申請日2017.09.22

　　公開(公告)日2018.01.16

　　IPC分類號C02F9/10

　　摘要

　　本發明提供的高鹽廢水的零排放處理工藝，包括：首先調節高鹽廢水的pH，然后對高鹽廢水進行正滲透濃縮處理，得到濃鹽水，接著對濃鹽水進行進一步的蒸發濃縮、結晶，從而實現鹽分的分離。本發明還提供了一種用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置。本發明采用正滲透濃縮與低溫蒸發結晶相結合的方法，采用正滲透濃縮不僅減少了預處理單元，節約了成本，而且提高了濃鹽水的回收率和回收濃度，同時采用濃汲取液回收系統，實現了濃汲取液和水的回收利用，此外結合低溫蒸發結晶來實現鹽分的分離，節省了能耗。

　　權利要求書

　　1.一種高鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于，包括：

　　步驟S1：調節高鹽廢水的pH;

　　步驟S2：對所述高鹽廢水進行正滲透濃縮處理，得到濃鹽水;以及

　　步驟S3：對所述濃鹽水進行進一步的蒸發濃縮、結晶，從而實現鹽分的分離。

　　2.根據權利要求1所述的零排放處理工藝，其特征在于，采用鹽酸、硫酸、氫氧化鈉將所述高鹽廢水的pH調節至6.5-7.0。

　　3.根據權利要求1所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述步驟S2進一步包括：將所述高鹽廢水導入正滲透裝置的給水側，所述高鹽廢水在所述正滲透裝置中依次經過一級、二級和三級正滲透膜，得到所述濃鹽水，同時將濃汲取液導入所述正滲透裝置的汲取液側，所述濃汲取液在所述正滲透裝置中依次經過三級、二級和一級正滲透膜，得到稀汲取液，其中，所述高鹽廢水和所述濃汲取液在所述正滲透裝置中錯峰循環，周期性地沖洗所述正滲透膜的表面。

　　4.根據權利要求3所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述步驟S2還包括：通過納濾技術對所述稀汲取液進行預處理，然后進行三級反滲透處理，最后分別得到水和所述濃汲取液，從而實現所述濃汲取液的再生利用。

　　5.根據權利要求3所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述濃汲取液為氯化鈉溶液，濃度為15-20%，電導率為170000-250000us/cm。

　　6.根據權利要求1所述的零排放處理工藝，其特征在于，所述步驟S3還包括：所述濃鹽水在蒸發器中依次經過加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊來進行進一步的濃縮處理，蒸發濃縮后的所述濃鹽水進入結晶系統，從而實現鹽分的分離。

　　7.根據權利要求6所述的零排放處理工藝，其特征在于，將所述濃鹽水在所述加熱模塊中加熱至80℃-100℃。

　　8.根據權利要求6所述的零排放處理工藝，其特征在于，在結晶溫度為40℃-90℃的所述結晶系統中對所述濃鹽水進行結晶處理。

　　9.一種用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置，其特征在于，包括：

　　正滲透系統，包括濃鹽水貯罐、濃汲取液貯罐、正滲透裝置、原水箱、稀汲取液貯罐，其中，所述稀汲取液貯罐和所述原水箱連接至所述正滲透裝置的同一側，所述濃汲取液貯罐和所述濃鹽水貯罐連接至所述正滲透裝置的另一側，所述正滲透裝置采用三級正滲透，每級正滲透中都有正滲透膜;

　　濃汲取液回收系統，包括所述濃汲取液貯罐，以及依次連接的所述稀汲取液貯罐、納濾裝置、反滲透裝置和回收水箱，其中，所述濃汲取液貯罐和所述回收水箱連接至所述反滲透裝置的同一側;

　　蒸發器，與所述濃鹽水貯罐連接，以及

　　結晶系統，與所述蒸發器連接。

　　10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述蒸發器為三效蒸發器或四效蒸發器，其中，每效蒸發器都包括加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊、風扇模塊和控制系統。

　　說明書

　　一種高鹽廢水的零排放處理工藝和裝置

　　技術領域

　　本發明涉及工業廢水領域，具體而言，一種高鹽廢水的零排放處理工藝及其所使用的裝置。

　　背景技術

　　煤化工高鹽水中的鹽分主要來自循環水、除鹽水制備過程中帶入和濃縮的、以及工業廢水處理與再利用過程中的各種藥劑添加而產生的濃鹽水。煤化工高鹽水總體呈現排放量大、水質變化小、含鹽量穩定且普遍較高，其組成形式主要以有機物和無機鹽類形式為主。其中氨氮含量較低，COD一般在100-600mg/L，鹽含量一般在10000-80000mg/L，鈣鎂含量高，且含有硫酸根等易結垢離子。高鹽廢水的直接外排不僅會導致排放區域的土壤板結、鹽堿化、農作物受損、生態環境惡化，而且也間接地浪費了脫鹽水生產過程中取水和預處理等的相關前期投入，從而增大了制水成本。因此，實現煤化工含鹽廢水的資源化是當前所亟待解決的問題之一。

　　近“零排放”是含鹽廢水資源化的有效途徑。膜濃縮和蒸發結晶是“零排放”工藝的重要組成部分。膜濃縮的方法有高壓平板膜、電滲析、震動膜和正滲透膜。蒸發結晶有機械壓縮蒸發和多效蒸發。但是，有機物、硬度離子的存在會造成膜的污堵、降低膜通量，而清洗頻次的增加，又會降低水的回收率。此外，有機物還會影響鹽的結晶成型及鹽的品質。而且高壓平板膜、振動膜和電滲析對進水要求較高，硬度離子和有機物必須深度去除。

