CN209668989U - 一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，包括原水罐，所述原水罐通过第一水泵联通有反应池、澄清池和缓冲水池，所述缓冲水池通过管道连接有第二水泵和第三水泵，所述第三水泵通过管道连通有无机陶瓷膜单元，所述无机陶瓷膜单元通过管道连通有树脂软化单元，所述树脂软化单元通过管道连通有产水罐，所述产水罐通过第四水泵连通有第一保安过滤器，所述第一保安过滤器通过第五水泵连通有一级反渗透单元，所述一级反渗透单元的淡水口通过管道连通有回用水箱，该高盐废水零排放与分盐资源化利用装置的整个工艺过程实现产水全部达标回用，有效提高高盐废水处理效率和效果，降低企业环保和生产成本。

Description

一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置

技术领域

本实用新型涉及高盐废水处理技术领域，具体为一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置。

背景技术

目前的工业生产中，高盐废水主要是指工业循环水场排污水和反渗透装置制水所产生的浓水，在高盐废水零排放治理领域面临的问题是，很多企业的高盐废水零排放技术运行成本较高，工艺流程复杂，循环冷却水场排污水、反渗透制水装置产生的浓水，通过零排放设施处理后，大量的产生了混合盐(杂盐)，普遍盐纯度不高，没有可再利用的价值，并且按照现有环保政策，作为“危险废物”进行处理，处置相当困难，很容易造成环境的二次污染。

目前高盐废水普遍采用的方案多为“化学软化法+超滤+RO反渗透+MVR”技术路线，受制于钙离子较高等因素，超滤、反渗透、MVR有较高的结垢风险，无法保证设备的长周期运行，系统产生大量的混合盐(杂盐)，没有综合利用的价值，而MVR法是一种机械蒸发技术，目前适用于水量较小的高盐废水处置，而且也不适用于水量较大的废水的处理，因此采用用一种流程简单、运行成本低、投资较低、操作简单、设备可靠而又因地制宜服务于工业化生产的废水零排放技术具有很强的现实意义，。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，包括原水罐，所述原水罐通过第一水泵联通有反应池、澄清池和缓冲水池，所述缓冲水池通过管道连接有第二水泵和第三水泵，所述第三水泵通过管道连通有无机陶瓷膜单元，所述无机陶瓷膜单元通过管道连通有树脂软化单元，所述树脂软化单元通过管道连通有产水罐，所述产水罐通过第四水泵连通有第一保安过滤器，所述第一保安过滤器通过第五水泵连通有一级反渗透单元，所述一级反渗透单元的淡水口通过管道连通有回用水箱，所述澄清池底部设有沉淀池，所述沉淀池通过管道连通有板框压滤机；

所述一级反渗透单元的浓水口通过管道连通有一级浓水箱，所述一级浓水箱通过第六水泵连通有第二保安过滤器，所述第二保安过滤器通过第七水泵连通有选择性纳滤分盐装置，所述选择性纳滤分盐装置的淡水口通过管道连通有纳滤产水箱，所述纳滤产水箱通过第八水泵连通有第三保安过滤器，所述第三保安过滤器通过第九水泵连通有海水反渗透单元，所述海水反渗透单元的淡水口通过管道连通有回用水箱，所述海水反渗透单元通过管道连通有氯化钠缓冲罐，所述氯化钠缓冲罐通过第十水泵连通有氯化钠电渗析单元，所述氯化钠电渗析单元的淡水口通过管道连通有纳滤产水箱，所述氯化钠电渗析单元的浓水口通过管道连通有MVR机械蒸发单元。

优选的，所述无机陶瓷膜单元的另一出口通过回流管道连通于反应池和第三水泵的入口，连通于反应池的流量为Q3，所述第二水泵和第三水泵的流量分别为Q1和Q2，且Q1:Q2:Q3＝10:50:1。

