CN106986479B - 一种浓盐水蒸发结晶预处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浓盐水蒸发结晶预处理系统，所述系统包括混凝反应子单元和纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元，所述混凝反应子单元进一步包括有混凝反应池、碳酸钠贮药罐、氢氧化钠贮药罐和计量泵，所述纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元进一步包括有直流电源、牺牲阳极、纳米陶瓷滤芯和抽吸泵，经上述预处理后的浓盐水经所述抽吸泵抽吸后排出，排出后的出水再经后续蒸发结晶系统继续进行处理。上述系统能有效处理工业废水浓盐水中的钙、镁离子和有机污染物，且运行成本低、去除效率高、结构简单、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及工业废水处理技术领域，尤其涉及一种浓盐水蒸发结晶预处理系统。
背景技术
目前，在工业废水零排放工艺中，纳滤和反渗透产生的浓盐水如何处理是一个世界难题。围绕工业废水所排浓盐水的处理，涌现出诸如正渗透、膜振动和膜蒸馏等新兴方法。但上述新方法目前仅仅处于实验室小试或现场小规模中试阶段，距离工程实践应用还有很大的一段距离。因此对于浓盐水的处理，现仍以传统的蒸发结晶方法为主。
近年来，市场上出现了很多针对浓盐水处理的蒸发结晶产品，如MVR(机械蒸汽压缩)、多效蒸发等，但在工程中能同时实现稳定运行、防止结垢，并兼顾产出干燥残渣和节能的设备不多。这是因为，虽然单体设备已经成熟，但适用于工业废水的组合工艺还不够完善。比如，在MVR和三效蒸发器在蒸发单质盐溶液时，通过控制盐的浓度，能实现浓缩和结晶，并且运行稳定，但上述方法用于处理工业纳滤或反渗透浓盐水时，就会出现结垢；同时浓盐水中的有机物也会使后续复盐的分离产生不利影响。因此影响后续蒸发结晶工艺的主要因素是浓盐水中的钙、镁离子和有机污染物，现有技术中对于在蒸发结晶工艺前如何去除工业废水浓盐水中的钙、镁离子和有机污染物，尚未找到有效的解决方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种浓盐水蒸发结晶预处理系统，该系统能有效处理工业废水浓盐水中的钙、镁离子和有机污染物，且运行成本低、去除效率高、结构简单、操作方便。
一种浓盐水蒸发结晶预处理系统，所述系统包括混凝反应子单元和纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元，其中：
所述混凝反应子单元进一步包括有混凝反应池、碳酸钠贮药罐、氢氧化钠贮药罐和计量泵，其中：
待处理的浓盐水经进水管进入所述混凝反应子单元的进水区，再经过布水花墙后均匀进入所述混凝反应池；
再利用所述计量泵将所述碳酸钠贮药罐和氢氧化钠贮药罐中的碳酸钠和氢氧化钠投加至所述混凝反应池中，对待处理的浓盐水进行处理，使待处理的浓盐水中的钙、镁离子最大限度地被沉淀去除；
在所述混凝反应池中处理后的浓盐水经提升泵提升至所述纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元继续进行处理；
所述纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元进一步包括有直流电源、牺牲阳极、纳米陶瓷滤芯和抽吸泵，其中：
所述直流电源用于给所述牺牲阳极和纳米陶瓷滤芯供电；
经提升泵传送来的浓盐水首先与所述牺牲阳极产生的Al(OH)3发生混凝、凝聚反应，形成絮体沉淀，将浓盐水中的大部分有机污染物去除；
浓盐水中残存的有机污染物再经所述纳米陶瓷滤芯过滤，利用所述纳米陶瓷滤芯表面的氧化石墨烯层将残存的有机污染物截留，使截留后浓盐水中其他一价和二价无机盐和水透过所述纳米陶瓷滤芯；
经上述预处理后的浓盐水经所述抽吸泵抽吸后排出，排出后的出水再经后续蒸发结晶系统继续进行处理。
所述纳米陶瓷滤芯由片状氧化石墨烯与纳米陶瓷复合而成，具体是采用聚氨酯胶粘剂将片状氧化石墨烯粘附在纳米陶瓷滤芯基体表面，形成改进后的纳米陶瓷滤芯。
所述碳酸钠贮药罐和氢氧化钠贮药罐均采用圆柱形设计，材质为聚乙烯塑料，塑料壁厚5mm。
