CN206886879U - 膜分离法浓缩含盐水的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种膜分离法浓缩含盐水的处理装置，处理装置包括：含盐水原水箱；电渗析装置，与含盐水原水箱连通；CaSO₄产水箱，与电渗析装置淡水室连通，用于接收电渗析装置中的CaSO₄产水；NaCl产水箱，与电渗析装置浓水室连通；蒸发结晶装置，与NaCl产水箱连通，用于获得NaCl结晶盐；石膏旋流器，与CaSO₄产水箱连通，用于石膏初级脱水；真空皮带脱水机，与石膏旋流器底流出口连通，用于石膏进一步脱水，获得石膏。本实用新型的膜分离法浓缩含盐水的处理装置结构简单，处理方法操作便捷，可用于对含Na⁺,Ca²⁺‑Cl^‑,SO₄ ^2‑体系的工业废水/海水/地下卤水/盐湖水的浓缩减量过程，同时对水中的组分进行回收利用。

Description

膜分离法浓缩含盐水的处理装置

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，尤指一种膜分离法浓缩含盐水的处理装置。

背景技术

近年来，随着人们对于水资源的需求随着人口数量的剧增不断增大，水资源短缺现象日益加重。而且社会经济的迅猛发展，势必伴随着大量的生活和工业废水的产生。其中含有一定量溶解性无机盐离子(如Na⁺,Ca²⁺-Cl^-,SO₄ ^2-体系)的废水为含盐废水，当盐浓度≥1％时，我们可以称之为高盐废水。含盐废水的任意排放，不仅会影响人们生活饮用水质量，还会危害工农业生产，加大生物法处理有机废水的难度等等。

膜分离是指在外界能量或者化学位差的作用下，利用膜对不同物质的选择透过能力存在差异的性质来达到对物质分离提纯的方法。膜分离技术作为最近发展起来的提纯方法和分离技术，与传统的分离操作相比，具有节能、高效、操作简单、成本低和清洁等优点。另外，膜分离技术和其他技术的结合利用在废水处理方面具有非常好的效果，可以很好的解决废水处理的一系列相关问题。

因此，本申请人致力于提供一种新型的膜分离法浓缩含盐水的处理装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种膜分离法浓缩含盐水的处理装置，装置结构简单，处理方法操作便捷，可用于对含Na⁺,Ca²⁺-Cl^-,SO₄ ^2-体系的工业废水/海水/地下卤水/盐湖水的浓缩减量过程，同时对水中的组分进行回收利用。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种膜分离法浓缩含盐水的处理装置，包括：含盐水原水箱，用于储存含盐水；电渗析装置，与所述含盐水原水箱连通，用于对所述含盐水进行电渗析处理；含盐水泵，与所述含盐水原水箱连通，用于将所述含盐水原水箱中的含盐水输送至所述电渗析装置中；NaCl产水箱，与所述电渗析装置的浓水室连通，用于接收所述电渗析装置中的NaCl产水；CaSO₄产水箱，与所述电渗析装置的淡水室连通，用于接收所述电渗析装置中的CaSO₄产水；蒸发结晶装置，与所述NaCl产水箱连通，用于对NaCl产水进行蒸发结晶；石膏旋流器，与所述CaSO₄产水箱连通，用于石膏初级脱水；真空皮带脱水机，与所述石膏旋流器的底流出口连通，用于石膏进一步脱水；所述电渗析装置的阳离子交换膜采用单价选择性阳离子交换膜。

优选地，所述电渗析装置采用频繁倒极电渗析装置，每隔15-20分钟转换直流电源正负电极极性，使离子流动反向进行。

优选地，所述膜分离法浓缩含盐水的处理装置还包括：反渗透装置，与所述NaCl产水箱连通，用于对所述NaCl产水进行反渗透处理；高压泵，分别与所述NaCl产水箱和反渗透装置连通，用于将所述NaCl产水箱中的NaCl产水输送至所述反渗透装置中；NaCl浓缩水水箱，与所述反渗透装置连通，用于接收所述反渗透装置中的NaCl浓缩水。

