CN206142985U - 一种高含盐工业废水零排放的处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其包括高盐水调节池、高密度沉淀池、精密过滤装置、高级氧化装置、反渗透系统、深度浓缩分盐系统和结晶系统，高盐水调节池出口与高密度沉淀池进口连通，高密度沉淀池出口与精密过滤装置进口连通，精密过滤装置出口与高级氧化装置进口连通，高级氧化装置出口与反渗透系统进口连通，反渗透系统浓水出口与深度浓缩分盐系统进口连通，深度浓缩分盐系统浓水出口与结晶系统进口连通。本实用新型在处理高含盐工业废水时，不仅实现产水的全部回收利用，同时还实现了盐分的全部回收且循环利用，实现真正意义上的化工废水零排放。

Description

一种高含盐工业废水零排放的处理系统

技术领域：

本实用新型涉及环境保护水处理领域，特别涉及一种高含盐工业废水零排放的处理系统。

背景技术：

高含盐工业废水通常是煤化工、石油化工等行业生产过程中产生的洗涤废水、工艺系统冷凝水、化学水站排水、循环水排污水等，由于各企业所采用的生产工艺不同、选用煤种煤质不同以及后续排放过程中不断混入其他类型的废水，导致最终要处理的废水存在水量大、成分复杂、污染物浓度高、硬度高、碱度高且整体水质波动较大等特点。

目前，高含盐工业废水综合利用以及零排放方面的研究不断深入，从简单膜处理、化学加药处理、离子交换处理、生物处理、紫外辐照以及超临界处理等工艺技术，到目前多种工艺技术的组合优化，基本实现了水的全部回收利用，但是废水中的盐分不能充分全部实现回收，形成固废导致二次污染，不能实现废水真正意义上的零排放。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种高含盐工业废水零排放的处理系统，解决目前废水中盐分不能实现完全回收，进而不能实现废水真正意义上的零排放的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其包括高盐水调节池、高密度沉淀池、精密过滤装置、高级氧化装置、反渗透系统、深度浓缩分盐系统和结晶系统，所述高盐水调节池的出口与所述高密度沉淀池的进口连通，所述高密度沉淀池的出口与所述精密过滤装置的进口连通，所述精密过滤装置的出口与所述高级氧化装置的进口连通，所述高级氧化装置的出口与所述反渗透系统的进口连通，所述反渗透系统浓水的出口与所述深度浓缩分盐系统的进口连通，所述深度浓缩分盐系统浓水的出口与所述结晶系统的进口连通。

可选地，所述精密过滤装置与所述高级氧化装置之间还串联有除碳器、氨氮吹脱塔或除氟树脂之中的任意一种或一种以上的组合。

可选地，所述反渗透系统与所述深度浓缩分盐系统之间串联有除碳器、氨氮吹脱塔或除氟树脂之中的任意一种或一种以上的组合。

可选地，所述反渗透系统与所述深度浓缩分盐系统之间串接有离子交换树脂系统。

可选地，所述离子交换树脂系统的进口处与一管式微滤膜出口连接，所述离子交换树脂系统与所述深度浓缩分盐系统之间串接有二段反渗透系统。

可选地，所述深度浓缩分盐系统为高压平板膜。

可选地，所述深度浓缩分盐系统包括纳滤系统、浓水高压平板膜和产水高压平板膜，所述二段反渗透系统的出口与所述纳滤系统的进口连通，所述纳滤系统浓水的出口与所述浓水高压平板膜的进口连通，所述纳滤系统的产水出口与所述产水高压平板膜的进口连通。

可选地，所述深度浓缩分盐系统为电渗析装置。

可选地，所述结晶系统包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述高压平板膜的浓水出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

可选地，所述结晶系统包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述电渗析装置的浓水出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

可选地，所述结晶系统包括氯化钠结晶器和分盐结晶器，所述产水高压平板膜的出口与所述氯化钠结晶器的进口连通；其中所述分盐结晶器包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述浓水高压平板膜的出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