在所述混凝反应池底内设置有多组水下搅拌机，用于进行连续搅拌，所述混凝反应池水力停留时间设定为1.5-3.0小时。
在所述混凝反应池中对待处理的浓盐水进行处理的过程中，将pH值控制在8.0-9.0。
所述计量泵采用电磁隔膜式计量泵。
所述牺牲阳极采用铝板。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述系统能有效处理工业废水浓盐水中的钙、镁离子和有机污染物，且运行成本低、去除效率高、结构简单、操作方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例所提供浓盐水蒸发结晶预处理系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供浓盐水蒸发结晶预处理系统的整体结构示意图，所述系统包括混凝反应子单元和纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元，各单元所包含的部件及工作关系具体为：
所述混凝反应子单元进一步包括有混凝反应池1、碳酸钠贮药罐2、氢氧化钠贮药罐3和计量泵4，其中：
待处理的浓盐水经进水管5进入所述混凝反应子单元的进水区，再经过布水花墙6后均匀进入所述混凝反应池1；这里，待处理的浓盐水的水质情况如下：COD：300～500mg/L，总硬度：1000～2000mg/L。浓盐水中的COD和总硬度是由废水在经过纳滤或反渗透处理浓缩而产生的，若不经处理，将严重影响后续蒸发结晶系统的运行效能；
再利用所述计量泵4将所述碳酸钠贮药罐2和氢氧化钠贮药罐3中的碳酸钠和氢氧化钠投加至所述混凝反应池1中，对待处理的浓盐水进行处理，使待处理的浓盐水中的钙、镁离子最大限度地被沉淀去除；上述浓盐水中的钙、镁离子会对蒸发结晶过程产生干扰，具体来说：钙离子与浓盐水中的硫酸根离子结合形成硫酸钙、镁离子形成氢氧化镁，沉淀物沉积在蒸发装置内部的热交换管的表面，形成稳定的结垢，从而导致热传导效率降低，严重结垢可导致蒸发结晶装置丧失功能；
在所述混凝反应池1中处理后的浓盐水经提升泵7提升至所述纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元继续进行处理；
所述纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元进一步包括有直流电源8、牺牲阳极9、纳米陶瓷滤芯10和抽吸泵11，其中：
所述直流电源8用于给所述牺牲阳极9和纳米陶瓷滤芯10供电；
经提升泵7传送来的浓盐水首先与所述牺牲阳极9产生的Al(OH)3发生混凝、凝聚反应，形成絮体沉淀，将浓盐水中的大部分有机污染物去除；
浓盐水中残存的有机污染物再经所述纳米陶瓷滤芯10过滤，利用所述纳米陶瓷滤芯10表面的氧化石墨烯层将残存的有机污染物截留，使截留后浓盐水中其他一价和二价无机盐和水透过所述纳米陶瓷滤芯10；
经上述预处理后的浓盐水经所述抽吸泵11抽吸后排出，排出后的出水再经后续蒸发结晶系统继续进行处理。
具体实现过程中，所述纳米陶瓷滤芯10由片状氧化石墨烯与纳米陶瓷复合而成，具体是采用聚氨酯胶粘剂将片状氧化石墨烯(纯度：>99wt％；厚度：0.80-1.20nm；层数：3层)粘附在纳米陶瓷滤芯基体表面，形成改进后的纳米陶瓷滤芯，该氧化石墨烯层具有选择性截留水中有机污染物的能力，水中其他一价和二价无机盐和水可透过该纳米陶瓷滤芯。
上述碳酸钠贮药罐2和氢氧化钠贮药罐3均采用圆柱形设计，材质为聚乙烯塑料，塑料壁厚5mm。
另外，在所述混凝反应池底内还可设置多组水下搅拌机12，用于进行连续搅拌，所述混凝反应池水力停留时间设定为1.5-3.0小时，同时在所述混凝反应池中对待处理的浓盐水进行处理的过程中，可以将pH值控制在8.0-9.0，运行过程中，浓盐水中的钙、镁离子分别和碳酸钠和氢氧化钠反应得以去除，发生的反应如下：
具体实现中，上述计量泵采用电磁隔膜式计量泵，上述牺牲阳极采用铝板。
经过上述浓盐水蒸发结晶预处理系统处理后，处理后浓盐水中COD<5mg/L，总硬度<10mg/L，满足了后继处理要求。
下面以具体的实例对上述系统处理后的浓盐水性能进行说明：
实施例一、取北汽集团镇江公司汽车废水处理站浓盐水作为原水，经本发明浓盐水蒸发结晶预处理系统处理，处理前后浓盐水中的COD和总硬度的含量及去除率如下表1所示：
