CN208008625U - 一种反渗透浓水的分盐浓缩系统 - Google Patents

一种反渗透浓水的分盐浓缩系统 Download PDF

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余智勇
闫巍
张畅
郜时旺
刘练波
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Abstract

一种反渗透浓水的分盐浓缩系统，包括依次通过可控制的管道相连的预处理单元、纳滤单元、电渗析单元和反渗透单元，基于该系统，首先对反渗透浓盐水进行砂滤和树脂软化处理，然后通过纳滤单元对浓盐水中单价盐和高价盐进行分离，分别获含有单价盐的产水和含有混合盐的浓水，采用电渗析单元分别对纳滤的产水和浓水进行浓缩处理，电渗析产生的浓水可送至蒸发结晶处理，电渗析产生的淡水采用反渗透进行脱盐，反渗透产生的淡水可以回用，反渗透产生的浓水重新进入电渗析单元进行浓缩；本实用新型结合纳滤分盐和电渗析浓缩，使得反渗透浓盐水可以实现分质回用，同时，实现了盐水的高效浓缩。

Description

一种反渗透浓水的分盐浓缩系统
技术领域
本实用新型属于工业废水处理技术领域，特别涉及一种反渗透浓水的分盐浓缩系统。
背景技术
反渗透技术使用压力作为主动力，有效地利用膜的选择透过性对物质进行分离，随着技术的日益成熟，已被广泛应用于海水淡化、脱盐水制备、工业废水回用等领域。由于我国水资源的短缺和环保要求的日益提高，工业废水(例如：煤化工废水、脱硫废水等)零排已是现今发展的主要趋势，其中反渗透是零排放工艺的核心技术，被用于废水的浓缩减量及产水回用。然而，反渗透系统的产水率一般在45％-80％，剩余的浓水中具有较高的含盐率，如果直接排放，一方面是对水资源的巨大浪费，另一方面，盐水会对环境带来一定的危害，如果进行蒸发结晶，一方面需要采用DTRO碟管式反渗透等工艺进行深度浓缩，能耗较高，且膜污堵情况较为严重；另一方面，由于浓盐水中盐分以混合形式存在，常规蒸发结晶技术通常产生混盐，无法直接利用，且通常需要按照固废进行处理，造成水处理成本的增加。因此，需要进一步解决反渗透浓盐水的低能耗浓缩处理及回用问题，同时实现盐分的分离，以达到充分回收利用资源，减少二次污染风险的目的。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种反渗透浓水的分盐浓缩系统，可实现资源回收利用和盐水的高效浓缩。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种反渗透浓水的分盐浓缩系统，其特征在于，包括依次通过可控制的管道相连的预处理单元1、纳滤单元2、电渗析单元3和反渗透单元4。
所述预处理单元1包括依次设置的砂滤模块和树脂软化模块，分别用于去除浓盐水中的悬浮物和脱除浓盐水中的钙、镁等硬度离子。
所述纳滤单元2由纳滤装置、NF进水箱、NF产水箱和NF浓水箱组成，NF进水箱与预处理单元1连接，纳滤装置设置在NF进水箱后级，纳滤装置包括用于实现盐水中单价盐和高价盐分离的纳滤膜，纳滤装置分别连接NF产水箱和NF浓水箱，其中透过纳滤膜的盐水进入NF产水箱，未透过纳滤膜的盐水进入NF浓水箱。
所述电渗析单元3由用于纳滤产水的电渗析装置一和用于纳滤浓水浓缩处理的电渗析装置二组成，其中，电渗析装置一接NF产水箱，对NF产水箱中的盐水进行电渗析浓缩处理，所得浓水接入蒸发结晶设备；电渗析装置二接NF浓水箱，对NF浓水箱中的盐水进行电渗析浓缩处理，所得浓水接入蒸发结晶设备或分质蒸发结晶设备。
所述电渗析装置一和电渗析装置二均为多级逆流倒极电渗析设备。
所述反渗透单元4由反渗透装置一、反渗透装置二、RO进水箱一、RO进水箱二和RO产水箱组成，其中，所述电渗析装置一的电渗析淡水进入RO进水箱一，电渗析装置二的电渗析淡水进入RO进水箱二，反渗透装置一接RO进水箱一对其中电渗析淡水进行脱盐处理，反渗透装置二接RO进水箱二对其中电渗析淡水进行脱盐处理。
所述反渗透装置一的淡水出口接RO产水箱，浓水出口接NF产水箱，所述反渗透装置二的淡水出口接RO产水箱，浓水出口接NF浓水箱。
所述反渗透装置一和反渗透装置二均采用卷式反渗透膜。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1.引入了纳滤膜分盐装置，可以对浓盐水中的盐分进行分离回收，当浓盐水中的一价盐和高价盐成分较为单一时，经过蒸发结晶后可获得纯度较高的一价盐和高价盐；
