一种零排放的分质盐装置的制作方法

本实用新型涉及水处理循环利用技术领域，尤其涉及一种零排放的分质盐装置。

背景技术：

近年来，随着我国工业化和城镇化发展进程的加快，水资源短缺和环境约束与经济发展之间的矛盾日益突出，国家正逐步施行越来越严格的节能减排政策和污染物排放控制标准。“十三五”期间国家继续加大节能减排力度，大力推行实施清洁生产、发展循环经济和生态文明建设，要求企业向“低投入、低能耗、高效率和低排放”的方式转变，“零排放”管理理念正逐步渗透至企业的环保管理体系中。如何实现工业废水的资源化和环保排放，成为本领域技术人员关注的焦点，也备受国民瞩目。工业废水的处理主要利用生物、化学和物理及其组合方法进行处理，如何实现工业废水的循环利用大势所趋。废水提盐是工业废水的循环利用一种经济环保的方法。

例如，公开号为cn105254099a的中国发明专利公开的一种煤化工浓盐废水高纯度结晶提盐工艺。浓盐废水在硫酸钠结晶器蒸发浓缩后的盐浆，经过增稠、分离得到纯净的硫酸钠结晶盐，然后分离母液进入冷冻结晶器，通过冷冻降温母液中剩余微量的硫酸钠和其他杂盐结晶成为混盐，为避免废水中的cod影响结晶盐纯度，经过冷冻结晶器处理的母液进入活性焦吸附装置来降低母液中的cod含量，经过吸附后的母液再进入氯化钠结晶器，蒸发浓缩后的盐浆经过增稠和分离得到纯净的氯化钠结晶盐。该发明不仅生产的两种分质盐纯度高，实现资源的回收利用价值，而且无需联系外排母液和后续的干燥系统，大大降低装置的投资。

例如，公开号为cn105502786b的中国专利公开的一种高浓度反渗透分盐和浓水处理工艺。包括如下步骤：1)、将含盐量浓水注入带搅拌的小型反应器，加入ca(oh)2和na2co3，调节ph值，并搅拌；2)、将搅拌后的反渗透浓水注入外压超滤系统，浓水回流到小型反应器；3)、超滤系统产水进入阳离子交换树脂，除去水中的钙镁离子；4)、树脂软化出水进入反渗透系统，反渗透产水外用，浓水通进入超滤系统；5)、超滤系统的产水进入纳滤系统；6)、纳滤系统的产水中的盐分为一价盐，浓水中的盐分为二价盐；7)、纳滤系统的产水通过mvr蒸发结晶，然后离心得到一价盐；8)、纳滤系统的浓水通过冷冻结晶，然后离心得到二价盐。

例如，公开号为cn205634995u的中国专利公开的一种纳滤膜和反渗透膜组合处理反渗透浓盐水的装置。通过对反渗透浓盐水的回用循环处理既能提高水资源利用率又能增加环保效益，其特征在于，包括用于反渗透浓盐水的纳滤膜处理系统和用于纳滤软化水的反渗透膜处理系统，所述纳滤膜处理系统的进口端连接反渗透浓盐水容器的出口端，所述纳滤膜处理系统的纳滤软化水出口端连接所述反渗透膜处理系统的纳滤软化水进口端，所述反渗透膜处理系统的产水出口端连接反渗透产水容器，所述反渗透膜处理系统的内部反渗透浓盐水排出口连接所述反渗透浓盐水容器的内部反渗透浓盐水入口。

反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质，从而得到纯净的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。现已大规模应用于海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理，并与离子交换结合制取高纯水，其应用范围正在扩大，已开始用于乳品、果汁的浓缩以及生化和生物制剂的分离和浓缩方面。一般反渗透系统的回收率在50％～80％左右，所以在制水的同时会产生大量的浓水。反渗透浓水具有盐分含量高的特点，反渗透浓水的主要污染物是硅离子、钙镁离子、重金属离子等，直接将反渗透浓水排放掉不仅会浪费大量的水资源，还会污染环境，然而现阶段的反渗透浓水基本上都直接排放掉。因此，开发浓水回用技术具有重要的环保意义。

该工艺在没有对硫酸钠和氯化钠分离的情况下，就对浓盐废水进行提盐，所得到的分质盐纯度不高，得到的硫酸钠中含有氯化钠杂质，而得到的氯化钠中含有硫酸钠杂质。

技术实现要素：

针对现有技术之不足，本发明提供了一种零排放的分质盐装置。所述装置至少包括砂滤池、高密池、纳滤池、第一浓缩器、第一结晶器、第二浓缩器和第二结晶器；所述砂滤池通过所述高密池与具有第一出水口、第二出水口和进水口的纳滤池连接；其中，所述纳滤池通过所述第一出水口与和所述第一结晶器连接的所述第一浓缩器连接；所述纳滤池通过所述第二出水口与和所述第二结晶器连接的所述第二浓缩器连接；所述第一结晶器通过所述进水口与所述纳滤池连接，所述第二结晶器通过所述进水口与所述纳滤池连接。

