CN210764887U - 一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，结构是预处理系统、A中间水池、UF装置、B中间水池、树脂软化罐、脱碳塔、C中间水池、保安过滤器和NF装置依次连接，NF装置浓水端和产水端分别连接NF浓水蒸发结晶装置和RO装置，RO装置浓水端和产水端分别通过管道连接RO浓水蒸发结晶装置和回用水池。本实用新型的优点：能提高膜系统的回收率至73～81％，得到浓度较高的硫酸钠和氯化钠溶液，纳滤膜的浓缩液TDS都能达到65000～80000mg/L和反渗透膜浓缩液TDS能达到60000mg/L以上，在保证后续得到纯盐硫酸钠、氯化钠的前提下，减少了最终蒸发器进水量，降低了整个系统固定投资和运行费用。

Description

一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统

技术领域

本实用新型涉及的是一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，属于水处理技术领域。

背景技术

焦化厂主要生产焦炭、煤气、硫铵和轻苯等化工产品。在焦炉煤气冷却、洗涤、粗苯加工及焦油加工过程中，产生大量含酚、氰、油、氨及大量有机物的工业废水。焦化废水经过前处理、生化处理、物化处理及深度处理产水的反渗透浓水具有硬度高、氟离子高、硅含量高等特点。采用常规的工业回用水处理工艺,水系统的回收率不高，产水水质不稳定，同时排水经过蒸发结晶产物难以资源化利用，且环境隐患大，需要按照危废进行处置。

现有技术中常采用浓缩的工艺处理经过预处理的此类废水，采用反渗透或电渗析进行高倍浓缩，将产水至回用水池进行回用，膜系统的浓缩液直接进行蒸发结晶形成固体混合盐。

但是现有技术存在以下问题：这种浓缩工艺仅是达到了对废水的浓缩和零排放，但是对进水COD较高的污水耐受度不高，废水回收率较低，并且产生的浓水经过蒸发结晶产生的固体混盐包含多种无机盐、有机物和重金属，难以资源化利用，且环境隐患大，需要按照危废进行处置，所以企业还需承担额外的危废处置费用。

实用新型内容

本实用新型提出的是一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，选用抗污染纳滤膜能有效的防止COD对膜的有机污染，并与高压反渗透系统结合，达到在焦化废水零排放的同时在废水进入蒸发装置之前，将废水中的一加盐和二价盐分离，得到浓度较高的硫酸钠和氯化钠溶液，后通过蒸发结晶装置形成纯度符合工业标准的硫酸钠和氯化钠纯盐，真正意义上实现资源化利用。

本实用新型的技术解决方案：一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，其结构是预处理系统、A中间水池、UF装置、B中间水池、树脂软化罐、脱碳塔、C中间水池、保安过滤器和NF装置通过管道依次连接，NF装置浓水端和产水端分别通过管道连接NF浓水蒸发结晶装置和 RO装置，RO装置浓水端和产水端分别通过管道连接RO浓水蒸发结晶装置和回用水池。

优选的，所述的A中间水池和UF装置之间管道上设A中间水池提升泵，B中间水池和树脂软化罐之间管道上设B中间水池提升泵，C中间水池和保安过滤器之间管道上设C中间水池提升泵，保安过滤器和NF装置之间管道上设A高压泵，NF装置和RO装置之间管道上设B高压泵。

优选的，所述的UF装置配有反洗、清洗系统，树脂软化罐配有再生、清洗装置，C中间水池中设有液碱加药装置和pH在线检监测系统，NF装置和RO装置均配有清洗装置。

本实用新型的优点：相比于传统的浓缩工艺，本实用新型可采用“超滤+纳滤分盐+反渗透高倍浓缩”的工艺处理废水，能提高膜系统的回收率至73～81％，得到浓度较高的硫酸钠和氯化钠溶液，纳滤膜的浓缩液TDS 都能达到65000～80000mg/L和反渗透膜浓缩液TDS能达到60000mg/L以上，在保证后续得到纯盐硫酸钠、氯化钠的前提下，减少了最终进蒸发器的水量，降低了整个系统的固定投资和运行费用。本实用新型抗污染纳滤膜，选择性透过一价盐，截留二价盐，将废水中的硫酸钠和氯化钠分开，同时抗污染纳滤膜能有效的防止COD对膜的有机污染，对于COD ＜2000mg/L的污水都有很好的耐受效果，通过膜系统对COD的浓缩后后续的氧化系统对较高浓度的COD有更好的去除效率，后通过后续的蒸发结晶装置形成纯度符合工业标准的硫酸钠和氯化钠纯盐，基本实现了煤焦化废水的零排放，同时产生的纯盐硫酸钠和氯化钠具有一定的经济价值。

