CN114790059B - 一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，包括：深度处理单元，用于处理预处理单元的来水；膜浓缩单元，用于浓缩所述深度处理单元的来水；其中，所述膜浓缩单元包括纳滤装置、第一高压反渗透膜装置、超高压反渗透膜装置和浓缩装置。本发明还涉及一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤方法，所述方法至少包括：处理预处理单元的来水；浓缩所述处理后的来水。本发明通过第一高压反渗透装置与超高压反渗透装置共同构成浓水循环体系，在保障反渗透装置正常运行的情况下，将超高压产水在第二压力作用下进行回水利用，并将该压力同时作用于第一高压反渗透装置中，以减少甚至去除第一高压反渗透装置需要的高压作用，减少系统负荷。

Description

一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置及方法
技术领域
本发明涉及废水浓水处理技术领域，尤其涉及一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置及方法。
背景技术
随着人们对环境保护的需要，环境保护意识的不断提升，对于工业废水进行零排放处理成为了当今社会的最大需求。工业废水中含有大量重金属离子和硬度离子，但其同样也含有能够二次利用的物质，例如氯化钠和硫酸钠。现有技术常采用叠加过滤介质和/或膜进行浓缩处理，而本发明设计为高压反渗透膜和超高压反渗透膜的压力协调作用，通过保安过滤器、高压泵、反渗透组件、超高压泵以及阀门的配合使用，解决抗污染性能差，浓缩效果差，系统回收率低等多种问题。
中国专利CN107651801B公开了一种高盐高有机物废水热膜耦合零排放处理工艺，包括如下工艺流程：待处理的废水依次经过第一换热器和第二换热器后进入盐水膜分离器，水蒸汽输送到蒸汽总管，浓水经过混盐无害化处理器中的加热管路加热后输送到结晶器，生成的蒸汽输送到蒸汽总管，生成的结晶盐输送到混盐无害化处理器进行焚烧，焚烧后的混盐输送到混盐回收装置，高温烟气经过第二换热器后将降温后的烟气输送到低温烟气回收系统。该专利利用高盐高有机物废水的余热，只有盐水膜分离器、结晶器、混盐无害化处理器三个主要工艺单元，流程简洁、操作简便、不添加化学药剂、热量利用率高、占地面积省、运行成本低、固体盐不含有机物便于处置。但是该专利的缺陷在于，将水蒸汽和烟气作为热源进行回用仅能实现对水处理系统负荷的减少，但是对于水质处理以及零排放没有实质性帮助，仅通过盐水膜分离、结晶以及混盐无害化处理无法达到零排放标准，其水中含有的重金属离子、二氧化硅以及硬度离子无法有效清除，导致处理得到的氯化钠中存在多种杂质，不符合工业干盐和/或工业湿盐的理化指标。并且该盐水膜分离器采用的疏水性膜结构简单，过滤效果差，易受到有害物质污染、堵塞。
中国专利CN101525191B公开了一种焦化废水膜法处理工艺，可有效解决现有焦化废水处理中占地面积大、成本高，操作复杂，处理效率低，能耗高，综合回收利用效果差的问题，其解决的技术方案是：首先滤去焦化废水中大的悬浮物，再分离重油和轻油，精滤，除去粒径大于0.1μm的颗粒杂质，调pH值，处理后的焦化废水进行一级膜处理，将分子量大于300的有机物与水分离，形成一级处理淡水和一级处理后的浓水，然后进行二级、三级膜处理，除去淡水中的酚类物质，三级膜处理后得的淡水进入四级膜处理，四级膜处理后的淡水经过滤、消毒，回用，实现焦化废水的综合利用，该专利高效、节能、易操作使用，减少环境污染，成本低，可有效解决焦化废水的处理，具有巨大的经济和社会效益。但是该专利缺陷在于，多级膜处理无法彻底清除废水中含有的钙离子、镁离子以及各类易溶物，其出水指标难以达到零排放标准，并且不具有提取废水中的能再利用成分的装置，经济效益低，多个膜结构也导致清洗工作难以开展，易发生堵塞、污染等情况。
