CN110040892A - 高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺及系统，高含盐废水经均质均量、预处理后，所得总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L的低碱度废水；蒸氨废水依次经过过滤处理和蒸发结晶处理后，得到高钙废水；低碱度废水与高钙废水反应，经脱水干燥后得到工业副产石膏；高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其包括调节池、预处理系统、蒸氨废水处理系统、沉淀系统和脱水干燥系统。本发明的优点在于，结合高含盐废水和高钙废水的水质特点，将纯碱生产过程中产生的蒸氨废水与高含盐工业废水联合处理，利用高含盐废水中的硫酸根离子与高钙废水中的钙离子充分反应，以废治废，达到废水零排放的目的，同时副产高品质的氯化钠和工业副产石膏，实现废水零排放和结晶盐资源化循环利用。

Description

高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺及系统
技术领域：
本发明涉及工业废水处理领域，特别涉及一种高含盐废水、高钙工业废水联合处理零排放工艺及系统。
背景技术：
我国是煤炭资源消耗大国，煤化工产业众多。但发展煤化工产业的过程中存在着一定难题，如耗水量大，废水排放污染等等。近些年，水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素,实现工业废水零排放是大势所趋。
近年来，随着技术的进步和技术难点的不断攻克，目前高含盐废水分质盐资源化循环利用技术应可以实现98％的水资源回用，同时副产高品质结晶盐。采用的主要工艺是：预处理、膜浓缩、蒸发结晶。
该方法虽然可实现分盐零排放，具有处理效果好、资源化程度高，得到行业内的普通认可，然而，在实际运行过程中，预处理系统需要加入大量的药剂、需要使用多个模块不断进行精细过滤处理，造成系统药剂使用量大、引入离子增加、运行成本高等。膜浓缩系统运行压力高、回收率低、产水水质波动大、结晶盐品质不稳定等；蒸发结晶系统设备投资费用高，能耗高，运行成本高，且蒸发结晶系统属于高温高压设备，运行风险较大。
在纯碱生产过程中产生的蒸氨废水，具有含盐量高、钙离子含量高、水量大等特点，传统方法是通过蒸发将其浓缩，但由于高浓度钙离子的影响，导致蒸发系统结垢、腐蚀程度严重，不能稳定运行，只能采用蒸发塘进行自然蒸发，造成蒸氨废水大量蓄积，水资源浪费严重，同时严重污染环境，破坏生态。近年来环保要求的不断提高，蒸发塘建设规模受到严格的控制，导致蒸氨废水无法及时处理，严重制约了制碱厂的发展。
本发明结合高含盐废水和高钙废水的水质特点，将纯碱生产产生的蒸氨废水与高含盐工业废水联合处理，利用高盐水中的硫酸根离子与高钙废水中的钙离子充分反应，以废治废，达到废水零排放的目的，同时副产高品质的氯化钠和工业副产石膏，实现废水零排放和结晶盐资源化循环利用，符合绿色循环、可持续发展要求。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种以废治废、副产物价值高、经济效益好、能耗低的高含盐废水、高钙工业废水联合处理零排放工艺。
本发明的第二个目的在于提供一种设备投资低、建设周期短、运行成本低、经济效益好、分盐零排放产物销路好的高含盐废水、高钙工业废水联合处理零排放系统。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，高含盐废水经均质均量、预处理后，所得总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L的低碱度废水；蒸氨废水依次经过过滤处理和蒸发结晶处理后，得到高钙废水；所述低碱度废水与所述高钙废水反应，经脱水干燥后得到工业副产石膏。
进一步的，所述高含盐废水的均质均量具体操作为：将高含盐工业废水输送至调节池内进行水质和水量的调节，得到待处理废水；
所述预处理具体操作为：所述均质均量完成后，对所述待处理废水进行预处理，得到低碱度废水；所述低碱度废水水质指标为：电导率≤100000μs/cm，总硬度(以CaCO3计)＜20mg/L，CODCr浓度≤100mg/L，SiO2浓度≤5mg/L，总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L；所述蒸氨废水的处理具体操作为：蒸氨废水先经过过滤处理，得到过滤水；所述过滤水经蒸发结晶处理，得所述高钙废水；所述高钙废水水质指标为：电导率≥80000μs/cm，Ca2+浓度≥20000mg/L，CODCr浓度≤200mg/L，SiO2浓度≤5mg/L，SO4 2-浓度＜80mg/L；沉淀反应具体操作为：所述蒸氨废水处理完成后，将所述低碱度废水与所述高钙废水按照体积比为1:1～10:1的比例进行混合并充分反应，得到混合溶液，之后对所述混合溶液进行固液分离，所得固体经脱水干燥，得到含水量为5％～30％的所述工业副产石膏。
