CN116535031A - 一种煤化工高盐废水资源化利用方法 - Google Patents

一种煤化工高盐废水资源化利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种煤化工高盐废水资源化利用方法，涉及工业废水回收利用领域。利用常规预处理工序去除硬度、氟、COD、氨氮、悬浮物、浊度和胶体；利用反渗透技术将废水盐类浓缩，利用纳滤技术将高盐废水中硫酸根离子与氯离子分离，实现废水中氯化钠和硫酸钠两种盐类分离；利用电渗析技术替代蒸发浓缩工艺，实现节能降耗；利用冷冻结晶+芒硝回融重结晶法将硫酸钠结晶分离转化为硫酸钠产品；利用冷冻母液循环方法，实现COD等污染物循环处置，避免影响盐的品质，实现母液中的氯化钠和硫酸钠循环利用；利用双极膜电渗析方法替代蒸发结晶工艺，将氯化钠溶液转化为盐酸和氢氧化钠，在废水预处理工序循环利用，也可作为产品在市场上销售，实现资源化循环利用。

Description

一种煤化工高盐废水资源化利用方法
技术领域
本发明涉及工业废水回收利用领域，具体为一种煤化工高盐废水资源化利用方法。
背景技术
废水零排放是指工业废水经过重复使用后，水中的盐类和污染物高度浓缩成为废水，将这部分废水回收再利用，盐类和污染物经过技术处理，以固体形式排出工厂，无废水排出工厂的技术方法。
目前煤化工行业废水“零排放”工艺流程与传统的达标排放工艺流程相比，高盐废水蒸发结晶是“零排放”治理新形势下的工艺需求。主要流程为废水经过预处理工序除硬、除氟、除COD、除氨氮等工序后，经过多介质过滤、活性炭吸附、超滤工序进行深度分离，去除悬浮物、浊度和胶体，弱酸阳床除硬工序，保证后续处理工序零硬度，脱碳塔将来水二氧化碳进行吹脱去除，达到进入反渗透膜的标准进入反渗透膜工序，反渗透产水作为脱盐水回用，为实现废水 “零排放”，反渗透浓水作为高盐废水采用蒸发、浓缩、结晶工艺，浓缩液中的盐主要为氯化钠和硫酸钠的混盐，盐类以固体废弃物形式排出工厂。
高盐废水蒸发浓缩通常都是采用多效蒸发或者MRV，能耗和成本较高。
煤化工高盐废水中通常会含有一定含量的COD，在经过预处理、超滤和反渗透之后，在盐含量得到增浓的同时，废水中的COD也大幅提高，高盐废水后续蒸发结晶得到的盐中将会含有大量的COD，导致得到的盐无法使用，目前常规方法是将其蒸发得到工业盐或混盐直接填满处理，这不仅对生态环境造成了一定的危害，同时也浪费了大量的无机盐资源，造成废水零排放运行成本高。
因此，需要改进上述废水零排放所涉及的废水处理方法。
发明内容
本发明为了解决煤化工高盐废水工艺出盐环节中，高盐废水结晶能耗，会产生无法处置的工业盐，对生态环境造成危害的问题，提供了一种煤化工高盐废水资源化利用方法。
本发明是通过如下技术方案来实现的：一种煤化工高盐废水资源化利用方法，包括如下步骤：
1）废水经过常规预处理工序，除硬、除氟、除COD、除氨氮的工序后，经过多介质过滤、活性炭吸附、超滤工序进行深度分离，去除悬浮物、浊度和胶体；弱酸阳床除硬工序，保证后续处理工序零硬度；脱碳塔将来水二氧化碳进行吹脱去除，达到进入反渗透膜的标准进入反渗透膜工序，反渗透产水作为脱盐水回用；
2）通过多级反渗透工序，实现淡水回收利用，将盐溶液浓缩，成为反渗透浓水，反渗透浓水即高盐废水；
3）高盐废水通过纳滤分盐工序，将高盐废水中硫酸根离子与氯离子分离，氯化钠透过纳滤膜进入产水，硫酸钠保留在膜前浓水中，同时将绝大部分COD等污染物截留在硫酸钠溶液中；将高盐废水中的氯化钠和硫酸钠两种盐类分开；氯化钠溶液和硫酸钠溶液再分别经过反渗透工序浓缩，反渗透产水作为脱盐水回用；
4）硫酸钠浓溶液进入带有特殊构造的、离子膜的电渗析工序继续浓缩，替代蒸发浓缩工艺，淡水返回预处理工序循环；
5）浓缩后的硫酸钠溶液通过冷冻结晶+芒硝回融重结晶工序，将硫酸钠转化为产品硫酸钠；
6）冷冻母液通过冷冻母液循环工序，将COD等污染物返回预处理工序循环处置，避免COD等污染物在盐系统影响盐的品质，同时回收母液中的氯化钠和硫酸钠，实现不产生混盐固废，保护环境，降低成本；
7）氯化钠浓溶液经过二级纳滤工序，进一步净化氯化钠溶液中的硫酸根离子和COD污染物，并将硫酸根离子和COD污染物返回预处理工序处置；
8）纳滤后的氯化钠浓溶液通过电渗析工序，继续浓缩，淡水返回预处理工序循环；浓缩后的氯化钠溶液进入带有特殊构造的、带有离子膜的双极膜电渗析工序，利用双极膜的水解离特性，将氯化钠浓溶液直接转化为盐酸和氢氧化钠溶液，替代蒸发结晶工艺。