本发明通过对水资源的综合利用，以高压反渗透装置和超高压反渗透装置为核心，建立一整套废水浓缩过滤系统。通过高压反渗透装置和超高压反渗透装置的浓缩处理以及对浓水的循环过滤、对压力的循环施加，从而最大限定提升两种反渗透装置的过滤作用，并且设置的阀门控制排出水的流量以符合运行指标，在对膜进行保护的同时，更有利于废水浓缩过滤。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明的技术方案是提供一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，至少包括：深度处理单元，用于处理预处理单元的来水；膜浓缩单元，用于浓缩所述深度处理单元的来水；其中，所述膜浓缩单元包括纳滤装置、第一高压反渗透膜装置、超高压反渗透膜装置和浓缩装置，所述膜浓缩单元被配置为：所述纳滤装置处理所述深度处理单元的来水形成纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤产水在第一压力作用下通过纳滤产水池进入所述第一高压反渗透装置并在第二压力作用下从所述第一高压反渗透装置进入所述超高压反渗透装置中。其中，所述纳滤产水经过所述第一高压反渗透装置得到第一高压产水和第一高压浓水，所述第一高压浓水经过所述超高压反渗透装置得到超高压产水和超高压浓水。所述超高压产水从所述超高压反渗透装置排出且在第二压力作用下连续地送入所述第一高压反渗透装置中并将第二压力施加在所述第一高压反渗透装置的纳滤产水上和将所述第一高压浓水送入所述超高压反渗透装置中。本发明通过第一高压反渗透装置与超高压反渗透装置共同构成浓水循环体系，在保障反渗透装置正常运行的情况下，将超高压产水在第二压力作用下进行回水利用，并将该压力同时作用于第一高压反渗透装置中，以减少甚至去除第一高压反渗透装置需要的高压作用，减少系统负荷。即使由于第二压力提升超高压产水经过阀门后，自身作用于第一高压反渗透装置的压力减小，但是其仍为连续的、不断的有效压力，可采用产生更低压力的高压泵来继续开展过滤工作，也能够减少系统负荷，控制运行成本。超高压产水的回用既增加了盐的回收率，而且由于超高压反渗透产水电导高，直接回用造成回用水电导偏高，经过第一高压反渗透后，超高压产水会对纳滤产水进行稀释，从而也降低了膜污堵的速率。
根据一种优选的实施方式，从所述超高压反渗透装置排出的所述超高压产水在第二压力作用下进入所述第一高压反渗透装置的保安过滤器中并且所述第二压力作用于反渗透膜上，使得进入所述第一高压反渗透装置的纳滤产水在第二压力作用下进入所述超高压反渗透装置。通过第二压力作用下将超高压产水与纳滤产水进行混合复用，通过反渗透膜的流动和压力由超高压反渗透装置的超高压泵和阀门和/或第一高压泵提供，以分级循环的方式增加渗透液回收，从而达到高回收率和高过滤效果。
根据一种优选的实施方式，所述超高压反渗透装置设有用于控制水流量的阀门，利用至少三个所述阀门将超高压产水送入所述第一高压反渗透装置中、将所述超高压产水和纳滤产水从所述第一高压反渗透装置中排出和将所述超高压浓水从所述超高压反渗透装置中排出以符合所述第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的运行指标。通过将经过第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的水通量经由阀门的配合而控制在运行指标内，以提高反渗透装置的使用寿命，并且多个阀门设置将反渗透装置中的压力波动平衡在一定范围内，以减少对反渗透装置的损伤。
根据一种优选的实施方式，所述第一高压产水送入产品水池中并作为新鲜水和/或循环水补水用作各反渗透装置清洗和/或深度处理单元的反洗，并且也可作为换热热源和/或蒸发罐液位补充水，从而对氯化钠和硫酸钠的提取提供回用水支持。
根据一种优选的实施方式，所述浓缩装置包括浓缩单元和冷冻单元，所述浓缩单元以对二次蒸汽进行压缩的方式进行蒸汽温度提升并将所述二次蒸汽用作所述浓缩单元的蒸发热源，所述冷冻单元将经过所述浓缩单元处理后的纳滤浓水进行冷冻析出，其中，所述纳滤浓水进入所述浓缩装置以除去自身含有的水分并基于所述纳滤浓水的矿化度形成硫酸钠饱和溶液，所述硫酸钠饱和溶液进入所述冷冻单元在至少基于所述浓缩单元排出一部分杂质的情况下冷冻析出十水硝。浓缩单元在硫酸钠饱和溶液进入冷冻单元之前进一步压缩水量，解决了由纳滤单元处理得到的纳滤浓水的矿化度低，直接经过冷冻无法正常析出十水硝的问题通过浓缩单元的浓缩作用使得由纳滤单元处理得到的纳滤浓水能够大量析出十水硝到设计指标。
