CN110386720A - 一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统以及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于污染废水处理的技术领域，具体涉及一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统以及其处理工艺。该系统包括高盐废水预处理单元，过滤处理单元以及蒸发结晶单元，其处理工艺步骤如下：1）高盐废水预处理：处理废水中的氨氮、COD、有机物以及氰化物，以及使得废水中的金属物质沉淀；2）过滤处理：将废水进行膜过滤，得到超浓废水和滤液；3）反渗透处理：将滤液进行反渗透过滤得到滤渣和回流中水；4）蒸发结晶处理：将滤渣通过热泵低温蒸发技术以及诱导晶种的加入，调节酸碱度，进行析晶处理回收结晶盐；采用热控低温蒸发技术，大大节省了能源的消耗，得到的盐产品以及循环中水能够实现废水的零排放及资源化利用，达到循环经济的目的。

Description

一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统以及处理工艺
技术领域
本发明属于污染废水处理的技术领域，具体涉及一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统以及其处理工艺。
背景技术
随着我国工业化进程的加快，诸多生产领域会产生高盐废水，如印染、造纸、化工、农药、海产品加工等。依据行业产品的不同，高盐废水中的盐成分有很大差异，据统计，广东省的高盐废水量超过30万吨，折算成结晶盐固体量达到近10万吨，电镀汗液经过反渗透浓缩残余的废水含大量钠盐和少量钾盐，成分极为复杂，因此，对电镀行业高盐废水的处理更为棘手，这也对电镀行业高盐废水的分离提出了更高的要求。
因此，将高盐废水中的盐分进行脱除并实现废水循环利用是目前环境保护与资源回收利用的大趋势，因此开发一种效率高、产能大、能耗低、投资少的高盐废水处理以及资源化利用的技术亟不可待。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统以及处理工艺，可实现连续性生产，代替传统方法的间歇性生产。
本发明的技术内容如下：
本发明提供了一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统，其包括：
预处理单元：用于处理废水中的氨氮、COD、氰化物以及金属物质；
过滤处理单元：用于过滤预处理的废水，得到超浓废液和回流中水；
蒸发结晶单元：采用热泵低温蒸发部件以及诱导晶种处理超浓废液得到回收结晶盐；
所述预处理单元、过滤处理单元以及蒸发结晶单元依次连接。
所述过滤处理单元包括膜过滤部件和反渗透部件，所述高盐废水经过预处理单元之后先进入膜过滤部件过滤杂质；
所述膜过滤部件和反渗透部件依次连接，膜过滤部件的滤液进入反渗透部件进行反渗透处理，反渗透部件的产水用于循环利用；
所述热泵低温蒸发部件用于控制结晶蒸发温度以析出结晶盐。
本发明还提供了一种电镀高盐废水纯化及盐分离处理工艺，其工艺处理步骤如下：
1）高盐废水预处理：往高盐废水中加入微生物菌种处理废水中的氨氮、COD、有机物以及氰化物，静置之后通过添加氢氧化物以及碳酸物使得废水中的金属物质沉淀；
2）过滤处理：将废水进行膜过滤，得到超浓废水和滤液；
3）反渗透处理：将滤液进行反渗透过滤得到滤渣和回流中水；
4）蒸发结晶处理：将滤渣通过热泵低温蒸发技术以及诱导晶种的加入，调节酸碱度，进行析晶处理，回收结晶盐；
步骤4）的操作为采用热泵低温蒸发技术先通过升温操作蒸发水分，先将氯化钠结晶盐过滤析出，再通过冷却析晶处理将硫酸钠结晶盐析出；
所述诱导晶种包括分析纯氯化钠晶体、分析纯硫酸钠晶体，所述分析纯氯化钠晶体用于析出氯化钠结晶盐，分析纯硫酸钠晶体用于析出硫酸钠结晶盐，所得氯化钠盐和硫酸钠盐的纯度达95%及以上；
所述冷却析晶处理的温度范围为-5~20℃；
