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UMFANG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein System zur Behandlung von salzhaltigem Abwasser. Das System, das für eine emissionsfreie Behandlung für stark salzhaltige Abwässer verwendet wird, umfasst eine Vorbehandlungseinheit, eine Reduktionseinheit und eine Verdampfungskristallisations- und Massentrennungs-Salzeinheit. In dieser emissionsfreien Behandlung für Abwasser mit hohem Salzgehalt, das durch das erfindungsgemäße System bereitgestellt wird, kann nicht nur eine Nulleinleitung des Abwassers realisiert werden, sondern es können auch die Behandlungskosten des Abwassers mit hohem Salzgehalt reduziert werden. Darüber hinaus bietet die Erfindung eine emissionsfreie Behandlung von Abwasser mit hohem Salzgehalt mit starker industrieller Anwendbarkeit.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gegenwärtig, schnelle Entwicklung zusammen mit Industrien wie chemische Industrie, Metallurgie und städtischen Bau, nutzen Wasserressourcen, um zu speichern, Handel Abwasser, kommunale Abwässer etc. übernehmen Umkehrosmose-Technologie, um die Wiederverwendung meist, konsequente verschiedene Umkehrosmose konzentriertes Wasser zu behandeln, und das Problem der Umweltverschmutzung, dass der hohe Salzabwasser der industriellen Kreislaufwasser etc. Gleichzeitig, weil die theoretische Herstellung von Wasser-Verhältnis der Umkehrosmose nur 75%, die starke Sole der tatsächlichen Herstellung von Wasser-Verhältnis weniger als mehr als 70%, 30% direkt Einleitungen wegen der Erlangung einer effektiven Wiederverwendung, verschwendet eine große Menge an wertvollen Wasser-Ressource.
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Hoher Salzgehalt Abwasser ist nicht nur verstanden, Ätzen Gerät in der industriellen Produktion, direkt Einleiten kann auch dazu führen, dass der Salzgehalt der Umwelt Wasser deutlich zu verbessern, verursachen Bodenverdichtung, Pflanze zu verdorren, bringen schwerwiegende negative Auswirkungen auf Ökotop, daher Land strenge Beschränkung hohen Salzgehalt Abwassereinleitung ist es, die Umweltverschmutzung zu reduzieren.Aktuelle, wie wirtschaftlich, die Durchführung der hohen Salzgehalt Abwasserentsalzung effektiv und zu behandeln, werden die zentrale Frage der Beschränkung der Wiederverwendung Abwasser.
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Wasserqualität Entsalzungstechnologie enthält hauptsächlich Ionenaustausch, Elektrodialyse, Umkehrosmose und mehrstufige Flash-Verdampfung etc.lonenaustausch Technik Betrieb, Betrieb Komplexität sind nur anwendbar, um niedrige Salzgehalt Abwasser zu behandeln; Elektrodialyse kann nur teilweise Deionisation, und der Stromverbrauch ist höher; Die mehrstufige Flash-Verdampfung Energieverbrauch ist groß, die Kosten Höhe.In den letzten Jahren, zusammen mit der schnellen Entwicklung der Membrantechnik, Umkehrosmose ist Substitution Ionenaustausch und Elektrodialyse Entsalzungstechnologie schrittweise, wird die wichtigste Technik der Abwasser-Recycling-Prozess-Bereich.
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Das Epoxidharz-Abwasser, das das chinesische Patent
CN 1850635A behandelt, ist ein stark salzhaltiges Abwasser mit einem Salzgehalt von 10~30 Gew.-% und einem CSB-Wert von 7000~15000 mg/L. Diese Methode wird durch die Vakuum-Membrandestillation nach der Neutralisierungsbehandlung und der Mikrofiltration durchgeführt, um das stark salzhaltige Abwasser zu behandeln und zu konzentrieren. Da die Härte der High-Salz-Abwasser ist höher, zusammen mit der Erhöhung der Zyklen der Konzentration, der Film, der in der Membran-Destillation Prozess produziert verschmutzt vergleichsweise ernst; Und aufgrund der Verschmutzung des Films, begrenzt die Zyklen der Konzentration von Abwasser, erhöht das Gewicht der Last, die anschließende Verdampfung behandelt wird.