进一步的，若所述低碱度废水中的氯离子与硫酸根离子的摩尔浓度比＞3:1，需先对所述低碱度废水进行纳滤处理，再将所述纳滤处理所得的纳滤浓水与所述高钙废水反应。
进一步的，所述纳滤处理过程中，所得的纳滤产水经深度浓缩处理后，得到电导率≥140000μs/cm的浓缩液，所述浓缩液进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐。
进一步的，所述深度浓缩为高压平板膜处理、高压反渗透处理、电渗析处理、正渗透处理、MVR蒸发处理、TVR蒸发处理及多效蒸发处理中的一种或任意几种的组合。
进一步的，所述沉淀反应过程中，所述混合溶液进行固液分离后得到的上清液经所述深度浓缩处理后进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐。
进一步的，所述沉淀反应过程中，所述脱水干燥时所得的液体返回至所述调节池。
进一步的，所述过滤的过滤精度为0.001～0.1μm；所述蒸发结晶的温度为60～100℃，压力为-5～-20MPa。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其包括调节池、预处理系统、蒸氨废水处理系统、沉淀系统和脱水干燥系统，所述调节池的出口与所述预处理系统的进口连接，所述预处理系统的出口通过高盐水管与所述沉淀系统的沉淀池连接，所述高盐水管上设有高盐水调节阀；所述蒸氨废水处理系统的高钙水出口通过高钙水管与所述沉淀池连接，所述高钙水管上设有高钙水调节阀；所述沉淀池的固体出口与所述脱水干燥系统的脱水单元的进口连接，所述脱水干燥系统的干燥单元的出口与成品储罐的进口连接。
进一步的，所述预处理系统依次包括高密度沉淀池、浸没式超滤系统、反渗透系统、离子交换树脂设备及除碳器，所述高密度沉淀池的出口与所述浸没式超滤系统的进口连接，所述浸没式超滤系统的出口与所述反渗透系统的进口连接，所述反渗透系统的进口处设有在线电导率仪，所述反渗透系统的浓水出口与所述离子交换树脂设备的进口连接，所述离子交换树脂设备的出口与所述除碳器的进口连接；所述反渗透系统的进口与所述反渗透系统的浓水出口之间还连接有提浓旁路管，所述提浓旁路管上设有提浓旁通阀，所述在线电导率仪与控制器信号连接，所述控制器分别与所述反渗透系统、所述提浓旁通阀信号连接。
进一步的，所述蒸氨废水处理系统包括蒸氨废水调节池、过滤器和高钙水蒸发结晶系统，所述蒸氨废水调节池的进口与蒸氨废水源连接，所述蒸氨废水调节池的出口与所述过滤器的进口连接，所述过滤器的出口与所述高钙水蒸发结晶系统的进口连接。
进一步的，所述沉淀系统包括所述沉淀池和控制器，所述沉淀池内设有搅拌装置，所述高钙水调节阀、所述高盐水调节阀均与所述控制器的信号连接，所述控制器的信号输出端还通过延时器与所述搅拌装置的信号输入端连接。
进一步的，所述脱水干燥系统依次包括脱水单元和干燥单元，所述脱水单元的固体出口与所述干燥单元的进口连接，所述脱水单元的滤液出口、所述干燥单元的冷凝液出口均与所述调节池的进口连接。
进一步的，其还包括有纳滤系统，所述纳滤系统的进口与所述除碳器的出口连接，所述纳滤系统的进口处设有纳滤在线氯离子检测仪和纳滤在线硫酸根离子检测仪，所述纳滤系统的进口与所述纳滤系统的浓水出口之间还连接有分离旁路管，所述分离旁路管上设有分离旁通阀，所述纳滤在线氯离子检测仪和所述纳滤在线硫酸根离子检测仪分别与所述控制器信号连接，所述控制器分别与所述纳滤系统、所述分离旁通阀信号连接。
进一步的，所述过滤器为多介质过滤器、V型滤池、砂滤、浸没式超滤器、管式微滤或离子交换树脂设备中的一种或任意几种的组合；所述高钙水蒸发结晶系统为MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合。
进一步的，所述脱水单元为旋流分离器、带式压滤脱水机、离心压滤脱水机、板框压滤机或真空皮带脱水机中的任意一种；所述干燥单元为闪蒸干燥机、气流干燥机、多级螺旋干燥机、滚筒刮板干燥机或双锥形回转真空干燥机中的任意一种。
进一步的，所述脱水干燥系统为真空脱水干燥机，所述脱水单元为所述真空脱水干燥机的脱水系统，所述干燥单元为所述真空脱水干燥机的干燥系统。
进一步的，其还包括有深度浓缩系统，所述沉淀池的出口与所述深度浓缩系统的进口连接，所述深度浓缩系统包括高压平板膜系统、高压反渗透系统、电渗析系统、正渗透系统、MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合，所述深度浓缩系统的出口与氯化钠蒸发结晶器的进口连接，所述氯化钠蒸发结晶器固体出口与氯化钠储罐的进口连接。
