CN108218155A - 一种高盐浓缩液分盐处理方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高盐浓缩液分盐处理方法及系统，涉及环保水处理技术领域。本发明的高盐浓缩液分盐处理方法包括收集高盐浓缩液，用碟管式纳滤膜进行纳滤，得到透过液和浓缩液；将透过液蒸发得氯化钠高倍浓缩液；将浓缩液高级氧化后蒸发得硫酸钠高倍浓缩液；将氯化钠和硫酸钠高倍浓缩液分别进行结晶、干燥，得到氯化钠和硫酸钠固体，该方法流程合理，经济高效，运行稳定，作为一种深度处理技术，有效去除浓缩液中有机物及以无机盐为主的溶解性总固体，回收得到纯度高的氯化钠和硫酸钠固体，实现资源的循环利用，降低危废处理成本，提高经济价值，弥补了现有高盐浓缩液处理技术中的不足，使高盐浓缩液处理达到零排放的目标，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及环保水处理技术领域，尤其是一种高盐浓缩液分盐处理方法及系统。
背景技术
工业废水含有大量酚、氰、油、氨氮等有毒、有害物质，废水所含有机污染物包括酚类、多环芳香族化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等，是一种典型的含有难降解有机物的有机化合物工业废水。此外，其还含有大量以无机盐为主的溶解性总固体。处理过程中，一般先将其预处理，浓缩成高盐浓缩液后再进行后续处理。目前国内处理高盐浓缩液的技术主要采用生化法，经生化处理后又存在色度和浊度很高的特点，因此，要将此类高盐浓缩液处理后达到回用或排放标准，需要采用深度处理的方法。
深度处理技术包括固定化生物法、高级氧化技术、吸附法、反渗透膜处理技术等，单纯的生物氧化法出水中含有一定量的难降解有机物，COD值偏高，不能完全达到排放标准；高级氧化法虽能降解难以生物降解的有机物，但实际的工业应用中存在运行费用高等问题；吸附法虽能较好地除去CODcr，但存在吸附剂的再生和二次污染的问题；反渗透膜处理技术以其优越的截留效果和处理效率被普遍应用。但保证产水达标回用的同时也产生了高盐浓缩液，这部分高盐浓缩液含有较高浓度的有机物和以无机盐为主的溶解性总固体(TDS)类，污染程度很高，如果处理不彻底，不仅对周围环境带来污染和危害，也会对人体健康带来威胁，同时也使工业水零排放不能实现。但由于高盐浓缩液水质复杂，目前处理方法多采用蒸发结晶法、高级氧化+蒸发结晶法彻底去除无机盐和大部分有机物等。直接蒸发结晶工艺直接将高盐浓缩液进行蒸发结晶，高盐浓缩液含有高浓度有机物，在蒸发结晶过程中会发生发泡、跑料等现象严重影响蒸发器正常运行；高级氧化+蒸发结晶法首先采用高级氧化技术去除高浓度有机物，避免蒸发结晶过程中的发泡、跑料等现象，但由于实际工业应用中存在运行费用高和处理量大等问题。以上方法蒸发结晶后产生的固体盐成分复杂，只能作为危废进行处理，而且危废处理也存在成本高的问题。合理化处理是高盐浓缩液处理最终环节的最大难题。
发明内容
本发明的第一发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高盐浓缩液分盐处理方法，该方法流程合理，经济高效，运行稳定，有效去除高盐浓缩液中有机物的同时，将其中的无机盐分类回收，实现资源的循环利用，降低危废处理成本，提高经济价值。
本发明的第二发明目的在于，提供一种高盐浓缩液分盐处理系统，该系统基于上述方法，有效对高盐浓缩液进行处理，回收无机盐，节约成本，提高经济价值。
本发明采用的技术方案如下：
一种高盐浓缩液分盐处理方法，其包括如下处理步骤：
(1)碟管式纳滤：收集高盐浓缩液，用碟管式纳滤膜进行纳滤，得到透过液和浓缩液；
(2)分盐处理：将所述透过液蒸发，得到氯化钠高倍浓缩液；将浓缩液进行高级氧化，然后蒸发得到硫酸钠高倍浓缩液；
(3)结晶、干燥：将所述氯化钠高倍浓缩液和所述硫酸钠高倍浓缩液分别进行结晶、干燥，分别得到氯化钠固体和硫酸钠固体。
需要说明的是，该方法尤其适用于主要含有硫酸钠和氯化钠，同时含有少量硝酸盐和有机物的渗滤液。通过碟管式纳滤膜的分离，透过液主要含氯化钠和少量硝酸盐。硫酸盐截留率大于99%，有机物截留率大于90%。碟管式纳滤膜产生的浓缩液中硫酸钠和有机物被成倍浓缩，同时含有其他一价盐。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理方法，步骤（2）中，所述蒸发至其中溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L。
