一种高盐废水的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用膜分离技术处理高盐废水的方法，更具体地说，涉及一种正渗透耦合膜蒸馏技术处理高盐废水的方法，属于工业废水处理领域。
【背景技术】
[0002]近年来，随着膜法污水处理回用装置的广泛应用，石化企业产生的高盐废水尤其是反渗透浓水成为一个处理难题，该股废水既不能排放也不能回用，给各企业带来极大的困扰。
[0003]膜蒸馏(MD)由于能够脱除更高浓度的盐分以及更高的脱盐率而逐渐受到各国专家重视并展开了广泛研究，它可以算是迄今为止脱盐效率最高的膜技术。膜蒸馏是上世纪80年代为海水脱盐而研发的疏水膜技术，它是采用微孔疏水膜，以膜两侧蒸汽压差为驱动力的一种新型膜分离过程。膜蒸馏所用的膜为不被待处理溶液润湿的疏水微孔膜，即只有蒸汽能够进入膜孔，液体不能透过膜孔。膜蒸馏的优势主要是:产水水质好，脱盐率高(98%以上)，水回收率高，可利用工业废热。和多效蒸发相比:膜蒸馏可以低温操作，产水水质更好，蒸馏效率更高，不存在蒸发塔的结垢和腐蚀问题，设备造价也比常规蒸馏塔低；和反渗透相比:膜蒸馏可常压运行，对预处理要求低，可处理反渗透不能处理的高盐废水，水回收率更高。
[0004]正渗透(FO)是一种依靠渗透压驱动的膜分离过程，即水通过选择性半透膜从较高水化学势区域(低渗透压侧)自发地扩散到较低水化学势区域(高渗透压侧)的过程。正渗透过程的驱动力是驱动液与原料液的渗透压差，不需要外加压力作为驱动力。和反渗透过程相比，正渗透具有如下优点:膜污染较轻，无需外加压力，能耗低，回收率高，浓水排放量少，污染小，环境友好。
[0005]正渗透过程实现的关键是需要一种高通量可循环使用的驱动液，而膜蒸馏浓水由于含盐量高，渗透压高，完全可以满足正渗透过程的需要。因此，如果将膜蒸馏和正渗透结合起来处理高盐废水，对其进行二次利用，将膜蒸馏浓水作为正渗透过程的驱动液，不仅解决了正渗透过程所需驱动液的问题，同时也解决了膜蒸馏浓水的处理问题，并且通过正渗透过程可以处理一些其他方法难处理的废水或溶液，两种技术的耦合可以最大限度的降低废水的排放量，具有重要环境意义。
[0006]中国专利201010210971涉及了一种烯烃聚合催化剂生产废水生化出水的深度处理回用方法，该方法采用“超滤+反渗透+膜蒸馏”的耦合工艺流程。采用该工艺流程，实现了烯烃聚合催化剂生产废水生化出水的深度处理回用，经过该工艺流程处理后的烯烃聚合催化剂生产废水的生化出水，反渗透和膜蒸馏产水可满足工艺用水要求，解决了烯烃聚合催化剂生产废水生化出水的回用问题，实现了高盐废水的深度处理回用。但是，本专利对于膜蒸馏的浓水问题并没有给出处理方法，给生态环境带来了新的困扰。中国专利CN102745776A涉及一种正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置，该方法及装置通过将反渗透浓排水作为正渗透过程的驱动液，有效解决了反渗透浓排水的处理问题。中国专利CN202576114也涉及了一种正渗透耦合反渗透处理垃圾渗滤液的处理装置，该装置能对垃圾渗滤液进行有效处理。上述两个专利均是采用正渗透耦合反渗透技术来处理废水或溶液，均是采用反渗透浓水作为正渗透过程的驱动液。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明公开了一种高盐废水的处理方法，旨在提供一种采用正渗透耦合膜蒸馏技术进一步浓缩高盐废水的水处理方法。