所述微生物菌种包括耐盐硝化细菌、HSBEMBM高效环境微生物、芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌；
步骤2）中所述膜过滤包括采用无机陶瓷膜过滤技术或者有机陶瓷膜过滤技术，陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，采用陶瓷膜能够实现精细、高效地过滤，且能够提高生产质量、降低生产成本。
本发明的有益效果如下：
本发明电镀高盐废水纯化及盐分离系统以及处理工艺，能够析出高纯度的结晶盐的同时，还能够提纯废水使得其能够循环使用，该系统流程上比较顺畅简单，降低运行成本的同时还能够提高废水的处理效率，能够实现连续性生产；
本发明的处理工艺中的结晶过程采用热泵低温蒸发技术以及诱导晶种能够高效的析出晶体、提高分离效果且能够达到节能减排、环保的作用；采用热控低温蒸发技术，通过蒸汽的循环利用与能源的优化管理，对高盐废水进行浓缩，大大节省了能源的消耗，本发明得到的盐产品解决了传统方法得到的结晶盐的无价值利用的问题，实现了废水的零排放及资源化利用，达到循环经济的目的。
附图说明
图1为高盐废水纯化及盐分离系统流程图。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例以及附图说明对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。
实施例1
一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统，其包括：
预处理单元：用于处理废水中的氨氮、COD、氰化物以及金属物质；
过滤处理单元：用于过滤预处理的废水，得到超浓废液和回流中水；
蒸发结晶单元：采用热泵低温蒸发部件以及诱导晶种处理超浓废液得到回收结晶盐；
所述预处理单元、过滤处理单元以及蒸发结晶单元依次连接。
所述过滤处理单元包括膜过滤部件和反渗透部件，高盐废水经过预处理单元之后先进入膜过滤部件过滤杂质；
所述膜过滤部件和反渗透部件依次连接，膜过滤部件的滤液进入反渗透部件进行反渗透处理，反渗透部件的产水用于循环利用；
所述热泵低温蒸发部件用于控制结晶蒸发温度以析出结晶盐。
进一步地，所述高盐废水首先进入预处理单元，经过微生物菌种处理除去废水中的氨氮物质、COD、有机物以及氰化物，排除少量的二氧化碳气体和甲烷，之后加入其它添加剂，如氢氧化物和碳酸物等物质，使得废水中的铬离子、镍离子、铜离子以及锌离子形成沉淀物质；
预处理完成之后高盐废水进入过滤处理单元进行固体杂质、沉淀物的过滤，即得到滤渣A和滤水，将滤水进入反渗透系统进行脱盐处理可以得到滤渣B和比较纯的滤水，可将此滤水进行中水回流，可重新用于电镀；
将滤渣B进入蒸发结晶单元，经过热泵低温蒸发技术和诱导析晶最终得到氯化钠结晶盐、硫酸钠结晶盐以及可用于肥料的钾盐。
实施例2
一种电镀高盐废水纯化及盐分离处理工艺：
取某电镀工厂的高盐废水进行纯化及盐分离处理，经多次检测，该高盐废水含盐量为21~30wt%，Cl-浓度为1500~2000 mg/L、SO4 2-浓度为2000~2500 mg/L、K+浓度为600~850 mg/L、COD 130~160 mg/L、Ni2+浓度为200~350 mg/L、Zn2+浓度为200~350 mg/L、Cr2+浓度为200~350 mg/L、Cu2+浓度为200~350 mg/L；
1）高盐废水预处理：往高盐废水中加入微生物菌种，除去废水中的氨氮、COD、有机物以及氰化物，静置之后通过添加氢氧根离子以及碳酸根离子使得废水中生成氢氧化铬沉淀、氢氧化镍沉淀、氢氧化铜沉淀、碳酸锌等的沉淀物以除去废水中的金属物质，对废水进行多次检测得含盐量为27~35wt%，Cl-浓度为1500~2000 mg/L、SO4 2-浓度为2000~2500 mg/L、K+浓度为600~850 mg/L、COD 20~30 mg/L、重金属离子的检测含量几乎为零；
2）过滤处理：将废水通过无机陶瓷膜或者有机陶瓷膜进行膜过滤，得到滤渣A和滤水，滤渣A中几乎为金属以及有机物质；
3）反渗透处理：将滤水进入反渗透系统进行脱盐处理可以得到滤渣B和比较纯的滤水，可将此滤水进行中水回流；