本发明所提供的煤化工高盐废水盐资源化利用方法与流程，利用常规预处理工序去除硬度、氟、COD、氨氮、悬浮物、浊度和胶体；利用反渗透技术将废水盐类浓缩，利用纳滤技术将高盐废水中硫酸根离子与氯离子分离，实现废水中的氯化钠和硫酸钠两种盐类分离；利用电渗析技术，替代蒸发浓缩工艺，实现节能降耗；利用冷冻结晶+芒硝回融重结晶法将硫酸钠结晶分离转化为硫酸钠产品；利用冷冻母液循环方法，实现COD等污染物循环处置，避免在盐系统影响盐的品质，同时实现母液中的氯化钠和硫酸钠循环利用；利用双极膜电渗析方法，替代蒸发结晶工艺，将氯化钠溶液转化为新产品盐酸溶液和氢氧化钠溶液，在废水预处理工序循环利用，也可以作为产品在市场上销售，实现资源化循环利用。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种煤化工高盐废水资源化利用方法，母液循环处置污染物，提高了产品盐的品质；将氯化钠溶液转化为新产品盐酸溶液和氢氧化钠溶液，实现资源化循环利用；不产生杂盐固废，减少处置费用，降低成本，保护环境；双极膜电渗析方法替代高盐废水蒸发工序，降低了高盐废水蒸发能耗，尤其适用在没有蒸汽的场合。
附图说明
图1为本发明所述的一种煤化工高盐废水资源化利用方法的流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
一种煤化工高盐废水资源化利用方法，如图1所示，包括如下步骤：
1）废水经过常规预处理工序，除硬、除氟、除COD、除氨氮的工序后，经过多介质过滤、活性炭吸附、超滤工序进行深度分离，去除悬浮物、浊度和胶体；弱酸阳床除硬工序，保证后续处理工序零硬度；脱碳塔将来水二氧化碳进行吹脱去除，达到进入反渗透膜的标准进入反渗透膜工序，反渗透产水作为脱盐水回用；
2）通过多级反渗透工序，实现淡水回收利用，将盐溶液浓缩，成为反渗透浓水，反渗透浓水即高盐废水；
3）高盐废水通过纳滤分盐工序，将高盐废水中硫酸根离子与氯离子分离，氯化钠透过纳滤膜进入产水，硫酸钠保留在膜前浓水中，同时将绝大部分COD等污染物截留在硫酸钠溶液中；将高盐废水中的氯化钠和硫酸钠两种盐类分开；氯化钠溶液和硫酸钠溶液再分别经过反渗透工序浓缩，反渗透产水作为脱盐水回用；
4）硫酸钠浓溶液进入带有特殊构造的、离子膜的电渗析工序继续浓缩，替代蒸发浓缩工艺，淡水返回预处理工序循环；
5）浓缩后的硫酸钠溶液通过冷冻结晶+芒硝回融重结晶工序，将硫酸钠转化为产品硫酸钠；
6）冷冻母液通过冷冻母液循环工序，将COD等污染物返回预处理工序循环处置，避免COD等污染物在盐系统影响盐的品质，同时回收母液中的氯化钠和硫酸钠，实现不产生混盐固废，保护环境，降低成本；
7）氯化钠浓溶液经过二级纳滤工序，进一步净化氯化钠溶液中的硫酸根离子和COD污染物，并将硫酸根离子和COD污染物返回预处理工序处置；
8）纳滤后的氯化钠浓溶液通过电渗析工序，继续浓缩，淡水返回预处理工序循环；浓缩后的氯化钠溶液进入带有特殊构造的、带有离子膜的双极膜电渗析工序，利用双极膜的水解离特性，将氯化钠浓溶液直接转化为盐酸和氢氧化钠溶液，替代蒸发结晶工艺。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种煤化工高盐废水资源化利用方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）废水经过常规预处理工序，除硬、除氟、除COD、除氨氮的工序后，经过多介质过滤、活性炭吸附、超滤工序进行深度分离，去除悬浮物、浊度和胶体；弱酸阳床除硬工序；脱碳塔将来水二氧化碳进行吹脱去除，达到进入反渗透膜的标准进入反渗透膜工序，反渗透产水作为脱盐水回用；
2）通过多级反渗透工序，实现淡水回收利用，将盐溶液浓缩，成为反渗透浓水，反渗透浓水即高盐废水；
3）高盐废水通过纳滤分盐工序，将高盐废水中硫酸根离子与氯离子分离，氯化钠透过纳滤膜进入产水，硫酸钠保留在膜前浓水中，同时将绝大部分COD等污染物截留在硫酸钠溶液中；将高盐废水中的氯化钠和硫酸钠两种盐类分开；氯化钠溶液和硫酸钠溶液再分别经过反渗透工序浓缩，反渗透产水作为脱盐水回用；
4）硫酸钠浓溶液进入带有离子膜的电渗析工序继续浓缩，淡水返回预处理工序循环；
5）浓缩后的硫酸钠溶液通过冷冻结晶+芒硝回融重结晶工序，将硫酸钠转化为产品硫酸钠；
6）冷冻母液通过冷冻母液循环工序，将COD污染物返回预处理工序循环处置，同时回收母液中的氯化钠和硫酸钠，实现不产生混盐固废；
7）氯化钠浓溶液经过二级纳滤工序，进一步净化氯化钠溶液中的硫酸根离子和COD污染物，并将硫酸根离子和COD污染物返回预处理工序处置；
8）纳滤后的氯化钠浓溶液通过电渗析工序，继续浓缩，淡水返回预处理工序循环；浓缩后的氯化钠溶液进入双极膜电渗析工序，利用双极膜的水解离特性，将氯化钠浓溶液直接转化为盐酸和氢氧化钠溶液。
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