CN112607890A - 一种含钙、镁离子高含盐水零排放水处理工艺 - Google Patents

一种含钙、镁离子高含盐水零排放水处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于水处理的技术领域，具体涉及一种含钙、镁离子高含盐水零排放水处理工艺。该水处理工艺包括螯和液制备、螯和液超滤、螯和液一次浓缩、螯和液分离、螯和液二次浓缩、水溶肥料调配、水溶肥料干化、结晶盐制备。该水处理工艺具有将钙、镁离子资源化，流程、控制参数简单，项目整体投资低等优点。

Description

一种含钙、镁离子高含盐水零排放水处理工艺
技术领域
本发明属于水处理的技术领域，具体涉及一种含钙、镁离子高含盐水零排放处理工艺。
背景技术
水处理领域中对于水中钙、镁离子软化一般采用加入化学药剂的方式将其形成碳酸钙、硫酸钙或者氢氧化镁等沉淀之后采用过滤单元将钙镁含量控制在50~100mg/L以内。
但是无论碳酸钙、硫酸钙或者氢氧化镁等沉淀物在溶液中存在沉淀溶解平衡，溶液中存在组成沉淀的离子Ca2+、CO3 2-、SO4 2-、Mg2+、OH-。过滤单元只能过滤掉溶液中的沉淀物，不能过滤掉溶液中的离子。这是化学药剂沉淀法存在的机理性的缺陷。过滤后的溶液中沉淀离子仍处于饱和状态，后续膜处理使溶液浓度升高后，沉淀溶解平衡被破坏了，所以沉淀离子从溶液中析出沉淀来。
螯和剂可以与钙、镁离子形成可溶性螯合钙、螯合镁，使得溶液中游离的钙、镁离子含量不断减少。促使碳酸钙、硫酸钙或者氢氧化镁等沉淀物由于溶解平衡，不断的溶解产生钙、镁离子，最终使溶液中沉淀消失。这样即使后续膜处理使得溶液浓度升高，依然不会形成碳酸钙、硫酸钙或者氢氧化镁等沉淀物。
此外化学药剂沉淀法存在着药剂成本费用高；形成的硫酸钙、碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物作为固体废弃物处置；过滤单元易发生管道堵塞问题，导致整个水处理系统停车。
发明内容
本发明的目的首先在于提供一种含钙、镁离子高含盐水零排放水处理工艺，该工艺具有流程简单、不易堵塞、控制指标简单、操作方便等特点。为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种钙、镁离子高含盐水零排放水处理工艺包括下列步骤。
螯和液制备：将螯合剂与含钙、镁离子高含盐水在15~80℃温度下，PH值在2-12时在反应釜内搅拌0.5-12小时，制得螯和液Ⅰ。
螯和液超滤：将螯合液Ⅰ在0.1~0.5Mpa压力下经超滤膜处理后，去掉螯和液Ⅰ中的颗粒物、细菌、胶体、悬浮物、大分子有机物、病毒、浊度等，制得螯和液Ⅱ。
螯和液一次浓缩：将制备的螯和液Ⅱ在0.1~6Mpa压力下通过1#反渗透膜进行浓缩。浓缩后的螯和液Ⅲ，进入浓水侧去螯和液分离；产水侧淡水收集后作为二次水回用。
螯和液分离：将制备的螯和液Ⅲ在0.1~6Mpa压力下通过纳滤膜分离。分离后的氨基酸螯和钙、氨基酸螯和镁被纳滤膜截留在浓水侧作为螯和液Ⅳ；盐水Ⅰ被分至产水侧去制备结晶盐。
螯和液二次浓缩：纳滤膜浓水侧产生的螯和液Ⅳ在0.1~6Mpa压力下通过2#反渗透膜进行浓缩。浓缩后的螯和液Ⅴ，去水溶肥料调配；产水侧淡水收集后作为二次水回用。
水溶肥料调配：螯和液二次浓缩产生的螯和液Ⅴ，根据水溶肥料标准中技术指标要求在调配罐内加入调配剂，调配氨基酸含量和中量元素含量。最终，制备符合水溶肥料标准中要求的含氨基酸水溶肥料液体产品。
水溶肥料干化：为便于运输，也可以通过氨基酸水溶肥蒸发结晶器、氨基酸水溶肥离心机、氨基酸水溶肥干燥床制备符合水溶肥料标准要求的含氨基酸水溶肥料固体产品。
结晶盐制备：将纳滤膜产水侧的盐水Ⅰ经2#反渗透膜浓缩后，浓水进入盐蒸发结晶器、盐离心机、盐干燥床制备符合GB/T5462-2003的工业盐。蒸发产生的二次蒸汽冷凝后为蒸发凝水。产水侧淡水收集后作为二次水回用。