进一步的，其还包括有深度浓缩系统，所述纳滤系统的产水出口与所述深度浓缩系统的进口连接，所述深度浓缩系统包括高压平板膜系统、高压反渗透系统、电渗析系统、正渗透系统、MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合，所述深度浓缩系统的出口与氯化钠蒸发结晶器的进口连接，所述氯化钠蒸发结晶器固体出口与氯化钠储罐的进口连接。
本发明的优点：1、结合高含盐废水和蒸氨废水的水质特点，将纯碱生产过程中产生的蒸氨废水与高含盐工业废水联合处理，利用蒸氨废水中的钙离子和高含盐工业废水中的硫酸根离子充分反应，实现以废治废，达到废水零排放的目的，实现了环保行业整合及水污染治理大循环，是一种绿色环保的环保理念；2、本发明以化学反应的方式解决环保水处理问题，在实现废水零排放的同时，副产高品质的氯化钠和工业副产石膏，结合了水处理与化工反应的优势，最大限度的保证了工业产品的品质，纯度高、稳定性好；3、将蒸氨废水中的氯化钠进行分离，极大地避免了设备结垢风险，剩余氯化钙直接作为高盐水处理药剂，同时将高盐水中常规产物硫酸钠，转变为经济价值高且市场前景广阔的工业副产石膏，产物品质符合相关国家标准要求，品质好，市场空间大，提高生产企业的副产经济效益，一举多得；4、最大限度的避免投建高温高压的蒸发结晶系统，零排放系统整体设备投资费用与传统高盐废水处理系统相比，可降低40％～70％，设备能耗可降低50％～80％，能耗费用降低30％～60％。
附图说明：
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。
图1为本发明系统的设备连接示意图。
图2为本发明系统的控制原理图。
图3为本发明工艺流程图。
调节池1，预处理系统2，高密度沉淀池2-1，浸没式超滤系统2-2，反渗透系统2-3，离子交换树脂设备2-4，在线电导率仪2-5，提浓旁路管2-6，提浓旁通阀2-7，除碳器2-8，高盐水管2-9，高盐水调节阀2-10，纳滤系统3，分离旁路管3-1，分离旁通阀3-2，蒸氨废水处理系统4，高钙水管4-1，高钙水调节阀4-2，蒸氨废水调节池4-3，过滤器4-4，高钙水蒸发结晶系统4-5，沉淀系统5，沉淀池5-1，控制器5-3，搅拌装置5-5，延时器5-7，氯化钠蒸发结晶器6，脱水干燥系统7，脱水单元7-1，干燥单元7-2，成品储罐8，深度浓缩系统9，氯化钠储罐10。
具体实施方式：
实施例1：
如图1-2所示，高含盐、蒸氨废水联合处理零排放系统，其包括调节池1、预处理系统2、蒸氨废水处理系统4、沉淀系统5和脱水干燥系统7，调节池1的出口与预处理系统2的进口连接，高含盐废水经调节池1进行水质水量调节，之后进入预处理系统2；
预处理系统2依次包括高密度沉淀池2-1、浸没式超滤系统2-2、反渗透系统2-3、离子交换树脂设备2-4及除碳器2-8，调节池1的出口与预处理系统2的进口连接，即调节池1的出口与高密度沉淀池2-1的进口连接；高密度沉淀池2-1的出口与浸没式超滤系统2-2的进口连接，浸没式超滤系统2-2的出口与反渗透系统2-3的进口连接，反渗透系统2-3的进口处设有在线电导率仪2-5，反渗透系统2-3的进口与反渗透系统2-3的浓水出口之间还连接有提浓旁路管2-6，提浓旁路管2-6上设有提浓旁通阀2-7，在线电导率仪2-5与控制器5-3信号连接，控制器5-3分别与反渗透系统2-3、提浓旁通阀2-7信号连接；反渗透系统2-3的浓水出口与离子交换树脂设备2-4的进口连接；当浸没式超滤系统2-2的产水经在线电导率仪2-5检测电导率＜20000us/cm时，在线电导率仪2-5向控制器5-3发送信号，控制器5-3分别向反渗透系统2-3、提浓旁通阀2-7发出信号，提浓旁通阀2-7关闭、反渗透系统2-3启动，浸没式超滤系统2-2的产水经过反渗透系统2-3浓缩后进入离子交换树脂设备2-4；当浸没式超滤系统2-2的产水经在线电导率仪2-5检测电导率≥20000us/cm时，在线电导率仪2-5向控制器5-3发送信号，控制器5-3分别向反渗透系统2-3、提浓旁通阀2-7发出信号，在线电导率仪2-5分别向反渗透系统2-3、提浓旁通阀2-7发出信号，提浓提浓旁通阀2-7启动、反渗透系统2-3关闭，反渗透系统2-3的浓水出口与离子交换树脂设备2-4的进口连接，浸没式超滤系统2-2的浓水直接进入离子交换树脂设备2-4；离子交换树脂设备2-4的出口与除碳器2-8的进口连接，离子交换树脂设备2-4的浓水进入除碳器2-8中进行降碱度处理，得到低碱度废水；