可选地，所述结晶系统包括氯化钠结晶器和分盐结晶器，所述电渗析装置的产水出口与所述氯化钠结晶器的进口连通；所述分盐结晶器包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述电渗析装置的浓水出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

可选地，所述精密过滤装置为多介质过滤器和超滤装置的组合、V型滤池和超滤装置的组合或浸没式超滤装置中的一种。

可选地，所述高级氧化装置为非均相催化臭氧氧化反应柱、芬顿氧化塔、氧化还原塔、光催化氧化装置、微电解装置、多维电催化装置或COD絮凝池中的任意一种。

本实用新型的优点：本实用新型提供的高含盐工业废水零排放的处理系统通过将高含盐工业废水依次经过高盐水调节池的水质、水量调节，高密度沉淀池除去废水中的总硬度、总碱度、重金属离子及悬浮物，进入精密过滤装置进一步去除水中胶体、颗粒物和大分子有机物，然后通过高级氧化装置降低废水中COD浓度，此时高含盐工业废水中除了可溶性无机盐分外基本没有其他杂质，随后进入反渗透系统浓缩脱盐，浓缩后的浓水进入深度浓缩分盐系统继续浓缩，经深度浓缩分盐系统浓缩后的浓水中氯化钠浓度高达160000mg/L以上，硫酸钠浓度达到180000mg/L。随之进入结晶系统，最终得到氯化钠晶体和硫酸钠晶体；本实用新型在处理高含盐工业废水时，不仅实现产水的全部回收利用，同时还实现了盐分的全部分离回收，真正意义上实现了化工废水的零排放。

附图说明：

图1为本实用新型实施例1的系统连接图；

图2为本实用新型实施例2的系统连接图；

图3为本实用新型实施例3的系统连接图；

图4为本实用新型实施例4的系统连接图。

附图说明如下：1、高盐水调节池；2、高密度沉淀池；3、浸没式超滤装置；4、非均相催化臭氧氧化反应柱；5、反渗透系统；6、高压平板膜；7、第一多效蒸发器；8、冷冻结晶器；9、第二多效蒸发器；10、母液干化系统；11、除碳器；12、氨氮吹脱塔；13、除氟树脂；14、管式微滤膜；15、离子交换树脂系统；16、二段反渗透系统；17、电渗析装置；18、氯化钠结晶器；19、纳滤系统；20、浓水高压平板膜；21、产水高压平板膜。

具体实施方式：

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

实施例1：如图1所示，在本实用新型的实施例中，提供了一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其包括高盐水调节池1、高密度沉淀池2、浸没式超滤装置3、除碳器11、氨氮吹脱塔12、除氟树脂13、非均相催化臭氧氧化反应柱4、反渗透系统5、管式微滤膜14、离子交换树脂系统15、二段反渗透系统16、高压平板膜6和结晶系统，其中结晶系统包括第一多效蒸发器7、冷冻结晶器8、第二多效蒸发器9和母液干化系统10，高盐水调节池1的出口与高密度沉淀池2的进口连通，高密度沉淀池2的出口与浸没式超滤装置3的进口连通，浸没式超滤装置3的出口与除碳器11的进口连通，除碳器11的出口与氨氮吹脱塔12的进口连通，氨氮吹脱塔12的出口与除氟树脂13的进口连通，除氟树脂13的出口与臭氧催化氧化反应柱4的进口连通，臭氧催化氧化反应柱4的出口与反渗透系统5的进口连通，反渗透系统5的浓水出口与管式微滤膜14的进口连通，管式微滤膜14的出口与离子交换树脂系统15的进口连通，离子交换树脂系统15的出口与二段反渗透系统16的进口连通，二段反渗透系统16的浓水出口与高压平板膜6的进口连通，高压平板膜6的浓水出口与第一多效蒸发器7的进口连通，第一多效蒸发器7的蒸发母液出口与冷冻结晶器8的进口连通，冷冻结晶器8的出口与第二多效蒸发器9的进口连通，第二多效蒸发器9的蒸发母液出口与母液干化系统10的进口连通。本实用新型中反渗透系统5和高压平板膜6产生的产水与结晶系统产生的冷凝液均可直接回收利用。

