CN205222911U - 一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置，包括顺次连接的一级高级氧化装置、软化澄清过滤装置、超滤装置、反渗透装置、振动膜、二级高级氧化装置和蒸发结晶系统。所述软化澄清过滤装置包括絮凝槽、高效澄清器和转盘过滤器。所述反渗透装置的产水端、振动膜的产水端及蒸发结晶系统的冷凝水端均连接回用水池。所述蒸发结晶系统包括蒸发浓缩装置、冷却结晶装置和浓缩结晶装置。本实用新型提供的煤化工浓盐水零排放及制盐装置，具有高效、可靠、经济等优点，能够有效利用废水资源实现废水零排放，同时分质制取硫酸钠和氯化钠结晶盐，可作为化工原料，实现资源化利用。

Description

一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置

技术领域

本实用新型属于废水零排放领域；更具体地说，涉及一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置。

背景技术

目前我国的煤化工项目呈现迅速发展之势，然而新型煤化工耗水

量巨大，且对循环水的需要量相对也很大，存在迫切的污水再生利用达到“零排放”的需求。但一般污水处理站的出水中盐分并没有减少，盐在系统中循环累积形成浓盐水，其脱盐处理难度极高。

现代煤化工浓盐水中的盐分主要来自于循环水、除盐水制备环节带入和浓缩的，以及工业废水处理与再利用过程中添加的各种药剂和产生的浓盐水。一般情况下，煤化工浓盐水主要特点为：进水水质变化大，不确定因素多，含盐高；有机物种类多、含量高，难以生化降解；含有钙、镁、氟、硅等离子，易引起结垢，堵塞设备。一般情况下，废水中COD含量大约在150mg/L左右，TDS含量约为8000mg/L左右，氨氮含量在30mg/L以下。

目前，针对煤化工浓盐水尚未形成一种工艺成熟、经济合理的技术体系。尤其是随着近几年“废水零排放”旗号的打响，开发一种可靠、经济、高效、节能的煤化工浓盐水零排放处理工艺，并实现浓盐水的资源化利用成为当今煤化工废水领域的重点及难点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置，具有高效、可靠、经济等优点，能够有效利用废水资源实现废水零排放，同时分质制取硫酸钠和氯化钠结晶盐，可作为化工原料，实现资源化利用。

本实用新型提供一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置，包括顺次连接的一级高级氧化装置、软化澄清过滤装置、超滤装置、反渗透装置、振动膜、二级高级氧化装置和蒸发结晶系统。

进一步地，所述反渗透装置的产水端、振动膜的产水端及蒸发结晶系统的冷凝水端均连接回用水池。

进一步地，所述软化澄清过滤装置包括顺次连接的絮凝槽、高效澄清器和转盘过滤器，所述絮凝槽连接一级高级氧化装置，所述转盘过滤器连接超滤装置。

进一步地，所述蒸发结晶系统采用蒸汽再压缩闪蒸装置和DTB冷却结晶器。

进一步地，所述蒸发结晶系统包括顺次相连的蒸发浓缩装置、冷却结晶装置和浓缩结晶装置，其中所述蒸发浓缩装置连接所述二级高级氧化装置。

进一步地，所述蒸发浓缩装置的冷凝水出口和浓缩结晶装置的冷凝水出口均连接回用水池。

本实用新型具有的优点在于：

本实用新型提供一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置，先采用“高级氧化”工艺去除废水中的有机物质，后通过软化澄清过滤软化水质、去除废水中的悬浮物、硬度、碱度等，控制后续反渗透膜装置、DM振动膜装置出现膜堵塞、膜结垢等现象。后续主要对废水进行膜浓缩，并对膜分离后的高浓盐水进行蒸发浓缩、冷却结晶、浓缩结晶，分质制取硫酸钠和氯化钠结晶盐。该处理装置具有操作简便，经济高效，节能无污染，运行稳定，实用性强，其作为一种煤化工浓盐水零排放和制盐装置，可有效去除废水中的溶解性总固体(TDS)。膜产水及蒸发出来的水可实现100%回用于生产，无外排，有效地利用水资源，同时通过蒸发浓缩、冷却结晶、浓缩结晶、干燥制取无水Na₂SO₄、NaCl结晶盐，可以作为工业原料出售。总之，该处理装置很好的弥补现有煤化工浓盐水处理技术中的不足，真正意义上实现了水和固废的“零排放”目标，同时实现固废的资源化。