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Um die Behandlung Wirkung des Standes der Technik zu verbessern, hohe Salz-Abwasser bei Erdöl-Chemie-Unternehmen, insbesondere Erdöl-Chemie-Unternehmen ist die Kontur Salz Abwasser der Umkehrosmose konzentrierte Wasser, rezirkulierte Wasser Kanalisation, die Wiederverwendung Abwasser bis zu Standard führt Umkehrosmose behandelt und erhält, bietet die Erfindung eine Art von Null-Emissions-Behandlung für die hohe Salzgehalt Abwasser, die Null-Entladung des Abwassers realisieren kann, sondern auch die Behandlungskosten der hohen Salzgehalt Abwasser zu reduzieren. Darüber hinaus bietet die Erfindung eine emissionsfreie Behandlung von Abwässern mit hohem Salzgehalt, das in der Industrie gut anwendbar ist.
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Daher ist es wünschenswert, die oben genannten Nachteile oder andere Unzulänglichkeiten zu beheben oder zumindest eine nützliche Alternative bereitzustellen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im Folgenden wird eine vereinfachte Zusammenfassung gegeben, um ein grundlegendes Verständnis für einige Aspekte der offengelegten Erfindung zu vermitteln. Diese Zusammenfassung ist kein umfassender Überblick, und es ist nicht beabsichtigt, wichtige/kritische Elemente zu identifizieren oder den Umfang der Erfindung abzugrenzen. Ihr einziger Zweck ist es, einige Konzepte in vereinfachter Form als Auftakt zu der später folgenden detaillierteren Beschreibung darzustellen.
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Dementsprechend wird ein System zur Behandlung salzhaltiger Abwässer bereitgestellt. Das System zur emissionsfreien Behandlung von stark salzhaltigem Abwasser besteht aus einer Vorbehandlungseinheit, einer Reduktionseinheit und einer Einheit zur Verdampfungskristallisation und Massentrennung von Salz. In dieser emissionsfreien Behandlung für Abwasser mit hohem Salzgehalt, das durch die Erfindung bereitgestellt wird, kann nicht nur eine Nulleinleitung des Abwassers realisiert werden, sondern es können auch die Behandlungskosten des Abwassers mit hohem Salzgehalt reduziert werden. Darüber hinaus bietet die Erfindung eine hohe Salzgehalt Abwasser Null-Emissions-Behandlung Prozess mit starker industrieller Anwendbarkeit.
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Gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands handelt es sich um ein System zur Behandlung von salzhaltigem Abwasser, das einen konzentrierten Solebehälter umfasst, der konzentriertes Wasser mit hohem Salzgehalt enthält, das durch eine Nitratverdampfungs- und - kristallisationsvorrichtung unter Unterdruck oder leichtem Überdruck während eines Verdampfungskristallisationsprozesses verdampft und kristallisiert wird. Die durch die Verdampfungskristallisation erzeugte Nitratmutterlauge wird durch die Gefriernitrat-Kristallisationsvorrichtung einer Gefrierkristallisation unterzogen und dann durch eine Gefriernitrat-Zentrifugalmaschine abgeschleudert. Natriumsulfat wird von der Gefriernitrat-Zentrifugalmaschine abgetrennt, nachdem die Nitratmutterlauge durch die Zentrifugalkristallisationsrückführung erzeugt wurde, und wird mit der festen nitrathaltigen Flüssigkeit, die von der Nitratverdampfungskristallisationsvorrichtung erzeugt wurde, thermisch geschmolzen.
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Dementsprechend wird das Natriumsulfat getrocknet, um Natriumsulfat zu erhalten, und die gefrorene Nitratmutterlauge, die durch die Zentrifugaltrennung der Gefriernitrat-Zentrifugalmaschine erzeugt wird, wird einer Verdampfungskristallisation durch die Salzverdampfungskristallisationsvorrichtung unter Unterdruck oder Mikroüberdruck unterzogen, um Natriumchlorid abzutrennen, und dann wird die Natriumchloridware getrocknet, um Natriumchloridware zu erhalten. Die Reinheit des abgetrennten Natriumsulfats beträgt etwa 96%, und die Reinheit des abgetrennten Natriumchlorids beträgt mehr als 98%.