进一步的，所述螯合剂为氨基酸、氨基酸钠盐、氨基酸钾盐。
进一步的，所述螯和液Ⅰ为氨基酸螯和钙、氨基酸螯和镁。
进一步的，所述调配剂为氧化钙、氧化镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、碳酸钙、碳酸镁、硝酸钙、硝酸镁、磷酸钙、磷酸镁。
进一步的，所述水溶肥料标准为NY2266-2012中量元素水溶肥料、NY1429-2010 含氨基酸水溶肥料。
与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下有益效果。
（1）有效利用了盐水中的钙、镁离子，用氨基酸与钙镁螯和后作为化肥变废为宝。成功解决了传统预处理工艺中将钙、镁沉淀下来作为固体废弃物处置的问题。
（2）采用了纳滤技术处理螯和钙、螯和镁，简化了工艺流程，避免了传统预处理工艺中硫酸钙、碳酸钙、氢氧化镁沉淀生成过程中的堵塞问题。
（3）螯合钙、螯和镁溶解度较高，不易在纳滤和反渗透膜表面形成沉淀，降低了纳滤和反渗透的药剂消耗。
（4）螯和液浓缩后可作为化肥直接向周边出售液体产品，不必浓缩至结晶，减少了蒸发量，降低了整体项目投资。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明制备符合NY1429-2010标准的含氨基酸水溶肥料液体产品工艺流程图；
图2为本发明制备符合NY1429-2010标准的含氨基酸水溶肥料固体产品工艺流程图；
图中标记：
1、反应釜；2、超滤膜；3、1#反渗透膜；4、纳滤膜；5、2#反渗透膜、6、调配罐；7、盐结晶器；8、盐离心机；9、盐干燥床；10、氨基酸水溶肥蒸发结晶器；11、氨基酸水溶肥离心机；12、氨基酸水溶肥干燥床。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：1250m3/h矿井水（Na+ 905mg/L、K+ 6.7mg/L、Ca2+ 51.9mg/L、Mg2+ 13.6mg/L、HCO3 - 680mg/L、Cl- 374mg/L、SO4 2- 864mg/L、NO3 - 6.86mg/L）与800kg/h螯合剂（谷氨酸钠）在40℃温度下，PH为6时，在反应釜内搅拌2小时；
将螯合液Ⅰ在0.2Mpa压力下经超滤膜处理后，去掉螯和液Ⅰ中的颗粒物、细菌、胶体、悬浮物、大分子有机物、病毒、浊度等，制得1250800kg/h螯和液Ⅱ；
将制备的螯和液Ⅱ在2Mpa压力下通过1#反渗透膜进行浓缩。浓缩后的13200kg/h螯和液Ⅲ，进入浓水侧去螯和液分离，1237600kg/h产水侧淡水收集后作为二次水回用；
将制备的13200kg/h螯和液Ⅲ在4Mpa压力下通过纳滤膜分离。分离后的6600kg/h氨基酸螯和钙、氨基酸螯和镁被纳滤膜截留在浓水侧作为螯和液Ⅳ，6600kg/h盐水Ⅰ被分至产水侧去制备结晶盐；
纳滤膜浓水侧产生的6600kg/h螯和浓Ⅳ，根据NY1429-2010的含氨基酸水溶肥料液体产品的技术指标要求加入200kg/h氧化钙调配剂，调配氨基酸含量和中量元素含量。最终制备符合NY1429-2010要求的含氨基酸水溶肥料液体产品6800kg/h；
为便于运输，也可以通过氨基酸水溶肥蒸发结晶器、氨基酸水溶肥离心机、氨基酸水溶肥干燥床将6800kg/h液体产品制备3500kg/h符合NY1429-2010要求的含氨基酸水溶肥料固体产品；
将纳滤膜产水侧的6600kg/h盐水Ⅰ进入盐蒸发结晶器、盐离心机、盐干燥床制备350kg/h符合GB/T5462-2003的工业盐。蒸发产生5000kg/h的二次蒸汽冷凝后为蒸发凝水。
