CN206156936U - 一种高盐废水零排放处理系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种高盐废水零排放处理系统，通过采用管式微滤膜装置使得软化效率明显提高，处理时间较传统工艺的加药静止沉淀所需要的处理时间明显缩短；通过采用纳滤处理系统实现一价离子和二价离子的有效分离，这一处理过程既能够降低后续反渗透的投资运行成本，降低反渗透的结垢与污堵的风险，还能够提高蒸发结晶系统处理获得的盐产品的纯度；通过多级浓缩减量处理系统和淡化处理系统相耦合的方式对高盐废水进行处理，既能够回用80%以上的洁净水，又能降低反渗透的浓缩液在蒸发结晶处理时所需要的投资运行成本；通过蒸发结晶系统和多级浓缩减量处理系统相耦合的方式，从而降低了蒸发结晶系统的投资运行成本，同时降低了蒸发结晶系统的能耗。

Description

一种高盐废水零排放处理系统
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，尤其是涉及一种高盐废水零排放处理系统。
背景技术
由于农业灌溉和工业生产，20世纪全球用水量增幅是人口增幅的2倍，全球4成以上人口存在水资源短缺现象，联合国水资源组织评估称，到2030年，全球将有47%人口严重缺水。随着事态的严峻，国家出台关于水资源宏观调控的政策用于控制各行业用水需求已成为发展趋势，工业用水已经成为占有相当大比例的水资源使用方，降低工业排水对环境的压力、使工业企业通过国家提标后颁布的污水排放指标考核，成为首要任务。
此时零排放的概念又被业内提出来，尝试继续深入研究并用于解决炼化污水所带来的污染问题。所谓的零排放，也只是改变了污染物排放的方式、渠道和节点，一些污染物最终要进入环境，以水、气、声、渣、热等形式排入环境。
国际上将污水零排放定义为液体零排放（Zero Liquid Discharge，ZLD），就是工艺废水经过适当的技术组合处理后回用于生产，不向环境排放任何液态的污染介质，污染物被浓缩至固态或结晶的形式排放。国内的炼化污水的零排放是依赖技术与管理共同构成的综合体系运行来实现零排放目标的技术管理体系。
目前，能真正实现废水零排放为“机械蒸汽再压缩循环蒸发技术”。所谓的机械蒸汽再压缩循环蒸发技术，是根据物理学的原理，等量的物质，从液态转变为气态的过程中，需要吸收定量的热能。当物质再由气态转为液态时，会放出等量的热能。根据这种原理，用这种蒸发器处理废水时，蒸发废水所需的热能，再蒸汽冷凝和冷凝水冷却时释放热能所提供。在运作过程中，没有潜热的流失。运作过程中所消耗的，仅是驱动蒸发器内废水、蒸汽、和冷凝水循环和流动的水泵、蒸汽泵和控制系统所消耗的电能。为了抵抗废水对蒸发器的腐蚀，保证设备的使用寿命蒸发器的主体和内部的换热管，通常用高级钛合金制造。其使用寿命30年或以上。
但是蒸发系统的投资成本和运行成本较高，考虑到膜浓缩系统占地面积小、自动化水平高、人工运行成本低、资源利用率高、环境友好等特点。目前国内广泛使用的工业废水处理技术为膜浓缩+MVR显示废水零排放。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对以上存在的问题，提供一种高盐废水零排放处理系统。
为此，本实用新型采用如下技术方案：
一种高盐废水零排放处理系统，所述高盐废水零排放处理系统用于处理高盐废水，所述高盐废水零排放处理系统包括：
- 预处理系统，所述预处理系统用于去除高盐废水中大粒径杂质和加药后形成的沉淀物；
- 软化过滤系统，所述软化过滤系统用于去除高盐废水中的絮状沉淀以防止后续浓缩减量过程中产生后沉淀现象；
- 分盐处理系统，所述分盐处理系统用于将废水中的氯离子和硫酸根离子进行分离，含硫酸根离子的浓缩液回用至预处理系统进行再处理，含氯离子的透过液输送至多级浓缩减量处理系统；