根据一种优选的实施方式，所述第一出水口内置有用于深度过滤固体颗粒的第一滤芯；所述第二出水口内置有用于深度过滤固体颗粒第二滤芯。

根据一种优选的实施方式，所述第一结晶器通过第一换热器与所述第一浓缩器连接，所述第二结晶器通过第二换热器与所述第二浓缩器连接，其中，所述第一换热器的第一高温蒸汽管道和所述第二换热器的第二高温蒸汽管道与加热器的高温出口连接，所述第一换热器的第一低温蒸汽管道和所述第二换热器的第二低温蒸汽管道与所述加热器的低温入口连接。

根据一种优选的实施方式，所述第一结晶器内置有用于分离盐浆的第一离心机，所述第一离心机的第一出液口通过所述进水口与所述纳滤池连接；所述第二结晶器内置有用于分离盐浆的第二离心机，所述第二离心机的第二出液口通过所述进水口与所述纳滤池连接。

根据一种优选的实施方式，所述纳滤池通过深度过滤单元与所述高密池连接；所述深度过滤单元包括高强度膜过滤池、反渗透过滤池和保安滤器；其中，所述高强度膜过滤池通过所述反渗透过滤池与所述保安滤器连接，所述高强度膜过滤池与所述高密池连接，所述保安滤器与所述纳滤池通过增压泵连接。

根据一种优选的实施方式，所述高强度膜过滤池的第一浓水口和/或反渗透过滤池的第二浓水口与所述砂滤池连接。

根据一种优选的实施方式，所述砂滤池通过用于吸附氨氮的氨树脂交换器与所述高密池连接。

根据一种优选的实施方式，所述高密池包括前混凝池、絮凝池、后混凝池和澄清池；其中，所述前混凝池、所述絮凝池、所述后混凝池和所述澄清池依次串联连接；所述前混凝池、所述絮凝池、所述后混凝池和所述澄清池均通过污泥管与污泥浓缩池连接；所述澄清池与所述高强度膜过滤池连接；所述前混凝池与所述氨树脂交换器连接。

根据一种优选的实施方式，所述前混凝池通过稳压阀与调节池连接；所述调节池设置有与曝气机连接的含若干通孔的曝气管。

根据一种优选的实施方式，所述砂滤池通过所述污泥管与所述污泥浓缩池连接，所述污泥浓缩池通过脱水离心机与所述砂滤池连接。

本实用新型提供一种零排放的分质盐装置至少具有如下优势：

(1)本实用新型采用纳滤分盐技术，并对分离后的液体进行深度过滤，再次去除杂质，大大提高所获得盐晶体的纯度；

(2)收集盐结晶后分离的浓液，重新回流至纳滤池，进行循环式的分盐，实现废水零排放；

(3)采用深度过滤单元，有效去除了含盐废水中的杂质含量，也降低了杂质对蒸发结晶过程的影响，从而在提高盐晶体纯度的同时，也降低了蒸发结晶的能耗和提高了蒸发结晶的效率，减少对设备的检修时间。

附图说明

图1是本实用新型提供的零排放的分质盐装置的逻辑模块示意图；

图2是本实用新型提供的零排放的分质盐装置的一种优选的逻辑模块示意图；和

图3是本实用新型提供的零排放的分质盐装置的第一结晶器一种优选结构示意图。

附图标记列表

1：调节池10：第一结晶器

2：砂滤池11：第二浓缩器

3：氨树脂交换器12：第二结晶器

4：高密池101：第一离心机

5：高强度膜过滤池102：第一出液口

6：反渗透过滤池103：第一导流筒

7：保安滤器104：第一结晶床

8：纳滤池105：集料槽

9：第一浓缩器106：立柱

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”和仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”和的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“内侧”、“内部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，术语“以可拆卸的方式”是粘接、键连接、螺纹连接、销连接、卡接、铰接、间隙配合或过渡配合中的一种。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种零排放的分质盐装置，至少包括砂滤池2、高密池4、纳滤池8、第一浓缩器9、第一结晶器10、第二浓缩器11和第二结晶器12。砂滤池2通过高密池4与具有第一出水口、第二出水口和进水口的纳滤池8连接。其中，纳滤池8通过第一出水口与和第一结晶器10连接的第一浓缩器9连接。纳滤池8通过第二出水口与和第二结晶器12连接的第二浓缩器11连接。第一结晶器10通过进水口与纳滤池8连接。第二结晶器12通过进水口与纳滤池8连接。

