CN112811697A - 化学化工新材料废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，且公开了化学化工新材料废水处理方法，包括以下步骤：将废水通入反渗透膜法结合电推动均质膜工艺回用大量合格的超纯去离子水，膜法脱除COD。该化学化工新材料废水处理方法，通过采用反渗透膜法结合电推动均质膜工艺、膜法分盐浓缩工艺和MVR升降温分盐工艺对废水进行处理，以使企业减少大量的自来水采购及制成产品水成本，减少污水排放费用，减少通过生化法处理总氮的投资与运行费用，且回收了硝酸钠固体并可对外销售，整体处理成本较低，并且通过水资源和硝酸钠的循环利用，节约了物质的消耗，践行了绿色环保处理的理念，有很大的经济和社会效益。

Description

化学化工新材料废水处理方法

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为化学化工新材料废水处理方法。

背景技术

化学工业又称化学加工工业，泛指生产过程中化学方法占主要地位的过程工业，化学工业是从19世纪初开始形成，并发展较快的一个工业部门，化学工业是属于知识和资金密集型的行业，随着科学技术的发展，它由最初只生产纯碱、硫酸等少数几种无机产品和主要从植物中提取茜素制成染料的有机产品，逐步发展为一个多行业、多品种的生产部门，出现了一大批综合利用资源和规模大型化的化工企业，包括基本化学工业和塑料、合成纤维、石油、橡胶、药剂、染料工业等，是利用化学反应改变物质结构、成分、形态等生产化学产品的部门，如：无机酸、碱、盐、稀有元素、合成纤维、塑料、合成橡胶、染料、油漆、化肥、农药等，化学工业是多品种的基础工业，为了适应化工生产的多种需要，化工设备的种类很多，设备的操作条件也比较复杂。按操作压力来说，有真空、常压、低压、中压、高压和超高压：按操作温度来说，有低温常温、中温和高温；处理的介质大多数有腐蚀性，或为易燃、易爆、有毒剧毒等，有时对于某种具体设备来说，既有温度、压力要求，又有耐腐蚀要求，而且这些要求有时还互相制约，有时某些条件又经常变化。

通过水质分析检测，化学化工新材料废水中主要以钠盐，硝酸盐为主，COD100，浊度也不高，二氧化硅含量近40个PPM，电导在800以下，钙、镁不高，铜2ppm，硫酸、碳酸根很低，结垢倾向不高，废水目前排放中总氮指标300以上，远超一般排放指标要求的30，其中氨氮指标150，主要是硝酸根的存在，需对无机氮及氨氮进行深度处理合格才能排放，且现在的废水处理方法成本较高，物质消耗较大。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了化学化工新材料废水处理方法，具备节约成本等优点，解决了上述背景中提出的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：通过采用反渗透膜法结合电推动均质膜工艺、膜法分盐浓缩工艺和MVR升降温分盐工艺等对废水进行除氨氮蒸发干处理。

优选的，步骤1中所述反渗透膜法结合电推动均质膜工艺包括两级反渗透处理系统和电推动膜系统。

优选的，步骤2中所述膜法分盐浓缩工艺包括膜法超高压浓缩。

优选的，步骤3中所述MVR升降温分盐工艺包括MVR蒸发器通过升温降温结晶分离盐分等分离技术。

本发明要解决的另一技术问题是提供化学化工新材料废水处理方法，包括以下步骤：

1)将废水通入反渗透膜法结合电推动均质膜工艺回用大量合格的超纯去离子水，膜法脱除COD；

2)接着将步骤1中处理后的废水通过加药处理沉淀去除二氧化硅，膜法分盐浓缩工艺，把硝酸盐从水中进行分离和浓缩；

3)接着将步骤2中处理后的废水通过脱气膜法除氨氮，最后通入MVR升降温分盐工艺，把分离后硝酸钠为主的盐水中硝酸钠的纯度提高到工业使用级别，蒸发干化后得到硝酸钠固体产品，其余少量杂盐混入脱除硝酸盐后的少部分废水在保证总氮合格的前提下排放。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了化学化工新材料废水处理方法，具备以下有益效果：

