CN109019881A - 一种易结垢性含盐废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种易结垢性含盐废水处理方法，包括以下步骤：A、对废水进行初步澄清、过滤，除去废水中的悬浮颗粒；B、第一电渗析器对废水进行离子分组；C、第一隔室产水和第三隔室产水分别独立对废水进行二次浓缩；将第一隔室的产水输送至第二浓缩装置得到相应第一淡水和第一浓水；将第一淡水输送至第一隔室，并向第一隔室中加入纯水；将第三隔室产水输送至第三浓缩装置得到第三淡水和第三浓水；将第三淡水输送至所述第三隔室，并向第三隔室加入纯水共同作为第三隔室给水；该发明能够实现易结垢离子分组，防止在设备内结垢，运行费用低，浓水体积小，回用淡水量大。

Description

一种易结垢性含盐废水处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理方法，特别是一种易结垢性含盐废水处理方法。

背景技术

随着我国缺水问题的日益恶化，北方地区地下水超采问题严峻。工业用水是我国水资源使用大户，我国长期规划工业废水要达到80％以上的回用率，而目前一般仅为50％左右，因此工业废水的中水回用将有很大的增长空间。同时，我国环保政策要求火力发电厂、电镀、煤化工等行业实现废水零排放。

但是当前工业废水的中水生产成本过高，中水水质不佳，废水零排放投资和运行费用高昂，给废水的回收利用带来的挑战。对于一些工业废水，例如脱硫废水、循环冷却水排污水、反渗透浓水、矿井水、苦咸水等，其水质具有结垢倾向高、离子组成复杂和含盐量高等特点，极易给废水处理设备带来结垢问题。为了解决膜法回收淡水再利用，或者采用蒸发结晶系统进行零排放处理中的设备结垢问题，必须先对易结垢性废水进行软化预处理。但常规的双碱法软化预处理工艺，需要添加大量的化学药剂，药剂费用高昂，且产生大量的污泥。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易结垢性含盐废水处理方法，该发明能够实现易结垢离子分组，防止在设备内结垢，运行费用低，浓水体积小，回用淡水量大。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：一种易结垢性含盐废水处理方法，包括以下步骤：

A、对废水进行初步澄清、过滤，除去废水中的悬浮颗粒；

B、第一电渗析器对废水进行离子分组；

第一电渗析器具有相互隔离的四种隔室，其中第一隔室和第三隔室为浓室，第二隔室和第四隔室为淡室，每种隔室对应着进水和出水的水流单元，每个水流单元包括给水水箱和产水水箱；

第一电渗析器首次启动运行时，向第二隔室和第四隔室中通入步骤A获得的产水，向第一隔室和第三隔室中加入纯水；

第一电渗析器处于运行状态时，第四隔室产水输送至第二隔室的进水端；第二隔室的产水回用于生产；

C、第一隔室产水和第三隔室产水分别独立对废水进行二次浓缩；

将第一隔室的产水输送至第二浓缩装置得到相应第一淡水和第一浓水；将第一淡水输送至第一隔室，并向第一隔室中加入纯水；

将第三隔室产水输送至第三浓缩装置得到第三淡水和第三浓水；将第三淡水输送至所述第三隔室，并向第三隔室加入纯水共同作为第三隔室给水。

进一步改进，所述第一电渗析器包括阳极板、膜堆、阴极板和固定密封膜堆的压紧板；所述膜堆包括多组第一膜对和相同数量的第二膜对；其中第一膜对和第二膜对交替设置；

所述第一膜对包括具有隔室的隔板，透过单价阳离子和多价阳离子的第一阳离子交换膜，透过单价阴离子和多价阴离子的第一阴离子交换膜；第一膜对设置的方式为：隔板-第一阴离子交换膜-隔板-第一阳离子交换膜；

所述第二膜对包括所述隔板，第二阳离子交换膜，第二阴离子交换膜，第二阳离子交换膜为选择性透过单价阳离子的单价选择性阳离子交换膜，第二阴离子交换膜为选择性透过单价阴离子的单价选择性阴离子交换膜；所述第二膜对设置的方式为：隔板-第二阴离子交换膜-隔板-第二阳离子交换膜；