需要说明的是，溶解性总固体(Total dissolved solids，TDS)是指水中溶解物质的总含量，包括钙镁离子、胶体、悬浮颗粒物、蛋白质、病毒、细菌、微生物及尸体，测量单位为毫克/升(mg/L)，它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理方法，步骤（2）中，浓缩液高级氧化过程中同时加入絮凝剂进行絮凝。
本发明所用高级氧化技术选自但不限于芬顿氧化、UV-芬顿氧化、臭氧氧化、电解氧化技术。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理方法，浓缩液高级氧化至CODCr≤300mg/L。
需要说明的是，CODCr是指采用重铬酸钾(K2Cr207)作为氧化剂测定出的化学耗氧量。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理方法，将进行高级氧化后的浓缩液蒸发至其中溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理方法，所述絮凝剂选自铁-镁-铝无机复合絮凝剂或壳聚糖三元接枝高分子絮凝剂。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理方法，步骤（3）中，氯化钠高倍浓缩液结晶过程中，剩余母液体积为原液体积的2%-3%时停止结晶，取结晶盐得到氯化钠固体，剩余母液进行生化处理。
由于采用了上述技术方案，硝酸盐由于其溶解度高而未结晶，继续存在于2%-3%的蒸发母液中，因而得到的氯化钠纯度较高，具有实用价值。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理方法，所述硫酸钠高倍浓缩液结晶过程中，剩余母液体积为原液体积的2%-5%时停止结晶，取结晶盐得到硫酸钠固体，剩余母液返回碟管式纳滤膜。
由于采用了上述技术方案，液体未完全蒸发，杂盐保留于母液中而未结晶，结晶析出的硫酸钠纯度高，实用价值高。
一种高盐浓缩液分盐处理系统，其包括碟管式纳滤装置、透过液处理装置和浓缩液处理装置，所述透过液处理装置和所述浓缩液处理装置分别连接至所述碟管式纳滤装置；所述透过液处理装置包括依次连接的第一蒸发装置和第一结晶干燥装置；所述浓缩液处理装置包括依次连接的氧化絮凝装置、第二蒸发装置以及第二结晶干燥装置。
本发明的一种高盐浓缩液分盐处理系统，其特征在于，其还包括生化处理装置，所述生化处理装置连接至所述第一结晶干燥装置；所述第二结晶干燥装置连接至所述碟管式纳滤装置。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的高盐浓缩液处理方法及系统，利用碟管式纳滤膜特性将溶解性总固体初步分离成透过液和浓缩液后进行分盐处理。透过液经蒸发浓缩后结晶干燥，浓缩液中因含有的大量有机物质先进行氧化絮凝，然后进行蒸发浓缩、结晶干燥，分别得到杂质较少的氯化钠固体和硫酸钠固体。该方法具有流程合理，经济高效，运行稳定的特点。同时，其作为一种深度处理技术，有效去除浓缩液中有机物及以无机盐为主的溶解性总固体(TDS)，回收得到杂质较少的氯化钠固体和硫酸钠固体，实现资源的循环利用，降低危废处理成本，提高经济价值，很好地弥补了现有高盐浓缩液处理技术中的不足，使高盐浓缩液处理达到“零排放”的目标，在印染、煤化工、制药等行业具有广泛的应用前景。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本发明提供的高盐浓缩液分盐处理系统的结构示意图以及处理方法的流程简示图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种高盐浓缩液分盐处理系统，该系统包括碟管式纳滤装置、透过液处理装置、浓缩液处理装置以及生化处理装置。其中，透过液处理装置和浓缩液处理装置分别连接至碟管式纳滤装置以接收经碟管式纳滤装置处理得到的透过液和浓缩液，并将透过液和浓缩液分别进行处理。生化处理装置连接至透过液处理装置。
透过液处理装置包括依次连接的第一蒸发装置和第一结晶干燥装置，第一蒸发装置将透过液进行热浓缩，得到蒸馏水和氯化钠高倍浓缩液，氯化钠高倍浓缩液进入第一结晶干燥装置进行结晶干燥，得到氯化钠固体和结晶母液，结晶母液进入生化处理装置进行处理。生化处理装置可以是现有技术中的常用处理装置，如厌氧-好氧处理池。