附图说明

图1为本实用新型提供的煤化工浓盐水零排放及制盐装置。

图中：1——一级高级氧化装置；2——软化澄清过滤装置；3——超滤装置；4——反渗透装置；5——振动膜；6——二级高级氧化装置；7——蒸发浓缩装置；8——冷却结晶装置；9——浓缩结晶装置；10——回用水池。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置，如图1所示，由于煤化工浓盐水成分复杂，含盐量较高，且总硬及COD均较高。为了避免后续膜处理装置结垢，减少结晶蒸发系统的处理量，废水在进入反渗透系统前经过一系列的预处理去除水中的悬浮物、硬度、碱度、COD等，预处理包括软化澄清、高级氧化、过滤及超滤装置。废水即煤化工浓盐水进入一级高级氧化装置1，去除COD等有机污染物，避免反渗透膜上产生有机物污染，同时起到预净化盐的目的。经高级氧化出水进入软化澄清过滤装置2，该软化澄清过滤装置2由絮凝槽、高效澄清器、转盘过滤器组成，顺次连接，在高效澄清器内投加铁盐（一级高级氧化装置1产生的无机铁泥）、助凝剂（PAM）、碳酸钠、NaOH等，在絮凝槽内进行混合絮凝反应，再通过高效澄清器进行泥水分离，以去除硬度、碱度、Ca²⁺、Mg²⁺、硅、氟等结垢离子等对后续工艺有影响的成份，经转盘过滤器过滤后出水，再经超滤装置3去除悬浮物及胶体颗粒。超滤装置3的出水经反渗透装置4处理后，产水进入回用水池10，可直接回用，RO浓水进入振动膜5，振动膜5为DM振动膜，经内置膜（RO级）分离后，大部分水与极少部分的盐、有机物透过振动膜形成产水进入回用系统。大部分盐类、有机物被膜截留形成浓水，经二级高级氧化装置6降解有机物后进入蒸发结晶系统，该蒸发结晶系统包括顺次相连的蒸发浓缩装置7、冷却结晶装置8和浓缩结晶装置9。在蒸发浓缩装置7内，来水被进一步加热、蒸发浓缩，水以蒸汽形式从废水中分离，冷凝后形成非常洁净的产品水。所述蒸发结晶系统选用蒸汽再压缩闪蒸装置（MVC），是一种通过蒸汽压缩作用，产生紊流流态的闪蒸系统。由于废水中水分的蒸发，污染物浓度逐渐升高，控制盐分浓缩4~5倍，控制硝酸钾、硝酸钠、硫酸钠、氯化钠的含量接近但低于其饱和溶解度，该步反应在蒸发浓缩装置7内完成。再将该浓缩盐液输送至冷却结晶装置8，其采用闭式冷却塔（将污水温度由55℃降至32℃）、低温螺杆制冷机（风冷式盐水机，将盐液温度由32℃降至-5℃）控制结晶温度在-5℃左右，这样使得Na₂SO₄几乎全部以十水芒硝形式析出，从而实现分质提取硫酸钠的目的，该步反应在冷却结晶装置8内完成。制取的十水硫酸钠晶体通过干燥器脱水后获得高纯度无水硫酸钠。析出芒硝后的浓盐液再通过蒸发进一步浓缩，使得氯化钠等盐分超过其饱和溶解度，从而形成氯化钠的结晶盐，该步反应在浓缩结晶装置9内完成。

本实用新型反渗透装置4的产水、振动膜5的产水及蒸发结晶系统的冷凝水均回流至回用水池10，综合回用于工业循环冷却用水。具体的，蒸发结晶系统中的蒸发浓缩装置7和浓缩结晶装置9中冷凝所产生的冷凝水通过回流管回流至回用水池10。

本实用新型软化澄清过滤单元所用铁盐主要来自于一级高级氧化装置1产生的无机污泥，所述助凝剂选用聚丙烯酰胺PAM，其用量约为2~3g/m³废水，所述软化剂选用Na₂CO₃、NaOH。