4）蒸发结晶处理：将滤渣B进入蒸发结晶单元，采用热泵低温蒸发技术进行冷热温度调控，升温至40~100℃，浓缩滤渣、蒸发水分、调节酸碱度至7~9，进行过滤之后，先加入分析纯氯化钠晶体析出氯化钠结晶盐，过滤之后的滤液进行冷却至-5~20℃、添加分析纯硫酸钠晶体进行冷却析晶处理，析出硫酸钠结晶盐，剩余的滤渣中几乎为钾盐，可直接用于农业钾肥；
所述微生物菌种包括耐盐硝化细菌、HSBEMBM高效环境微生物、芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌；
采用热泵低温蒸发技术时，已知氯化钠无机盐随着温度的上升，其溶解度的上升幅度比较小，在温度为0~100℃时，其溶解度为35~40 g/100mL；硫酸钠无机盐随着温度的上升，其溶解度的上升幅度略大，在0℃时，其溶解度为4.76 g/100mL，在100℃时，其溶解度为42.7 g/100mL，氯化钠结晶盐需要采用反复升温蒸发溶剂从而析出结晶，采用低温控制进一步冷却析晶硫酸钠结晶盐，因此需要控制升温、降温以及添加诱导晶种的时间，以高浓度、高效率、低耗能的形式析出氯化钠、硫酸钠结晶盐以及钾肥，得到的氯化钠、硫酸钠晶体回收率95%以上，工业氯化钠纯度≥99%，达到氯碱企业应用要求，硫酸钠纯度大于99%，复合国家工业级标准，农用钾盐产品复合农业肥料等级要求。

Claims (10)

1.一种电镀高盐废水纯化及盐分离系统，其特征在于，其包括：
预处理单元：用于处理废水中的氨氮、COD、氰化物以及重金属物质；
过滤处理单元：用于过滤预处理的废水，得到超浓废液和回流中水；
蒸发结晶单元：采用热泵低温蒸发部件以及诱导晶种处理超浓废液得到回收结晶盐；
所述预处理单元、过滤处理单元以及蒸发结晶单元依次连接。
2.由权利要求1所述的电镀高盐废水纯化及盐分离系统，其特征在于，所述过滤处理单元包括膜过滤部件和反渗透部件，所述高盐废水经过预处理单元之后先进入膜过滤部件过滤杂质。
3.由权利要求1所述的电镀高盐废水纯化及盐分离系统，其特征在于，所述膜过滤部件和反渗透部件依次连接，膜过滤部件的滤液进入反渗透部件进行反渗透处理，反渗透部件的产水用于循环利用。
4.由权利要求1或2或3所述的电镀高盐废水纯化及盐分离系统，其特征在于，所述热泵低温蒸发部件用于控制结晶蒸发温度以析出结晶盐。
5.一种电镀高盐废水纯化及盐分离处理工艺，其特征在于，其工艺处理步骤如下：
1）高盐废水预处理：往高盐废水中加入微生物菌种处理废水中的氨氮、COD、有机物以及氰化物，静置之后通过添加氢氧化物以及碳酸物使得废水中的金属物质沉淀；
2）过滤处理：将废水进行膜过滤，得到超浓废水和滤液；
3）反渗透处理：将滤液进行反渗透过滤得到滤渣和回流中水；
4）蒸发结晶处理：将滤渣通过热泵低温蒸发技术以及诱导晶种的加入，调节酸碱度，进行析晶处理，回收结晶盐。
6.由权利要求5所述的电镀高盐废水纯化及盐分离处理工艺，其特征在于，步骤4)的操作为采用热泵低温蒸发技术先通过升温操作蒸发水分，先将氯化钠结晶盐过滤析出，再通过冷却析晶处理将硫酸钠结晶盐析出。
7.由权利要求5或6所述的电镀高盐废水纯化及盐分离处理工艺，其特征在于，所述诱导晶种包括分析纯氯化钠晶体、分析纯硫酸钠晶体，所述分析纯氯化钠晶体用于析出氯化钠结晶盐，分析纯硫酸钠晶体用于析出硫酸钠结晶盐，所得氯化钠盐和硫酸钠盐的纯度达95%及以上。
8.由权利要求7所述的电镀高盐废水纯化及盐分离处理工艺，其特征在于，所述冷却析晶处理的温度范围为-5~20℃。
9.由权利要求5所述的电镀高盐废水纯化及盐分离处理工艺，其特征在于，所述微生物菌种包括耐盐硝化细菌、HSBEMBM高效环境微生物、芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌。
10.由权利要求5所述的电镀高盐废水电镀纯化及盐分离处理工艺，其特征在于，步骤2）中所述膜过滤包括采用无机陶瓷膜过滤技术或者有机陶瓷膜过滤技术。
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