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Diese und andere Aspekte der hier beschriebenen Ausführungsformen werden in Verbindung mit der folgenden Beschreibung besser verstanden und gewürdigt. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die folgenden Beschreibungen, obwohl sie bevorzugte Ausführungsformen und zahlreiche spezifische Details davon aufzeigen, zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung dienen. Viele Änderungen und Modifikationen können im Rahmen der hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Anwendungsbereich abzuweichen, und die hierin beschriebenen Ausführungsformen schließen alle derartigen Modifikationen ein.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die vorliegenden Ausführungsformen und die verschiedenen Merkmale und vorteilhaften Details werden unter Bezugnahme auf die nicht begrenzten Ausführungsformen ausführlicher erläutert. Beschreibungen bekannter Komponenten und Verarbeitungstechniken werden weggelassen, um die hier beschriebenen Ausführungsformen nicht unnötig zu verschleiern. Außerdem schließen sich die verschiedenen hier beschriebenen Ausführungsformen nicht unbedingt gegenseitig aus, da einige Ausführungsformen mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen kombiniert werden können, um neue Ausführungsformen zu bilden. Der hier verwendete Begriff „oder“ bezieht sich, sofern nicht anders angegeben, auf ein nicht ausschließendes „oder“. Die hier verwendeten Beispiele sollen lediglich das Verständnis dafür erleichtern, wie die hierin beschriebenen Ausführungsformen umgesetzt werden können, und es dem Fachmann ermöglichen, die hierin beschriebenen Ausführungsformen umzusetzen. Dementsprechend sollten die Beispiele nicht als Einschränkung des Umfangs der hierin beschriebenen Ausführungsformen verstanden werden.
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Als solche sollte die vorliegende Offenbarung so ausgelegt werden, dass sie sich auf alle Änderungen, Äquivalente und Substitute erstreckt. Obwohl die Begriffe „erstes“, „zweites“ usw. hier zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden können, sollten diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt werden. Diese Begriffe werden im Allgemeinen nur verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden.
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Dementsprechend werden hier Ausführungsformen für ein System zur Behandlung von salzhaltigen Abwässern beschrieben. Das System zur emissionsfreien Behandlung von stark salzhaltigen Abwässern umfasst eine Vorbehandlungseinheit, eine Reduktionseinheit und eine Einheit zur Verdampfungskristallisation und Massentrennung von Salz. In dieser emissionsfreien Behandlungsmethode für Abwasser mit hohem Salzgehalt, das durch die Erfindung bereitgestellt wird, kann nicht nur eine Nulleinleitung des Abwassers realisiert werden, sondern es können auch die Behandlungskosten des Abwassers mit hohem Salzgehalt reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Behandlung von salzhaltigem Abwasser, das einen konzentrierten Solebehälter umfasst, der konzentriertes Wasser mit hohem Salzgehalt enthält, das durch eine Nitratverdampfungs- und -kristallisationsvorrichtung unter Unterdruck oder leichtem Überdruck während eines Verdampfungskristallisationsprozesses verdampft und kristallisiert wird. Die durch die Verdampfungskristallisation erzeugte Nitratmutterlauge wird durch die Gefriernitrat-Kristallisationsvorrichtung einer Gefrierkristallisation unterzogen und anschließend durch eine Gefriernitrat-Zentrifugalmaschine zentrifugal getrennt. Natriumsulfat wird von der Gefriernitrat-Zentrifugalmaschine abgetrennt, nachdem die Nitratmutterlauge durch die Zentrifugalkristallisationsrückführung erzeugt wurde, und wird mit der festen nitrathaltigen Flüssigkeit, die von der Nitratverdampfungskristallisationsvorrichtung erzeugt wurde, thermisch geschmolzen.
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Dementsprechend wird das Natriumsulfat getrocknet, um Natriumsulfat zu erhalten, und die gefrorene Nitratmutterlauge, die durch die Zentrifugaltrennung der Gefriernitrat-Zentrifugalmaschine erzeugt wird, wird einer Verdampfungskristallisation durch die Salzverdampfungskristallisationsvorrichtung unter Unterdruck oder Mikroüberdruck unterzogen, um Natriumchlorid abzutrennen, und dann wird die Natriumchloridware getrocknet, um Natriumchloridware zu erhalten. Die Reinheit des abgetrennten Natriumsulfats beträgt etwa 96%, und die Reinheit des abgetrennten Natriumchlorids beträgt mehr als 98%.
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Das erfindungsgemäße System zur emissionsfreien Behandlung von Abwasser mit hohem Salzgehalt umfasst eine Einheit zur Vorbehandlung des Abwassers, eine Einheit zur Reduzierung des Abwassers und eine Einheit zur Verdampfungskristallisation von konzentriertem Wasser mit hohem Salzgehalt. Das System zur emissionsfreien Behandlung des hochsalzhaltigen Abwassers umfasst eine Vorbehandlungseinheit, eine Reduktionseinheit und eine Einheit zur Verdampfungskristallisation und Massentrennung von Salz. Die Reduktionseinheit wiederum umfasst eine Vorreduktionseinheit und eine Tiefenkonzentrationseinheit. Nach dem Vorbehandlungsprozess können das Wasser und die Salze im Abwasser mit hohem Salzgehalt durch den Abwasserreduktionsprozess und den Verdampfungskristallisationsprozess des konzentrierten Wassers mit hohem Salzgehalt zurückgewonnen werden, so dass eine Nullemission des Abwassers und ein Recycling der Salze realisiert werden. Bei der Vorbehandlung des Abwassers werden Schwermetallionen, Härtebildner und organische Substanzen im Abwasser mit hohem Salzgehalt durch Zugabe eines Flockungs- und/oder Fällungsmittels und eines chemischen Reaktors entfernt. Nach der Entfernung von Schwermetallionen, Härtebildnern und organischen Stoffen wird der pH-Wert des Abwassers auf alkalisch eingestellt.