附图说明

图1是本实用新型煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统的结构框图。

图2是本实用新型煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统的处理流程图。

图中的1是预处理系统、2是A中间水池、3是A中间水池提升泵、 4是UF(超滤)装置、5是B中间水池、6是B中间水池提升泵、7是树脂软化罐、8是脱碳塔、9是C中间水池、10是C中间水池提升泵、11 是保安过滤器、12是A高压泵、13是NF(纳滤)装置、14是B高压泵、 15是RO(反渗透)装置、16是回用水池、17是NF浓水蒸发结晶装置、 18是RO浓水蒸发结晶装置。

具体实施方式

下面结合实施例和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，其结构是预处理系统1、A中间水池2、UF装置4、B中间水池5、树脂软化罐7、脱碳塔8、C中间水池9、保安过滤器11和NF装置13通过管道依次连接，NF装置13浓水端和产水端分别通过管道连接NF浓水蒸发结晶装置17和RO装置15，RO装置15浓水端和产水端分别通过管道连接RO 浓水蒸发结晶装置18和回用水池16。

所述的A中间水池2和UF装置4之间管道上设A中间水池提升泵3， B中间水池5和树脂软化罐7之间管道上设B中间水池提升泵6，C中间水池9和保安过滤器11之间管道上设C中间水池提升泵10，保安过滤器 11和NF装置13之间管道上设A高压泵12，NF装置13和RO装置15之间管道上设B高压泵14。

所述的UF装置4配有反洗、清洗系统，树脂软化罐7配有再生、清洗装置，C中间水池9中设有液碱加药装置和pH在线检监测系统，NF装置13和RO装置15均配有清洗装置。

如图2所示，根据以上结构，工作时，

煤焦化高盐蒸氨废水经过预处理、生化处理、物化处理及深度处理产生的反渗透浓水，经过预处理系统1预处理后的出水进入到A中间水池2，A中间水池2出水经A中间水池提升泵3到UF装置4，UF装置4 回收率控制在95％以上，UF装置4配有反洗、清洗系统，UF装置4出水进入B中间水池5。B中间水池5出水经B中间水池提升泵6进入到存有弱阳树脂的树脂软化罐7，树脂软化罐7配有再生、清洗装置，树脂软化罐7的流速控制在10～40BV/h，树脂软化罐7出水进入到脱碳塔8，脱碳塔8出水进入C中间水池9，在C中间水池9中设有液碱加药装置，调节废水pH至中性。

C中间水池9出水经C中间水池提升泵10到保安过滤器11，经过保安过滤器11的过滤的出水经A高压泵12升压进入NF装置13，NF装置 13回收率控制在85～90％之间，NF装置13浓缩液到NF浓水蒸发结晶装置 17，NF装置13产水经B高压泵14升压进入到RO装置15，RO装置15回收率控制在85～90％之间，RO装置15反渗透浓缩液进入RO浓水蒸发结晶装置18，产水到回用水池16。NF装置13和RO装置15均配有清洗装置。

分离得到的NF浓水和RO浓水分别为浓度较高的硫酸钠和氯化钠溶液，NF浓水的TDS在65000～80000mg/L，硫酸根在47000-55000mg/L，氯离子在1000-1500mg/L；RO浓水的TDS在60000～70000mg/L，氯离子在35000-42000mg/L，硫酸根在150-200mg/L，两者分别经过后续的蒸发结晶系统可以形成纯度符合工业标准的硫酸钠和氯化钠纯盐。经过“超滤 +纳滤分盐+反渗透高倍浓缩”的工艺处理的煤焦化高盐废水，不仅可以抵抗较高的COD污染，以较高的回收率回收使用，并且其产生的高浓硫酸钠和氯化钠溶液经简单的处理既可以为公司带来一定的经济价值。

综上所述，本实用新型提供的煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统采用了集成化的设备，通过“超滤+纳滤分盐+反渗透高倍浓缩”的工艺处理废水，可以有效的分离硫酸钠和氯化钠，并且形成浓度较高的硫酸钠和氯化钠溶液，为后续蒸发结晶系统减少了浓水处理量，降低了能耗，减少了对环境的危害，减轻了企业的负担。