与所述阳极板相邻的所述第一膜对和所述阳极板之间还装有一第三阳离子交换膜；

每一组所述第一膜对和同组的第二膜对中具有四个所述隔室分别为第一隔室、第二隔室、第三隔室和第四隔室。

本发明通过第一膜对和第二膜对交替设置；第一膜对设置的方式为：隔板-第一阴离子交换膜-隔板-第一阳离子交换膜；所述第二膜对设置的方式为：隔板-第二阴离子交换膜-隔板-第二阳离子交换膜；通过上述设置，所述第一膜对和同组的第二膜对中具有四个隔室，分别为由第三阳离子交换膜或第二阳离子交换膜和第一阴离子交换膜之间的第一隔室，第一阴离子交换膜和第一阳离子交换膜之间的第二隔室，第一阳离子交换膜和第二阴离子交换膜之间的第三隔室，第二阴离子交换膜和第二阳离子交换膜之间的第四隔室，分别可以进入四种液体。待处理的废水溶液中包含有多种离子，主要有Aⁿ⁺、B^n-、C⁺和D^-，其中Aⁿ⁺代表包括钙离子、镁离子、铁离子、铜离子等多价阳离子，B^n-代表硫酸根离子、磷酸根离子、碳酸根离子等多价阴离子，C⁺代表如钠离子、钾离子、铵根离子等单价阳离子，D^-代表如氯离子、硝酸根离子等单价阴离子，钙离子、镁离子与硫酸根离子、磷酸根离子、碳酸根离子之间容易结合形成沉淀，造成电渗析设备结垢。其中第一隔室和第三隔室为浓缩室，第二隔室和第四隔室为淡化室，第一隔室和第三隔室中通入不含多价离子的水溶液，第二隔室和第四隔室中通入待处理的废水溶液。在电驱动作用力下，第二隔室待处理的废液中Aⁿ⁺和C⁺通过第一阳离子交换膜迁入第三隔室，B^n-和D^-透过第一阴离子交换膜迁入第一隔室，获得单价和多价离子均被脱除的淡水。第四隔室内废水中的C⁺透过第二阳离子交换膜迁入第一隔室，D^-透过第二阴离子交换膜迁入第三隔室，获得单价离子被脱除的仅含Aⁿ⁺和B^n-的淡水，淡水输送至第二隔室进水端进一步进行淡化处理。经过本发明的作用，第一隔室中形成了B^n-、C⁺和D^-离子组成的浓水，第三隔室中形成了有Aⁿ⁺、C⁺和D^-离子组成的浓水，在第一隔室和第三隔室中形成不易结垢的溶液，并通过第二浓缩装置和第三浓缩装置对第一浓水和第二浓水进行浓缩，有效提高废水的体用率，提高需要末端处理的浓水浓度，减小末端浓水的体积。另一方面，本发明中四种所述隔室分别具备单独的水流通道，每一个隔室通过与其对应的水流通道连通相应的给水水箱和产水水箱，仅第二隔室的进水与第四隔室的出水相关联，利于本方法的实施和操作，减少了各隔室之间进出水的相互干扰和牵制。

本发明中所要处理的废水包括脱硫废水、循环冷却水排污水、反渗透浓水、矿井水、苦咸水等。

本发明中所述第一阳离子交换膜能透过单价阳离子和多价阳离子，第一阴离子交换膜能透过单价阴离子和多价阴离子；所述第二阳离子交换膜和第三阳离子交换膜均为单价选择性阳离子交换膜，单价阳离子可以不受限制自由透过第二阳离子交换膜，而多价阳离子的透过率不超过10％；所述第二阴离子交换膜为单价选择性阴离子交换膜，单价阴离子可以不受限制自由透过第二阴离子交换膜，而多价阴离子的透过率不超过2％。

进一步改进，所述隔板包括中间板和位于中间板两侧的支撑板；所述中间板中部为铺有隔网的隔室，中间板的上端和下端分别设有数量相同位置对应的多个集水孔；位于所述中间板一侧的所述集水孔包括水流孔和连通孔；所述连通孔的长度小于所述水流孔的长度；每一块中间板上端和下端的连通孔交错设置；在所述中间板的上端和下端分别设有数量相同的流道，所述流道一端连通其所在中间板的隔室，所述流道的另一端指向与其同侧的所述连通孔；

所述支撑板中部设有连通所述隔室的第一孔，所述支撑板的上端和下端设有数量和位置与集水孔相同的第二孔，第二孔的大小与所述水流孔相同；

所述中间板上端的连通孔以及与该连通孔对应位置的其两侧的第二孔构成所述隔板的出水孔或进水孔；所述中间板下端的连通孔以及与该连通孔对应位置的其两侧的第二孔构成所述隔板的进水孔或出水孔；位于所述中间板上端或者下端的所述流道指向其对应的所述连通孔的一端位于两侧所述支撑板的所述第二孔之间；所述流道的剩余部分由两侧的所述支撑板覆盖。