优选的，所述无机陶瓷膜单元为19孔管式，且过滤精度为0.1um。

优选的，所述澄清池底部设有沉淀池，所述沉淀池通过管道连通有板框压滤机。

优选的，所述海水反渗透单元的淡水口通过管道连通有回用水箱。

优选的，所述氯化钠电渗析单元的淡水口通过管道连通有纳滤产水箱。

优选的，所述选择性纳滤分盐装置的浓水口通过感到连通有纳滤浓水箱，所述纳滤浓水箱通过第十一水泵连通有第四保安过滤器，所述第四保安过滤器通过第十二水泵连通有抗污染反渗透单元，所述抗污染反渗透单元的浓水口通过管道连通有冷冻单元缓冲罐，所述冷冻单元缓冲罐通过第十三水泵连通有DTB连续冷却工艺系统。

优选的，所述抗污染反渗透单元的淡水口通过管道内连通有回用水箱。

优选的，所述DTB连续冷却工艺系统的母液口通过第十四水泵连通有高级氧化塔，所述高级氧化塔通过第十五水泵连通有管式陶瓷膜组件，所述管式陶瓷膜组件通过管道连通有硫酸钠电渗析缓冲罐，所述硫酸钠电渗析缓冲罐通过第十六水泵连通有硫酸钠电渗析单元，所述硫酸钠电渗析单元的浓水口通过管道连通有纳滤浓水箱，所述硫酸钠电渗析单元的淡水口通过管道连通有氯化钠缓冲罐。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高盐废水零排放与分盐资源化利用装置的整个工艺过程实现产水全部达标回用，氯化钠、硫酸钠盐分离程度高，达到工业盐标准，少量实现废水零排放，盐的资源化、产水回用化效率高，采用多级浓缩的理论构架，将单位成本控制在目前现有工艺最低，采用冷冻法制取硫酸钠技术，有效降低硫酸钠浓水的的处理成本，采用陶瓷膜法作为预处理过滤手段，预处理单元流程大幅度缩短，减小预处理单元占地面积和投资成本，这样能够大大简化系统流程，进一步降低操作难度，有效提高高盐废水处理效率和效果，降低企业环保和生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的初步处理流程图；

图3为本实用新型的氯化钠处理流程图；

图4为本实用新型的硫酸钠处理流程图。

图中：1原水罐、2第一水泵、3反应池、4澄清池、5缓冲水池、6第二水泵、7第三水泵、8无机陶瓷膜单元、9回流管道、10沉淀池、11板框压滤机、12树脂软化单元、13产水罐、14第四水泵、15第一保安过滤器、16第五水泵、17一级反渗透单元、18回用水箱、19一级浓水箱、20第六水泵、 21第二保安过滤器、22第七水泵、23选择性纳滤分盐装置、24纳滤产水箱、 25第八水泵、26第三保安过滤器、27第九水泵、28海水反渗透单元、29氯化钠缓冲罐、30第十水泵、31氯化钠电渗析单元、32MVR机械蒸发单元、33 纳滤浓水箱、34第十一水泵、35第十二水泵、36抗污染反渗透单元、37冷冻单元缓冲罐、38第十三水泵、39DTB连续冷却工艺系统、40第十四水泵、 41高级氧化塔、42地十五水泵、43管式陶瓷膜组件、44硫酸钠电渗析缓冲罐、45地十六水泵、46硫酸钠电渗析单元、47第四保安过滤器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，包括原水罐1，原水罐1通过第一水泵2联通有反应池3、澄清池4和缓冲水池5，其中反应池3内加入浓度10％浓度为碳酸钠溶液和浓度为32％的氢氧化钠溶液，可以结合内部钙镁例子形成沉淀物，并且澄清池4 内设计臭氧氧化曝气结构，增加曝气均匀性，确保出水COD不大于50mg/L，缓冲水池5通过管道连接有第二水泵6和第三水泵7，第三水泵7通过管道连通有无机陶瓷膜单元8，无机陶瓷膜单元8通过管道连通有树脂软化单元12，采用阳树脂、弱酸床树脂和脱气塔对废水进行软化，均为现有技术结构，主要目的是确保树脂吸附预处理水中残留的钙、镁离子，降低废水的硬度，并除去水中的碱度，确保后续工艺系统不存在钙、镁离子、碱度干扰，确保膜浓缩系统和结晶运行安全并保证出盐纯度，树脂软化单元12配备再生系统，其中氯化钠再生液后续氯化钠电驱动膜浓缩液，既能有效再生树脂软化器，又能节约盐消耗而不给系统增加额外盐分，保证了系统的稳定运行，树脂软化单元12通过管道连通有产水罐13，产水罐13通过第四水泵14连通有第一保安过滤器15，第一保安过滤器15通过第五水泵16连通有一级反渗透单元 17，一级反渗透单元17的淡水口通过管道连通有回用水箱18，可以收集淡水回收利用，降低生产成本，提高环保效果，澄清池4底部设有沉淀池10，沉淀池10通过管道连通有板框压滤机11，澄清池4低形成的碳酸钙、氢氧化钙沉淀进入沉淀池10，然后进入脱泥间进行处理，脱泥间采用板框式压滤机11；