浓缩液处理装置包括依次连接的氧化絮凝装置、第二蒸发装置以及第二结晶干燥装置，氧化絮凝装置中进行浓缩液的高级氧化和絮凝，以除去其中的有机物和重金属离子，随后进入第二蒸发装置进行热浓缩，得到蒸馏水和硫酸钠高倍浓缩液，硫酸钠高倍浓缩液进入第二结晶干燥装置进行结晶干燥，得到硫酸钠固体和结晶母液。第二结晶干燥装置连接至碟管式纳滤装置以将结晶母液导回碟管式纳滤装置进行再次处理。
实施例2
本实施例提供一种高盐浓缩液分盐处理方法，其包括如下处理步骤：
步骤一：收集高盐浓缩液，用碟管式纳滤膜系统进行纳滤，得到透过液和浓缩液。
步骤二：将透过液和浓缩液分别导入透过液处理装置和浓缩液处理装置进行处理。其中，透过液先在透过液处理装置中蒸发热浓缩得到蒸馏水氯化钠高倍浓缩液。浓缩液先经高级氧化，除去有机物，再进行蒸发热浓缩得到蒸馏水硫酸钠高倍浓缩液。
步骤三：然后氯化钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶得到氯化钠固体，硫酸钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶得到硫酸钠固体。
实施例3
本实施例提供一种高盐浓缩液分盐处理方法，其包括如下步骤：
步骤一：收集高盐浓缩液，用碟管式纳滤膜系统进行纳滤，得到透过液和浓缩液。
步骤二：将透过液和浓缩液分别导入透过液处理装置和浓缩液处理装置进行处理。其中，透过液先在透过液处理装置中蒸发热浓缩至溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L，得到蒸馏水氯化钠高倍浓缩液。浓缩液先经臭氧氧化以及絮凝，除去有机物和重金属离子，再进行蒸发热浓缩至溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L，得到蒸馏水硫酸钠高倍浓缩液。
步骤三：然后氯化钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶得到氯化钠固体，硫酸钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶得到硫酸钠固体。
实施例4
本实施例提供一种高盐浓缩液分盐处理方法，其包括如下步骤：
步骤一：收集高盐浓缩液，用碟管式纳滤膜系统进行纳滤，得到透过液和浓缩液。
步骤二：将透过液和浓缩液分别导入透过液处理装置和浓缩液处理装置进行处理。其中，透过液先在透过液处理装置中蒸发热浓缩至溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L，得到蒸馏水氯化钠高倍浓缩液。浓缩液先经UV-芬顿氧化氧化至CODCr≤300mg/L，并经壳聚糖三元接枝高分子絮凝剂絮凝，除去有机物和重金属离子，再进行蒸发热浓缩至溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L，得到蒸馏水硫酸钠高倍浓缩液。
步骤三：然后氯化钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶得到氯化钠固体，硫酸钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶得到硫酸钠固体。
实施例5
本实施例提供一种高盐浓缩液分盐处理方法，其包括如下步骤：
步骤一：收集高盐浓缩液，用碟管式纳滤膜系统进行纳滤，得到透过液和浓缩液。
步骤二：将透过液和浓缩液分别导入透过液处理装置和浓缩液处理装置进行处理。其中，透过液先在透过液处理装置中蒸发热浓缩至溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L，得到蒸馏水氯化钠高倍浓缩液。浓缩液先经臭氧氧化至CODCr≤300mg/L，并经铁-镁-铝无机复合絮凝剂絮凝，除去有机物和重金属离子，再进行蒸发热浓缩至溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L，得到蒸馏水硫酸钠高倍浓缩液。
步骤三：氯化钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶，至剩余母液体积为原液体积的2%-3%时停止结晶，得到氯化钠固体和结晶母液，结晶母液随后进行生化处理。硫酸钠高倍浓缩液进入结晶干燥装置进行结晶，至剩余母液体积为原液体积的2%-5%时停止结晶，得到硫酸钠固体，剩余母液返回碟管式纳滤膜系统。
实施例6