　　專利CN201510192372.3公開的一種垃圾滲濾液濃縮液的處理方法及裝置以及專利CN201620254232.4公開的一種脫硫廢水膜處理系統都采用管式微濾膜對高壓平板膜的進水進行預處理。專利CN201610799546.7公開的一種煙氣濕法脫硫廢水的零排放處理方法及裝置中要求反滲透膜的濃縮液需要經過離子交換樹脂除二價鹽之后，再送入電滲析進行濃縮。相比于上述方法，正滲透濃縮對進水水質要求低，不需要對廢水進行預處理，而且濃縮程度高。對于正滲透濃縮的汲取液，北京沃特爾采用熱法來回收汲取液，通過加熱實現汲取液的再生，但是能耗較高，且氨易泄露，影響工作環境。

　　此外，目前零排放系統采用的蒸發結晶系統主要有機械蒸汽再壓縮(MVR)和多效蒸發(MED)。但是，這兩種蒸發器蒸發溫度較高，硬度離子易形成結垢層，影響蒸發器的傳熱效率;且有機物易造成蒸發器內泡沫過多，沸點升高，蒸發量降低，母液排放量大。

　　發明內容

　　針對相關技術中的問題，本發明研究了一種高鹽廢水的零排放處理工藝以及用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置，以提供一種處理工藝簡便、處理成本低且鹽分回收率高的處理工藝和裝置。

　　根據本發明的一個方面，一種高鹽廢水的零排放處理工藝，包括：步驟S1，調節高鹽廢水的pH;步驟S2，對高鹽廢水進行正滲透濃縮處理，得到濃鹽水;以及步驟S3，對濃鹽水進行進一步的蒸發濃縮、結晶，從而實現鹽分的分離。

　　在上述零排放處理工藝中，采用鹽酸、硫酸或氫氧化鈉將高鹽廢水的pH調節至6.5-7.0。

　　在上述零排放處理工藝中，步驟S2進一步包括：將高鹽廢水導入正滲透裝置的給水側，高鹽廢水在正滲透裝置中依次經過一級、二級和三級正滲透膜，得到濃鹽水，同時將濃汲取液導入正滲透裝置的汲取液側，濃汲取液在正滲透裝置中依次經過三級、二級和一級正滲透膜，得到稀汲取液，其中，高鹽廢水和濃汲取液在正滲透裝置中錯峰循環，周期性地沖洗正滲透膜的表面。

　　在上述零排放處理工藝中，步驟S2還包括：通過納濾技術對稀汲取液進行預處理，然后進行三級反滲透處理，最后分別得到水和濃汲取液，從而實現濃汲取液的再生利用。

　　在上述零排放處理工藝中，濃汲取液為氯化鈉溶液，濃度為15-20%，電導率為150000-200000us/cm。

　　在上述零排放處理工藝中，步驟S3還包括：濃鹽水在蒸發器中依次經過加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊來進行進一步的濃縮處理，濃縮后的濃鹽水進入結晶系統，從而實現鹽分的分離。

　　在上述零排放處理工藝中，在加熱模塊中將濃鹽水加熱至80℃-100℃。

　　在上述零排放處理工藝中，在結晶溫度為40℃-90℃的結晶系統中對濃鹽水進行結晶。

　　根據本發明的另一方面，一種用于高鹽廢水的零排放處理工藝的裝置，包括：正滲透系統，包括濃鹽水貯罐、濃汲取液貯罐、正滲透裝置、原水箱、稀汲取液貯罐，其中，稀汲取液貯罐和原水箱連接至正滲透裝置的同一側，濃汲取液貯罐和濃鹽水貯罐連接至正滲透裝置的另一側，正滲透裝置采用三級正滲透，每級正滲透中都有正滲透膜;

　　濃汲取液回收系統，包括濃汲取液貯罐，以及依次連接的稀汲取液貯罐、納濾裝置、反滲透裝置和回收水箱，其中，濃汲取液貯罐和回收水箱連接至反滲透裝置的同一側;

　　蒸發器，與濃鹽水貯罐連接，蒸發器為三效蒸發器或四效蒸發器，其中，每效蒸發器都包括加熱模塊、加濕模塊、除濕模塊、風扇模塊和控制系統，以及

　　結晶系統，與蒸發器連接。

　　本發明提供的高鹽廢水的零排放處理工藝，通過將正滲透濃縮與低溫蒸發結晶相結合，來進行高鹽廢水的零排放處理。本發明通過采用對進水水質要求低的正滲透濃縮的方法，減少了預處理單元、簡化了工藝流程、節省了投資成本和運行費用，也減少了建設面積，同時經過正滲透濃縮后，濃鹽水的回收率可達85%-95%，濃度可達12%-15%，提高了回收率和濃縮程度。此外，本發明還采用了低溫蒸發結晶工藝，較低的溫度減少了有機物的揮發，提高了回收的水質，而且還降低了蒸發器和結晶器結垢的風險，有助于保持蒸發器和結晶器的良好的傳熱效率，并且在本發明，蒸發器還采用三效或四效熱回收，能耗僅為傳統蒸發器的能耗的25%，大大降低了能耗。