优选地，所述膜分离法浓缩含盐水的处理装置还包括：板式换热器，设置在所述NaCl产水箱和NaCl浓缩水水箱之间，其进水端与所述NaCl浓缩水水箱连通，其出水端与所述NaCl产水箱连通，用于对所述NaCl浓缩水进行降温并将降温后的NaCl浓缩水输送至所述NaCl产水箱中；循环泵，设置在所述板式换热器和所述NaCl产水箱之间，用于将所述板式换热器中降温后的NaCl浓缩水回流至所述NaCl产水箱中。

优选地，所述膜分离法浓缩含盐水的处理装置还包括：石灰加药箱，所述石灰加药箱的出口与所述CaSO₄产水箱连通，用于向所述CaSO₄产水箱投放石灰使石灰与CaSO₄产水箱中的多余SO₄ ^2-反应，生成CaSO₄。

本实用新型的膜分离法浓缩含盐水的处理装置可以实现以下任意一种有益效果。

1、本实用新型的膜分离法浓缩含盐水的处理装置通过使用单价选择性阳离子交换膜的电渗析装置处理含盐水得到CaSO₄产水和NaCl产水，从而有效回收利用含盐水中的钙离子和钠离子，通过后续的NaCl产水蒸发结晶、CaSO₄产水二次脱水等处理步骤可得到NaCl固体和石膏，处理装置结构简单、造价低，处理方法步骤少、易操作，实现了含盐水的浓缩减量。

2、本实用新型通过采用频繁倒极电渗析装置，每隔15-20分钟转换直流电源正负电极极性，使离子流动反向进行，可自动清洗电渗析装置离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保离子交换膜效率的长期稳定性及装置产水的水质水量。

3、在通过电渗析装置处理后得到的NaCl产水浓度较低时，先将NaCl产水先送入反渗透装置浓缩减量后再进入蒸发结晶系统，减少后续蒸发结晶单元的蒸发水量，降低蒸发结晶单元能耗和投资；并将反渗透后的NaCl浓缩水按照一定比例回流，形成内循环反渗透单元，提高膜元件表面横向流速来冲洗膜表面的沉积物，防止在反渗透过程中膜表面产生结垢现象。

4、在NaCl浓缩水内循环反渗透单元中，先使NaCl浓缩水经过换热器冷却降低水温，避免NaCl浓缩水由于循环次数过多，经过高压泵挤压受热导致温度上升过快而对设备造成损坏；冷却水经换热器换热后可回收浓缩水循环过程中产生的无用热能，可用于蒸发结晶单元热源的初级加热过程，也可用于其它加热工段，实现能源的梯级利用和循环利用。

5、在通过电渗析装置处理后得到的CaSO₄产水浓度较低，而SO₄ ^2-离子浓度较高时，可在CaSO₄产水中加入石灰与SO₄ ^2-反应，提高CaSO₄产水浓度，增加石膏的回收率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

图1是本实用新型的膜分离法浓缩含盐水的处理装置的一种具体实施例的结构示意图；

图2、图3、图4是本实用新型的膜分离法浓缩含盐水的处理装置的另三种具体实施例的结构示意图。

附图标号说明：

含盐水原水箱1，含盐水泵2，电渗析装置3，NaCl产水箱4，CaSO₄产水箱5，蒸发结晶装置6，NaCl结晶盐7，石膏旋流器8，真空皮带脱水机9，石膏10，高压泵11，反渗透装置12，NaCl浓缩水水箱13，换热器14，循环泵15，石灰加药箱16。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例一

本实施例公开了一种反渗透浓缩含盐水的处理装置，如图1所示，本实施例中的反渗透浓缩含盐水的处理装置包括：含盐水原水箱1，用于储存含盐水；电渗析装置3，与含盐水原水箱1连通，用于对含盐水进行电渗析处理；CaSO₄产水箱5，与电渗析装置3连通，用于接收电渗析装置3中的CaSO₄产水；NaCl产水箱4，与电渗析装置3连通，用于接收电渗析装置3中的NaCl产水；蒸发结晶装置6，与NaCl产水箱4连通，用于对NaCl产水进行蒸发结晶；石膏旋流器8，与CaSO₄产水箱5连通，用于石膏初级脱水；真空皮带脱水机9，与石膏旋流器8底流出口连通，用于石膏进一步脱水。

