一种高盐废水零排放且盐分离的处理方法及装置的制造方法_3

文档序号:9496714阅读:来源:国知局
艺后 采用纳滤-反渗透处理工艺。废水通过纳滤处理可W截留废水中的大部分二价离子和部分 一价离子,起到预浓缩的作用,同时产水的含盐量W及巧、儀等易结垢组分含量明显降低, 有助于提高后续反渗透处理工艺的回收率W及运行稳定性。纳滤浓水可W采用DTR0(碟管 式反渗透处理系统)膜进一步浓缩减量。工艺流程如图2所示。
[0087] 2、高盐废水减量浓缩系统回收率的确定
[0088] 管式微滤系统出水进入纳滤系统,由于废水中巧、儀和娃等易结垢物质浓度较 低,纳滤回收率设计为85%,纳滤浓水约为18mVh,总溶解固体(TD巧约73600mg/l,再经 DTR0( -)(即第一碟管式反渗透处理系统)进一步浓缩减量,DTR0( -)系统设计回收率 为55%,剩余8.ImVh的高盐废水需进行后续处理;纳滤产水约102mVh进入R0 (反渗透) 系统进一步浓缩减量,R0系统设计回收率为85%,R0系统浓水产量约15. 3m3/h,总溶解固 体(TD巧约为72300mg/l,再经过DTR0(二)(即第二碟管式反渗透处理系统)系统浓缩减 量,DTR0(二)系统设计回收率为50%,剩余浓水约7. 65m3/h需进一步处理。整个系统产 水回用。
[0089] 3、高盐废水减量浓缩系统的设置
[0090] 3. 1纳滤系统
[0091] 纳滤系统主要部件为纳滤膜元件,纳滤膜为专有纳滤Ξ层复合膜,截留分子量约 为150~300道尔顿(中性有机物分子)。优先截留二价及多价阴离子,一价离子的截留率 取决于进水浓度和成分。一价离子会透过膜,不会产生渗透压,纳滤膜系统可在低于反渗透 系统压力的进水压力下操作。
[0092] 典型运行通量为8~34L/(m2 ·h);最高操作压力3.OMPa;最高连续运行溫度 50°C(化学清洗溫度40°C);抑范围:连续运行3~9,化学清洗2~10. 5 ;单支元件最大 压降l〇3KPa,耐氯性50化pm·虹
[0093] 纳滤系统设计为2X60mVh,每级分为3段,一段进水压力15. 63bar,二段进水压 力18.93bar,^段进水压力为29.7化ar。每套纳滤系统一至Ξ段压力容器数分别为7、4和 3,每段采用6忍膜壳,纳滤运行通量18L/(m2 'h),采用一级Ξ段排列方式,回收率可W达到 85%。纳滤配套有相应的化学清洗系统和自动冲洗系统。化学清洗系统包括化学清洗水箱、 清洗保安过滤器和清洗累。可用于对系统的清洗,W恢复系统运行通量。
[0094] 3. 2反渗透系统 阳〇巧]反渗透系统主要部件为反渗透膜元件,本设计选用特殊的工业级反渗透膜元件, 单只膜元件产水量为34. 4mV日,平均脱盐率(测试溶液为2000ppm的氯化钢)为99.5%, 最小脱盐率为99%,膜面积为31m2,流道宽度为0.9mm。该膜元件主要用于废水浓缩,减少 浓水的排放量,同时增大反渗透浓水的浓度,便于后续工艺系统规模的减小。
[0096] 反渗透系统包括保安过滤器,高压累,压力容器W及相应的段间增压累。反渗透系 统设计为2X51mVh,进水压力lObar,每级分为4段,一段进水压力25. 93bar,二段进水压 力35. 1化ar,^段进水压力为52. 23bar,四段进水压力为66. 44bar。一至四段压力容器数 分别为6、3、2和1,共采用压力容器12个,每段采用6忍膜壳。同时,配套相应的自动冲洗 系统和化学清洗系统。高压累与冲洗累联锁,当高压累停止运行时,启动冲洗累,W置换膜 元件内部的浓水,防止在反渗透膜表面结垢。当膜元件的运行压差增加15%或系统产水量 下降10%的工况下,需要启动化学清洗系统,根据污染情况配备相应的化学清洗液进行化 学清洗,W便恢复膜元件的运行通量。
[0097] 3. 3碟管式反渗透系统
[0098] 为了进一步浓缩减量,纳滤系统的浓水(主要成分为硫酸钢)送入第一高压碟管 式反渗透系统即DTR0( -)处理系统(用于处理纳滤浓水,流量为18mVh)。NF浓水由累输 送至保安过滤器后,去除细小颗粒后经过高压累,首先进入一段膜元件,一段浓水进入二段 膜元件,二段浓水进入后续的蒸发系统,两段的产水合并进入后续的处理单元。DTRO( -) 处理系统共采用16化ar膜柱60根,分Ξ套并联,每套分两段,膜柱比例为10:10。
[0099] 反渗透系统的浓水送入第二高压碟管式反渗透系统即DTR0(二)处理系统(用于 处理反渗透浓水,流量为15mVh),该系统采用16化ar膜柱72根。分四套并联,每套分两段, 膜柱比例为9:9。