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Dementsprechend besteht das System zur Abwasserreduzierung darin, eine vorläufige Reduktionsbehandlung des vorbehandelten Abwassers durch eine Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung und eine Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung durchzuführen, um ein Hochdruck-Umkehrosmosekonzentrat zu bilden. Das konzentrierte Hochdruck-Umkehrosmose-Wasser wird einer Tiefenkonzentrationsbehandlung durch eine elektrisch betriebene ionische Membranvorrichtung der ersten Stufe und eine elektrisch betriebene ionische Membranvorrichtung der zweiten Stufe unterzogen und dann zu konzentriertem Wasser mit hohem Salzgehalt konzentriert. Das System zur Abwasserreduzierung umfasst auch die Rückgewinnung des während des Reduzierungsprozesses erzeugten Wassers in einen Wiederverwendungswassertank. Die Verdampfungskristallisationsmethode besteht darin, die Salze in dem konzentrierten Wasser mit hohem Salzgehalt durch eine Nitratverdampfungskristallisationsvorrichtung bzw. eine Salzverdampfungskristallisationsvorrichtung unter der Bedingung von Unterdruck oder Mikroüberdruck zurückzugewinnen und Natriumsulfat und Natriumchlorid durch Trocknen und dergleichen zu bilden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Betriebsdruck der Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung 2,0 bis 3,5 MPa. Die Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung wird aus aromatischen Polyamid-Verbundwerkstoffen hergestellt. Die Fließkanalbreite des Membranelements der Mitteldruck-Umkehrosmoseanlage beträgt 1,60-1,70 mm. Der Betriebsdruck der Hochdruck-Umkehrosmoseanlage beträgt 3,5-4,5 MPa. Das Material des Membranelements der Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung ist ein aromatisches Polyamid-Verbundmaterial. Die Breite eines Strömungskanals des Membranelements der Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung beträgt 2,00-2,10 mm. Die Breite des Strömungskanals des Membranelements der Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung beträgt 1,65 mm. Die Durchflusskanalbreite der Membranelemente der Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung beträgt 2,03 mm. Vorzugsweise wird für die Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung ein spezielles konzentriertes, verschmutzungshemmendes Mitteldruck-Membranelement GTR 3-8040F-65 verwendet. Für die Hochdruck-Umkehrosmoseanlage wird ein spezielles konzentriertes Hochdruck-Membranelement GTR 4-8040F-80 verwendet. Das Membranelement des Mitteldruck-Umkehrosmosegeräts und das Membranelement des Hochdruck-Umkehrosmosegeräts bestehen aus aromatischen Polyamid-Verbundwerkstoffen und können mindestens 90 % der Zielschwermetalle im Abwasser entfernen.
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Insbesondere kann die aromatische Polyamidmembran auch Cadmium, Chrom, Kupfer, Eisen, Nickel, Zink, Mangan, Magnesium und andere ähnliche Schwermetalle aus dem Abwasser entfernen. Die Aramidfolie hat eine hohe Entfernungsrate von Schwermetallen und ist insbesondere in der Lage, mindestens 99 % Arsen, mindestens 98 % Nickel, mindestens 97 % Mangan, mindestens 99 % Magnesium, 94 % Chrom und mindestens 80 % Calcium, Kupfer und Zink aus dem Abwasser zu entfernen. Andererseits hat die aromatische Polyamidmembran auch eine hohe Salzabweisungsrate und kann effizient nanoskalige Schadstoffe mit einem Molekulargewicht von mehr als, wie Anionen, entfernen. Die Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung und die Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung führen eine vorläufige Reduktionsbehandlung des stark salzhaltigen Abwassers bei einem Druck von 2,0-4,5 MPa durch, und im Vergleich zur herkömmlichen Umkehrosmosebehandlung ist die Behandlungseffizienz höher.