砂滤池2中内置有以石英砂为主的滤料组成的滤池，用于除去水中的大颗粒物质，同时可以降低水体的cod值(chemicaloxygendemand，水体中有机污染物参数)。

纳滤池8主要部件为纳滤膜元件，纳滤膜元件内置于纳滤池8中，是允许溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的一种功能性的半透膜。

第一结晶器10内置有第一导流筒和第一结晶床。第一导流筒插入第一结晶床中。第一结晶床以插接的形式与第一结晶器10连接。第一浓缩器9可采用电驱动膜分离器，在直流电场的作用下，利用阴、阳电驱动膜对溶液当中阴、阳离子的选择透过性过滤，从而使溶液中的溶质与水相互分离的一种物理化学过程。电驱动膜分离器主要是由一系列阴、阳膜交替排列于两电极之间组成许多由膜隔开的小水室。当原水进入这些小室的时候，在直流电场的作用下，溶液中的离子作定向迁移运用，阳离子向阴极方向迁移，阴离子向阳极方向迁移。但由于电驱动膜具有选择透过性，结果使一些小室离子浓度降低而成为淡水室，与淡水室相邻的小室则因富集了大量离子而成为浓水室。第二结晶器12与第一结晶器10采用相同的结构特征。第二浓缩器11采用电驱动膜分离器。第一浓缩器9和第二浓缩器11还可以采用高频振动膜系统，由电机通过震源板将振动传递至振动腔，使振动膜剪切振动，达到浓缩效果。

优选的，第一出水口内置有用于深度过滤固体颗粒的第一滤芯。第二出水口内置有用于深度过滤固体颗粒第二滤芯。例如，第一滤芯和第二滤芯采用毛毡材料作为过滤材料。毛毡材料纤维组织疏松，高空隙率增加了杂质的容截量，该种纤维材料系属复式截留模式，即较大的颗粒杂质被截留在纤维表面，而细微颗粒则被捕捉于滤材深层中。毛毡材料可以是针刺布和溶吹无纺布。第一滤芯和第二滤芯还可以采用pp棉(聚酯纤维)、尼龙和熔喷制作而成的蜂房滤芯。过滤精度优选为1～5微米。具体地，过滤精度为1微米。

优选的，第一结晶器10通过第一换热器与第一浓缩器9连接，第二结晶器12通过第二换热器与第二浓缩器11连接，其中，第一换热器的第一高温蒸汽管道和第二换热器的第二高温蒸汽管道与加热器的高温出口连接，第一换热器的第一低温蒸汽管道和第二换热器的第二低温蒸汽管道与加热器的低温入口连接。优选的，第一换热器和第二换热器可以采用浮头式换热器、板式换热器和固定管板式换热器。具体地，第一换热器和第二换热器可以采用浮头式列管换热器。加热器采用机械式再压器、电磁加热器、电加热器和锅炉。加热器对蒸汽加热，蒸汽排入第一换热器和第二换热器与盐浆进行换热。

优选的，如图3所示，第一结晶器10内置有用于分离盐浆的第一离心机101，第一离心机101的第一出液口102通过进水口与纳滤池8连接。第一离心机101的进料口与镶嵌于第一结晶器10器壁的漏斗状的集料槽105通过螺纹连接，第一离心机101与第一结晶器10之间设置有用于支撑第一离心机101的含有弹簧的减震立柱106，第一离心机通过电线与外置电源连接。第二结晶器12内置有用于分离盐浆的第二离心机，第二离心机的第二出液口通过进水口与纳滤池8连接。第二离心机的设置于第二结晶器12的方式与第一离心机101的设置于第一结晶器10的方式相同。优选的，第一离心机和第二离心机可以选用沉降式离心机和过滤式离心机。具体地，第一离心机和第二离心机选用沉降式离心机。

优选的，如图2所示，纳滤池8通过深度过滤单元与高密池4连接；深度过滤单元包括高强度膜过滤池5、反渗透过滤池6和保安滤器7；其中，高强度膜过滤池5通过反渗透过滤池6与保安滤器7连接，高强度膜过滤池5与高密池4连接，保安滤器7与纳滤池8通过增压泵连接。