本实施例提供的一种高含盐工业废水零排放的处理系统主要处理氯离子与硫酸根离子浓度小于1:4的高含盐工业废水，氯离子浓度与硫酸根离子浓度在1:4-2:3之间且碱度较小(碱度<3000mg/L)、过程中使用的酸为硫酸的高含盐工业废水。

本实施例提供的一种高含盐工业废水零排放的处理系统对废水的处理流程：通过将高含盐工业废水首先经过高盐水调节池1的水质、水量调节，高密度沉淀池2除去废水中的总硬度、总碱度、重金属离子及悬浮物，进入浸没式超滤装置3中去除水中胶体、颗粒物和大分子有机物，通过除碳器11除去工业废水中HCO₃ ^-和游离的二氧化碳，通过氨氮吹脱塔12除去工业废水中的氨氮类物质，通过除氟树脂13除去工业废水中氟离子，然后通过非均相催化臭氧氧化反应柱4降低工业废水中COD浓度，此时工业废水中除了可溶性无机盐分外基本没有其他杂质，进入反渗透系统5浓缩脱盐，浓缩后的产水进入产水箱回收利用，浓缩后的浓水进入管式微滤膜14中除去工业废水中的二氧化硅，随后进入离子交换树脂系统15去除工业废水的硬度，然后经过二段反渗透系统16再次浓缩，浓水进入高压平板膜6继续浓缩，经高压平板膜6浓缩后的浓水中氯化钠浓度高达160000mg/L以上，硫酸钠浓度达到180000mg/L，随之进入结晶系统的第一多效蒸发器7，析出部分硫酸钠，当硫酸钠不饱和时，进入冷冻结晶器8，完成析出芒硝，并将芒硝返回第一多效蒸发器7进一步蒸发结晶，而冷冻结晶器8出来的冷冻母液进入第二多效蒸发器9，析出氯化钠，从第二多效蒸发器9出来的蒸发母液进入母液干化系统10，析出少量杂盐；本实用新型在处理高含盐工业废水时，不仅实现产水的全部回收利用，同时还实现了盐分的全部分离回收，最大限度减少固废的排放，真正意义上实现了化工废水零排放。

实施例2：如图2所示，本实施例和实施例1的区别在于，高压平板膜6用电渗析装置17替代，且在离子交换树脂系统15的前后没有管式微滤膜14与二段反渗透系统16；本实施例中电渗析装置17实质为普通阴阳离子交换膜，对水中的阴阳离子具有选择透过性，最终使得带电离子富集在浓水侧，不带电离子和水富集在产水侧，从而使溶液中的溶质与水分离。电渗析过程中离子迁移率均大于0.94，有效的提高了电渗析的浓缩效果，所得高含盐浓水含盐量＞180000mg/L。同时电渗析膜具有较高的抗破裂强度，其中阳离子交换膜膜厚大于110μm，抗破裂强度大于200kPa，阴离子交换膜膜厚大于95μm，抗破裂强度大于150kPa。同时，电渗析装置17具有较低的耗电量(耗电量0.5-2.0kWh)。

由于电渗析膜特有的阴阳离子选择透过性，本实施例中使用电渗析装置17替代高压平板膜6深度浓缩可避免由于高压平板膜6浓缩造成的二氧化硅、COD等物质的富集，从而避免了整个系统的污堵、结垢以及结晶盐纯度降低等问题。同时有效缩短了整体工艺系统的流程，减少占地。