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die primären und sekundären elektrisch angetriebenen ionischen Membranvorrichtungen eine Anode und eine Kathode, die voneinander beabstandet sind. Zwischen der Anode und der Kathode sind in regelmäßigen Abständen eine Vielzahl von Membranpaaren angeordnet, die aus einer Anodenmembran, einer Kathodenmembran und einem Separator bestehen. Die Positivmembran und die Negativmembran sind homogene Membranen mit geringem Membranwiderstand und hoher Leistung. Zwischen den beiden Filmen ist eine Klappe mit gleichmäßigem Strömungszustand angeordnet. Die Stromversorgung der elektrisch angetriebenen Ionenmembranvorrichtung der ersten Stufe und der elektrisch angetriebenen Ionenmembranvorrichtung der zweiten Stufe erfolgt über eine Hochfrequenz-Gleichstromversorgung, bei der die positiven und negativen Polaritäten automatisch umgeschaltet werden, und die Stromversorgung wird durch ein digitales Programm gesteuert. Die primäre elektrisch angetriebene Ionenmembranvorrichtung und die sekundäre elektrisch angetriebene Ionenmembranvorrichtung verwenden eine einstellbare hochfrequente Oszillation, um hochfrequenten Gleichstrom mit umgekehrter Polarität auszugeben, um eine Polarisationsschicht zu stören, die sich leicht auf der Membranoberfläche bilden kann, um Kalzium- und Magnesiumkationen mit hohen Konzentrationszeiten in der Polarisationsschicht zu zerstören, und um die molekulare Disproportionierung der Polarisationsschicht im Kristallisationsprozess zu zerstören. Die elektrisch angetriebene Ionenmembranvorrichtung der ersten Stufe und die elektrisch angetriebene Ionenmembranvorrichtung der zweiten Stufe können eine Rolle bei der physikalischen Kesselsteinverhinderung spielen, die hydrodynamischen Bedingungen optimieren und den Stromverbrauch effektiv um 30-50% reduzieren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform führt die Einheit zur Vorbehandlung des Abwassers folgendes aus: Das Abwasser wird in einem Regeltank homogenisiert und volumenreguliert und dann in einen Hochlasttank geleitet. Kalk oder Natriumhydroxid, Natriumcarbonat, Polyaluminiumchlorid und Polyacrylamid werden nacheinander über eine Dosiervorrichtung in den Hochbehälter gegeben, und das Abwasser wird in einem chemischen Reaktor einer Flockungs- und/oder Fällungsbehandlung unterzogen. Das nach der Behandlung im chemischen Reaktor anfallende konzentrierte Wasser wird durch den Röhrenmikrofilter und den Patronenfilter gefiltert und gelangt dann in den ersten Wasserzwischenbehälter. Vorzugsweise beträgt die Öffnung der Filtermembran des röhrenförmigen Mikrofilters 1-5 µm, und Substanzen wie Ausfällungen, Gerinnungskolloide und dergleichen, die durch die chemische Reaktion entstehen, können weiter entfernt werden. Und Einstellung des pH-Wertes des Abwassers im ersten Wasserzwischenbehälter 106 auf 8,0-9,5. Die alkalische Umgebung ist hilfreich, um die Ablagerung von organischen Stoffen sowie Kalzium- und Magnesiumionen auf der Oberfläche der Umkehrosmosemembran zu verhindern. Der im Hochdichtetank anfallende Schlamm und der im Röhrenmikrofilter anfallende Schlamm werden in einen Schlammtank abgeleitet. Der Schlamm im Schlammbehälter wird mit Hilfe einer Schlammentwässerungsvorrichtung einer Schlamm-Wasser-Trennung unterzogen. Der entstandene Schlammkuchen wird mit Trockenschlamm behandelt. Das erzeugte Wasser gelangt in den Konditionierungstank, wo es mit unbehandeltem Abwasser zur Wiederaufbereitung gemischt wird.
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Der hochdichte Tank enthält einen chemischen Reaktor zur Entfernung von organischen, kolloidalen und Härte-Ionen. Der chemische Reaktor ist nicht nur in der Lage, das Medikament mit hoher Geschwindigkeit vollständig mit dem Abwasser zu vermischen, sondern trägt auch zur Flockenbildung bei und kann Feststoffe effektiver von Flüssigkeiten trennen. Der chemische Reaktor nutzt die Säulenplatte, um die durch die Wasserströmung erzeugte Mikro-Wirbelkraft zu nutzen, die die Adsorption von Verunreinigungen durch Flocken erheblich erleichtert, so dass der Effekt der Tiefenreinigung durch die Zugabe einer geringen Menge an Flockungsmittel erreicht werden kann. Andererseits kann der chemische Reaktor auch sicherstellen, dass eine kleine Menge des zugegebenen Flockungsmittels große Flocken mit großen Flusen und einer starken Adsorptionskapazität in maximalem Ausmaß erzeugen kann. Der chemische Reaktor gewährleistet eine hohe Verwertungsrate des zugesetzten Medikaments und kann die Behandlungskosten des Abwassers reduzieren.