本发明中通过将隔板设置为三层夹芯结构，即位于中间的中间板和位于中间板两侧的支撑板，支撑板将中间板上的流道覆盖，防止第一阳离子交换膜、第一阴离子交换膜、第二阳离子交换膜或者第二阴离子交换膜由于来自压紧板的紧固压力在流道处产生压痕，避免离子交换膜凹陷入流道中，一方面防止流道阻塞，另一方面还能防止流道阻塞后水流不畅造成热扩散慢而发生烧膜现象；因此本发明针对废水进行离子重组分离的过程中，隔室与隔室之间分离效果好，各离子交换膜受到两侧支撑板的保护，防止离子交换膜出现压痕，利于延长本发明的使用寿命，具有良好的分离重组效果，安全可靠。

进一步改进，位于所述中间板上侧或者下侧的多个所述流道从其对应的所述连通孔向着其所在中间板的所述隔室呈放射状设置。由于支撑板的支撑作用，可以避免膜对中相邻两块隔板的流道交叉处在流道两侧均产生对离子交换膜的压力，从而避免离子交换膜在流道交叉处两侧面均产生压痕，因此三层夹芯结构的隔板流道的设置不受相邻两块隔板流道不能交叉的限制，即相邻两隔板的流道可以交叉设置，提高流道设置的均匀性，因而流道能够在隔室一端分布的范围较广较均匀，保证隔室进水或者出水均匀，防止产生流动的死区。

进一步改进，每一条所述流道从所述隔室向其对应的所述连通孔的转向处为圆弧状，圆弧半径为5至10mm。流道在拐弯处呈圆弧状设计，圆滑的流道减小了水流阻力，同时还可以减轻水中颗粒物的沉淀造成流道的阻塞。

进一步改进，所述中间板上端或者下端的所述集水孔的数量为4n个，n为正整数；所述中间板上端或者下端的所述连通孔的数量为n个。例如本发明中将第一隔板下端的左边第1个集水孔开始设置连通孔，并在相隔3个水流孔的第5个、第9个、第13个集水孔位置也设置连通孔。对应的，该隔板上端的左边第3个集水孔开始设置连通孔，并在相隔3个水流孔的第7个、第11个、第15个集水孔位置也设置连通孔；而第二隔板、第三隔板和第四隔板则按照上述水流孔和连通孔的设置的规律交错设置。在一张中间板上设置多组进水或者出水的连通孔，随着n的增加，隔室的进水或者出水均会更加均匀，也会减小流道拐弯的弧度，降低液体流动的阻力，防止液体中颗粒沉积阻塞流道。

进一步改进，每一块所述中间板位于下端的所述连通孔与位于所述中间板上端的所述连通孔间隔一个所述水流孔交错设置。保证隔室的浓水或者淡水都能充分流动，防止死区的产生。

进一步改进，位于所述隔室两侧的所述流道连通所述隔室的一端均匀分布在所述中间板上，所述流道连通所述连通孔的另一端均匀分布在所述中间板上。进一步均匀流道在隔室进水或者出水一侧的分布，使得隔室的布水更加均匀，防止隔室中产生死区。

优选每一条所述流道宽度相等，每一条流道的宽度为0.5至2.5mm，每个所述连通孔对应的流道数量为5至15条；所述中间板的厚度为0.3至1mm；所述支撑板厚度为0.15至0.5mm。结合流道选择的宽度和支撑板的厚度，以保证支撑板在0.5Mpa压强下支撑板在流道处不产生明显压痕。

优选所述第二浓缩装置或者第三浓缩装置为第二电渗析器或者碟管式反渗透系统。采用上述装置对第一隔室的产水和第三隔室的产水进一步浓缩减量，利于减小废水的体积，提高废水的浓度，提高废水利用率。