2.引入电渗析法改进传统的膜浓缩装置，提高浓缩倍率，降低能耗和处理成本。此外，电渗析对原水含盐量的变化具备较强的适应性，可通过采用不同的段、级或多台串联、并联等方式实现浓缩倍率及产水量的调节。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。
如图1所示，一种反渗透浓水的分盐浓缩系统，包括依次通过可控制的管道相连的预处理单元1、纳滤单元2、电渗析单元3和反渗透单元4。
其中，预处理单元1包括依次设置的砂滤模块和树脂软化模块，分别用于去除浓盐水中的悬浮物和脱除浓盐水中的钙、镁等硬度离子。
纳滤单元2由纳滤装置、NF进水箱、NF产水箱和NF浓水箱组成，NF进水箱与预处理单元1连接，纳滤装置设置在NF进水箱后级，纳滤装置包括用于实现盐水中单价盐和高价盐分离的纳滤膜，纳滤装置分别连接NF产水箱和NF浓水箱，其中透过纳滤膜的盐水进入NF产水箱，未透过纳滤膜的盐水进入NF浓水箱。
电渗析单元3由用于纳滤产水的电渗析装置一和用于纳滤浓水浓缩处理的电渗析装置二组成，电渗析装置一和电渗析装置二均为多级逆流倒极电渗析设备。其中，电渗析装置一接NF产水箱，对NF产水箱中的盐水进行电渗析浓缩处理，所得浓水接入蒸发结晶设备；电渗析装置二接NF浓水箱，对NF浓水箱中的盐水进行电渗析浓缩处理，所得浓水接入蒸发结晶设备或分质蒸发结晶设备。
反渗透单元4由反渗透装置一、反渗透装置二、RO进水箱一、RO进水箱二和RO产水箱组成，反渗透装置一和反渗透装置二均采用卷式反渗透膜。其中，所述电渗析装置一的电渗析淡水进入RO进水箱一，电渗析装置二的电渗析淡水进入RO进水箱二，反渗透装置一接RO进水箱一对其中电渗析淡水进行脱盐处理，反渗透装置二接RO进水箱二对其中电渗析淡水进行脱盐处理。反渗透装置一的淡水出口接RO产水箱，浓水出口接NF产水箱，所述反渗透装置二的淡水出口接RO产水箱，浓水出口接NF浓水箱。
利用本系统的反渗透浓盐水的分盐浓缩方法，包括如下步骤：
1.将反渗透浓盐水依次通入预处理单元1的砂滤装置和树脂软化装置，去除水中的悬浮物和硬度离子；
2.经过预处理后的浓盐水进入纳滤单元2的NF进水箱，再由纳滤装置进一步对水中的盐分进行分离，其中，大部分单价离子透过膜，随产水进入NF产水箱，高价离子被膜截留，随浓水进入NF浓水箱，纳滤膜操作压力0.5-2.0MPa，产水率控制在60％-80％；
3.NF产水箱的盐水进入电渗析装置一进行浓缩，NF浓水箱的盐水进入电渗析装置二进行浓缩；电渗析采用倒极操作，以控制膜污染；电渗析操作电压10-200V，水回用率80％-85％，脱盐率60％-75％；
4.电渗析装置一和电渗析装置二产生的浓水分别送至蒸发结晶设备，产生结晶盐，其中电渗析装置一浓水的结晶盐以一价盐为主，电渗析装置二浓水的结晶盐以高价盐为主；
5.电渗析装置一产生的淡水进入反渗透装置一进行脱盐，反渗透装置一的浓水送至NF产水箱，经过电渗析装置一进一步浓缩；电渗析装置二产生的淡水进入反渗透装置二进行脱盐，反渗透装置二的浓水送至NF浓水箱，经过电渗析装置二进一步浓缩；反渗透装置一和二的产水率60％-75％，淡水送至RO产水箱，回用于生产。
结合具体实例，本实用新型的原理和流程如下：
反渗透浓水的主要成分：SS<1mg/L；SO4 2-1500-2500mg/L；Cl-15000-20000mg/L；硬度<100mg/L；pH 6-8；其余阳离子主要为Na+。
如图1所示，将反渗透浓水通入预处理单元1，经过砂滤和树脂软化处理后，水质硬度<50mg/L，预处理单元的产水进入NF进水箱。将NF进水箱中的水通入纳滤单元2，纳滤膜实现对盐水中的单价盐和高价盐的分离，其中透过膜的盐水主要含有NaCl，进入NF产水箱，未通过膜的盐水含有NaCl和Na2SO4，进入NF浓水箱。纳滤膜的水回用率控制在75％，NF产水箱中SO4 2-的浓度小于200mg/L。将NF产水箱中的盐水通入电渗析装置一，经过电渗析浓缩处理后，浓水中Cl-的浓度可达到60000-100000mg/L，浓水送去蒸发结晶处理可获得高纯度的NaCl工业结晶盐，淡水进入RO进水箱一；NF浓水箱中的盐水进入电渗析装置二，经过电渗析浓缩处理后Cl-和SO4 2-的浓度之和可达到60000-100000mg/L，浓水送去蒸发结晶处理，可获得混盐，或进行分质蒸发结晶处理，可获得Na2SO4工业盐和NaCl工业盐，淡水进入RO进水箱二；电渗析的脱盐效率高于50％，水回收率高于80％。将RO进水箱一中的盐水通入RO装置一，经过脱盐处理后，淡水排入RO产水箱，浓水送至NF产水箱；将RO进水箱二中的盐水通入RO装置二，经过脱盐处理后，淡水进入RO产水箱，浓水送至NF浓水箱。RO装置的脱盐率高于95％，水回收率高于60％。