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Dementsprechend wird bei der Vorbehandlung ein chemisches System angewandt, um Schwermetallionen, Kalzium, Magnesium und andere Härte-Ionen zu entfernen und gleichzeitig den größten Teil des CSB und der organischen kolloidalen Substanzen zu entfernen, so dass die Probleme der Verschmutzung durch organische Stoffe und die Bildung von Kalzium, Magnesium und Kesselstein vermieden werden können, wenn das Abwasser der nächsten Behandlung unterzogen wird. Andererseits wird der pH-Wert des vorbehandelten Abwassers in einer alkalischen Umgebung auf 8,0-9,5 eingestellt, so dass die Probleme der Ablagerungen auf der Oberfläche der Umkehrosmosemembran und der Verschmutzung durch organische Stoffe weiter gelöst werden können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das System zur Reduktionsbehandlung des Abwassers wie folgt durchgeführt: Das vorbehandelte Abwasser, das in dem ersten Zwischenwasserbecken gesammelt wird, wird einer vorläufigen Reduktionsbehandlung durch die Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung unterzogen. Das von der Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung gebildete Mitteldruck-Umkehrosmose-Konzentratwasser wird in einen Mitteldruck-Konzentratbehälter abgeleitet. Das im Mitteldruck-Konzentratbehälter gesammelte konzentrierte Wasser aus der Mitteldruck-Umkehrosmose wird durch die Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung einer weiteren Vorreduktionsbehandlung unterzogen. Das Hochdruck-Umkehrosmosekonzentrat, das durch die Behandlung in der Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung entsteht, wird in den Hochdruck-Konzentratbehälter abgeleitet. Das durch die Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung und die Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung erzeugte Wasser und das durch die Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung erzeugte Hochdruck-Umkehrosmosewasser werden in die sekundäre Umkehrosmosevorrichtung abgeleitet. Das aus der Mitteldruck-Umkehrosmose erzeugte Wasser und das aus der Hochdruck-Umkehrosmose erzeugte Wasser gelangen nach Durchlaufen einer sekundären Umkehrosmosevorrichtung und eines Frischwassertanks in einen Wiederverwendungswassertank. Das Hochdruck-Umkehrosmose-Konzentrat im Hochdruck-Konzentratbehälter wird durch den Aktivkohlefilter und den Harztank behandelt und dann in den zweiten Zwischenwasserbehälter abgeleitet, um einer Tiefenkonzentrationsbehandlung unterzogen zu werden. Das vorbehandelte Hochdruck-Umkehrosmose-Konzentrat im zweiten Wasserzwischenbehälter wird durch die elektrisch betriebene ionische Membranvorrichtung der ersten Stufe behandelt, um ein elektrisch betriebenes Membran-Konzentrat der ersten Stufe zu bilden.
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Dementsprechend tritt das konzentrierte Wasser der ersten Stufe mit der elektrisch angetriebenen Membran durch den ersten Tank für konzentrierte Sole in die zweite Stufe mit der elektrisch angetriebenen ionischen Membran ein, um eine weitere Tiefenkonzentrationsbehandlung durchzuführen. Das konzentrierte Wasser der ersten Stufe mit elektrisch angetriebener Membran wird durch die elektrisch angetriebene ionische Membranvorrichtung der zweiten Stufe behandelt und dann zu konzentriertem Wasser mit hohem Salzgehalt konzentriert, und das konzentrierte Wasser mit hohem Salzgehalt tritt in einen zweiten konzentrierten Solebehälter ein. Das primäre elektrisch angetriebene Produktionswasser, das nach der Behandlung durch die primäre elektrisch angetriebene ionische Membranvorrichtung gebildet wird, wird in die sekundäre Umkehrosmosevorrichtung geleitet. Das primäre elektrisch betriebene Produktionswasser gelangt über eine sekundäre Umkehrosmosevorrichtung und einen Frischwassertank in einen Wiederverwendungswassertank. Der Aktivkohlefilter kann Chlor adsorbieren, das im Vorreduktionsprozess nicht entfernt wurde, und gleichzeitig kleinmolekulare organische Stoffe, Kolloide und Schwermetallionen adsorbieren. Der Harztank enthält ein Ionenaustauscherharz zur