实施例3：如图3所示，本实施例提供了一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其包括高盐水调节池1、高密度沉淀池2浸没式超滤装置3、除碳器11、氨氮吹脱塔12、除氟树脂13、非均相催化臭氧氧化反应柱4、反渗透系统5、管式微滤膜14、离子交换树脂系统15、二段反渗透系统16、纳滤系统19、产水高压平板膜21、浓水高压平板膜20和结晶系统，其中结晶系统包括氯化钠结晶器18和分盐结晶器，分盐结晶器包括第一多效蒸发器7、冷冻结晶器8、第二多效蒸发器9和母液干化系统10，高盐水调节池1的出口与高密度沉淀池2的进口连通，高密度沉淀池2的出口与浸没式超滤装置3的进口连通，浸没式超滤装置3的出口与除碳器11的进口连通，除碳器11的出口与氨氮吹脱塔12的进口连通，氨氮吹脱塔12的出口与除氟树脂13的进口连通，除氟树脂13的出口与臭氧催化氧化反应柱4的进口连通，非均向催化臭氧氧化反应柱4的出口与反渗透系统5的进口连通，反渗透系统5的浓水出口与管式微滤膜14的进口连通，管式微滤膜14的出口与离子交换树脂系统15的进口连通，离子交换树脂系统15的出口与二段反渗透系统16的进口连通，二段反渗透系统16的浓水出口与纳滤系统19的进口连通，纳滤系统19的浓水出口与浓水高压平板膜20的进口连通，浓水高压平板膜20的出口与氯化钠结晶器18的进口连通；纳滤系统19的产水出口与产水高压平板膜21的进口连通，产水高压平板膜21的出口与第一多效蒸发器7的进口连通，第一多效蒸发器7的蒸发母液出口与冷冻结晶器8的进口连通，冷冻结晶器8的出口与第二多效蒸发器9的进口连通，第二多效蒸发器9的蒸发母液出口与母液干化系统10的进口连通。本实用新型中反渗透系统5、浓水高压平板膜20和产水高压平板膜21产生的产水与结晶系统产生的冷凝液均可直接回收利用。

本实施例相比实施例1增加了纳滤系统19，主要针对氯离子浓度与硫酸根离子浓度大于2:3的高含盐工业废水或者氯离子浓度与硫酸根离子浓度在1:4-2:3之间且碱度较大(碱度>3000mg/L)、整个处理废水过程中使用盐酸的高含盐工业废水，纳滤系统19设计在反渗透系统5之后，纳滤系统19中使用特质的纳滤膜进行分盐，利用纳滤膜具有顿楠效应，即纳滤膜对二价盐的截留率很高(高达98％以上)，而对一价盐截留率很低(小于5％)。经纳滤膜分盐之后，形成以氯化钠为主的纳滤产水和以硫酸钠为主同时还有部分氯化钠的纳滤浓水，其中，氯化钠含量占纳滤产水总盐量的99％。纳滤产水进入产水高压平板膜21浓缩后进入氯化钠结晶器18析出氯化钠晶体，氯化钠结晶器18内出来的母液进入母液干化系统10中析出少量杂盐，纳滤浓水进入浓水高压平板膜20浓缩后进入结晶系统的第一多效蒸发器7，析出部分硫酸钠，当硫酸钠不饱和时，进入冷冻结晶器8，析出芒硝，并将芒硝返回第一多效蒸发器7进一步蒸发结晶，而冷冻结晶器8出来的冷冻母液进入第二多效蒸发器9，析出氯化钠，从第二多效蒸发器9出来的蒸发母液进入母液干化系统10，析出少量杂盐；本实用新型在处理高含盐工业废水时，不仅实现产水的全部回收利用，同时还实现了盐分的全部分离回收，最大限度减少固废的产生，真正意义上实现了化工废水的零排放。

实施例4：如图4所示，本实施例与实施例3的区别在于，用电渗析装置17替代实施例3中的纳滤系统19、产水高压平板膜21和浓水高压平板膜20，且在离子交换树脂系统15的前后没有管式微滤膜14与二段反渗透系统16，本实施例中电渗析装置17区别于实施例2中的电渗析装置17。本实施例的电渗析装置17选择一价离子选择透过阴离子交换膜和一价离子选择透过阳离子交换膜。在直流电场作用下，一价离子可选择性透过电渗析装置17，二价离子则被截留在浓水侧，因此经过本实施例的电渗析装置17后，形成以一价离子为主的电渗析产水，和以二价离子为主同时含有部分一价离子的电渗析浓水，实现一价盐和二价盐的有效分离、浓缩，代替了实施例3中的纳滤系统19分盐和高压平板膜6深度浓缩，可避免由于高压平板膜6浓缩造成的二氧化硅、COD等物质的富集，从而避免了整个系统的污堵、结垢以及结晶盐纯度降低等问题。同时有效缩短了整体工艺系统的流程，减少占地和投资。