Claims (6)

1.一种反渗透浓水的分盐浓缩系统，其特征在于，包括依次通过可控制的管道相连的预处理单元(1)、纳滤单元(2)、电渗析单元(3)和反渗透单元(4)，所述纳滤单元(2)由纳滤装置、NF进水箱、NF产水箱和NF浓水箱组成，NF进水箱与预处理单元(1)连接，纳滤装置设置在NF进水箱后级，纳滤装置包括用于实现盐水中单价盐和高价盐分离的纳滤膜，纳滤装置分别连接NF产水箱和NF浓水箱，其中透过纳滤膜的盐水进入NF产水箱，未透过纳滤膜的盐水进入NF浓水箱，所述电渗析单元(3)由用于纳滤产水的电渗析装置一和用于纳滤浓水浓缩处理的电渗析装置二组成，其中，电渗析装置一接NF产水箱，对NF产水箱中的盐水进行电渗析浓缩处理，所得浓水接入蒸发结晶设备；电渗析装置二接NF浓水箱，对NF浓水箱中的盐水进行电渗析浓缩处理，所得浓水接入蒸发结晶设备。
2.根据权利要求1所述反渗透浓水的分盐浓缩系统，其特征在于，所述预处理单元(1)包括依次设置的砂滤模块和树脂软化模块。
3.根据权利要求1所述反渗透浓水的分盐浓缩系统，其特征在于，所述电渗析装置一和电渗析装置二均为多级逆流倒极电渗析设备。
4.根据权利要求1所述反渗透浓水的分盐浓缩系统，其特征在于，所述反渗透单元(4)由反渗透装置一、反渗透装置二、RO进水箱一、RO进水箱二和RO产水箱组成，其中，所述电渗析装置一的电渗析淡水进入RO进水箱一，电渗析装置二的电渗析淡水进入RO进水箱二，反渗透装置一接RO进水箱一对其中电渗析淡水进行脱盐处理，反渗透装置二接RO进水箱二对其中电渗析淡水进行脱盐处理。
5.根据权利要求4所述反渗透浓水的分盐浓缩系统，其特征在于，所述反渗透装置一的淡水出口接RO产水箱，浓水出口接NF产水箱，所述反渗透装置二的淡水出口接RO产水箱，浓水出口接NF浓水箱。
6.根据权利要求4所述反渗透浓水的分盐浓缩系统，其特征在于，所述反渗透装置一和反渗透装置二均采用卷式反渗透膜。
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