Adsorption von chemischen Ionen in der vom Aktivkohlefilter behandelten Lösung. Das konzentrierte Hochdruck-Umkehrosmosewasser wird durch den Aktivkohlefilter und den Harztank vorbehandelt, bevor es in die elektrisch angetriebene Ionenmembranvorrichtung der ersten Stufe gelangt, so dass das konzentrierte Hochdruck-Umkehrosmosewasser die Wassereinlassanforderungen der elektrisch angetriebenen Ionenmembranvorrichtung der ersten Stufe erfüllen kann und die Beschädigung der elektrisch angetriebenen Ionenmembranvorrichtung der ersten Stufe reduziert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird das im ersten Wasserzwischenbehälter vorbehandelte Abwasser über die erste Druckerhöhungspumpe in den ersten Sicherheitsfilter und anschließend in die Mitteldruck-Umkehrosmosevorrichtung eingeleitet. Das Sicherheitsfilterelement des ersten Sicherheitsfilters ist ein dreilagiges Stufenfilterelement. Die Größen des dreilagigen Stufenfilterelements betragen jeweils 10 mu m, 15 mu m und 20 mu m. Das im Mitteldruck-Umkehrosmose-Konzentratbehälter befindliche Mitteldruck-Konzentrat gelangt über eine zweite Druckerhöhungspumpe in einen zweiten Kerzenfilter, wird gefiltert und gelangt dann in die Hochdruck-Umkehrosmosevorrichtung. Das Sicherheitsfilterelement des zweiten Sicherheitsfilters ist ein dreilagiges Stufenfilterelement. Die Größe des dreilagigen Stufenfilterelements beträgt jeweils 5 mu m, 10 mu m und 15 mu m. Das konzentrierte Hochdruck-Umkehrosmose-Wasser tritt nach der Vorbehandlung im zweiten Zwischenwassertank über eine dritte Booster-Pumpe in einen dritten Patronenfilter ein, wird gefiltert und tritt dann in die elektrisch angetriebene Ionenmembranvorrichtung der ersten Stufe ein. Das Patronenfilterelement des dritten Patronenfilters ist ein dreilagiges Stufenfilterelement. Die Größe des dreilagigen Stufenfilterelements beträgt jeweils 1 mu m, 5 mu m und 10 mu m. Der Patronenfilter kann verwendet werden, um feinen Quarzsand, Aktivkohlepartikel usw. zu entfernen, um sicherzustellen, dass das Abwasser beim Eintritt in die nächste Vorrichtung weniger schädlich ist. Die Filterelemente des ersten Sicherheitsfilters, des zweiten Sicherheitsfilters und des dritten Sicherheitsfilters sind dreilagige Stufenfilterelemente, so dass kleine Partikel im Abwasser Schritt für Schritt entfernt werden können, und die Filterelemente des ersten Sicherheitsfilters, des zweiten Sicherheitsfilters und des dritten Sicherheitsfilters werden nacheinander verkleinert, so dass kleinere Partikel, die im vorherigen Schritt nicht entfernt werden können, weiter entfernt werden können.
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Nach der Behandlung durch die Mitteldruck-Umkehrosmoseanlage bilden mehr als 70 % des Eingangswassers das durch die Mitteldruck-Umkehrosmose erzeugte Wasser und gelangen in den Tank für die Wiederverwendung des Wassers, und der Rest von weniger als 30 % bildet das konzentrierte Wasser der Mitteldruck-Umkehrosmose. Das konzentrierte Wasser aus der Mitteldruck-Umkehrosmose wird als Eingangswasser für die Hochdruck-Umkehrosmoseanlage verwendet. Nach der Behandlung durch die Hochdruck-Umkehrosmoseanlage bilden mehr als 65 % des Eingangswassers durch Hochdruck-Umkehrosmose produziertes Wasser und gelangen in den Wiederverwendungswassertank, und der Rest von weniger als 35 % bildet konzentriertes Hochdruck-Umkehrosmosewasser. Das konzentrierte Hochdruck-Umkehrosmosewasser wird als Eingangswasser für die erste Stufe der elektrisch betriebenen Ionenmembran verwendet. Nach der Behandlung durch die elektrisch angetriebene ionische Membranvorrichtung der ersten Stufe bilden mehr als 75 Prozent des Einlasswassers elektrisch angetriebenes Produktionswasser der ersten Stufe und gelangen in den Wiederverwendungswassertank, und der Rest von weniger als 25 Prozent bildet konzentriertes Wasser der ersten Stufe mit elektrisch angetriebener Membran. Das konzentrierte Wasser aus der ersten Stufe der elektrisch betriebenen Membran wird als Zulaufwasser für die zweite Stufe der elektrisch betriebenen Ionenmembrananlage verwendet.