一级反渗透单元17的浓水口通过管道连通有一级浓水箱19，一级浓水箱 19通过第六水泵20连通有第二保安过滤器21，第二保安过滤器21通过第七水泵22连通有选择性纳滤分盐装置23，纳滤膜表面带特定电荷，对不同电荷和不同价态的离子具有相当不同的电位，从而使不同价态的离子得以分离，本系统采用的是选择性纳滤分离专用膜，让一价的氯化钠尽可能地透过，而让二价的硫酸钠保留在浓水中，进行初步分盐处理，在分盐的同时，硫酸钠侧溶液进行了初步浓缩，含盐量浓度达到5％左右，氯离子氯化钠一侧含盐量浓度0.8％左右，但在氯化钠一侧硫酸根离子含量小于整体离子含量的1％，纳滤膜系统的运行更安全可靠，在膜装置停运时，自动冲洗3-5分钟，以去除沉积在膜表面的污垢，使装置和纳滤膜得到有效保养，选择性纳滤分盐装置 23的淡水口通过管道连通有纳滤产水箱24，纳滤产水箱24通过第八水泵25 连通有第三保安过滤器26，第三保安过滤器26通过第九水泵27连通有海水反渗透单元28，海水反渗透单元28的淡水口通过管道连通有回用水箱18，海水反渗透单元28通过管道连通有氯化钠缓冲罐29，氯化钠缓冲罐29通过第十水泵30连通有氯化钠电渗析单元31，氯化钠电渗析单元31的淡水口通过管道连通有纳滤产水箱24，氯化钠电渗析单元31的浓水口通过管道连通有 MVR机械蒸发单元32。

无机陶瓷膜单元8的另一出口通过回流管道9连通于反应池3和第三水泵7，流量为Q3，第二水泵6和第三水泵7的流量分别为Q1和Q2，且 Q1:Q2:Q3＝1:5:10。

无机陶瓷膜单元8为19孔管式，且过滤精度为0.1um。

选择性纳滤分盐装置23的浓水口通过感到连通有纳滤浓水箱33，纳滤浓水箱33通过第十一水泵34连通有第四保安过滤器47，第四保安过滤器47通过第十二水泵35连通有抗污染反渗透单元36，抗污染反渗透单元36的浓水口通过管道连通有冷冻单元缓冲罐37，冷冻单元缓冲罐37通过第十三水泵 38连通有DTB连续冷却工艺系统39，DTB连续冷却工艺系39的统流程与原理为，硫酸钠料液由进料泵通过进料管与循环液混合后，经过换热降温后由循环泵送入到DTB结晶器，在循环泵和搅拌桨的推动下，沿导流筒与结晶器外壁之间的环形通道流至悬浮区上层，过饱和溶液与大量晶种混合后得到生长，然后又被吸入导流筒的下端，形成了内循环通道，以较高速率反复循环，使料液充分混合，保证了器内各处的过饱和度比较均匀，过冷度较低，极大地强化了结晶器的生产能力，圆筒形挡板将结晶器分隔为晶体生长区和澄清区，顶部的澄清母液通过轴流泵循环换热，晶浆由结晶器底部的出料泵排出，经离心分离，晶体产品干燥后作为产品。