[0100] DTR0膜柱特性:
[0101] 膜柱直径: 8英寸 膜柱长度: 1400毫米 地操作范围; 1~巧 过滤类型: 压力式反滲透膜 水回收率 \20% 膜通量: 巧~5日化/h/单根膜柱 操作温度: 5~视? 清洗方式: 正向冲洗 预期膜寿命: 县年 阳10引DTR0系统由水累系统、预过滤系统、膜/阀组件系统、冲洗系统、化学清洗系统、手 动/自动阀口系统、各类仪表和控制检测元器件、计算机控制系统W及必要的设备附件组 成。
[0103] DTR0系统运行为全自动运行方式,包括过滤、冲洗、化学清洗等。
[0104] DTR0系统采用供水累定量运行、反渗透膜元件恒流过滤的原则,系统配有的仪表 测量点及数量满足系统的安全、运行稳定可靠的需要。
[01化]在整个反渗透膜柱组的进出水口设置有流量传感计、压力传感器,流量调节阀,保 证系统恒流安全运行;在整个反渗透膜柱组的出水口设有压力传感器、电导率检测仪等,检 测反渗透膜柱的运行状况及出水水质,保证系统的可靠性;整个系统配有溫度传感器、压力 变送器、液位变送器,及系统总的出水口配有电导率检测仪、流量传感器等,确保整个系统 运行的可靠性。
[0106] 系统按照全自动运行的需求配备有一系列气动自动阀,系统安装设定的自动程 序,全自动运行。
[0107] 由于反渗透浓水中化C1含量较高,经过R0处理后,其浓水中化C1含量约为7%, 可W作为次氯酸钢发生器的原料用来生产次氯酸钢。产生的次氯酸钢可用作杀菌剂,一方 面减少了外购次氯酸钢的量,另一方面充分利用了浓水中的化C1,减少了浓水的处理量。 阳108] S、结晶工艺
[0109] 高盐废水经DTR0系统处理后,总溶解固体灯0巧约为150000-170000mg/l,废水中 的主要离子为化\C1和SO42等。可W看出废水含盐量距离化C1和化2SO4的结晶析出浓 度差距较大,还需要进一步浓缩处理。
[0110] 1、机械蒸汽再压缩结晶工艺 阳111] 机械蒸汽再压缩结晶技术适用于高盐废水的结晶,浓盐水送到强制循环结晶器系 统进行浓缩结晶,将水中高含量的盐分结晶成固体,出水回用,固体盐分经离屯、分离、干燥 后外运回用或其他安置处理。
[0112] 来自DTR0的浓水进入结晶器进料罐,罐内可通蒸汽进行加热。进料罐内的浓盐水 由累送至结晶器浓盐水循环管,进入结晶器。
[0113] 在强制循环结晶系统中,结晶器的闪蒸罐通过循环管连接一台管壳式换热器,循 环累将浓盐水从闪蒸罐送至换热器进行热交换,因此为"强制循环结晶器"。本发明中管壳 式换热器为邸式两管程换热器。结晶器进水与系统内循环的浓盐浆混合,经管壳式换热器 加热后,有几度溫升(显热),再次进入到闪蒸罐,发生闪蒸,析出盐份结晶。从换热器出来 的浓盐浆从闪蒸罐中部切线进入,在罐内产生满流。满流的产生有助于形成更大的液体闪 蒸表面。工厂蒸汽连续进入换热器壳程,将潜热释放给循环的浓盐浆。蒸汽冷凝液在冷凝 液罐内收集后,由累送回用户的蒸汽冷凝液系统。
[0114] 蒸汽在闪蒸罐内积聚,经除雾分离器,进入一台蒸汽压缩机。蒸汽经压缩后压力得 W提升,其饱和溫度比浓盐浆的沸点高几度。压缩后的蒸汽随后进入管壳式换热器的壳程, 在此,蒸汽释放潜热给管壳式换热器管程的浓盐浆。蒸汽在壳程冷凝后,冷凝液经收集后由 累送至结晶器蒸馈水罐,与结晶器蒸馈水混合后,进入板式换热器将显热释放给进水,然后 进入产品水储罐储存,并回用。
[0115] 混盐晶体在结晶器闪蒸罐内不断形成。在加热和闪蒸的过程中,水蒸发出来,浓盐 浆变成过饱和状态,随之盐的晶体从溶液中析出。部分浓盐浆从循环管道上排至离屯、机进 行液固分离。离屯、母液收集在母液罐内返回结晶器。从离屯、机排出的固体盐回收或进行其 它处置。机械蒸汽再压缩结晶工艺示意图如图3所示。
[0116] 2、机械蒸汽再压缩结晶技术优势
[0117] (1)物料循环利用,实现废水"零排放"的目标,结晶产生的固体盐分可作为化工原 料重复利用,或集中外运统一处理。蒸发冷凝水可作为锅炉补给水回用。
[0118] (2)采用机械蒸汽再压缩结晶技术,可较大限度的节能降耗,较传统多效蒸发结晶 器节约大量能耗。
[0119] (3)通过预处理去除可结垢物质,同时接触水、气部分采用相应不同的材质,降低 了设备的腐蚀,延长了设备的使用寿命。
[0120] (4)系统布置紧凑、布局合理、易于检修。 阳12
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