其还包括有纳滤系统3，纳滤系统3的进口与除碳器2-8的出口连接，纳滤系统3的进口处设有纳滤在线氯离子检测仪3-3和纳滤在线硫酸根离子检测仪3-4，纳滤系统3的进口与纳滤系统3的浓水出口之间还连接有分离旁路管3-1，分离旁路管3-1上设有分离旁通阀3-2，纳滤在线氯离子检测仪3-3和纳滤在线硫酸根离子检测仪3-4分别与控制器5-3信号连接，控制器5-3分别与纳滤系统3、分离旁通阀3-2信号连接。纳滤在线氯离子检测仪3-3、纳滤在线硫酸根离子检测仪3-4检测到的数据发送至控制器5-3进行判断，当控制器5-3判断纳滤系统3的进水中氯离子与硫酸根离子摩尔比＞3:1时，控制器5-3向纳滤系统3、分离旁通阀3-2发出信号，分离旁通阀3-2关闭、纳滤系统3启动，除碳器2-8的出水进入纳滤系统3；纳滤系统3主要是对除碳器2-8的出水进行初次分盐，形成主要含有一价盐氯化钠的纳滤产水和同时含有一价盐氯化钠和二价盐硫酸钠的纳滤浓水，纳滤浓水进入后续系统处理；当控制器5-3判断纳滤系统3的进水中氯离子与硫酸根离子摩尔比≤3:1时，控制器5-3向纳滤系统3、分离旁通阀3-2发出信号，分离旁通阀3-2启动、纳滤系统3关闭，除碳器2-8的出水直接进入后续系统处理；
蒸氨废水处理系统4包括蒸氨废水调节池4-3、过滤器4-4和高钙水蒸发结晶系统4-5，蒸氨废水调节池4-3的进口与蒸氨废水源连接，蒸氨废水调节池4-3的出口与过滤器4-4的进口连接，过滤器4-4为多介质过滤器、V型滤池、砂滤、浸没式超滤器、管式微滤或离子交换树脂设备中的一种或任意几种的组合，在本实施例中，过滤器4-4为多介质过滤器；过滤器4-4的出口与高钙水蒸发结晶系统4-5的进口连接，高钙水蒸发结晶系统4-5的固体出口与氯化钠储罐10的进口连接；高钙水蒸发结晶系统4-5的高钙水出口通过高钙水管4-1与沉淀池5-1连接；高钙水蒸发结晶系统4-5为MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合，在本实施例中，高钙水蒸发结晶系统4-5为多效蒸发系统；
预处理系统2的出口、蒸氨废水处理系统4的出口分别与沉淀系统5的沉淀池5-1的进口连接；沉淀系统5包括沉淀池5-1和控制器5-3，预处理系统2的出口通过高盐水管2-9与沉淀系统5的沉淀池5-1连接，高盐水管2-9上设有高盐水调节阀2-10；蒸氨废水处理系统4的高钙水出口通过高钙水管4-1与沉淀池5-1连接，高钙水管4-1上设有高钙水调节阀4-2；沉淀池5-1内设有搅拌装置5-5，高钙水调节阀4-2、高盐水调节阀2-10均与控制器5-3的信号连接，控制器5-3的信号输出端还通过延时器5-7与搅拌装置5-5的信号输入端连接；控制器5-3控制高钙水调节阀4-2、高盐水调节阀2-10的开度，使高盐水及高钙水按照一定的比例进入沉淀池5-1内，控制器5-3同时向延时器5-7发送启动信号，延时器5-7向搅拌装置5-5发送启动信号并开始计时，搅拌装置5-5启动，对沉淀池5-1内的液体进行搅拌，也确保高盐水与高钙水充分反应；延时器5-7计时结束后向，向搅拌装置5-5发送停止信号，搅拌装置5-5停止工作，沉淀池5-1内的混合液体静置分离，静置分离所得的固体进入脱水干燥系统7，上清液进入深度浓缩系统9中处理；
沉淀池5-1的固体出口与脱水干燥系统7的脱水单元7-1的进口连接，脱水干燥系统7的干燥单元7-2的出口与成品储罐8的进口连接；脱水干燥系统7依次包括脱水单元7-1和干燥单元7-2，脱水单元7-1的固体出口与干燥单元7-2的进口连接，脱水单元7-1的滤液出口、干燥单元7-2的冷凝液出口均与调节池1的进口连接；脱水单元7-1为旋流分离器、带式压滤脱水机、离心压滤脱水机、板框压滤机或真空皮带脱水机中的任意一种；在本实施例中，脱水单元7-1为板框压滤机；干燥单元7-2为闪蒸干燥机、气流干燥机、多级螺旋干燥机、滚筒刮板干燥机或双锥形回转真空干燥机中的任意一种；在本实施例中，干燥单元7-2为闪蒸干燥机；
其还包括有深度浓缩系统9，沉淀池5-1的上清液出口和纳滤系统3的产水出口分别与深度浓缩系统9的进口连接，深度浓缩系统9包括高压平板膜系统、高压反渗透系统2-3、电渗析系统、正渗透系统、MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合，在本实施例中，深度浓缩系统9电渗析系统；深度浓缩系统9的出口与氯化钠蒸发结晶器6的进口连接，氯化钠蒸发结晶器6固体出口与氯化钠储罐10的进口连接。
实施例2：
如图3所示，利用实施例1进行的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，高含盐废水经均质均量、预处理后，所得总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L的低碱度废水；蒸氨废水依次经过过滤处理和蒸发结晶处理后，得到高钙废水；低碱度废水与高钙废水反应，经脱水干燥后得到工业副产石膏。
均质均量具体操作为：将高含盐工业废水输送至调节池1内进行水质和水量的调节，得到待处理废水；均质均量主要是调节高含盐工业废水的水质和水量，同时调节系统中回流水，确保进入预处理步骤的高含盐工业废水水质和水量稳定。