实施例

(1)焦化蒸氨废水经过预处理、生化处理、物化处理及深度处理产生的反渗透浓水，经收集后进入废水调节池，此时废水的pH为7.0～8.0 之间，进水氟离子浓度在100～300mg/L之间，总硅含量在15～50mg/L，总硬度(以碳酸钙计)在150～300mg/L，TDS在11000～15000mg/L，废水中的TDS主要来源于氯化钠和硫酸钠。此种废水经过预处理系统1预处理后出水至A中间水池2，此时高盐废水中的氟离子已经降至3ppm以下，硅含量已经降至5mg/L以下。

(2)A中间水池2中的预处理出水经过A中间水池提升泵3进入到 UF装置4，去除废水中的大粒径的颗粒，防止后续的膜系统被损伤，UF 装置4超滤出水到B中间水池5，B中间水池5出水经B中间水池提升泵 6进入树脂软化罐7，去除废水中的硬度，经过弱阳离子交换树脂能将高盐废水的总硬度降至1mg/L以下。UF装置4配有清洗装置，树脂软化罐 7配有再生和冲洗系统。

(3)树脂软化罐7软化出水进入到脱碳塔8中，去除废水中的碱度，脱碳塔8出水到C中间水池9，C中间水池9配有液碱加药装置和pH在线检监测系统，调节废水pH至中性。此时进入C中间水池9的废水，TDS 在15000～20000mg/L，硫酸根在7000-8200mg/L，氯离子在3500-5000 mg/L，C中间水池9出水经C中间水池提升泵10进入保安过滤器11，通过保安过滤器11的过滤后，再经A高压泵12升压进入NF装置13。NF 装置13的回收率控制在85～90％之间。由于该系统采用了抗污染纳滤膜 (系现有技术，具有宽流道、菱形格网，膜表面光滑、电性接近电中性，膜表面做亲水性改性)，此时纳滤膜的进水的COD为300-500mg/L，经纳滤膜浓缩后浓水COD则高达1500～2000mg/L，此种新型特种抗污染的纳滤膜不仅能耐受高达2000mg/L的COD，还可以选择性透过一价盐，截留二价盐，有效分离硫酸钠和氯化钠，所以NF装置13产水主要是氯化钠溶液，浓水是被浓缩后高浓度的硫酸钠溶液。经过NF装置13后的产水TDS 在8000～11000mg/L，硫酸根在40-60mg/L，氯离子在4500-6000mg/L，浓水的TDS在65000～80000mg/L，硫酸根在47000-55000mg/L，氯离子在1000-1500mg/L。

(4)NF装置13浓水进入NF浓水蒸发结晶装置17，NF装置13的产水经过B高压泵14升压进入RO装置15，此RO装置15采用高压反渗透膜，反渗透膜系统的回收率控制在85～90％之间。RO装置15反渗透产水进入回用水池16，后直接回用；反渗透浓水进入RO浓水蒸发结晶装置18，反渗透浓水是经过高倍浓缩后的高浓度的氯化钠溶液。此时反渗透系统的产水TDS在200～300mg/L，浓水的TDS在60000～72000mg/L，氯离子在35000-42000mg/L。

(5)将NF装置13和RO装置15浓水分别进入各自的蒸发器和结晶器中，蒸馏液进入回用水池16，氯化钠纯盐和硫酸钠纯盐分别打包封装，硫酸钠和氯化钠母液混合进入外设喷雾干燥器中形成少量混盐，委外处理。

以上所述各部件均为现有技术，本领域技术人员可使用任意可实现其对应功能的型号和现有设计。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，其特征是预处理系统、A中间水池、UF装置、B中间水池、树脂软化罐、脱碳塔、C中间水池、保安过滤器和NF装置通过管道依次连接，NF装置浓水端和产水端分别通过管道连接NF浓水蒸发结晶装置和RO装置，RO装置浓水端和产水端分别通过管道连接RO浓水蒸发结晶装置和回用水池。

2.如权利要求1所述的一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，其特征是所述的A中间水池和UF装置之间管道上设A中间水池提升泵，B中间水池和树脂软化罐之间管道上设B中间水池提升泵，C中间水池和保安过滤器之间管道上设C中间水池提升泵，保安过滤器和NF装置之间管道上设A高压泵，NF装置和RO装置之间管道上设B高压泵。

3.如权利要求1所述的一种煤焦化高盐废水零排放的膜法分盐集成系统，其特征是所述的UF装置配有反洗、清洗系统，树脂软化罐配有再生、清洗装置，C中间水池中设有液碱加药装置和pH在线检监测系统，NF装置和RO装置均配有清洗装置。

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