具体的，电渗析装置3设有均相单价离子交换膜，均相单价离子交换膜用于处理含盐水原水箱内的含盐水并形成NaCl产水及CaSO₄产水。

具体的，电渗析装置3采用频繁倒极电渗析装置，每隔15-20分钟转换直流电源正负电极极性，使离子流动反向进行，自动清洗电渗析装置离子交换膜和电极表面形成的污垢，确保离子交换膜效率的长期稳定性及装置产水的水质水量。

另外，CaSO₄产水箱中的CaSO₄产水后续经过石膏旋流器和真空皮带脱水机的二次脱水处理得到石膏10，NaCl产水箱中的NaCl产水经过蒸发结晶单元处理可以得到NaCl结晶盐7，石膏10和NaCl结晶盐7均可以进行再次利用，从而实现了对含盐水组分的二次利用，节约了能源。

实施例二

如图2所示，本实施例公开了反渗透浓缩含盐水的处理装置的另外一种具体实施例，其结构与实施例一基本相同，不同之处在于，在本实施例中，增加了NaCl产水的反渗透浓缩单元，包括：反渗透装置12，与NaCl产水箱4连通，用于对所述NaCl产水进行反渗透处理；高压泵11，分别与NaCl产水箱4和反渗透装置连通12，用于将所述NaCl产水箱4中的NaCl产水输送至所述反渗透装置12中；NaCl浓缩水水箱13，与反渗透装置12连通，用于接收反渗透装置12中的NaCl浓缩水。

实施例三

如图3所示，本实施例公开了反渗透浓缩含盐水的处理装置的另外一种具体实施例，其结构与实施例二的基本相同，不同之处在于，在本实施例中，增加了NaCl浓缩水内循环反渗透单元，包括换热器14，换热器14设置在NaCl浓缩水水箱13和NaCl产水箱4之间，且其进水口与NaCl浓缩水水箱13连通，出水口与NaCl产水箱4连通，用于对NaCl浓缩水进行降温并将降温后的NaCl浓缩水输送至NaCl产水箱4中。在本实施例中，换热器10通过冷却水与NaCl浓缩水进行热量交换，从而实现NaCl浓缩水的降温。

具体的，反渗透浓缩含盐水的处理装置还包括循环泵15，循环泵15设置在换热器14和NaCl产水箱4之间，用于将换热器14中降温后的NaCl浓缩水送至NaCl产水箱4中。

本实施例中的反渗透浓缩含盐水的处理装置通过将NaCl浓缩水按照一定比例(按照实际需要确定)回流，在反渗透装置中进行循环浓缩，从而可以减少后续蒸发结晶单元蒸发水量，降低蒸发结晶单元能耗和投资，通过设置换热器可以有效避免NaCl浓缩水由于循环次数过多，并且经过高压泵挤压受热导致温度上升过快而对设备造成损坏；冷却水经换热器换热后可回收浓缩水循环过程中产生的无用热能，可用于蒸发结晶单元热源的初级加热过程，也可用于其它加热工段，实现能源的梯级利用和循环利用。

当然了，在其他具体实施例中，本实用新型的电渗析装置还可以采用其他种类的离子交换膜；反渗透装置的种类型号均可以根据实际需要进行选择；含盐水泵、高压泵和循环泵均可以根据需要进行选择；降温后的NaCl浓缩水可以在通过换热器后直接输入至反渗透装置中；此外，NaCl浓缩水可以不通过换热器直接输入到NaCl产水箱或者反渗透装置中，也就是说换热器可以选择性设置，换热器的换热方试也可以根据实际需要进行调整，此处不再赘述。

实施例四

如图4所示，本实施例公开了反渗透浓缩含盐水的处理装置的另外一种具体实施例，其结构与实施例一基本相同，不同之处在于，在本实施例中，增加了CaSO₄产水的石灰加药单元，包括：石灰加药箱16，出口与CaSO₄产水箱5连通，用于向CaSO₄产水箱5中添加石灰，使石灰与CaSO₄产水箱5中的多余SO₄ ^2-反应，生成CaSO₄。