通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：将易结垢性废水只需经过简单澄清和过滤的预处理即直接进入第一电渗析器，在电驱动的作用下，第一电渗析器第二隔室利用其两侧的离子交换膜对第二隔室溶液中的离子进行分组重组，第一隔室中形成了B^n-、C⁺和D^-离子组成的浓水，第三隔室中形成了Aⁿ⁺、C⁺和D^-离子组成的浓水，在第一隔室和第三隔室中形成不易结垢的溶液；第四隔室中的C⁺和D^-分别进入其两侧的第一隔室和第三隔室，而第四隔室中的产水通入第二隔室，实现对Aⁿ⁺和B^n-进行较彻底的分离，解决了后续电渗析设备或高压反渗透系统中的结垢难题；另外本发明中第一隔室产水和第三隔室产水分别独立对废水进行二次浓缩，通过第二浓缩装置或者第三浓缩装置获得第一浓水和第二浓水的溶解性总固体含量为10％至16％；在浓缩的同时产生的第一淡水和第二淡水能够循环利重新通入至第一隔室和第三隔室；本发明的第一隔室和第三隔室的进水是第一淡水和第二淡水分别配合补入的纯水，有效减少纯水的使用，有效降低运行成本。通过本发明所述的方法废水的总回收率高达87％，减少了设备使用和投入，避免添加软化用化学药剂，无软化污泥产生。

从而实现本发明的上述目的。

附图说明

图1是本发明涉及的一种易结垢性含盐废水处理方法的工艺流程图；

图2是本发明中第一电渗析器的结构示意图；

图3是本发明中第一电渗析器对废水中的易结垢离子分组的原理图；

图4是本发明中第一膜对和第二膜对的剖面图；

图5是本发明中具有三层夹芯结构的隔板的局部立体示意图；

图6是本发明中中间板的主视图；

图7是本发明中支撑板的主视图。

图中：

第一电渗析器100；第一膜对1；第一阳离子交换膜11；第一阴离子交换膜12；第二膜对2；第二阳离子交换膜21；第二阴离子交换膜22；隔板3；第一隔板3a；第二隔板3b；第三隔板3c；第四隔板3d；隔室31；第一隔室31a；第二隔室31b；第三隔室31c；第四隔室31d；中间板32；集水孔321；水流孔322；连通孔323；流道324；隔网325；支撑板33；第一孔331；第二孔332；第三阳离子交换膜4；第二浓缩装置5；第三浓缩装置6。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1至图7所示，本发明公开一种易结垢性含盐废水处理方法，包括以下步骤：

A、对废水进行初步澄清、过滤，除去废水中的悬浮颗粒；

首先对废水进行中和、混凝和沉淀处理，向废水中加入氢氧化钙将废水的pH值调节到9至9.5，向废水中加入有机硫、混凝剂，其中有机硫加入量为10至100mg/L，聚合硫酸氯化铁(混凝剂)40至120mg/L，将上述废水通入三联箱进行初步澄清后进行过滤，过滤后废水中的悬浮固体小于5mg/L，防止造成设备污堵；

B、第一电渗析器100对废水进行离子分组；

第一电渗析器100具有相互隔离的四种隔室31，其中第一隔室31a和第三隔室31c为浓室，第二隔室31b和第四隔室31d为淡室，每种隔室31对应着进水和出水的水流单元，每个水流单元包括给水水箱和产水水箱；

第一电渗析器100首次启动运行时，向第二隔室31b和第四隔室31d中通入步骤A获得的产水，向第一隔室31a和第三隔室31c中加入纯水；

第一电渗析器100处于运行状态时，第四隔室31d产水输送至第二隔室31b的进水端；第二隔室31b的产水回用于生产；

C、第一隔室31a产水和第三隔室31c产水分别独立对废水进行二次浓缩；

将第一隔室31a的产水输送至第二浓缩装置5得到相应第一淡水和第一浓水；将第一淡水输送至第一隔室31a进水端，并向第一隔室31a中加入纯水；

将第三隔室31c产水输送至第三浓缩装置6得到第三淡水和第三浓水；将第三淡水输送至所述第三隔室31c进水端，并向第三隔室31c加入纯水共同作为第三隔室31c给水。

本实施例中将易结垢性废水只需经过简单澄清和过滤预处理即直接进入第一电渗析器100，在电驱动的作用下，第一电渗析器100第二隔室31b利用其两侧的离子交换膜对第二隔室31b溶液中的离子进行分组重组，第一隔室31a中形成了B^n-、C⁺和D^-离子组成的浓水，第三隔室31c中形成了Aⁿ⁺、C⁺和D^-离子组成的浓水，在第一隔室31a和第三隔室31c中形成不易结垢的溶液，解决了后续电渗析设备或高压反渗透系统中的结垢难题；第四隔室31d中的C⁺和D^-分别进入其两侧的第一隔室31a和第三隔室31c，而第四隔室31d中的产水通入第二隔室31b，实现对Aⁿ⁺和B^n-较彻底的分离；另外本发明中第一隔室31a产水和第三隔室31c产水分别独立对废水进行二次浓缩，通过第二浓缩装置5或者第三浓缩装置6获得第一浓水和第二浓水的溶解性总固体含量为10％至16％；在浓缩的同时产生的第一淡水和第二淡水能够重新通入至第一隔室31a和第三隔室31c实现循环利用；本发明的第一隔室31a和第三隔室31c的进水是第一淡水和第二淡水分别配合补入的纯水，有效减少纯水的使用，有效降低运行成本。通过本发明所述的方法废水的总回收率高达87％，减少设备使用和投入，避免添加软化用化学药剂，无软化污泥产生。