- 多级浓缩减量处理系统，所述多级浓缩减量处理系统用于来自分盐处理系统的透过液进行多级浓缩减量处理，所述多级浓缩减量处理系统的浓缩液输送至蒸发系统，所述多级浓缩减量处理系统的透过液输送至淡化处理系统；
- 淡化处理系统，所述淡化处理系统用于对来自多级浓缩减量处理系统的透过液进行淡化处理，所述淡化处理系统的透过液进行回用，所述淡化处理系统的浓缩液循环至多级浓缩减量处理系统的入口进行再处理；以及
- 蒸发结晶系统，所述蒸发结晶系统用于对来自多级浓缩减量处理系统的浓缩液进行蒸发结晶处理。
优选地，所述预处理系统包括：预沉池、软化剂投加池和软化沉淀池，所述预沉池、软化剂投加池和软化沉淀池顺次设置，所述预沉池用于去除废水中大粒径杂质，所述软化剂投加池用于投加软化药剂且调节pH至11~12，所述软化沉淀池用于去除软化剂投加池中流出废水中的钙镁金属离子沉淀。
优选地，所述软化过滤系统包括管式微滤膜装置，所述管式微滤膜装置用于经预处理系统预处理后的废水中的絮状沉淀以防止后续浓缩减量过程中产生后沉淀现象。
优选地，所述管式微滤膜装置的出口管道上设置酸调节入口，所述酸调节入口用于投加盐酸调节pH至6~9以满足分盐处理系统的进水水质要求。
优选地，所述分盐处理系统为纳滤处理系统，所述纳滤处理系统用于将废水中的氯离子和硫酸根离子进行分离使得大部分氯离子存在于纳滤处理系统的透过液中而大部分硫酸根离子存在于纳滤处理系统的浓缩液中，纳滤处理系统的浓缩液循环至预处理系统进行再处理，纳滤处理系统的透过液输送至多级浓缩减量处理系统。控制纳滤处理系统的回收率为75~90%，纳滤原水中的二价离子被纳滤膜截留而存在于纳滤处理系统的浓缩液中，一价离子大部分透过纳滤膜而存在于纳滤处理系统的透过液中。
优选地，所述多级浓缩减量处理系统包括一级反渗透装置、二级反渗透装置和三级反渗透装置，所述一级反渗透装置、二级反渗透装置和三级反渗透装置顺次设置，所述一级反渗透装置用于对分盐处理系统的透过液进行浓缩减量处理，所述一级反渗透装置的浓缩液输送至二级反渗透装置进行浓缩减量处理，所述二级反渗透装置的浓缩液输送至三级反渗透装置进行浓缩减量处理，所述三级反渗透装置的浓缩液输送至蒸发结晶系统进行蒸发结晶；所述一级反渗透装置、二级反渗透装置和三级反渗透装置的透过液输送至淡化处理系统。调节一级反渗透装置的回收率为40~70%，调节二级反渗透装置的回收率为30~40%，调节三级反渗透装置的回收率为20~30%。
优选地，所述一级反渗透装置的反渗透膜为海水淡化反渗透膜，所述二级反渗透装置和三级反渗透装置的反渗透膜为宽流道卷式反渗透膜。
优选地，所述淡化处理系统为苦咸水淡化反渗透装置，所述苦咸水淡化反渗透装置用于对多级浓缩减量处理系统的透过液进行淡化处理，所述苦咸水淡化反渗透装置的浓缩液循环至多级浓缩减量处理系统的入口进行再处理，所述苦咸水淡化反渗透装置的透过液作为产水回用。调节苦咸水淡化反渗透装置的回收率为90%。
本实用新型所提供的高盐废水零排放处理系统具有以下优点：
（1）通过采用管式微滤膜装置使得软化效率明显提高，处理时间较传统工艺的加药静止沉淀所需要的处理时间明显缩短，占地面积比传统工艺更小，自动化程度更高，人工成本降低；
（2）通过采用纳滤处理系统实现一价离子和二价离子的有效分离，这一处理过程既能够降低后续反渗透的投资运行成本，降低反渗透的结垢与污堵的风险，还能够提高蒸发结晶系统处理获得的盐产品的纯度；
（3）通过多级浓缩减量处理系统和淡化处理系统相耦合的方式对高盐废水进行处理，既能够回用80%以上的洁净水，又能降低反渗透的浓缩液在蒸发结晶处理时所需要的投资运行成本；
（4）通过蒸发结晶系统和多级浓缩减量处理系统相耦合的方式，从而降低了蒸发结晶系统的投资运行成本，同时降低了蒸发结晶系统的能耗；
（5）本实用新型所提供的高盐废水零排放处理系统能够实现高盐废水的“零排放”处理，且系统占地面积小、自动化水平高、人工运行成本低、资源利用率高、环境友好，具有推广价值。
附图说明
图1为本实用新型所提供的一种高盐废水零排放处理系统的示意图；