根据一种优选的实施方式，所述十水硝进入熔融结晶单元进行硫酸钠制取，在所述冷冻单元进行冷冻析出十水硝时，其上清液与经过所述第一高压反渗透膜装置和超高压反渗透膜装置处理后的超高压浓水混合并进入蒸发结晶单元进行氯化钠制取。通过熔融结晶单元和蒸发结晶单元进一步提取硫酸钠和氯化钠，使得制作出的氯化钠和硫酸钠的理化指标符合煤化工副产工业标准，产水水质达到指标以及达到合成氨与乙二醇废水零排放的效果。并且通过对浓缩后的上清液与超高压浓水进行混合，在得到硫酸钠饱和溶液的同时，充分利用剩余纳滤浓水，提高了浓缩过滤装置的提取效率。
根据一种优选的实施方式，所述预处理单元包括：沉淀池，用于废水中的重金属离子、二氧化硅以及硬度离子进行去除并送至第一高强度膜池；第一高强度膜池，用于对所述沉淀池的来水中的细小悬浮物进行拦截；双级弱酸床，用于处理来水的水质硬度；脱碳塔，用于处理来水的游离二氧化碳。
根据一种优选的实施方式，所述深度处理单元包括第二高压反渗透膜装置、除硅高密池、第二高强度膜池和臭氧装置，所述第二高压反渗透膜装置被配置为与所述第一高压反渗透膜装置相同结构并用于处理所述预处理单元的来水以得到第二高压产水和第二高压浓水，所述第二高压产水送入产品水池中并作为新鲜水和/或循环水补水用作各反渗透装置清洗和/或深度处理单元的反洗，所述第二高压浓水依次进入所述除硅高密池、第二高强度膜池和臭氧装置进行深度处理并送至所述膜浓缩单元。
本发明还提供一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤方法，所述方法至少包括：处理预处理单元的来水；浓缩所述处理后的来水；其中，所述浓缩被配置为：浓缩处理所述处理后的来水形成纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤产水在第一压力作用下通过纳滤产水池进入第一高压反渗透装置并在第二压力作用下从所述第一高压反渗透装置进入超高压反渗透装置中，其中，所述纳滤产水经过所述第一高压反渗透装置得到第一高压产水和第一高压浓水，所述第一高压浓水经过所述超高压反渗透装置得到超高压产水和超高压浓水，所述超高压产水从所述超高压反渗透装置排出且在第二压力作用下连续地送入所述第一高压反渗透装置中并将第二压力施加在所述第一高压反渗透装置的纳滤产水上和将所述第一高压浓水送入所述超高压反渗透装置中。
根据一种优选的实施方式，所述方法还包括：从所述超高压反渗透装置排出的所述超高压产水在第二压力作用下进入所述第一高压反渗透装置的保安过滤器中并且所述第二压力作用于反渗透膜上，使得进入所述第一高压反渗透装置的纳滤产水在第二压力作用下进入所述超高压反渗透装置。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明通过第一高压反渗透装置与超高压反渗透装置共同构成浓水循环体系，在保障反渗透装置正常运行的情况下，将超高压产水在第二压力作用下进行回水利用，并将该压力同时作用于第一高压反渗透装置中，以减少甚至去除第一高压反渗透装置需要的高压作用，减少系统负荷。即使由于第二压力提升超高压产水经过阀门后，自身作用于第一高压反渗透装置的压力减小，但是其仍为连续的、不断的有效压力，可采用产生更低压力的高压泵来继续开展过滤工作，也能够减少系统负荷，控制运行成本；
(2)通过第二压力作用下将超高压产水与纳滤产水进行混合复用，通过反渗透膜的流动和压力由超高压反渗透装置的超高压泵和阀门和/或第一高压泵提供，以分级循环的方式增加渗透液回收，从而达到高回收率和高过滤效果，超高压产水的回用既增加了盐的回收率，而且由于超高压反渗透产水电导高，直接回用造成回用水电导偏高，经过第一高压反渗透后，超高压产水会对纳滤产水进行稀释，从而也降低了膜污堵的速率；
(3)通过将经过第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的水通量经由阀门的配合而控制在运行指标内，以提高反渗透装置的使用寿命，并且多个阀门设置将反渗透装置中的压力波动平衡在一定范围内，以减少对反渗透装置的损伤。即通过限制通过反渗透装置的水通量大小，而防止压力突然失衡；
(4)第一高压反渗透装置的水通量控制在16LMH以内，超高压反渗透装置的水通量控制在8LMH以内，以不同水通量适应超高压产水的回流，使得各反渗透装置均处于最佳使用状态；