本实施例中所述第一电渗析器100包括阳极板、膜堆、阴极板和固定密封膜堆的压紧板；所述膜堆包括多组第一膜对1和相同数量的第二膜对2；其中第一膜对1和第二膜对2交替设置；

所述第一膜对1依次包括隔板3-第一阴离子交换膜12-隔板3-第一阳离子交换膜11；

所述第二膜对2依次包括隔板3-第二阴离子交换膜22-隔板3-第二阳离子交换膜21；

与所述阳极板相邻的所述第一膜对1和所述阳极板之间还装有一第三阳离子交换膜4；

每一组所述第一膜对1和同组的第二膜对2中具有四个所述隔室31分别为第一隔室31a、第二隔室31b、第三隔室31c和第四隔室31d。

本发明通过第一膜对1和第二膜对2交替设置；第一膜对1设置的方式为：隔板3-第一阴离子交换膜12-隔板3-第一阳离子交换膜11；所述第二膜对2设置的方式为：隔板3-第二阴离子交换膜22-隔板3-第二阳离子交换膜21；通过上述设置，所述第一膜对1和同组的第二膜对2中具有四个隔室31，分别为由单价选择性阳离子交换膜或第二阳离子交换膜21和第一阴离子交换膜12之间的第一隔室31a，第一阴离子交换膜12和第一阳离子交换膜11之间的第二隔室31b，第一阳离子交换膜11和第二阴离子交换膜22之间的第三隔室31c，第二阴离子交换膜22和第二阳离子交换膜21之间的第四隔室31d，分别可以进入四种液体。待处理的废水溶液中包含有多种离子，主要有Aⁿ⁺、B^n-、C⁺和D^-，其中Aⁿ⁺代表包括钙离子、镁离子、铁离子、铜离子等多价阳离子，B^n-代表硫酸根离子、磷酸根离子、碳酸根离子等多价阴离子，C⁺代表如钠离子、钾离子、铵根离子等单价阳离子，D^-代表如氯离子、硝酸根离子等单价阴离子，钙离子、镁离子与硫酸根离子、磷酸根离子、碳酸根离子之间容易结合形成沉淀，造成电渗析设备结垢。其中第一隔室31a和第三隔室31c为浓缩室，第二隔室31b和第四隔室31d为淡化室，第一隔室31a和第三隔室31c中通入不含多价离子的水溶液，第二隔室31b和第四隔室31d中通入待处理的废水溶液。在电驱动作用力下，第二隔室31b待处理的废液中Aⁿ⁺和C⁺通过第一阳离子交换膜11迁入第三隔室31c，B^n-和D^-透过第一阴离子交换膜12迁入第一隔室31a，获得单价和多价离子均被脱除的淡水。第四隔室31d内废水中的C⁺透过第二阳离子交换膜21迁入第一隔室31a，D^-透过第二阴离子交换膜22迁入第三隔室31c，获得单价离子被脱除的仅含Aⁿ⁺和B^n-的淡水，淡水输送至第二隔室31b进水端进一步进行淡化处理。经过本发明的作用，第一隔室31a中形成了B^n-、C⁺和D^-离子组成的浓水，第三隔室31c中形成了Aⁿ⁺、C⁺和D^-离子组成的浓水，在第一隔室31a和第三隔室31c中形成不易结垢的溶液，并通过第二浓缩装置5和第三浓缩装置6对第一浓水和第二浓水进行浓缩，有效提高废水的体用率，提高需要末端处理的浓水浓度，减小末端浓水的体积。另一方面，本发明中四种所述隔室31分别具备单独的水流通道，每一个隔室31通过与其对应的水流通道连通相应的给水水箱和产水水箱，仅第二隔室31b的进水与第四隔室31d的出水相关联，利于本方法的实施和操作，减少了各隔室31之间进出水的相互干扰和牵制。