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Nach der Vorreduktion und der weitergehenden Konzentrationsbehandlung können mehr als 95 Prozent des Abwassers wiederverwendet werden, und weniger als 5 Prozent des Abwassers werden zu hochsalzhaltigem konzentriertem Wasser aufkonzentriert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Verdampfungskristallisationsprozess des hochsalzhaltigen konzentrierten Wassers gemäß den folgenden Schritten durchgeführt: Das hochsalzhaltige konzentrierte Wasser im konzentrierten Solebehälter wird von der Nitratverdampfungs- und Kristallisationsvorrichtung unter Unterdruck oder leichtem Überdruck verdampft und kristallisiert. Die gefrierende und kristallisierende Nitrat-Mutterlauge wird durch Verdampfen und Kristallisieren von konzentriertem Wasser mit hohem Salzgehalt unter Verwendung einer Gefriernitrat-Kristallisationsvorrichtung erzeugt, wobei eine Zentrifugaltrennung unter Verwendung eines Gefriernitrat-Zentrifugalseparators erfolgt, Rückführung des durch Zentrifugation erzeugten Dehydrats zum thermischen Schmelzen mit fester nitrathaltiger Flüssigkeit, die durch eine Nitratverdampfungs- und - kristallisationsvorrichtung erzeugt wird, Abtrennung eines festen Natriumsulfatrohstoffs durch Verwendung eines Zentrifugalseparators und Trocknung, um den wasserfreien Natriumsulfatrohstoff zu erhalten.
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Dementsprechend wird die gefrorene Nitratmutterlauge, die durch die Zentrifugation des Zentrifugalseparators für gefrorenes Nitrat erzeugt wird, durch eine Salzverdampfungskristallisationsvorrichtung unter Unterdruck oder Mikroüberdruck verdampft und kristallisiert, um den Natriumchloridfeststoff abzutrennen, und der Natriumchloridfeststoff wird getrocknet, um das handelsübliche wasserhaltige Natriumchlorid zu erhalten. Vorzugsweise wird der durch die Verdampfung der Nitratverdampfungskristallisationsvorrichtung erzeugte Sekundärdampf durch den ersten Dampfkompressor komprimiert und unter Druck gesetzt und liefert kontinuierlich Wärmeenergie für das hochsalzhaltige konzentrierte Wasser, das durch den Vorerhitzer für die Rohstoffzufuhr durch den ersten Erhitzer bis zum Siedepunkt vorgewärmt wird. Der durch die Verdampfung der Salzverdampfungskristallisationsvorrichtung erzeugte Sekundärdampf wird durch den zweiten Dampfkompressor komprimiert und durch den zweiten Erhitzer erhitzt, nachdem die Temperatur und der Druck erhöht wurden, und der Sekundärdampf wird zum kreisförmigen Erhitzen des vorgewärmten hochsalzhaltigen konzentrierten Wassers in dem Erhitzer verwendet, um den Siedepunkt zu erreichen. In der Zwischenzeit wird durch den Verdampfungskristallisationsprozess des hochsalzhaltigen konzentrierten Wassers das im Verdampfungskristallisationsprozess kondensierte Wasser in den Wiederverwendungswassertank zurückgeführt.
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Durch den Verdampfungskristallisationsprozess beträgt der Reinheitsgrad des abgetrennten Natriumsulfats etwa 96% und der Reinheitsgrad des abgetrennten Natriumchlorids mehr als 98%. Das erfindungsgemäße System zur abflusslosen Behandlung von Abwasser mit hohem Salzgehalt kann nicht nur eine abflusslose Behandlung des Abwassers ermöglichen, sondern auch die Kosten für die Behandlung von Abwasser mit hohem Salzgehalt senken. Die Erfindung stellt ein emissionsfreies System zur Behandlung von Abwässern mit hohem Salzgehalt bereit, das in der Industrie gut anwendbar ist.
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Die vorstehende Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen wird die allgemeine Natur der hierin enthaltenen Ausführungsformen so vollständig offenbaren, dass andere unter Anwendung des gegenwärtigen Wissensstandes solche spezifischen Ausführungsformen ohne weiteres modifizieren und/oder für verschiedene Anwendungen anpassen können, ohne vom allgemeinen Konzept abzuweichen, und daher sollten und sollen solche Anpassungen und Modifikationen im Rahmen der Bedeutung und des Bereichs der Äquivalente der offenbarten Ausführungsformen verstanden werden. Es ist zu verstehen, dass die hier verwendete Phraseologie oder Terminologie der Beschreibung und nicht der Einschränkung dient. Obwohl die Ausführungsformen hier in Form von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass die Ausführungsformen hier mit Modifikationen innerhalb des Geistes und des Umfangs der hier beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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