图中：101-预沉池；102-软化剂投加池；103-软化沉淀池；201-管式微滤膜装置；301-酸调节入口；401-纳滤处理系统；501-一级反渗透装置；502-二级反渗透装置；503-三级反渗透装置；601-苦咸水淡化反渗透装置；701-蒸发结晶系统。
具体实施方式
参照附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细地描述。
一种高盐废水零排放处理系统，包括：
- 预处理系统，用于去除高盐废水中大粒径杂质和加药后形成的沉淀物；
- 软化过滤系统，用于去除高盐废水中的絮状沉淀以防止后续浓缩减量过程中产生后沉淀现象；
- 分盐处理系统，用于将废水中的氯离子和硫酸根离子进行分离，含硫酸根离子的浓缩液回用至预处理系统进行再处理，含氯离子的透过液输送至多级浓缩减量处理系统；
- 多级浓缩减量处理系统，用于来自分盐处理系统的透过液进行多级浓缩减量处理，多级浓缩减量处理系统的浓缩液输送至蒸发系统，多级浓缩减量处理系统的透过液输送至淡化处理系统；
- 淡化处理系统，用于对来自多级浓缩减量处理系统的透过液进行淡化处理，淡化处理系统的透过液进行回用，淡化处理系统的浓缩液循环至多级浓缩减量处理系统的入口进行再处理；以及
- 蒸发结晶系统701，用于对来自多级浓缩减量处理系统的浓缩液进行蒸发结晶处理。
预处理系统包括：预沉池101、软化剂投加池102和软化沉淀池103，预沉池101、软化剂投加池102和软化沉淀池103顺次设置，预沉池101用于去除废水中大粒径杂质，软化剂投加池102用于投加软化药剂且调节pH至11~12，软化沉淀池103用于去除软化剂投加池102中流出废水中的钙镁金属离子沉淀。
软化过滤系统包括管式微滤膜装置201，管式微滤膜装置201用于经预处理系统预处理后的废水中的絮状沉淀以防止后续浓缩减量过程中产生后沉淀现象。
管式微滤膜装置201的出口管道上设置酸调节入口301，酸调节入口301用于投加盐酸调节pH至6~9以满足分盐处理系统的进水水质要求。
分盐处理系统为纳滤处理系统401，纳滤处理系统401用于将废水中的氯离子和硫酸根离子进行分离使得大部分氯离子存在于纳滤处理系统401的透过液中而大部分硫酸根离子存在于纳滤处理系统401的浓缩液中，纳滤处理系统401的浓缩液循环至预处理系统进行再处理，纳滤处理系统401的透过液输送至多级浓缩减量处理系统。控制纳滤处理系统401的回收率为75~90%，纳滤原水中的二价离子被纳滤膜截留而存在于纳滤处理系统401的浓缩液中，一价离子大部分透过纳滤膜而存在于纳滤处理系统401的透过液中。
多级浓缩减量处理系统包括一级反渗透装置501、二级反渗透装置502和三级反渗透装置503，一级反渗透装置501、二级反渗透装置502和三级反渗透装置503顺次设置，一级反渗透装置501用于对分盐处理系统的透过液进行浓缩减量处理，一级反渗透装置501的浓缩液输送至二级反渗透装置502进行浓缩减量处理，二级反渗透装置502的浓缩液输送至三级反渗透装置503进行浓缩减量处理，三级反渗透装置的浓缩液输送至蒸发结晶系统701进行蒸发结晶；一级反渗透装置501、二级反渗透装置502和三级反渗透装置503的透过液输送至淡化处理系统。调节一级反渗透装置501的回收率为40~70%，调节二级反渗透装置502的回收率为30~40%，调节三级反渗透装置503的回收率为20~30%。
一级反渗透装置501的反渗透膜为海水淡化反渗透膜，二级反渗透装置502和三级反渗透装置503的反渗透膜为宽流道卷式反渗透膜。
淡化处理系统为苦咸水淡化反渗透装置601，苦咸水淡化反渗透装置601用于对多级浓缩减量处理系统的透过液进行淡化处理，苦咸水淡化反渗透装置601的浓缩液循环至多级浓缩减量处理系统的入口进行再处理，苦咸水淡化反渗透装置601的透过液作为产水回用。调节苦咸水淡化反渗透装置601的回收率为90%。