实施例五

本实用新型还公开了一种反渗透浓缩含盐水的处理方法，包括步骤：

S10：先对含盐水进行预处理，降低含盐水中的悬浮物，达到电渗析装置进水条件；S20：对预处理后的含盐水进行电渗析处理得到NaCl产水及CaSO₄产水；S30：对NaCl产水进行蒸发结晶处理，得到高纯度的NaCl结晶盐；S40：对CaSO₄产水进行两级脱水处理，得到含水率小于10％的石膏。

具体的，在所述步骤S20中，通过单价选择性阳离子交换膜对预处理后的含盐水进行电渗析处理。

具体的，所述膜分离法浓缩含盐水的处理方法还包括步骤：S50：对所述NaCl产水进行反渗透处理得到净化水和NaCl浓缩水；

具体的，所述膜分离法浓缩含盐水的处理方法还包括步骤：S60：对所述NaCl浓缩水进行降温处理；S70：将降温处理后的NaCl浓缩水与所述NaCl产水混合后再进行反渗透处理，从而形成NaCl产水的内循环反渗透。

具体的，所述膜分离法浓缩含盐水的处理方法还包括步骤：S80：对所述CaSO₄产水中加入石灰，与CaSO₄产水箱中的多余SO₄ ^2-反应，提高CaSO₄产水浓度。

当然了，在其他具体实施例中，本实用新型的反渗透浓缩含盐水的处理方法还可以采用其他形式的冷却方式对NaCl浓缩水进行降温处理；降温后的NaCl浓缩水可以不与NaCl产水混合，而是直接进行蒸发浓缩处理；此外，本方法也适用于Li⁺,Mg²⁺-Cl^-,SO₄ ^2-等体系的一、二价金属离子的分离方法。

以上所述仅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 (5)

1.一种膜分离法浓缩含盐水的处理装置，其特征在于，包括：

含盐水原水箱，用于储存含盐水；

电渗析装置，与所述含盐水原水箱连通，用于对所述含盐水进行电渗析处理；

含盐水泵，与所述含盐水原水箱连通，用于将所述含盐水原水箱中的含盐水输送至所述电渗析装置中；NaCl产水箱，与所述电渗析装置的浓水室连通，用于接收所述电渗析装置中的NaCl产水；

CaSO₄产水箱，与所述电渗析装置的淡水室连通，用于接收所述电渗析装置中的CaSO₄产水；

蒸发结晶装置，与所述NaCl产水箱连通，用于对NaCl产水进行蒸发结晶；

石膏旋流器，与所述CaSO₄产水箱连通，用于石膏初级脱水；

真空皮带脱水机，与所述石膏旋流器的底流出口连通，用于石膏进一步脱水；

所述电渗析装置的阳离子交换膜采用单价选择性阳离子交换膜。

2.如权利要求1所述的膜分离法浓缩含盐水的处理装置，其特征在于：

所述电渗析装置采用频繁倒极电渗析装置，每隔15-20分钟转换直流电源正负电极极性，使离子流动反向进行。

3.如权利要求1-2中任一项所述的膜分离法浓缩含盐水的处理装置，其特征在于，还包括：

反渗透装置，与所述NaCl产水箱连通，用于对所述NaCl产水进行反渗透处理；

高压泵，分别与所述NaCl产水箱和反渗透装置连通，用于将所述NaCl产水箱中的NaCl产水输送至所述反渗透装置中；

NaCl浓缩水水箱，与所述反渗透装置连通，用于接收所述反渗透装置中的NaCl浓缩水。

4.如权利要求3所述的膜分离法浓缩含盐水的处理装置，其特征在于，还包括：

板式换热器，设置在所述NaCl产水箱和NaCl浓缩水水箱之间，其进水端与所述NaCl浓缩水水箱连通，其出水端与所述NaCl产水箱连通，用于对所述NaCl浓缩水进行降温并将降温后的NaCl浓缩水输送至所述NaCl产水箱中；

循环泵，设置在所述板式换热器和所述NaCl产水箱之间，用于将所述板式换热器中降温后的NaCl浓缩水回流至所述NaCl产水箱中。

5.如权利要求1所述的膜分离法浓缩含盐水的处理装置，其特征在于，还包括：

石灰加药箱，所述石灰加药箱的出口与所述CaSO₄产水箱连通，用于向所述CaSO₄产水箱投放石灰使石灰与CaSO₄产水箱中的多余SO₄ ^2-反应，生成CaSO₄。