在本实用新型具体实施例中，根据高含盐工业废水水质不同除碳器11、氨氮吹脱塔12和除氟树脂13可串连设置在浸没式超滤装置3与深度浓缩分盐系统之间的任意位置；分盐结晶器还可通过多效蒸发器与母液干化系统10结合或MVR蒸发器与母液干化系统10结合实现。

本实用新型中提到的各个设备、装置和系统均属于现有常规设备、常规装置和常规系统，因此其具体结构不在说明书中详述。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (14)

1.一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，其包括高盐水调节池、高密度沉淀池、精密过滤装置、高级氧化装置、反渗透系统、深度浓缩分盐系统和结晶系统，所述高盐水调节池的出口与所述高密度沉淀池的进口连通，所述高密度沉淀池的出口与所述精密过滤装置的进口连通，所述精密过滤装置的出口与所述高级氧化装置的进口连通，所述高级氧化装置的出口与所述反渗透系统的进口连通，所述反渗透系统的浓水出口与所述深度浓缩分盐系统的进口连通，所述深度浓缩分盐系统的浓水出口与所述结晶系统的进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述精密过滤装置与所述高级氧化装置之间还串联有除碳器、氨氮吹脱塔或除氟树脂之中的任意一种或一种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述反渗透系统与所述深度浓缩分盐系统之间串联有除碳器、氨氮吹脱塔或除氟树脂之中的任意一种或一种以上的组合。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述反渗透系统与所述深度浓缩分盐系统之间串接有离子交换树脂系统。

5.根据权利要求4所述的一种高含盐废水零排放的处理系统，其特征在于，所述离子交换树脂系统的进口处与一管式微滤膜的出口连接，所述离子交换树脂系统与所述深度浓缩分盐系统之间串接有二段反渗透系统。

6.根据权利要求5所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述深度浓缩分盐系统为高压平板膜。

7.根据权利要求5所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述深度浓缩分盐系统包括纳滤系统、浓水高压平板膜和产水高压平板膜，所述二段反渗透系统的出口与所述纳滤系统的进口连通，所述纳滤系统的浓水出口与所述浓水高压平板膜的进口连通，所述纳滤系统的产水出口与所述产水高压平板膜的进口连通。

8.根据权利要求4所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述深度浓缩分盐系统为电渗析装置。

9.根据权利要求6所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述结晶系统包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述高压平板膜的浓水出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

10.根据权利要求8所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述结晶系统包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述电渗析装置浓水的出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发的母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

11.根据权利要求7所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述结晶系统包括氯化钠结晶器和分盐结晶器，所述产水高压平板膜的出口与所述氯化钠结晶器的进口连通；其中所述分盐结晶器包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述浓水高压平板膜的出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

12.根据权利要求8所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述结晶系统包括氯化钠结晶器和分盐结晶器，所述电渗析装置的产水出口与所述氯化钠结晶器的进口连通；所述分盐结晶器包括第一多效蒸发器、冷冻结晶器、第二多效蒸发器和母液干化系统，所述电渗析装置的浓水出口与所述第一多效蒸发器的进口连通，所述第一多效蒸发器的蒸发母液出口与所述冷冻结晶器的进口连通，所述冷冻结晶器的出口与所述第二多效蒸发器的进口连通，所述第二多效蒸发器的蒸发母液出口与所述母液干化系统的进口连通。

13.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述精密过滤装置为多介质过滤器和超滤装置的组合、V型滤池和超滤装置的组合或浸没式超滤装置中的一种。

14.根据权利要求1所述的一种高含盐工业废水零排放的处理系统，其特征在于，所述高级氧化装置为非均相催化臭氧氧化反应柱、芬顿氧化塔、氧化还原塔、光催化氧化装置、微电解装置、多维电催化装置或COD絮凝池中的任意一种。