该化学化工新材料废水处理方法，通过采用反渗透膜法结合电推动均质膜工艺、膜法分盐浓缩工艺和MVR升降温分盐工艺对废水进行处理，以使企业减少大量的自来水采购及制成产品水成本，减少污水排放费用，减少通过生化法处理总氮的投资与运行费用，且回收了硝酸钠固体并可对外销售，整体处理成本较低，并且通过水资源和硝酸钠的循环利用，节约了物质的消耗，践行了绿色环保处理的理念，有很大的经济和社会效益。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：化学化工新材料废水处理方法，包括以下步骤：

1)将废水通入反渗透膜法结合电推动均质膜工艺回用大量合格的超纯去离子水，膜法脱除COD，化学需氧量COD是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量，废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量，在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示，步骤1中反渗透膜法结合电推动均质膜工艺包括两级反渗透处理系统和电推动膜系统，我们采用了特殊抗高纳滤膜分离一价和二价以上离子的分盐，普通卷式膜原水进水COD要求为小于5，普通抗污染膜进水COD要求为小于30，如COD进水达到50以上时，膜元件的污堵的非常快，产水量下降非常迅速，脱盐率下降也较快，并且酸碱清洗恢复的能力会越来越差，而且经过多次清洗后，膜元件就丧失脱盐的功能及污堵的无法产水。经过不断的浓缩，后期COD也会随之升高，纳滤膜如要解决上述问题，就需要膜元件有很好的抗COD污堵性，有很好的酸碱清洗恢复性，我们采用了特殊的相应纳滤元件，此种膜元件能够耐受高达COD值500左右高浓度有机废水条件下运行，并且能够耐受15％的硫酸下长期运行，也能够耐受0.5％浓度的液碱反复清洗，这样清洗时可以用强酸强碱进行清洗恢复，PH值在0左右或13以上，比普通膜元件在PH值2-11下清洗的效果提高很多，膜分离是指在某种推动力作用下，利用膜的选择透过性能，达到分类混合物(如溶液)中离子、分子以及某些微粒的过程，与传统过滤器的最大不同是，膜可以在离子或分子范围内进行分离，并且该过程是一种物理过程，不需发生相变化和添加助剂，在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定的透过性能，使溶质或溶剂分离的方法，称为膜分离，膜分离是用天然或人工合成膜，以外界能量或化学位差作推动力，对双组份或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜分离可以用于液相和气相分离，可以用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系等，分离溶质时一般叫渗析，分离溶剂时一般叫渗透；

2)接着将步骤1中处理后的废水通过加药处理沉淀去除二氧化硅，膜法分盐浓缩工艺，把硝酸盐从水中进行分离和浓缩，步骤2中膜法分盐浓缩工艺包括膜法超高压浓缩，膜浓缩是一种改革传统工艺实现高效纯化浓缩的技术，它利用有效成分与液体的分子量的不同实现定向的分离，达到浓缩的作用，超浓缩设计运行为单段式大流量运行方式，定期切换进水方向，双向进出水反转，改变浓差极化状态，从而大大降低浓水对膜元件的污染程度，通过采用亢余度设计保证设备在运行时期内水量均能达到系统产水要求，通过系统保证设备有不停水连续运行的能力，纳滤系统由几套独立系统构成，可保证1套停机清洗不影响正常产水，可分别清洗，1套停机也不会造成停水现象产生，通过超浓缩设计系统能较好的分离水中盐份、COD后出水进入后端分离浓缩一价离子；