实施例2：30m3/h电厂脱硫废水（Na+ 1180mg/L、K+ 382mg/L、Ca2+ 1310mg/L、Mg2+ 18200mg/L、NH4 + 10mg/L、HCO3 - 80mg/L、Cl- 10600mg/L、SO4 2- 46900mg/L、NO3 - 125mg/L）与4300kg/h螯合剂（谷氨酸钠）在40℃温度下，PH为6时，在反应釜内搅拌2小时；
在螯和液中加入720kg/h 生石灰（CaO）调配氨基酸水溶肥料。制备出36500kg/h符合NY1429-2010要求的含氨基酸水溶肥料液体产品。
实例例3：20m3/h电厂脱硫废水（Na+ 2008mg/L、K+ 320mg/L、Ca2+ 554mg/L、Mg2+ 13820mg/L、NH4 + 22.9mg/L、HCO3 - 517mg/L、CO3 2- 279mg/L、Cl- 8678mg/L、SO4 2- 54100mg/L、NO3 - 693mg/L）与2900kg/h螯合剂（谷氨酸钠）在40℃温度下，PH为6时，在反应釜内搅拌2小时；
在螯和液中加入630kg/h 生石灰（CaO）调配氨基酸水溶肥料。制备出24500kg/h符合NY1429-2010要求的含氨基酸水溶肥料液体产品。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (5)

1.一种含钙、镁离子高含盐水零排放处理工艺，其特征在于，一种含钙、镁离子高含盐水零排放处理工艺包括下列步骤：
螯和液制备：将螯合剂与含钙、镁离子高含盐水在15~80℃温度下，PH值在2-12时在反应釜内搅拌0.5-12小时，制得螯和液Ⅰ；
螯和液超滤：将螯合液Ⅰ在0.1~0.5Mpa压力下经超滤膜处理后，去掉螯和液Ⅰ中的颗粒物、细菌、胶体、悬浮物、大分子有机物、病毒、浊度等，制得螯和液Ⅱ；
螯和液一次浓缩：将制备的螯和液Ⅱ在0.1~6Mpa压力下通过1#反渗透膜进行浓缩，浓缩后的螯和液Ⅲ，进入浓水侧去螯和液分离，产水侧淡水收集后作为二次水回用；
螯和液分离：将制备的螯和液Ⅲ在0.1~6Mpa压力下通过纳滤膜分离，分离后的氨基酸螯和钙、氨基酸螯和镁被纳滤膜截留在浓水侧作为螯和液Ⅳ，盐水Ⅰ被分至产水侧去制备结晶盐；
螯和液二次浓缩：纳滤膜浓水侧产生的螯和液Ⅳ在0.1~6Mpa压力下通过2#反渗透膜进行浓缩，浓缩后的螯和液Ⅴ，去水溶肥料调配，产水侧淡水收集后作为二次水回用；
水溶肥料调配：螯和液二次浓缩产生的螯和液Ⅴ，根据水溶肥料标准中技术指标要求在调配罐内加入调配剂，调配氨基酸含量和中量元素含量，最终制备符合水溶肥料标准中要求的含氨基酸水溶肥料液体产品；
水溶肥料干化：为便于运输，也可以通过氨基酸水溶肥蒸发结晶器、氨基酸水溶肥离心机、氨基酸水溶肥干燥床制备符合水溶肥料标准要求的含氨基酸水溶肥料固体产品；
结晶盐制备：将纳滤膜产水侧的盐水Ⅰ经2#反渗透膜浓缩后，浓水进入盐蒸发结晶器、盐离心机、盐干燥床制备符合GB/T5462-2003的工业盐，蒸发产生的二次蒸汽冷凝后为蒸发凝水，产水侧淡水收集后作为二次水回用。
2.根据权利要求1一种含钙、镁离子高含盐水零排放处理工艺，其特征在于，所述螯合剂为氨基酸、氨基酸钠盐、氨基酸钾盐。
3.根据权利要求1一种含钙、镁离子高含盐水零排放处理工艺，其特征在于，所述螯和液Ⅰ为氨基酸螯和钙、氨基酸螯和镁。
4.根据权利要求1一种含钙、镁离子高含盐水零排放处理工艺，其特征在于，所述调配剂为氧化钙、氧化镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁、碳酸钙、碳酸镁、硝酸钙、硝酸镁、磷酸钙、磷酸镁。
5.根据权利要求1一种含钙、镁离子高含盐水零排放处理工艺，其特征在于，所述水溶肥料标准为NY2266-2012中量元素水溶肥料、NY1429-2010 含氨基酸水溶肥料。
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