预处理具体操作为：均质均量完成后，对待处理废水进行预处理，得到低碱度废水；低碱度废水水质指标为：电导率≤100000μs/cm，总硬度(以CaCO3计)＜20mg/L，CODCr浓度≤100mg/L，SiO2浓度≤5mg/L，总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L；预处理主要是去除来水中的钙、镁、硅离子等，以降低水中的硬度和易结垢物质，尽可能的去除水中的碳酸根和碳酸氢根，避免碳酸根和碳酸氢根二者和氯化钙反应，形成微溶于水的碳酸钙，影响水中硫酸根离子的沉淀去除效果；同时去除废水中的杂质、胶体、悬浮物和有机物。检测得知，低碱度废水中的氯离子与硫酸根离子的摩尔浓度比＞3:1，需先对低碱度废水进行纳滤处理；
纳滤处理具体操作为：纳滤处理主要是对预处理废水进行初次分盐，形成主要含有一价盐氯化钠的纳滤产水和同时含有一价盐氯化钠和二价盐硫酸钠的纳滤浓水。纳滤处理过程中，所得的纳滤产水经过深度浓缩处理后，得到电导率≥140000μs/cm的浓缩液，深度浓缩为高压平板膜处理、高压反渗透处理、电渗析处理、正渗透处理、MVR蒸发处理及多效蒸发处理中的一种或任意几种的组合。在本实施例中，深度浓缩为电渗析处理，深度浓缩的目的是为了提高纳滤产水的含盐量，降低后续处理负荷，节约设备投资费用和运行成本；浓缩液进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐为高纯度工业盐；
蒸氨废水的处理具体操作为：蒸氨废水先经过过滤处理，过滤精度为0.001μm，得到过滤水，过滤的目的是去除蒸氨废水中的部分固体杂质、胶体、悬浮物等；过滤水经蒸发结晶处理，得高钙废水，蒸发结晶处理的温度为70℃，压力为-20MPa，蒸发结晶处理的目的是使蒸氨废水中的氯化钠析出，剩余氯化钙；
沉淀反应具体操作为：纳滤处理完成后，将纳滤处理后的低碱度废水与高钙废水按照体积比为1:1的比例进行混合并充分反应，得到混合溶液，之后对混合溶液进行固液分离，所得固体经脱水干燥，得到含水量为10％的工业副产石膏，工业副产石膏适用于制造水泥、建筑墙体材料、降低土壤碱度和改善土壤性能；固体进行脱水干燥时所得的液体返回至调节池1，这是由于脱水干燥过程中所得的滤液中主要含有氯化钠，其返回至调节池1进行再次处理，不仅不会产生环境污染的问题，而且不会造成水资源浪费，同时最大限度的回收了废水中的溶解性氯化钠盐；混合溶液进行固液分离后得到的上清液进入深度浓缩系统9进行提浓减量，之后进入氯化钠蒸发结晶器6进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐为高纯度工业盐，输送至氯化钠氯化钠储罐10储存。
实施例3：
如图3所示，利用实施例1进行的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，高含盐废水经均质均量、预处理后，所得总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L的低碱度废水；蒸氨废水依次经过过滤处理和蒸发结晶处理后，得到高钙废水；低碱度废水与高钙废水反应，经脱水干燥后得到工业副产石膏。
均质均量具体操作为：将高含盐工业废水输送至调节池1内进行水质和水量的调节，得到待处理废水；均质均量主要是调节高含盐工业废水的水质和水量，同时调节系统中回流水，确保进入预处理步骤的高含盐工业废水水质和水量稳定。
预处理具体操作为：均质均量完成后，对待处理废水进行预处理，得到低碱度废水；低碱度废水水质指标为：电导率≤100000μs/cm，总硬度(以CaCO3计)＜20mg/L，CODCr浓度≤100mg/L，SiO2浓度≤5mg/L，总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L；预处理主要是去除来水中的钙、镁、硅离子等，以降低水中的硬度和易结垢物质，尽可能的去除水中的碳酸根和碳酸氢根，避免碳酸根和碳酸氢根二者和氯化钙反应，形成微溶于水的碳酸钙，影响水中硫酸根离子的沉淀去除效果；同时去除废水中的杂质、胶体、悬浮物和有机物。检测得知，低碱度废水中的氯离子与硫酸根离子的摩尔浓度比≤3:1，不需对低碱度废水进行纳滤处理；
蒸氨废水的处理具体操作为：蒸氨废水先经过过滤处理，过滤精度为0.05μm，得到过滤水，过滤的目的是去除蒸氨废水中的部分固体杂质、胶体、悬浮物等；过滤水经蒸发结晶处理，得高钙废水，蒸发结晶处理的温度为85℃，压力为-10MPa，蒸发结晶处理的目的是使蒸氨废水中的氯化钠析出，剩余氯化钙；
沉淀反应具体操作为：将低碱度废水与高钙废水按照体积比为5:1的比例进行混合并充分反应，得到混合溶液，之后对混合溶液进行固液分离，所得固体经脱水干燥，得到含水量为20％的工业副产石膏，工业副产石膏适用于制造水泥、建筑墙体材料、降低土壤碱度和改善土壤性能；固体进行脱水干燥时所得的液体返回至调节池1，这是由于脱水干燥过程中所得的滤液中主要含有氯化钠，其返回至调节池1进行再次处理，不仅不会产生环境污染的问题，而且不会造成水资源浪费，同时最大限度的回收了废水中的溶解性氯化钠盐；混合溶液进行固液分离后得到的上清液进入深度浓缩系统9进行提浓减量，之后进入氯化钠蒸发结晶器6进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐为高纯度工业盐，输送至氯化钠氯化钠储罐10储存。