3)接着将步骤2中处理后的废水通过脱气膜法除氨氮，最后通入MVR升降温分盐工艺，把分离后硝酸钠为主的盐水中硝酸钠的纯度提高到工业使用级别，蒸发干化后得到硝酸钠固体产品，其余少量杂盐混入脱除硝酸盐后的少部分废水在保证总氮合格的前提下排放，步骤3中MVR升降温分盐工艺包括MVR蒸发器通过升温降温结晶分离盐分等分离技术，MVR蒸发器的工作原理：原液经预热后进入板式升降膜蒸发器，从物料侧板间通过，并被蒸汽加热而蒸发，物料汽液混合物从板式升降膜蒸发器出料口处排出，然后进入汽液分离器，在其中将汽液分离，从而获得浓缩的物料和二次蒸汽，几种工艺的配合使用，针对此种废水，我们采用超滤膜达到卷式膜的进水水质要求，由于二氧化硅比较高，我们采用低回收率反渗透技术回收50％左右的纯水，在将反渗透膜分离的一半产水通过电推动均质膜技术除去二氧化硅到工艺用水使用要求后回用，剩余一半浓水用电推动膜技术再次回收90％，电推动膜技术对于高二氧化硅水质具有良好的防堵塞性能，还可以耐受300以下的COD，运用在此比较适用，针对电推动膜产水通过COD脱除膜处理将COD完全脱除，二级反渗透将纯水水质提升到电导50以下的去离子水水质回用，对于回收纯水后的浓水部分先加入絮凝剂及液碱反应除去胶体硅，降低COD，浊度，再用超滤膜同时进一步除去颗粒状悬浮物，在PH11左右的碱性状态下通过脱气膜三级除氨氮，经过脱氨氮后的浓水通过纳滤分盐，主要的透过液中一价盐水用膜法超高压浓缩，在降低渗透压的前提下，尽量缩小盐水水量，产水继续并入反渗透产水后处理回用，浓水再采用特种MVR蒸发器分盐结晶，并且进一步降低氨氮，干化后得到硝酸钠固体产品，剩余少量残液和电推动膜法浓液，纳滤浓液在各项排放指标合格的情况下排放。

通过采用反渗透膜法结合电推动均质膜工艺、膜法分盐浓缩工艺和MVR升降温分盐工艺等对废水进行除氨氮蒸发干处理，随着膜法分离技术越来越成熟，膜成本下降，这种工艺投资少、分离彻底、运行维护简单。

本发明的有益效果是：通过采用反渗透膜法结合电推动均质膜工艺、膜法分盐浓缩工艺和MVR升降温分盐工艺对废水进行处理，以使企业减少大量的自来水采购及制成产品水成本，减少污水排放费用，减少通过生化法处理总氮的投资与运行费用，且回收了硝酸钠固体并可对外销售，整体处理成本较低，并且通过水资源和硝酸钠的循环利用，节约了物质的消耗，践行了绿色环保处理的理念，有很大的经济和社会效益

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.化学化工新材料废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将废水通入反渗透膜法结合电推动均质膜工艺回用大量合格的超纯去离子水，膜法脱除COD；

2)接着将步骤1中处理后的废水通过加药处理沉淀去除二氧化硅，膜法分盐浓缩工艺，把硝酸盐从水中进行分离和浓缩；

3)接着将步骤2中处理后的废水通过脱气膜法除氨氮，最后通入MVR升降温分盐工艺，把分离后硝酸钠为主的盐水中硝酸钠的纯度提高到工业使用级别，蒸发干化后得到硝酸钠固体产品，其余少量杂盐混入脱除硝酸盐后的少部分废水在保证总氮合格的前提下排放。

2.根据权利要求1所述的化学化工新材料废水处理方法，其特征在于，步骤1中所述反渗透膜法结合电推动均质膜工艺包括两级反渗透处理系统和电推动膜系统。

3.根据权利要求1所述的化学化工新材料废水处理方法，其特征在于，步骤2中所述膜法分盐浓缩工艺包括膜法超高压浓缩。

4.根据权利要求1所述的化学化工新材料废水处理方法，其特征在于，步骤3中所述MVR升降温分盐工艺包括MVR蒸发器通过升温降温结晶分离盐分等分离技术。