(5)本发明设置浓缩单元，在硫酸钠饱和溶液进入冷冻单元之前进一步压缩水量，解决了由纳滤单元处理得到的纳滤浓水的矿化度低，直接经过冷冻无法正常析出十水硝的问题通过浓缩单元的浓缩作用使得由纳滤单元处理得到的纳滤浓水能够大量析出十水硝到设计指标。浓缩单元使二次蒸汽热源再次利用，蒸发能源只消耗热能循环所消耗的电能，与一般蒸汽热源蒸发器比较能源消耗大幅度降低；
(6)第一高压产水送入产品水池中并作为新鲜水和/或循环水补水用作各反渗透装置清洗和/或深度处理单元的反洗，并且也可作为换热热源和/或蒸发罐液位补充水，从而对氯化钠和硫酸钠的提取提供回用水支持；
(7)通过熔融结晶单元和蒸发结晶单元进一步提取硫酸钠和氯化钠，使得制作出的氯化钠和硫酸钠的理化指标符合工业标准，产水水质达到指标以及达到合成氨与乙二醇废水零排放的效果。并且通过对浓缩后的上清液与超高压浓水进行混合，在得到硫酸钠饱和溶液的同时，充分利用剩余纳滤浓水，提高了浓缩过滤装置的提取效率。
附图说明
图1是本发明的一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置的优选实施例的流程示意图；
图2是本发明的第一高压产水和第二高压产水的水质理化指标。
附图标记列表
1：调节池；2：高密池；3：污泥模块；4：第一高强度膜池；5：双级弱酸床；6：脱碳塔；7：第二高压反渗透装置；8：除硅高密池；9：第二高强度膜池；10：纳滤装置；11：第一高压反渗透装置；12：超高压反渗透装置；13：蒸发结晶单元；14：浓缩装置；15：冷冻单元；16：熔融结晶单元。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
实施例
本申请涉及一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，至少包括：深度处理单元，用于处理预处理单元的来水；膜浓缩单元，用于浓缩所述深度处理单元的来水；其中，所述膜浓缩单元包括纳滤装置、第一高压反渗透膜装置、超高压反渗透膜装置和浓缩装置，所述膜浓缩单元被配置为：所述纳滤装置处理所述深度处理单元的来水形成纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤产水在第一压力作用下通过纳滤产水池进入所述第一高压反渗透装置并在第二压力作用下从所述第一高压反渗透装置进入所述超高压反渗透装置中，其中，所述纳滤产水经过所述第一高压反渗透装置得到第一高压产水和第一高压浓水，所述第一高压浓水经过所述超高压反渗透装置得到超高压产水和超高压浓水，所述超高压产水从所述超高压反渗透装置排出且在第二压力作用下连续地送入所述第一高压反渗透装置中并将第二压力施加在所述第一高压反渗透装置的纳滤产水上和将所述第一高压浓水送入所述超高压反渗透装置中。第一高压反渗透装置与超高压反渗透装置共同构成浓水循环体系，在保障反渗透装置正常运行的情况下，将超高压产水在第二压力作用下进行回水利用，并将该压力同时作用于第一高压反渗透装置中，以减少甚至去除第一高压反渗透装置需要的高压作用，减少系统负荷。即使由于第二压力提升超高压产水经过阀门后，自身作用于第一高压反渗透装置的压力减小，但是其仍为连续的、不断的有效压力，可采用产生更低压力的高压泵来继续开展过滤工作，也能够减少系统负荷，控制运行成本。超高压产水的回用既增加了盐的回收率，而且由于超高压反渗透产水电导高，直接回用造成回用水电导偏高，经过第一高压反渗透后，超高压产水会对纳滤产水进行稀释，从而也降低了膜污堵的速率。
需要说明的是，高压反渗透装置平均脱盐率为97％，将进膜压力控制在4MPa左右，回收率为63％左右，超高压反渗透装置压力控制在10MPa左右，平均脱盐率92％左右，回收率为50％。即本发明中高压为4MPa，超高压为10MPa。
根据一种优选的实施方式，从所述超高压反渗透装置排出的所述超高压产水在第二压力作用下进入所述第一高压反渗透装置的保安过滤器中并且所述第二压力作用于反渗透膜上，使得进入所述第一高压反渗透装置的纳滤产水在第二压力作用下进入所述超高压反渗透装置。超高压产水与纳滤产水进行混合复用，通过反渗透膜的流动和压力由超高压反渗透装置的超高压泵和阀门和/或第一高压泵提供，以分级循环的方式增加渗透液回收，从而达到高回收率和高过滤效果。