本发明中所要处理的废水包括脱硫废水、循环冷却水排污水、反渗透浓水、矿井水、苦咸水等。

本发明中所述第一阳离子交换膜11能透过单价阳离子和多价阳离子，第一阴离子交换膜12能透过单价阴离子和多价阴离子；所述第二阳离子交换膜21和第三阳离子交换膜4均为单价选择性阳离子交换膜，单价阳离子可以不受限制自由透过第二阳离子交换膜21，而多价阳离子的透过率不超过10％；所述第二阴离子交换膜22为单价选择性阴离子交换膜，单价阴离子可以不受限制自由透过第二阴离子交换膜22，而多价阴离子的透过率不超过2％。

本实施例中所述隔板3包括中间板32和位于中间板32两侧的支撑板33；所述中间板32中部为铺有隔网325的隔室31，中间板32的上端和下端分别设有数量相同位置对应的多个集水孔321；位于所述中间板32一侧的所述集水孔321包括水流孔322和连通孔323；所述连通孔323的长度小于所述水流孔322的长度；每一块中间板32上端和下端的连通孔323交错设置；在所述中间板32的上端和下端分别设有数量相同的流道324，所述流道324一端连通其所在中间板32的隔室31，所述流道324的另一端指向与其同侧的所述连通孔323；

所述支撑板33中部设有连通所述隔室31的第一孔331，所述支撑板33的上端和下端设有数量和位置与集水孔321相同的第二孔332，第二孔332的大小与所述水流孔322相同；

所述中间板32上端的连通孔323以及与该连通孔323对应位置的其两侧的第二孔332构成所述隔板3的出水孔或进水孔；所述中间板32下端的连通孔323以及与该连通孔323对应位置的其两侧的第二孔332构成所述隔板3的进水孔或出水孔；位于所述中间板32上端或者下端的所述流道324指向其对应的所述连通孔323的一端位于两侧所述支撑板33的所述第二孔332之间；所述流道324的剩余部分由两侧的所述支撑板33覆盖。

本实施例中通过将隔板3设置为三层夹芯结构，即位于中间的中间板32和位于中间板32两侧的支撑板33，支撑板33将中间板32上的流道324覆盖，防止第一阳离子交换膜11、第一阴离子交换膜12、第二阳离子交换膜21或者第二阴离子交换膜22由于来自压紧板的紧固压力在流道324处产生压痕，避免离子交换膜凹陷入流道324中，一方面防止流道324阻塞，另一方面还能防止流道324阻塞后水流不畅造成热扩散慢而发生烧膜现象；因此本发明针对废水进行离子重组分离的过程中，隔室31与隔室31之间分离效果好，各离子交换膜受到两侧支撑板33的保护，防止离子交换膜出现压痕，利于延长本发明的使用寿命，具有良好的分离重组效果，安全可靠。

本实施例中位于所述中间板32上侧或者下侧的多个所述流道324从其对应的所述连通孔323向着其所在中间板32的所述隔室31呈放射状设置。由于支撑板33的支撑作用，可以避免膜对中相邻两块隔板3的流道324交叉处在流道324两侧均产生对离子交换膜的压力，从而避免离子交换膜在流道324交叉处两侧面均产生压痕，因此三层夹芯结构的隔板3流道324的设置不受相邻两块隔板3流道324不能交叉的限制，即相邻两隔板3的流道324可以交叉设置，提高流道324设置的均匀性，因而流道324能够在隔室31一端分布的范围较广较均匀，保证隔室31进水或者出水均匀，防止产生流动的死区。

本实施例中每一条所述流道324从所述隔室31向其对应的所述连通孔323的转向处为圆弧状，圆弧半径为5至10mm。流道324在拐弯处呈圆弧状设计，圆滑的流道324减小了水流阻力，同时还可以减轻水中颗粒物的沉淀造成流道324的阻塞。

本实施例中所述中间板32上端或者下端的所述集水孔321的数量为4n个，n为正整数；所述中间板32上端或者下端的所述连通孔323的数量为n个。例如本发明中将第一隔板3a下端的左边第1个集水孔321开始设置连通孔323，并在相隔3个水流孔322的第5个、第9个、第13个集水孔321位置也设置连通孔323。对应的，该隔板3上端的左边第3个集水孔321开始设置连通孔323，并在相隔3个水流孔322的第7个、第11个、第15个集水孔321位置也设置连通孔323；而第二隔板3b、第三隔板3c和第四隔板3d则按照上述水流孔322和连通孔323的设置的规律交错设置。在一张中间板32上设置多组进水或者出水的连通孔323，随着n的增加，隔室31的进水或者出水均会更加均匀，也会减小流道324拐弯的弧度，降低液体流动的阻力，防止液体中颗粒沉积阻塞流道324。