溶解性总固体(Totaldissolvedsolids，TDS)是指水中溶解物质的总含量，包括钙镁离子、胶体、悬浮颗粒物、蛋白质、病毒、细菌、微生物及尸体，测量单位为毫克/升(mg/L)，它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体。

COD_Cr是指采用重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)作为氧化剂测定出的化学耗氧量。

针对蒸发结晶系统采用蒸发结晶技术方案，通过蒸发浓缩、冷却结晶、浓缩结晶、干燥制取成品工业盐。冷凝水进入回用水池可直接回用。整个处理系统在实现废水零排放的同时，可制取高纯度无水Na₂SO₄及NaCl结晶盐，可作为化工原料回用。

利用本实用新型提供的煤化工浓盐水零排放及制盐装置进行处理工艺，主要包括如下处理步骤：

(1)一级高级氧化步骤：通过一级高级氧化装置1（优选为Fenton氧化装置）去除废水中的有机污染物，减轻反渗透膜的有机污染，提高结晶装置盐的纯度；

(2)软化澄清过滤步骤：上述高级氧化步骤出水进入软化澄清过滤装置2，依次通过絮凝槽、高效澄清器、转盘过滤器，通过向煤化工浓盐水中投加铁盐、助凝剂、絮凝剂、软化剂等药剂除Mg²⁺、Ca²⁺、硬度、碱度、硅、氟等结垢离子，起到软化水质的作用，转盘过滤器可去除废水中的悬浮物、颗粒和胶体等杂质的作用；

(3)超滤步骤：上述软化澄清过滤步骤的出水进入超滤装置4，截留废水中的各种悬浮颗粒、胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物等，降低进水的浊度和SDI值稳定在3以内，浊度<0.1NTU；

（4）反渗透步骤：上述超滤装置3出水进入反渗透装置4，去除水中盐分，得到一级产水回收利用，产生的浓水进入步骤（5)；

（5）DM振动膜浓缩步骤：上述反渗透浓水进入振动膜5进一步浓缩盐分，得到二级产水回收利用，产生的高浓盐水进入步骤（6），所述高浓盐水中溶解性总固体TDS的含量高于10×10⁴mg/L；

（6）二级高级氧化步骤：采用二级高级氧化装置6（优选为Fenton氧化装置）去除上述振动膜5高浓盐水中有机污染物，提高结晶装置盐的纯度；

（7）蒸发结晶步骤：上述二级高级氧化出水进入蒸发结晶系统，通过蒸发浓缩、冷却结晶、浓缩结晶、干燥，通过冷冻结晶干燥提取无水硫酸钠、浓缩结晶制取工业盐，

通过上述方法可以实现分质回收硫酸钠和氯化钠。

以上内容是结合具体的优选实施用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单改进或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种煤化工浓盐水零排放及制盐装置，其特征在于，包括顺次连接的一级高级氧化装置、软化澄清过滤装置、超滤装置、反渗透装置、振动膜、二级高级氧化装置和蒸发结晶系统。

2.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水零排放及制盐装置，其特征在于，所述反渗透装置的产水端、振动膜的产水端及蒸发结晶系统的冷凝水端均连接回用水池。

3.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水零排放及制盐装置，其特征在于，所述软化澄清过滤装置包括顺次连接的絮凝槽、高效澄清器和转盘过滤器，所述絮凝槽连接一级高级氧化装置，所述转盘过滤器连接超滤装置。

4.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水零排放及制盐装置，其特征在于，所述蒸发结晶系统采用蒸汽再压缩闪蒸装置和DTB冷却结晶器。

5.根据权利要求1所述的煤化工浓盐水零排放及制盐装置，其特征在于，所述蒸发结晶系统包括顺次相连的蒸发浓缩装置、冷却结晶装置和浓缩结晶装置，其中所述蒸发浓缩装置连接所述二级高级氧化装置。

6.根据权利要求5所述的煤化工浓盐水零排放及制盐装置，其特征在于，所述蒸发浓缩装置的冷凝水出口和浓缩结晶装置的冷凝水出口均连接回用水池。