抗污染反渗透单元36的淡水口通过管道内连通有回用水箱18。

DTB连续冷却工艺系统39的母液口通过第十四水泵40连通有高级氧化塔 41，高级氧化塔41通过第十五水泵42连通有管式陶瓷膜组件43，管式陶瓷膜组件43通过管道连通有硫酸钠电渗析缓冲罐44，硫酸钠电渗析缓冲罐44 通过第十六水泵45连通有硫酸钠电渗析单元46，硫酸钠电渗析单元46的浓水口通过管道连通有纳滤浓水箱33，硫酸钠电渗析单元46的淡水口通过管道连通有氯化钠缓冲罐29。

硫酸钠电渗析单元46和氯化钠电渗析单元31采用的电渗析膜片为均相离子交换膜，为现有技术，不再赘述。

本实用新型在具体实施时：高盐废水进入原水罐1，然后通过第一水泵2 依次进入反应池3、澄清池4、缓冲池5，其中反应池3内加入碳酸钠和氢氧化钠，调节废水PH至11-12，经过反应池完成化学反应后，自反应池3低下部自流进入澄清池4，废水进行澄清池4后完成自然沉降过程，经过化学反应产生的碳酸钙、氢氧化钙形成沉淀，自然沉降至池底，废水从澄清池4上部自流进入缓冲池5，此时缓冲池内废水钙离子不大于50mg/L，温度20-30℃，然后废水从澄清池5由第二水泵6送入第三水泵7的入口，然后无机陶瓷膜单元8过滤，第二水泵6控制运行压力为0.10MPa,第三水泵7控制压力为 0.4MPa，无机陶瓷膜单元8控制内部水流流速为3.5m/s，利用高流速形成湍流作用，防止系统堵塞与结垢，并且将盐酸与无机陶瓷膜单元8的产水通过管道混合器进行混合，混合器出口安装在线PH计，控制混合后废水的PH为 7-8，然后进入树脂软化单元12，软化后的产水产水自流进入产水罐13，再通过第四水泵14加压进入一级反渗透单元17，在机泵出口1.0-1.3MPa压力的作用下，大部分水分子透过反渗透膜，盐去除率97％以上，经收集后成为产水，进入回用水箱18进行回用，同时水中的大部分高价盐分残留在浓水中，产生的浓水进入一级浓水箱19中，然后通过第六水泵20和第七水泵22进入到选择性纳滤分盐装置23中，控制产水率60％，运行压力0.7-0.8MPa，选择性纳滤分盐装置23的产水进入纳滤产水箱24，储存透过的一价氯化钠溶液，选择性纳滤分盐装置23的浓水进入纳滤浓水箱33，储存已经进行初步浓缩的硫酸钠溶液，完成分离，分离程度高，效果好，接着，纳滤产水箱24的废水通过第九水泵27进入海水反渗透单元28，其中第九水泵27采用柱塞泵，出口控制压力4-5MPa，海水反渗透单元28控制产水率为90％，海水反渗透单元 28产生的淡水进入回用水箱18，而海水反渗透单元28产生的浓水进入氯化钠缓冲罐29，再通过第十水泵30送入氯化钠电渗析单元31中，氯化钠电渗析单元31产水的淡水进入纳滤产水箱24，而氯化钠电渗析单元31产生的浓水进入MVR机械蒸发单元32，产生副产品氯化钠，纳滤浓水箱33的废水通过第十二水泵35进入抗污染反渗透单元36，机泵出口控制压力1.0-1.2MPa，抗污染反渗透单元36控制产水率为70％，抗污染反渗透单元产生的淡水进入回用水箱18，抗污染反渗透单元36产生的浓水进入冷冻单元缓冲罐37，再通过第十三水泵38送入DTB连续冷却工艺系统中，经过处理后，硫酸钠以晶体的方式从溶液中结晶出来，进行脱除，得到副产品为十水硫酸钠，分离程度高，合理利用资源。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，包括原水罐(1)，其特征在于：所述原水罐(1)通过第一水泵(2)联通有反应池(3)、澄清池(4)和缓冲水池(5)，所述缓冲水池(5)通过管道连接有第二水泵(6)和第三水泵(7)，所述第三水泵(7)通过管道连通有无机陶瓷膜单元(8)，所述无机陶瓷膜单元(8)通过管道连通有树脂软化单元(12)，所述树脂软化单元(12)通过管道连通有产水罐(13)，所述产水罐(13)通过第四水泵(14)连通有第一保安过滤器(15)，所述第一保安过滤器(15)通过第五水泵(16)连通有一级反渗透单元(17)，所述一级反渗透单元(17)的淡水口通过管道连通有回用水箱(18)，所述澄清池(4)底部设有沉淀池(10)，所述沉淀池(10)通过管道连通有板框压滤机(11)；