表1 浓盐水经蒸发结晶预处理系统处理前后变化表
实施例二、取北汽集团广州公司汽车废水处理站浓盐水作为原水，经本发明浓盐水蒸发结晶预处理系统处理，处理前后浓盐水中的COD和总硬度的含量及去除率如下表2所示：
表2 浓盐水经蒸发结晶预处理系统处理前后变化表
由此可见，该系统可把浓盐水中绝大部分钙、镁离子和有机污染物去除，使后续蒸发结晶系统的有效分盐成为可能，浓盐水经所述系统预处理后，再经后续蒸发结晶系统处理，浓盐水最终可分成氯化钠和硫酸钠两类结晶盐。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种浓盐水蒸发结晶预处理系统，其特征在于，所述系统包括混凝反应子单元和纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元，其中：
所述混凝反应子单元进一步包括有混凝反应池、碳酸钠贮药罐、氢氧化钠贮药罐和计量泵，其中：
待处理的浓盐水经进水管进入所述混凝反应子单元的进水区，再经过布水花墙后均匀进入所述混凝反应池；
再利用所述计量泵将所述碳酸钠贮药罐和氢氧化钠贮药罐中的碳酸钠和氢氧化钠投加至所述混凝反应池中，对待处理的浓盐水进行处理，使待处理的浓盐水中的钙、镁离子被沉淀去除；
在所述混凝反应池中处理后的浓盐水经提升泵提升至所述纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元继续进行处理；
所述纳米陶瓷过滤及电化学氧化耦合水处理子单元进一步包括有直流电源、牺牲阳极、纳米陶瓷滤芯和抽吸泵，其中：
所述直流电源用于给所述牺牲阳极和纳米陶瓷滤芯供电；
经提升泵传送来的浓盐水首先与所述牺牲阳极产生的Al(OH)3发生混凝、凝聚反应，形成絮体沉淀，将浓盐水中的有机污染物去除；
浓盐水中残存的有机污染物再经所述纳米陶瓷滤芯过滤，利用所述纳米陶瓷滤芯表面的氧化石墨烯层将残存的有机污染物截留，使截留后浓盐水中其他一价和二价无机盐和水透过所述纳米陶瓷滤芯；
经上述预处理后的浓盐水经所述抽吸泵抽吸后排出，排出后的出水再经后续蒸发结晶系统继续进行处理。
2.如权利要求1所述浓盐水蒸发结晶预处理系统，其特征在于，所述纳米陶瓷滤芯由片状氧化石墨烯与纳米陶瓷复合而成，具体是采用聚氨酯胶粘剂将片状氧化石墨烯粘附在纳米陶瓷滤芯基体表面，形成改进后的纳米陶瓷滤芯。
3.如权利要求1所述浓盐水蒸发结晶预处理系统，其特征在于，
所述碳酸钠贮药罐和氢氧化钠贮药罐均采用圆柱形设计，材质为聚乙烯塑料，塑料壁厚5mm。
4.如权利要求1所述浓盐水蒸发结晶预处理系统，其特征在于，
在所述混凝反应池底内设置有多组水下搅拌机，用于进行连续搅拌，所述混凝反应池水力停留时间设定为1.5-3.0小时。
5.如权利要求1所述浓盐水蒸发结晶预处理系统，其特征在于，
在所述混凝反应池中对待处理的浓盐水进行处理的过程中，将pH值控制在8.0-9.0。
6.如权利要求1所述浓盐水蒸发结晶预处理系统，其特征在于，
所述计量泵采用电磁隔膜式计量泵。
7.如权利要求1所述浓盐水蒸发结晶预处理系统，其特征在于，
所述牺牲阳极采用铝板。
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Denomination of invention: A concentrated brine evaporation crystallization pretreatment system Effective date of registration: 20230130 Granted publication date: 20200407 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Beijing Zhongguancun Branch Pledgor: Zhongguancun Zhizhen environmental protection Co.,Ltd. Registration number: Y2023110000040 |
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