本实施例中每一块所述中间板32位于下端的所述连通孔323与位于所述中间板32上端的所述连通孔323间隔一个所述水流孔322交错设置。保证隔室31的浓水或者淡水都能充分流动，防止死区的产生。

本实施例中位于所述隔室31两侧的所述流道324连通所述隔室31的一端均匀分布在所述中间板32上，所述流道324连通所述连通孔323的另一端均匀分布在所述中间板32上。进一步均匀流道324在隔室31进水或者出水一侧的分布，使得隔室31的布水更加均匀，防止隔室31中产生死区。

本实施例中优选每一条所述流道324宽度相等，每一条流道324的宽度为0.5至2.5mm，每个所述连通孔323对应的流道324数量为5至15条；所述中间板32的厚度为0.3至1mm；所述支撑板33厚度为0.15至0.5mm。结合流道324选择的宽度和支撑板33的厚度，以保证支撑板33在0.5Mpa压强下支撑板33在流道324处不产生明显压痕。

本实施例中优选所述第二浓缩装置5或者第三浓缩装置6为第二电渗析器或者碟管式反渗透系统。采用上述装置对第一隔室31a的产水和第三隔室31c的产水进一步浓缩减量，利于减小废水的体积，提高废水的浓度，提高废水利用率。

使用实施例对将某电厂产生的冷却水排污废水进行处理，取10m³/h废水经预处理后再通过超滤膜系统处理，去除悬浮颗粒物等。然后废水再进入第一电渗析器100的第二隔室31b和第四隔室31d的给水水箱，其中2m³/h的废水进入第二隔室31b的给水水箱，8m³/h的进入第四隔室31d的给水水箱，第一隔室31a的给水水箱和第三隔室31c的给水水箱中加入适量自来水，其中第一隔室31a的给水水箱纯水补入的量为0.5m³/h,第三隔室31c的给水水箱纯水补入的量为0.8m³/h，第二隔室31b废水中的氯离子、硫酸根等阴离子进入第一隔室31a，钙离子、镁离子、钠离子等阳离子进入第三隔室31c，第四隔室31d中的钠离子和钾离子等单价阳离子进入第一隔室31a，第四隔室31d中的氯离子、硝酸根离子等单价阴离子进入第三隔室31c。其中第二隔室31b和第四隔室31d进水的比例需要根据废水的具体水质情况确定，涉及到第一电渗析器100内的水平衡和盐平衡的计算，在极端情况下可能10m3/h的废水全部通入至第四隔室31d；第一隔室31a需要补入的纯水量为第一隔室31a最终经过第二浓缩装置5处理后剩余的浓水量；第三隔室31c需要补入的纯水量为为第三隔室31c最终经过第二浓缩装置5处理后剩余的浓水量。第一电渗析器100的每对膜之间的操作电压为0.5V至1.2V，隔室31内水流速度5cm/s。将第四隔室31d的产水，其流量为8m³/h，全部输入第二隔室31b的给水水箱，将第二隔室31b的产水回用至循环冷却塔作为补给水，第二隔室31b产水的电导率为1000us/cm，产量10m³/h。第一隔室31a的产水经过电渗析系统处理得到第一浓水和第一淡水，其中第一浓水的量为0.5m³/h，含盐量12.5％，第一淡水的电导率8000us/cm，控制第二电渗析器膜对间操作电压为0.8～1.1V，隔室31内水流速度6cm/s。第一淡水回流至第一隔室31a的给水水箱，同时补入适量的纯水。第三隔室31c的出水经过第二电渗析器处理，得到第二浓水和第二淡水，第二浓水的量为0.8m³/h,含盐量13％，第二淡水电导率10000us/cm，控制第二电渗析器膜对间操作电压为0.8～1.1V，隔室31内水流速度6cm/s。第二淡水回流第三隔室31c的给水水箱中，同时补入适量的纯水。

通过上述实施例可将脱硫废水中易结垢的硫酸钙、亚硫酸镁、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化镁进行离子重组，形成难以结垢的氯化钙、氯化镁和硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠，从而解决了后续电渗析设备或高压反渗透系统中的结垢难题。再进一步通过电渗析系统或高压反渗透系统将重组过后的难结垢性废水中含量为10～16％，实现87％的水回收率。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、对废水进行初步澄清、过滤，除去废水中的悬浮颗粒；

B、第一电渗析器对废水进行离子分组；

第一电渗析器具有相互隔离的四种隔室，其中第一隔室和第三隔室为浓室，第二隔室和第四隔室为淡室，每种隔室对应着进水和出水的水流单元，每个水流单元包括给水水箱和产水水箱；