高强度膜过滤池5内置有高强度膜。高强度膜过滤作为一种新型过滤技术，解决了污水波动大，沉降效果差，普通超滤膜易堵塞、断丝等问题同时出水水质好，出水浊度＜1ntu(nephelometricturbidityunit，浊度单位)，高强度膜产水可直接进入反渗透过滤池6。高强度膜具有以下特点：能截留部分cod、耐较高的悬浮物、耐较高的污泥浓度、很好的去除胶体、水回收率高达99％以上，而且反洗的排水仍然在高强度膜池内、抗冲击能力强和操作管理方便等优点。

反渗透过滤池6内置有高压特种反渗透膜(gtr4膜)。gtr4膜浓缩工艺特点如下：gtr4膜比标准抗污染膜流道宽，采用有机复合膜材料(例如，芳香族聚酰胺复合材料)，更耐污堵；gtr4膜片更牢固，可保证在高污染、高浓缩倍率下的稳定运行，降低清洗频率，延长膜的高性能。具体地，gtr4高压膜的膜面积优选为37m²，设计通量10lmh(每小时每平方米所通过的液体的升数)。运行环境：运行压力为67bar，温度45℃，ph值为8。其作用效果为产水量28～34m³/d，脱盐率＞99.5％。

为防止微生物的滋生和偶然因素出现的颗粒状悬浮物等经高压泵加压后进入膜系统击穿膜组件，造成纳滤池8的进水通道的堵塞。在进入纳滤池8之前，保安滤器7中加入还原剂和非氧化性杀菌剂。保安滤器7可以采用烧结滤管、熔喷式纤维滤芯和蜂房滤芯。具体地，保安滤器7采用蜂房滤芯，过滤精度优选为5微米。

优选的，如图2所示，高强度膜过滤池5的第一浓水口和/或反渗透过滤池6的第二浓水口与砂滤池2连接。

优选的，如图2所示，优选的，砂滤池2通过用于吸附氨氮的氨树脂交换器3与高密池4连接。

优选的，高密池4包括前混凝池、絮凝池、后混凝池和澄清池。其中，前混凝池、絮凝池、后混凝池和澄清池依次串联连接。前混凝池、絮凝池、后混凝池和澄清池均通过污泥管与污泥浓缩池连接；澄清池与高强度膜过滤池5连接。所述前混凝池与所述氨树脂交换器3连接。

优选的，如图2所示，前混凝池通过稳压阀与调节池1连接。调节池1设置有与曝气机连接的含若干通孔的曝气管。例如，曝气机选用qsb系列曝气机。具体地，曝气机选用qsb7.5型。稳压阀选用yb系列，具体地，稳压阀选用yb410型。

优选的，砂滤池2通过污泥管与污泥浓缩池连接，污泥浓缩池通过脱水离心机与砂滤池2连接。

工作原理：

高含盐废水泵送至调节池1中，在曝气管的作用下，含盐废水中产生气体翻动，均衡调节污水的水质、水量和水温的变化，储存盈余和补充短缺，使后续处理设施的进水量均匀，从而降低污水的不一致性对后续处理设施的冲击性影响。调节后的含盐废水，通过稳压阀排入砂滤池2中。在石英滤料的作用下，去除大分子和部分cod。去除的污泥通过污泥管进入污泥浓缩池。过滤后的含盐废水进入氨树脂交换器3，去除含盐废水中的氨氮。去除氨氮后的含盐废水进入高密池4，在前混凝池、絮凝池、后混凝池和澄清池投入药剂石灰、氢氧化钠、碳酸钠、pac(polyaluminiumchloride，聚合氯化铝)和pam(polyacrylamide，聚丙烯酰胺)，去除含盐废水中的钙镁离子、cod和胶体等等杂质。高密池4产生的污泥经污泥管排入污泥浓缩池。经澄清池排放的含盐废水仅含有钠离子、氯离子、硫酸根离子及少量的杂质。经澄清池排放的含盐废水进入包括高强度膜过滤池5、反渗透过滤池6和保安滤器7的深度过滤单元，进一步去除杂质，使经保安滤器7产生的液体中的杂质更少。在纳滤池8中，由于纳滤膜元件的作用，硫酸根离子和氯离子分离。经第一滤芯的深度过滤后，硫酸根离子进入第一浓缩器9中，将tds(totaldissolvedsolids，总溶解固体)小于50000mg/l的含硫酸钠的液体浓缩到tds大于200000mg/l，通过第一换热器排入第一结晶器，进行结晶和分离，分离产生的浓溶液回流至纳滤池8中。经第二滤芯的深度过滤后，氯离子进入第二浓缩器11中，将tds小于50000mg/l的含氯化钠的液体浓缩到tds大于180000mg/l，通过第二换热器排入第二结晶器，进行结晶和分离，分离产生的浓溶液回流至纳滤池8中。

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。