上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，仅为本实用新型的优选实施例而已，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种高盐废水零排放处理系统，所述高盐废水零排放处理系统用于处理高盐废水，其特征在于，所述高盐废水零排放处理系统包括：
- 预处理系统，所述预处理系统用于去除高盐废水中大粒径杂质和加药后形成的沉淀物；
- 软化过滤系统，所述软化过滤系统用于去除高盐废水中的絮状沉淀以防止后续浓缩减量过程中产生后沉淀现象；
- 分盐处理系统，所述分盐处理系统用于将废水中的氯离子和硫酸根离子进行分离，含硫酸根离子的浓缩液回用至预处理系统进行再处理，含氯离子的透过液输送至多级浓缩减量处理系统；
- 多级浓缩减量处理系统，所述多级浓缩减量处理系统用于来自分盐处理系统的透过液进行多级浓缩减量处理，所述多级浓缩减量处理系统的浓缩液输送至蒸发系统，所述多级浓缩减量处理系统的透过液输送至淡化处理系统；
- 淡化处理系统，所述淡化处理系统用于对来自多级浓缩减量处理系统的透过液进行淡化处理，所述淡化处理系统的透过液进行回用，所述淡化处理系统的浓缩液循环至多级浓缩减量处理系统的入口进行再处理；以及
- 蒸发结晶系统，所述蒸发结晶系统用于对来自多级浓缩减量处理系统的浓缩液进行蒸发结晶处理。
2.根据权利要求1中所述的高盐废水零排放处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括：预沉池、软化剂投加池和软化沉淀池，所述预沉池、软化剂投加池和软化沉淀池顺次设置，所述预沉池用于去除废水中大粒径杂质，所述软化剂投加池用于投加软化药剂且调节pH至11~12，所述软化沉淀池用于去除软化剂投加池中流出废水中的钙镁金属离子沉淀。
3.根据权利要求1中所述的高盐废水零排放处理系统，其特征在于，所述软化过滤系统包括管式微滤膜装置，所述管式微滤膜装置用于经预处理系统预处理后的废水中的絮状沉淀以防止后续浓缩减量过程中产生后沉淀现象。
4.根据权利要求3中所述的高盐废水零排放处理系统，其特征在于，所述管式微滤膜装置的出口管道上设置酸调节入口，所述酸调节入口用于投加盐酸以满足分盐处理系统的进水水质要求。
5.根据权利要求1中所述的高盐废水零排放处理系统，其特征在于，所述分盐处理系统为纳滤处理系统，所述纳滤处理系统用于将废水中的氯离子和硫酸根离子进行分离使得大部分氯离子存在于纳滤处理系统的透过液中而大部分硫酸根离子存在于纳滤处理系统的浓缩液中，纳滤处理系统的浓缩液循环至预处理系统进行再处理，纳滤处理系统的透过液输送至多级浓缩减量处理系统。
6.根据权利要求1中所述的高盐废水零排放处理系统，其特征在于，所述多级浓缩减量处理系统包括一级反渗透装置、二级反渗透装置和三级反渗透装置，所述一级反渗透装置、二级反渗透装置和三级反渗透装置顺次设置，所述一级反渗透装置用于对分盐处理系统的透过液进行浓缩减量处理，所述一级反渗透装置的浓缩液输送至二级反渗透装置进行浓缩减量处理，所述二级反渗透装置的浓缩液输送至三级反渗透装置进行浓缩减量处理，所述三级反渗透装置的浓缩液输送至蒸发结晶系统进行蒸发结晶；所述一级反渗透装置、二级反渗透装置和三级反渗透装置的透过液输送至淡化处理系统。
7.根据权利要求6中所述的高盐废水零排放处理系统，其特征在于，所述一级反渗透装置的反渗透膜为海水淡化反渗透膜，所述二级反渗透装置和三级反渗透装置的反渗透膜为宽流道卷式反渗透膜。
8.根据权利要求1中所述的高盐废水零排放处理系统，其特征在于，所述淡化处理系统为苦咸水淡化反渗透装置，所述苦咸水淡化反渗透装置用于对多级浓缩减量处理系统的透过液进行淡化处理，所述苦咸水淡化反渗透装置的浓缩液循环至多级浓缩减量处理系统的入口进行再处理，所述苦咸水淡化反渗透装置的透过液作为产水回用。
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