第一电渗析器首次启动运行时，向第二隔室和第四隔室中通入步骤A获得的产水，向第一隔室和第三隔室中加入纯水；

第一电渗析器处于运行状态后，第四隔室产水输送至第二隔室的进水端；第二隔室的产水回用于生产；

C、第一隔室产水和第三隔室产水分别独立对废水进行二次浓缩；

将第一隔室的产水输送至第二浓缩装置得到相应第一淡水和第一浓水；将第一淡水输送至第一隔室，并向第一隔室中加入纯水；

将第三隔室产水输送至第三浓缩装置得到第三淡水和第三浓水；将第三淡水输送至所述第三隔室，并向第三隔室加入纯水共同作为第三隔室给水。

2.如权利要求1所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：所述第一电渗析器包括阳极板、膜堆、阴极板和固定密封膜堆的压紧板；所述膜堆包括多组第一膜对和相同数量的第二膜对；其中第一膜对和第二膜对交替设置；

所述第一膜对包括具有隔室的隔板，透过单价阳离子和多价阳离子的第一阳离子交换膜，透过单价阴离子和多价阴离子的第一阴离子交换膜；第一膜对设置的方式为：隔板-第一阴离子交换膜-隔板-第一阳离子交换膜；

所述第二膜对包括所述隔板，第二阳离子交换膜，第二阴离子交换膜，第二阳离子交换膜为选择性透过单价阳离子的单价选择性阳离子交换膜，第二阴离子交换膜为选择性透过单价阴离子的单价选择性阴离子交换膜；所述第二膜对设置的方式为：隔板-第二阴离子交换膜-隔板-第二阳离子交换膜；

与所述阳极板相邻的所述第一膜对和所述阳极板之间还装有一第三阳离子交换膜；

每一组所述第一膜对和同组的第二膜对中具有四个所述隔室分别为第一隔室、第二隔室、第三隔室和第四隔室。

3.如权利要求2所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：所述隔板包括中间板和位于中间板两侧的支撑板；所述中间板中部为铺有隔网的隔室，中间板的上端和下端分别设有数量相同位置对应的多个集水孔；位于所述中间板一侧的所述集水孔包括水流孔和连通孔；所述连通孔的长度小于所述水流孔的长度；每一块中间板上端和下端的连通孔交错设置；在所述中间板的上端和下端分别设有数量相同的流道，所述流道一端连通其所在中间板的隔室，所述流道的另一端指向与其同侧的所述连通孔；

所述支撑板中部设有连通所述隔室的第一孔，所述支撑板的上端和下端设有数量和位置与集水孔相同的第二孔，第二孔的大小与所述水流孔相同；

所述中间板上端的连通孔以及与该连通孔对应位置的其两侧的第二孔构成所述隔板的出水孔或进水孔；所述中间板下端的连通孔以及与该连通孔对应位置的其两侧的第二孔构成所述隔板的进水孔或出水孔；位于所述中间板上端或者下端的所述流道指向其对应的所述连通孔的一端位于两侧所述支撑板的所述第二孔之间；所述流道的剩余部分由两侧的所述支撑板覆盖。

4.如权利要求3所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：位于所述中间板上侧或者下侧的多个所述流道从其对应的所述连通孔向着其所在中间板的所述隔室呈放射状设置。

5.如权利要求4所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：每一条所述流道从所述隔室向其对应的所述连通孔的转向处为圆弧状，圆弧半径为5至10mm。

6.如权利要求4所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：所述中间板上端或者下端的所述集水孔的数量为4n个，n为正整数；所述中间板上端或者下端的所述连通孔的数量为n个。

7.如权利要求3所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：每一块所述中间板位于下端的所述连通孔与位于所述中间板上端的所述连通孔间隔一个所述水流孔交错设置。

8.如权利要求3所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：位于所述隔室两侧的所述流道连通所述隔室的一端均匀分布在所述中间板上，所述流道连通所述连通孔的另一端均匀分布在所述中间板上。

9.如权利要求3所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：每一条所述流道宽度相等，每一条流道的宽度为0.5至2.5mm，每个所述连通孔对应的流道数量为5至15条；所述中间板的厚度为0.3至1mm；所述支撑板厚度为0.15至0.5mm。

10.如权利要求1所述的一种易结垢性含盐废水处理方法，其特征在于：所述第二浓缩装置或者第三浓缩装置为第二电渗析器或者碟管式反渗透系统。