根据一种优选的实施方式，所述超高压反渗透装置设有用于控制水流量的阀门，利用至少三个所述阀门将超高压产水送入所述第一高压反渗透装置中、将所述超高压产水和纳滤产水从所述第一高压反渗透装置中排出和将所述超高压浓水从所述超高压反渗透装置中排出以符合所述第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的运行指标。通过将经过第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的水通量经由阀门的配合而控制在运行指标内，以提高反渗透装置的使用寿命，并且多个阀门设置将反渗透装置中的压力波动平衡在一定范围内，以减少对反渗透装置的损伤。即通过限制通过反渗透装置的水通量大小，而防止压力突然失衡。超高压产水通过阀门和第二压力回流入第一高压反渗透装置中。
根据一种优选的实施方式，第一高压反渗透装置包括保安过滤器、高压泵、反渗透组件、配套仪表、就地控制以及加药、清洗系统等。其中，保安过滤器和清洗保安过滤器滤芯采用大通量滤芯，过滤精度至少为5μm，PP材质。根据本单元进水水质特点，选择抗污染性能好、机械强度高、化学稳定性能好、使用寿命长的聚酰胺膜，质保期应不少于3年，系统脱盐率达到98％(一年)、95％(三年)。每套反渗透都能单独运行，也可同时运行。反渗透膜pH运行范围应在4～11之间，pH清洗范围应在2～12之间。反渗透还原剂加药点设计时充分考虑还原剂能充分的混合并与氧化剂有充分的反应时间，使反渗透膜不被氧化。
需要说明的是，第一高压反渗透装置的设计水通量按照膜元件的水通量低值选取，反渗透膜平均通量≤16LMH，系统回收率≥70％，并以此选择的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。即本发明的阀门控制第一高压反渗透装置流出的水通量在16LMH以内。
根据一种优选的实施方式，超高压反渗透装置根据本单元进水水质特点，选择抗污染性能好、机械强度高、化学稳定性能好、使用寿命长的聚酰胺膜，质保期应不少于3年，系统脱盐率达到98％(运行一年后)、95％(运行三年后)。
需要说明的是，超高压反渗透装置的设计水通量应按照膜元件的水通量低值选取，高压反渗透运行平均通量不大于8LMH，系统回收率45％-50％，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。即本发明的阀门控制超高压反渗透装置流出的水通量在8LMH以内。上述第一高压反渗透装置的水通量与超高压反渗透装置的水通量的不同以适应超高压产水的回流，使得各反渗透装置均处于最佳使用状态。
根据一种优选的实施方式，所述第一高压产水送入产品水池中并作为新鲜水和/或循环水补水用作各反渗透装置清洗和/或深度处理单元的反洗。优选地，上述新鲜水和/或循环水补水也可用于蒸发结晶单元和/或熔融结晶单元的混合冷凝水并作为换热热源和/或蒸发罐液位补充水，以对氯化钠和硫酸钠的提取提供回用水支持。
根据一种优选的实施方式，所述浓缩装置包括浓缩单元和冷冻单元，所述浓缩单元以对二次蒸汽进行压缩的方式进行蒸汽温度提升并将所述二次蒸汽用作所述浓缩单元的蒸发热源，所述冷冻单元将经过所述浓缩单元处理后的纳滤浓水进行冷冻析出，其中，所述纳滤浓水进入所述浓缩装置以除去自身含有的水分并基于所述纳滤浓水的矿化度形成硫酸钠饱和溶液，所述硫酸钠饱和溶液进入所述冷冻单元在至少基于所述浓缩单元排出一部分杂质的情况下冷冻析出十水硝。通过浓缩单元进一步压缩水量，浓水矿化度提高，使进入冷冻单元的水量降低，节约成本、占地及运行能耗。本发明设置浓缩单元的目的还在于，由纳滤单元处理得到的纳滤浓水的矿化度低，直接经过冷冻无法正常析出十水硝，通过浓缩单元的浓缩作用使得由纳滤单元处理得到的纳滤浓水能够大量析出十水硝到设计指标。优选地，浓缩单元可采用离心式蒸汽压缩机去对二次蒸汽进行压缩，使二次蒸汽温度提高10-18℃以上，用作系统蒸发热源。为了解除蒸汽经过压缩产生的过热，在压缩机进口或出口处喷水。浓缩单元使二次蒸汽热源再次利用，蒸发能源只消耗热能循环所消耗的电能，与一般蒸汽热源蒸发器比较能源消耗大幅度降低。