本实施例提供本发明的高盐浓缩液分盐处理方法在实际应用中的效果验证，为其有益效果提供进一步的依据。
按照图1所示的系统及工艺流程图，将某煤化工高盐浓缩液1000kg先经过碟管式纳滤膜处理系统，得到约800kg的透过液和约200kg的浓缩液。浓缩液中含有以硫酸钠为主的无机盐和高盐浓缩液中截留的绝大部分有机物，通过UV-芬顿氧化处理去除有机物，然后进入第二蒸发装置，得到TDS的含量约为5×105-10×105mg/L的硫酸钠高倍浓缩液，蒸发过程中的水蒸气被冷凝后作为回用水，部分母液回流至纳滤膜处理设备继续处理，称重浓缩剩余物，得硫酸钠高倍浓缩液130kg，将硫酸钠高倍浓缩液经干燥器干燥成粉末，得到硫酸钠固体粉末26kg。透过液进入第一蒸发装置，得到TDS的含量约为5×105-8×105mg/L的氯化钠高倍浓缩液，蒸发过程中的水蒸气被冷凝后作为回用水，部分母液回到生化系统继续处理去除其中的硝酸盐，称重浓缩剩余物，得氯化钠高倍浓缩液270kg，将氯化钠高倍浓缩液经干燥器干燥成粉末，得到氯化钠固体粉末54kg。得到的硫酸钠固体粉末和氯化钠固体粉末杂质较少，可实现资源回收。具体处理结果如表1和表2所示。
表1 COD和硫酸钠截留效果
表2 透过液蒸发结晶成份
由表1和表2可知，本发明提供的高盐浓缩液处理方法及系统的处理效果良好，处理得到的产品符合要求。由此可见，本发明提供的高盐浓缩液处理方法及系统流程合理，经济高效，运行稳定。其能有效去除高盐浓缩液中有机物的同时，将其中的无机盐分类回收，实现资源的循环利用，降低危废处理成本，提高经济价值。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，包括如下处理步骤：
(1)碟管式膜纳滤：收集高盐浓缩液，用碟管式纳滤膜进行纳滤，得到透过液和浓缩液；
(2)分盐处理：将所述透过液蒸发，得到氯化钠高倍浓缩液；将浓缩液进行高级氧化，然后蒸发得到硫酸钠高倍浓缩液；
(3)结晶、干燥：将所述氯化钠高倍浓缩液和所述硫酸钠高倍浓缩液分别进行结晶、干燥，分别得到氯化钠固体和硫酸钠固体。
2.根据权利要求1所述的高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，步骤（2）中，所述蒸发至其中溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L。
3.根据权利要求1所述的高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，步骤（2）中，浓缩液高级氧化过程中同时加入絮凝剂进行絮凝。
4.根据权利要求3所述的高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，浓缩液高级氧化至CODCr≤300mg/L。
5.根据权利要求3所述的高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，将进行高级氧化后的浓缩液蒸发至其中溶解性总固体的含量为5×105-8×105mg/L。
6.根据权利要求3所述的高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，所述絮凝剂选自铁-镁-铝无机复合絮凝剂或壳聚糖三元接枝高分子絮凝剂。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，步骤（3）中，氯化钠高倍浓缩液结晶过程中，剩余母液体积为原液体积的2%-3%时停止结晶，取结晶盐得到氯化钠固体，剩余母液进行生化处理。
8.根据权利要求7所述的高盐浓缩液分盐处理方法，其特征在于，所述硫酸钠高倍浓缩液结晶过程中，剩余母液体积为原液体积的2%-5%时停止结晶，取结晶盐得到硫酸钠固体，剩余母液返回碟管式纳滤膜。
9.一种高盐浓缩液分盐处理系统，其特征在于，其包括碟管式纳滤装置、透过液处理装置和浓缩液处理装置，所述透过液处理装置和所述浓缩液处理装置分别连接至所述碟管式纳滤装置；所述透过液处理装置包括依次连接的第一蒸发装置和第一结晶干燥装置；所述浓缩液处理装置包括依次连接的氧化絮凝装置、第二蒸发装置以及第二结晶干燥装置。
10.根据权利要求9所述的高盐浓缩液分盐处理系统，其特征在于，其还包括生化处理装置，所述生化处理装置连接至所述第一结晶干燥装置；所述第二结晶干燥装置连接至所述碟管式纳滤装置。
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