实施例4：
如图3所示，利用实施例1进行的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，高含盐废水经均质均量、预处理后，所得总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L的低碱度废水；蒸氨废水依次经过过滤处理和蒸发结晶处理后，得到高钙废水；低碱度废水与高钙废水反应，经脱水干燥后得到工业副产石膏。
均质均量具体操作为：将高含盐工业废水输送至调节池1内进行水质和水量的调节，得到待处理废水；均质均量主要是调节高含盐工业废水的水质和水量，同时调节系统中回流水，确保进入预处理步骤的高含盐工业废水水质和水量稳定。
预处理具体操作为：均质均量完成后，对待处理废水进行预处理，得到低碱度废水；低碱度废水水质指标为：电导率≤100000μs/cm，总硬度(以CaCO3计)＜20mg/L，CODCr浓度≤100mg/L，SiO2浓度≤5mg/L，总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L；预处理主要是去除来水中的钙、镁、硅离子等，以降低水中的硬度和易结垢物质，尽可能的去除水中的碳酸根和碳酸氢根，避免碳酸根和碳酸氢根二者和氯化钙反应，形成微溶于水的碳酸钙，影响水中硫酸根离子的沉淀去除效果；同时去除废水中的杂质、胶体、悬浮物和有机物。检测得知，低碱度废水中的氯离子与硫酸根离子的摩尔浓度比＞3:1，需先对低碱度废水进行纳滤处理；
纳滤处理具体操作为：纳滤处理主要是对预处理废水进行初次分盐，形成主要含有一价盐氯化钠的纳滤产水和同时含有一价盐氯化钠和二价盐硫酸钠的纳滤浓水。纳滤处理过程中，所得的纳滤产水经过深度浓缩处理后，得到电导率≥140000μs/cm的浓缩液，深度浓缩为高压平板膜处理、高压反渗透处理、电渗析处理、正渗透处理、MVR蒸发处理及多效蒸发处理中的一种或任意几种的组合。在本实施例中，深度浓缩为电渗析处理，深度浓缩的目的是为了提高纳滤产水的含盐量，降低后续处理负荷，节约设备投资费用和运行成本；浓缩液进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐为高纯度工业盐；
蒸氨废水的处理具体操作为：蒸氨废水先经过过滤处理，过滤精度为0.1μm，得到过滤水，过滤的目的是去除蒸氨废水中的部分固体杂质、胶体、悬浮物等；过滤水经蒸发结晶处理，得高钙废水，蒸发结晶处理的温度为100℃，压力为-5MPa，蒸发结晶处理的目的是使蒸氨废水中的氯化钠析出，剩余氯化钙；
沉淀反应具体操作为：纳滤处理完成后，将纳滤处理后的低碱度废水与高钙废水按照体积比为10:1的比例进行混合并充分反应，得到混合溶液，之后对混合溶液进行固液分离，所得固体经脱水干燥，得到含水量为30％的工业副产石膏，工业副产石膏适用于制造水泥、建筑墙体材料、降低土壤碱度和改善土壤性能；固体进行脱水干燥时所得的液体返回至调节池1，这是由于脱水干燥过程中所得的滤液中主要含有氯化钠，其返回至调节池1进行再次处理，不仅不会产生环境污染的问题，而且不会造成水资源浪费，同时最大限度的回收了废水中的溶解性氯化钠盐；混合溶液进行固液分离后得到的上清液进入深度浓缩系统9进行提浓减量，之后进入氯化钠蒸发结晶器6进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐为高纯度工业盐，输送至氯化钠氯化钠储罐10储存。
实施例5：
以现有高含盐废水处理系统(背景技术所述的)为对照组，以本发明实施例1、2、3分别为试验组1、2、3，进行如下对比：
一、产品质量对比
1、对试验组1、2、3所得工业副产石膏进行成分检测，检测结果表1所示。
表1工业副产石膏成分检测结果
由表1可知，试验组1、2、3所得工业副产石膏适用于制造水泥、降低土壤碱度和改善土壤性能，其各项指标均满足其用途，可直接作为工业原料进行循环利用。实施例2中产出1吨工业副产石膏按市场价计算，利润为1000-1500元/吨。
由上述结果可知，废水处理产物由经济价值较低的硫酸钠结晶盐转变为经济价值高的工业副产石膏，工业副产石膏品质符合相关国家标准要求，品质好，市场空间大，提高生产企业的副产经济效益，副产经济效益可提高10％-40％；
二、设备建投费用对比
对照组及试验组运行所需投建的设备及设备费用如表2所示。
表2投建设备及设备费用对比
组别 系统设备投资费用(元/吨水)
对照组 5000-10000
试验组1 3000-6000