根据一种优选的实施方式，所述十水硝进入熔融结晶单元进行硫酸钠制取，在所述冷冻单元进行冷冻析出十水硝时，其上清液与经过所述第一高压反渗透膜装置和超高压反渗透膜装置处理后的超高压浓水混合并进入蒸发结晶单元进行氯化钠制取。优选地，熔融结晶单元采用强制循环单效蒸发结晶器，蒸发结晶单元采用强制循环三效蒸发结晶工艺的蒸发结晶器。熔融结晶单元加热室入口设置蒸汽缓冲带，防止对换热管的冲击，还设置除沫器，除沫器安装位置便于清洗，除沫效率应不小于99.5％，蒸发器操作液位与除沫器垂直距离≥3m。熔融结晶单元还设有温度监测，以便根据温差判断其内部是否有结垢。换热器两端封头(管箱)采用能打开的法兰式封装形式，以便清理难溶结垢物。蒸发结晶单元需在实际运行中对突发温度偏离进行矫正，并通过三效蒸发母液去杂盐结晶。
根据一种优选的实施方式，所述预处理单元包括：沉淀池，用于废水中的重金属离子、二氧化硅以及硬度离子进行去除并送至第一高强度膜池；第一高强度膜池，用于对所述沉淀池的来水中的细小悬浮物进行拦截；双级弱酸床，用于处理来水的水质硬度；脱碳塔，用于处理来水的游离二氧化碳。
根据一种优选的实施方式，沉淀池包括调节池、高密池和污泥模块。调节池进水管从设计最高水位以上进入。调节池池底设集水坑。调节池设计有混凝土顶盖。高密池为除硬高密池，除了配置在线及就地仪表以外，还包含混凝、澄清、中和等系统。完整的除硬高密池设计包括系统的工艺设计、相关测量仪表，加药、排泥、搅拌、回流等。除硬高密池性能要求：不同药剂设置不同搅拌区，从进水到絮凝结束HRT不小于40min，澄清区HRT不小于2小时。产水总硬度小于100mg/L(以碳酸钙计)，SiO2小于40mg/L。污泥脱水模块连接于高密池，其设一座有效容积60m3的污泥储存池，设备采用板框压滤机。压滤机滤液回流至高密池，以防止调节池内污泥沉积。污泥脱水后，含水率大于等于65％。压滤机设计自动洗布设施和自动拉板卸料设施，通过压滤机脱水处理后，自动拉板卸料设施将泥饼送至界区外。
根据一种优选的实施方式，根据煤化工行业高浓盐水的特点，由于系统含盐量高，大量细小悬浮物不易沉降的特点，对高密池的产水，将现有技术的原有的多介质和超滤的方案优化为高强度膜过滤，即第一高强度膜池。膜产水通过抽吸方式，对大量细小悬浮物成功拦截。第一高强度膜池解决了高盐水密度大，沉降效果差，普通超滤膜易堵塞、断丝等问题。它具有以下特点：(1)能截留部分COD；(2)耐较高的悬浮物；(3)耐较高的污泥浓度；(4)很好的去除胶体；(5)水回收率高达95％以上，而且反洗的排水仍然在高强度膜池内；(6)抗冲击能力强，操作管理方便。第一高强度膜池配套的加药，维护性清洗，恢复性清洗设施。
根据一种优选的实施方式，双级弱酸床为树脂交换器，材质选用碳钢衬胶材质，两级串联运行，按照ABBA模式运行(能前后交替顺序)。树脂进水总硬按200mg/L设计，采用有机物不易堵塞的大孔型氢型弱酸阳离子交换树脂，再生周期应不小于24h。树脂交换器处理后的水质硬度(以CaCO3计)检测不到。交换器额定出水量条件下工作时，再生剂耗量应不大于80g/mol树脂(1/2Ca计)；自耗水率应不大于5％。树脂交换器设计运行流速≯20m/h，再生方式为逆流再生，再生流速4～6m/h。树脂年损耗率不大于5％。
根据一种优选的实施方式，脱碳塔内装填填料，单位填料高度气阻<490Pa/m。脱碳塔吹脱用气源为0.3～0.4MPa、≤40℃的低压氮气(或成套配套风机)脱碳塔设计淋水密度50～60m3/m2·h，气水比为20～30m3/m3。
根据一种优选的实施方式，所述深度处理单元包括第二高压反渗透膜装置、除硅高密池、第二高强度膜池和臭氧装置，所述第二高压反渗透膜装置被配置为与所述第一高压反渗透膜装置相同结构并用于处理所述预处理单元的来水以得到第二高压产水和第二高压浓水，所述第二高压产水送入产品水池中并作为新鲜水和/或循环水补水用作各反渗透装置清洗和/或深度处理单元的反洗，所述第二高压浓水依次进入所述除硅高密池、第二高强度膜池和臭氧装置进行深度处理并送至所述膜浓缩单元。
根据一种优选的实施方式，经过第二高压反渗透膜装置后，来水中的二氧化硅被富集，为了保证后续系统的稳定运行，本发明设置除硅高密池。在高密池配置合理的在线及就地仪表。高密池需包含混凝、澄清、中和等系统。除硅高密池性能要求：不同药剂设置不同搅拌区(两格)，从进水到絮凝结束HRT不小于40min，澄清区HRT不小于2小时，除硅高密池产水二氧化硅小于40mg/L。
根据一种优选的实施方式，第二高强度膜池和臭氧装置共同设置。第二高强度膜池具有相同结构第一高强度膜池，臭氧装置设置于第二高强度膜池的产水侧，即加入固体颗粒非均相催化剂以进行臭氧催化氧化，并且其尾气设置了臭氧破坏器，从而对产水池出水进行COD的去除，去除率达到30％以上。