[0008]该方法首先采用膜蒸馏技术浓缩处理高盐废水，之后将膜蒸馏浓水作为正渗透的驱动液，通过正渗透进料液侧原水的不断浓缩，稀释了作为驱动液的膜蒸馏浓水，当膜蒸馏浓水稀释到特定浓度时，则返回到膜蒸馏单元继续浓缩处理。以此循环，在高盐废水深度浓缩的同时，最大程度的回收了高盐废水和正渗透原水中的水资源。
[0009]本发明采用的技术方案是:
[0010]一种正渗透耦合膜蒸馏处理高盐废水的方法，主要步骤为:
[0011](I)高盐废水进入膜蒸馏加热水池中加热，之后，经过加热的高盐废水，通过膜蒸馏进水泵，泵入膜蒸馏组件；
[0012](2)在膜蒸馏组件中被分离成膜蒸馏浓水和膜蒸馏产水；
[0013](3)膜蒸馏浓水返回膜蒸馏加热水池继续循环浓缩，当膜蒸馏加热水池中的膜蒸馏浓水达到设定浓度时，通过膜蒸馏浓水原水泵，泵入膜蒸馏浓水原水池中自然降温，之后，通过膜蒸馏浓水泵，泵入正渗透驱动液池作为正渗透驱动液待用；
[0014](4)正渗透原水进入正渗透原水池，正渗透原水池中的原水，经过正渗透原水泵，再泵入正渗透膜组件的进料液侧循环流动；
[0015]同时将步骤(3)中正渗透驱动液池中的膜蒸馏浓水，通过正渗透驱动液泵，泵入正渗透膜组件的驱动液侧，作为正渗透的驱动液循环流动；
[0016](5)在步骤(4)的作用下，正渗透原水中的水通过正渗透膜组件进入到正渗透驱动液侧的膜蒸馏浓水中，将膜蒸馏浓水不断稀释的同时，逐渐浓缩了正渗透原水；
[0017]其中，正渗透原水池中的原水浓缩到自行设定的排放浓度时排放，正渗透驱动液池中的驱动液稀释到自行设定的的浓度时，部分返回到膜蒸馏单元继续浓缩。
[0018]本发明中高盐废水15的水质特征为:废水pH6.5?8.5，电导9000?13000 μ s/cm, CODcrO ?100mg/L，Cl 2000 ?5000mg/L，Ca2+O ?70mg/L，Mg2+O ?100mg/L，溶娃 O ?50mg/L, NH4-NO ?5mg/L ；
[0019]在具体实施时，所述正渗透原水包括河水、苦咸水、海水、地表水、市政污水、石化废水、垃圾渗滤液，以及含药物、糖类或蛋白质等的溶液；
[0020]在具体实施时，步骤(I)中所述膜蒸馏加热水池中的高盐废水的加热的温度范围为 60 ?80°C ；
[0021]在具体实施时，步骤(3)中所述的设定浓度是指膜蒸馏浓水电导率范围达到150，000?250，000 μ s/cm,经自然降温后作为正渗透过程驱动液；
[0022]在具体实施时，步骤(3)中作为正渗透过程驱动液的膜蒸馏浓水自然降温，所述自然降温后的温度范围为20?50V ;
[0023]在具体实施时，当正渗透原水为含盐溶液时，所述作为正渗透驱动液的膜蒸馏浓水电导率稀释到等于正渗透原水池中废水电导率的2?5倍时，部分返回到膜蒸馏进水单元与高盐废水即膜蒸馏进水按1:1?1:5混合后进入膜蒸馏组件继续浓缩；
[0024]在具体实施时，当正渗透原水为含盐溶液时，所述正渗透原水池中的废水电导率浓缩到等于膜蒸馏浓水初始电导率的2?4倍时，间歇排放；
[0025]在具体实施时，当正渗透原水I为非含盐溶液时，所述作为正渗透驱动液的膜蒸馏浓水电导率稀释到膜蒸馏浓水初始电导率的1/2?1/5时，部分返回到膜蒸馏进水单元与高盐废水即膜蒸馏进水15按1:1?1:5混合后进入膜蒸馏组件继续浓缩；
[0026]在具体实施时，当正渗透原水为非含盐溶液时，所述正渗透原水池中的废水浓缩到自行设定的排放浓度时，间歇排放；
[0027]在具体实施时，所述的膜蒸馏过程的操作条件为:进料液侧，废水pH6.5?8.5，废水温度60?80°C，膜面流速0.1?0.5m/s，渗透液侧真空度-0.075?-0.095MPa ；
[0028]在具体实施时，所述的正渗透过程的操作条件为:进料液侧，废水pH6.5?8.