试验组2 3000-5500
试验组3 35000-6500
由表2可知，试验组1、试验组2和试验组3的设备投建费用明显低于对照组，主要是由于，试验组1、试验组2和试验组3大幅减少蒸发结晶系统的投建，零排放系统整体投资费用可降低40％-70％。
三、系统运行能耗对比
对照组及试验组1、试验组2运行能耗成本如表3所示。
表3投建设备及设备费用对比
组别 对照组 试验组1 试验组2 试验组3
能耗(Kwh/吨水) 15-30 8-18 8-15 9-15
运行费用(元/吨) 8-16 5-10 5-9 6-10
由表3可知，试验组1、试验组2和试验组3的运行能耗明显低于对照组，主要是由于，试验组1、试验组2和试验组3大幅减少大量的蒸发结晶系统的投建，设备能耗可降低50-80％，运行费用降低30-60％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，高含盐废水经均质均量、预处理后，所得总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L的低碱度废水；蒸氨废水依次经过过滤处理和蒸发结晶处理后，得到高钙废水；所述低碱度废水与所述高钙废水反应，经脱水干燥后得到工业副产石膏。
2.根据权利要求1所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，
所述高含盐废水的均质均量具体操作为：将高含盐工业废水输送至调节池内进行水质和水量的调节，得到待处理废水；
所述预处理具体操作为：所述均质均量完成后，对所述待处理废水进行预处理，得到低碱度废水；所述低碱度废水水质指标为：电导率≤100000μs/cm，总硬度(以CaCO3计)＜20mg/L，CODCr浓度≤100mg/L，SiO2浓度≤5mg/L，总碱度(以CaCO3计)＜50mg/L；
所述蒸氨废水的处理具体操作为：蒸氨废水先经过过滤处理，得到过滤水；所述过滤水经蒸发结晶处理，得所述高钙废水；所述高钙废水水质指标为：电导率≥80000μs/cm，Ca2+浓度≥20000mg/L，CODCr浓度≤200mg/L，SiO2浓度≤5mg/L，SO4 2-浓度＜80mg/L；
沉淀反应具体操作为：所述蒸氨废水处理完成后，将所述低碱度废水与所述高钙废水按照体积比为1:1～10:1的比例进行混合并充分反应，得到混合溶液，之后对所述混合溶液进行固液分离，所得固体经脱水干燥，得到含水量为5％～30％的所述工业副产石膏。
3.根据权利要求2所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，若所述低碱度废水中的氯离子与硫酸根离子的摩尔浓度比＞3:1，需先对所述低碱度废水进行纳滤处理，再将所述纳滤处理所得的纳滤浓水与所述高钙废水反应。
4.根据权利要求3所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，所述纳滤处理过程中，所得的纳滤产水经深度浓缩处理后，得到电导率≥140000μs/cm的浓缩液，所述浓缩液进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐。
5.根据权利要求4所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，所述深度浓缩为高压平板膜处理、高压反渗透处理、电渗析处理、正渗透处理、MVR蒸发处理、TVR蒸发处理及多效蒸发处理中的一种或任意几种的组合。
6.根据权利要求2所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，所述沉淀反应过程中，所述混合溶液进行固液分离后得到的上清液经所述深度浓缩处理后进行蒸发结晶处理，得到氯化钠结晶盐。
7.根据权利要求2所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，所述沉淀反应过程中，所述脱水干燥时所得的液体返回至所述调节池。
8.根据权利要求2所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放工艺，其特征在于，所述过滤的过滤精度为0.001～0.1μm；所述蒸发结晶的温度为60～100℃，压力为-5～-20MPa。
9.高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，其包括调节池、预处理系统、蒸氨废水处理系统、沉淀系统和脱水干燥系统，所述调节池的出口与所述预处理系统的进口连接，所述预处理系统的出口通过高盐水管与所述沉淀系统的沉淀池连接，所述高盐水管上设有高盐水调节阀；所述蒸氨废水处理系统的高钙水出口通过高钙水管与所述沉淀池连接，所述高钙水管上设有高钙水调节阀；所述沉淀池的固体出口与所述脱水干燥系统的脱水单元的进口连接，所述脱水干燥系统的干燥单元的出口与成品储罐的进口连接。
