统的产水和倒向反渗透浓水，倒向反渗透掺水产水进入倒向反渗透系统产水箱回用；
(3)步骤2的倒向反渗透浓水进入同步蒸发结晶系统，工作温度54℃，常压，经固液分离脱水得含水率12％的盐。
本实施例2不同处理阶段的水质分析数据如表2所示。
表2不同处理阶段的水质数据
实施例3
(1)高含盐废水TDS为11062mg/L，总硬度为3325mg/L，首先经由化学絮凝沉淀处理，加入石灰600mg/L，纯碱1210mg/L，氧化镁88mg/L，聚合氯化铁25mg/L，PAM投加量1mg/L，pH＝10.8，处理后进入管式微滤膜深度过滤，出水经增压泵进入保安过滤器；
(2)步骤(1)处理后的废水pH为10.5，再经高压泵送入倒向反渗透系统，倒向反渗透为一级二段设置，回收率86％，得倒向反渗透系统的产水和倒向反渗透浓水，倒向反渗透掺水产水进入倒向反渗透系统产水箱回用；
(3)步骤2的倒向反渗透浓水进入同步蒸发结晶系统，工作温度56℃，常压，经固液分离脱水得含水率10％的盐。
本实施例3不同处理阶段的水质分析数据如表3所示。
表3不同处理阶段的水质数据
实施例4
(1)高含盐废水TDS为9520mg/L，总硬度为3500mg/L，首先经由化学絮凝沉淀处理，加入石灰430mg/L，纯碱980mg/L，氧化镁90mg/L，聚合氯化铁22mg/L，PAM投加量1mg/L，pH＝10.3，处理后进入管式微滤膜深度过滤，出水经增压泵进入保安过滤器；
(2)步骤(1)处理后的废水pH为9.8，再经高压泵送入倒向反渗透系统，倒向反渗透为一级二段设置，回收率87％，得倒向反渗透系统的产水和倒向反渗透浓水，倒向反渗透掺水产水进入倒向反渗透系统产水箱回用；
(3)步骤2的倒向反渗透浓水进入同步蒸发结晶系统，工作温度50℃，常压，经固液分离脱水得含水率15％的盐。
本实施例4不同处理阶段的水质分析数据如表4所示。
表4不同处理阶段的水质数据
本发明的保护范围不仅仅局限于上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明工艺还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (8)
1.一种全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)首先向高含盐工业废水加入石灰、纯碱、除硅剂、无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂，调PH＝9-10.8，对高含盐工业废水进行化学絮凝沉淀处理，然后进入管式微滤膜深度过滤，起到除硬、除硅及除COD的作用；
(2)步骤(1)处理的废水在碱性条件下进入倒向反渗透系统进行处理，倒向反渗透系统采用一级二段设置，回收率为85-90％，倒向反渗透系统中倒向反渗透膜在运行过程中能够切换水流进水方向，使膜壳内部结垢趋势较重的浓水侧变为进水侧，得倒向反渗透浓水和倒向反渗透产水，倒向反渗透掺水产水进入倒向反渗透系统产水箱回用；
(3)步骤(2)的倒向反渗浓水进入同步蒸发结晶系统进行同步蒸发和结晶处理，处理所得冷凝清水进入步骤(2)中倒向反渗透系统产水箱，所得结晶盐经固液分离后脱水运出。
2.根据权利要求1所述的全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：所述高含盐工业废水的含盐量为8062-12000mg/L，总硬度为2260-3500mg/L。
3.根据权利要求1所述的全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：步骤(1)处理后的出水硬度小于150mg/L。
4.根据权利要求1所述的全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：除硅剂为氧化镁、氯化镁中的一种；有机高分子絮凝剂为PAM；无机高分子絮凝剂为聚合氯化铁、聚合氯化铝中一种。
5.根据权利要求1所述的全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：石灰用量为400-600mg/L,纯碱用量为980-1300mg/L，除硅剂用量为88-125mg/L,无机高分子絮凝剂用量为20-25mg/L,有机高分子絮凝剂用量为0.5-1mg/L。
6.根据权利要求1所述的全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：步骤(2)中倒向反渗透系统进水PH＝9-10.5。
7.根据权利要求1所述的全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：步骤(3)整个同步蒸发结晶过程工作温度为50-60℃，工作压力为常压。
8.根据权利要求1所述的全碱短流程节能高含盐工业废水的处理方法，其特征在于：步骤(3)中脱水后结晶盐的含水率为10-15％。
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