所述一级反渗透单元(17)的浓水口通过管道连通有一级浓水箱(19)，所述一级浓水箱(19)通过第六水泵(20)连通有第二保安过滤器(21)，所述第二保安过滤器(21)通过第七水泵(22)连通有选择性纳滤分盐装置(23)，所述选择性纳滤分盐装置(23)的淡水口通过管道连通有纳滤产水箱(24)，所述纳滤产水箱(24)通过第八水泵(25)连通有第三保安过滤器(26)，所述第三保安过滤器(26)通过第九水泵(27)连通有海水反渗透单元(28)，所述海水反渗透单元(28)的淡水口通过管道连通有回用水箱(18)，所述海水反渗透单元(28)通过管道连通有氯化钠缓冲罐(29)，所述氯化钠缓冲罐(29)通过第十水泵(30)连通有氯化钠电渗析单元(31)，所述氯化钠电渗析单元(31)的淡水口通过管道连通有纳滤产水箱(24)，所述氯化钠电渗析单元(31)的浓水口通过管道连通有MVR机械蒸发单元(32)。

2.根据权利要求1所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述无机陶瓷膜单元(8)的另一出口通过回流管道(9)连通于反应池(3)和第三水泵(7)的入口，连通于反应池(3)的流量为Q3，所述第二水泵(6)和第三水泵(7)的流量分别为Q1和Q2，且Q1:Q2:Q3＝10:50:1。

3.根据权利要求1所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述无机陶瓷膜单元(8)为19孔管式，且过滤精度为0.1um。

4.根据权利要求1所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述树脂软化单元(12)包括阳离子树脂、弱酸床树脂和脱气塔。

5.根据权利要求1所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述一级反渗透单元(17)和海水反渗透单元(28)均采用陶氏RO反渗透膜。

6.根据权利要求1所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述选择性纳滤分盐装置(23)的浓水口通过感到连通有纳滤浓水箱(33)，所述纳滤浓水箱(33)通过第十一水泵(34)连通有第四保安过滤器(47)，所述第四保安过滤器(47)通过第十二水泵(35)连通有抗污染反渗透单元(36)，所述抗污染反渗透单元(36)的浓水口通过管道连通有冷冻单元缓冲罐(37)，所述冷冻单元缓冲罐(37)通过第十三水泵(38)连通有DTB连续冷却工艺系统(39)。

7.根据权利要求6所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述抗污染反渗透单元(36)的淡水口通过管道内连通有回用水箱(18)。

8.根据权利要求6所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述DTB连续冷却工艺系统(39)的母液口通过第十四水泵(40)连通有高级氧化塔(41)，所述高级氧化塔(41)通过第十五水泵(42)连通有管式陶瓷膜组件(43)，所述管式陶瓷膜组件(43)通过管道连通有硫酸钠电渗析缓冲罐(44)，所述硫酸钠电渗析缓冲罐(44)通过第十六水泵(45)连通有硫酸钠电渗析单元(46)，所述硫酸钠电渗析单元(46)的浓水口通过管道连通有纳滤浓水箱(33)，所述硫酸钠电渗析单元(46)的淡水口通过管道连通有氯化钠缓冲罐(29)。

9.根据权利要求8所述的一种高盐废水零排放与分盐资源化利用装置，其特征在于：所述硫酸钠电渗析单元(46)和氯化钠电渗析单元(31)采用的电渗析膜片为均相离子交换膜。