10.根据权利要求9所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，所述预处理系统依次包括高密度沉淀池、浸没式超滤系统、反渗透系统、离子交换树脂设备及除碳器，所述高密度沉淀池的出口与所述浸没式超滤系统的进口连接，所述浸没式超滤系统的出口与所述反渗透系统的进口连接，所述反渗透系统的进口处设有在线电导率仪，所述反渗透系统的浓水出口与所述离子交换树脂设备的进口连接，所述离子交换树脂设备的出口与所述除碳器的进口连接；所述反渗透系统的进口与所述反渗透系统的浓水出口之间还连接有提浓旁路管，所述提浓旁路管上设有提浓旁通阀，所述在线电导率仪与控制器信号连接，所述控制器分别与所述反渗透系统、所述提浓旁通阀信号连接。
11.根据权利要求9所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，所述蒸氨废水处理系统包括蒸氨废水调节池、过滤器和高钙水蒸发结晶系统，所述蒸氨废水调节池的进口与蒸氨废水源连接，所述蒸氨废水调节池的出口与所述过滤器的进口连接，所述过滤器的出口与所述高钙水蒸发结晶系统的进口连接。
12.根据权利要求9所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，所述沉淀系统包括所述沉淀池和控制器，所述沉淀池内设有搅拌装置，所述高钙水调节阀、所述高盐水调节阀均与所述控制器的信号连接，所述控制器的信号输出端还通过延时器与所述搅拌装置的信号输入端连接。
13.根据权利要求9所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，所述脱水干燥系统依次包括脱水单元和干燥单元，所述脱水单元的固体出口与所述干燥单元的进口连接，所述脱水单元的滤液出口、所述干燥单元的冷凝液出口均与所述调节池的进口连接。
14.根据权利要求10所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，其还包括有纳滤系统，所述纳滤系统的进口与所述除碳器的出口连接，所述纳滤系统的进口处设有纳滤在线氯离子检测仪和纳滤在线硫酸根离子检测仪，所述纳滤系统的进口与所述纳滤系统的浓水出口之间还连接有分离旁路管，所述分离旁路管上设有分离旁通阀，所述纳滤在线氯离子检测仪和所述纳滤在线硫酸根离子检测仪分别与所述控制器信号连接，所述控制器分别与所述纳滤系统、所述分离旁通阀信号连接。
15.根据权利要求11所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，所述过滤器为多介质过滤器、V型滤池、砂滤、浸没式超滤器、管式微滤或离子交换树脂设备中的一种或任意几种的组合；所述高钙水蒸发结晶系统为MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合。
16.根据权利要求13所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，所述脱水单元为旋流分离器、带式压滤脱水机、离心压滤脱水机、板框压滤机或真空皮带脱水机中的任意一种；所述干燥单元为闪蒸干燥机、气流干燥机、多级螺旋干燥机、滚筒刮板干燥机或双锥形回转真空干燥机中的任意一种。
17.根据权利要求13所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，所述脱水干燥系统为真空脱水干燥机，所述脱水单元为所述真空脱水干燥机的脱水系统，所述干燥单元为所述真空脱水干燥机的干燥系统。
18.根据权利要求9所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，其还包括有深度浓缩系统，所述沉淀池的出口与所述深度浓缩系统的进口连接，所述深度浓缩系统包括高压平板膜系统、高压反渗透系统、电渗析系统、正渗透系统、MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合，所述深度浓缩系统的出口与氯化钠蒸发结晶器的进口连接，所述氯化钠蒸发结晶器固体出口与氯化钠储罐的进口连接。
19.根据权利要求14所述的高含盐废水、蒸氨废水联合处理零排放系统，其特征在于，其还包括有深度浓缩系统，所述纳滤系统的产水出口与所述深度浓缩系统的进口连接，所述深度浓缩系统包括高压平板膜系统、高压反渗透系统、电渗析系统、正渗透系统、MVR蒸发系统、TVR蒸发系统或多效蒸发系统中的任意一种或几种的组合，所述深度浓缩系统的出口与氯化钠蒸发结晶器的进口连接，所述氯化钠蒸发结晶器固体出口与氯化钠储罐的进口连接。
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