根据一种优选的实施方式，纳滤装置采用具备一、二价盐分质作用的纳滤单元，即纳滤膜元件。其选型根据进膜水质特点选择透水量大、一、二价离子选择性高、化学稳定性好、机械强度好、极强抗污染、低能耗的工艺分离纳滤膜，膜表面呈电中性，材质为复合膜。纳滤膜流道＞30mil，正常使用寿命≥3年。根据纳滤膜的基本性能，通过优化设计，达到纳滤分盐效果，具体要求如下：纳滤单元包括保安过滤器、高压泵、段间增压泵、纳滤组件、配套仪表、就地控制以及加药、清洗系统等。膜元件的设计水通量的低值选取，纳滤膜运行平均通量一段16.9LMH，二段12.7LMH，并选择合理的排列组合，保证膜元件正常运行和合理的清洗周期。保安过滤器和清洗保安过滤器滤芯采用大通量滤芯，过滤精度至少为5μm，并采用PP材质。采用耐受最高压力≤42bar规格的纳滤膜，pH运行范围应满足3～10，pH清洗范围应满足1～11，化学清洗周期≥30天，耐受最高温度50℃。纳滤装置将深度处理单元来水中的一价盐(以氯化钠为主)和二价盐分离(以硫酸钠为主)，为后续获得高品质的氯化钠和硫酸钠做准备，同时降低能耗。
本发明还提供一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤方法，其特征在于，所述方法至少包括：处理预处理单元的来水；浓缩所述处理后的来水；其中，所述浓缩被配置为：浓缩处理所述处理后的来水形成纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤产水在第一压力作用下通过纳滤产水池进入第一高压反渗透装置并在第二压力作用下从所述第一高压反渗透装置进入超高压反渗透装置中，其中，所述纳滤产水经过所述第一高压反渗透装置得到第一高压产水和第一高压浓水，所述第一高压浓水经过所述超高压反渗透装置得到超高压产水和超高压浓水，所述超高压产水从所述超高压反渗透装置排出且在第二压力作用下连续地送入所述第一高压反渗透装置中并将第二压力施加在所述第一高压反渗透装置的纳滤产水上和将所述第一高压浓水送入所述超高压反渗透装置中。
根据一种优选的实施方式，所述方法还包括：从所述超高压反渗透装置排出的所述超高压产水在第二压力作用下进入所述第一高压反渗透装置的保安过滤器中并且所述第二压力作用于反渗透膜上，使得进入所述第一高压反渗透装置的纳滤产水在第二压力作用下进入所述超高压反渗透装置。
在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，至少包括：
深度处理单元，用于处理预处理单元的来水；
膜浓缩单元，用于浓缩所述深度处理单元的来水；其中，所述膜浓缩单元包括纳滤装置、第一高压反渗透膜装置、超高压反渗透膜装置和浓缩装置，
所述膜浓缩单元被配置为：
所述纳滤装置处理所述深度处理单元的来水形成纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤产水在第一压力作用下通过纳滤产水池进入所述第一高压反渗透装置并在第二压力作用下从所述第一高压反渗透装置进入所述超高压反渗透装置中，其中，所述纳滤产水经过所述第一高压反渗透装置得到第一高压产水和第一高压浓水，所述第一高压浓水经过所述超高压反渗透装置得到超高压产水和超高压浓水，所述超高压产水从所述超高压反渗透装置排出且在第二压力作用下连续地送入所述第一高压反渗透装置中并将第二压力施加在所述第一高压反渗透装置的纳滤产水上和将所述第一高压浓水送入所述超高压反渗透装置中；
所述超高压反渗透装置设有用于控制水流量的阀门，将经过第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的水通量经由阀门的配合而控制在运行指标内；
其中，所述第一高压反渗透装置的操作压力为4MPa，所述超高压反渗透装置的操作压力为10MPa。
2.如权利要求1所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，从所述超高压反渗透装置排出的所述超高压产水在第二压力作用下进入所述第一高压反渗透装置的保安过滤器中并且所述第二压力作用于反渗透膜上，使得进入所述第一高压反渗透装置的纳滤产水在第二压力作用下进入所述超高压反渗透装置。
3.如权利要求2所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，利用至少三个所述阀门将超高压产水送入所述第一高压反渗透装置中、将所述超高压产水和纳滤产水从所述第一高压反渗透装置中排出和将所述超高压浓水从所述超高压反渗透装置中排出以符合所述第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的运行指标。
4.如权利要求3所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，所述第一高压产水送入产品水池中并作为新鲜水和/或循环水补水用作各反渗透装置清洗和/或深度处理单元的反洗。
5.如权利要求4所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，所述浓缩装置包括浓缩单元和冷冻单元，所述浓缩单元以对二次蒸汽进行压缩的方式进行蒸汽温度提升并将所述二次蒸汽用作所述浓缩单元的蒸发热源，所述冷冻单元将经过所述浓缩单元处理后的纳滤浓水进行冷冻析出，其中，
所述纳滤浓水进入所述浓缩装置以除去自身含有的水分并基于所述纳滤浓水的矿化度形成硫酸钠饱和溶液，所述硫酸钠饱和溶液进入所述冷冻单元在至少基于所述浓缩单元排出一部分杂质的情况下冷冻析出十水硝。
6.如权利要求5所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，所述十水硝进入熔融结晶单元进行硫酸钠制取，
在所述冷冻单元进行冷冻析出十水硝时，其上清液与经过所述第一高压反渗透膜装置和超高压反渗透膜装置处理后的超高压浓水混合并进入蒸发结晶单元进行氯化钠制取。
7.如权利要求6所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，所述预处理单元包括：
沉淀池，用于废水中的重金属离子、二氧化硅以及硬度离子进行去除并送至第一高强度膜池；
第一高强度膜池，用于对所述沉淀池的来水中的细小悬浮物进行拦截；
双级弱酸床，用于处理来水的水质硬度；
脱碳塔，用于处理来水的游离二氧化碳。
8.如权利要求7所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤装置，其特征在于，所述深度处理单元包括第二高压反渗透膜装置、除硅高密池、第二高强度膜池和臭氧装置，所述第二高压反渗透膜装置被配置为与所述第一高压反渗透膜装置相同结构并用于处理所述预处理单元的来水以得到第二高压产水和第二高压浓水，所述第二高压产水送入产品水池中并作为新鲜水和/或循环水补水用作各反渗透装置清洗和/或深度处理单元的反洗，所述第二高压浓水依次进入所述除硅高密池、第二高强度膜池和臭氧装置进行深度处理并送至所述膜浓缩单元。
9.一种合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤方法，其特征在于，所述方法至少包括：
处理预处理单元的来水；
浓缩所述处理后的来水；其中，所述浓缩被配置为：
浓缩处理所述处理后的来水形成纳滤产水和纳滤浓水，所述纳滤产水在第一压力作用下通过纳滤产水池进入第一高压反渗透装置并在第二压力作用下从所述第一高压反渗透装置进入超高压反渗透装置中，其中，所述纳滤产水经过所述第一高压反渗透装置得到第一高压产水和第一高压浓水，所述第一高压浓水经过所述超高压反渗透装置得到超高压产水和超高压浓水，所述超高压产水从所述超高压反渗透装置排出且在第二压力作用下连续地送入所述第一高压反渗透装置中并将第二压力施加在所述第一高压反渗透装置的纳滤产水上和将所述第一高压浓水送入所述超高压反渗透装置中；
所述超高压反渗透装置设有用于控制水流量的阀门，将经过第一高压反渗透装置和超高压反渗透装置的水通量经由阀门的配合而控制在运行指标内；
其中，所述第一高压反渗透装置的操作压力为4MPa，所述超高压反渗透装置的操作压力为10MPa。
10.如权利要求9所述的合成氨与乙二醇废水浓水的浓缩过滤方法，其特征在于，所述方法还包括：
从所述超高压反渗透装置排出的所述超高压产水在第二压力作用下进入所述第一高压反渗透装置的保安过滤器中并且所述第二压力作用于反渗透膜上，使得进入所述第一高压反渗透装置的纳滤产水在第二压力作用下进入所述超高压反渗透装置。
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