一种多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污水回收处理领域，尤其涉及通过多级电驱动离子膜处理高含盐废水 领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，在石化、电力、冶金、煤化工等行业的快速发展，工业生产过程中产生的反 渗透浓水、工业污水、循环排污水及部分工艺排水等含成分复杂的污水量逐年增加，这些高 成分复杂的污水如何最终处置和利用问题受到广泛的重视。
[0003] 目前反渗透技术用于处理废水发展比较快，但是经过反渗透处理后仍有大量的弄 出不能得到有效的利用，且通过蒸发结晶回收其中所含盐类的成本过高。另外反渗透膜元 件容易被有机物污染，趋于饱和的无机盐钙、镁化合物易在膜面发生结垢问题，从而影响反 渗透膜元件的使用寿命，降低过滤效果。
[0004] 中国专利CN104355431A公布了一种反渗透浓水及高含盐废水高效处理回收的设 备。该设备通过两级振动膜进行初步过滤后，对得到的淡水通过反渗透膜进行深度过滤净 化，而振动膜过滤得到的浓水则通过蒸发结晶回收盐类。没有废水的软化除油等措施，虽然 缩短了处理工艺，但是对盐类和淡水的回收效率较低。而且两级振动膜浓缩处理后浓水中 水的含量仍然较高，蒸发结晶回收盐的成本太高。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术之不足，本发明提供一种多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方 法，其特征在于，所述方法通过对高含盐废水进行预处理后，再进行反渗透过滤和电驱动离 子膜分离处理，以高效率地回收脱盐水。
[0006] 其中所述预处理过程通过沉淀和/或絮凝吸附作用以除去高含盐废水中的重金 属离子、硬度离子和有机物质并调节PH，得到预处理后的浓水。
[0007] 所述反渗透过滤过程通过中压反渗透过滤和高压反渗透过滤对所述预处理后的 浓水进行初步减量化处理，以得到中度浓水。
[0008] 所述电驱动离子膜分离过程通过一级电驱动膜处理程序、二级电驱动膜处理程序 和三级电驱动膜处理程序对所述中度浓水进行深度浓缩，以减量化得到高浓水，从而便于 蒸发结晶回收盐类。
[0009] 其中所述一级电驱动膜处理过程采用一价阳离子选择膜和一价阴离子选择膜，从 而分离出中度浓水中的一价阳离子与一价阴离子，在浓水室获得一价阳离子与一价阴离子 形成的盐类的中度浓水，在淡水室获得分离后的主要含有高价阳离子和/或高价阴离子的 中度浓水。
[0010] 所述含有高价阳离子和/或高价阴离子的浓水通过二级电驱动膜处理程序进一 步浓缩获得高价盐的高浓水，以进行蒸发结晶回收，
[0011] 所述一价阳离子与一价阴离子形成的盐类浓水经三级电驱动膜处理程序进一步 浓缩获得低价盐的高浓水，以进行蒸发结晶回收，
[0012] 其中所述二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序中浓水室的压力均比 淡水室的压力高〇· 1-0. 4MPa。
[0013] 根据一个优选的实施方式，所述一价阳离子为钠离子，所述一价阴离子为氯离子， 所述高价阴离子为硫酸根离子。所述低价盐为氯化钠，所述高价盐为硫酸盐。优选的所述 尚价盐为硫酸纳。
[0014] 所述一级电驱动膜处理过程采用一价阳离子选择膜和一价阴离子选择膜以分离 获得氯化钠浓水和主要含有硫酸盐的浓水。
[0015] 所述主要含有硫酸盐的浓水进入二级电驱动膜处理程序，进一步浓缩获得硫酸盐 的高浓水，从而直接进行蒸发结晶回收。
[0016] 所述氯化钠浓水进入三级电驱动膜处理程序，进一步浓缩获得氯化钠的高浓水， 从而直接进行蒸发结晶回收。
[0017] 其中所述二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序中浓水室的压力均比 淡水室的压力高〇· 2-0. 35MPa。
[0018] 通过预处理除去已结垢的硬度离子、重金属离子和易污染膜的有机物，使得反渗 透过滤装置中的膜的使用寿命大大增加，另外也减轻了后续反渗透过滤和电驱动膜分离的 负担，使得过滤和分离的效率增加，淡水的回收率得到了提升。
[0019] 通过选择性电驱动离子膜分离氯化钠和硫酸盐，之后经过电驱动膜深度浓缩减量 化后直接进行蒸发结晶得到氯化钠和硫酸盐。
[0020] 经过反渗透处理和电驱动离子膜的多级减量化处理，浓水中盐含量大大升高，从 而减轻了蒸发结晶回收盐类的负担，也使淡水回收更充分。
[0021] 根据一个优选的实施方式，所述一级电驱动膜装置采用Neosepta CMS-价阳离子 选择性膜和Neosepta ACS -价阴离子选择性膜。
[0022] 根据一个优选的实施方式，所述二级电驱动膜装置和三级电驱动膜装置的浓水室 压力均高于淡水室的压力。
[0023] 根据一个优选的实施方式，所述二级电驱动膜装置浓水室与淡水室的压力差为 0. 25MPa-0. 35MPa，所述三级电驱动膜装置的浓水室与淡水室的压力差为0. 2MPa-0. 3MPa，
[0024] 根据一个优选的实施方式，经预处理过程后，所述浓水的TDS值为0.1 X 104mg/ L~I X 104mg/L，经反渗透过滤过程后，所述中度浓水的TDS值为I X 104mg/L~6 X 104mg/ L，经电驱动离子膜分离过程后，所述高浓水的TDS值为I X 105mg/L~3 X 105mg/L。
[0025] 根据一个优选的实施方式，经预处理过程后，所述浓水的TDS值为0.5X 104mg/ L~I X 104mg/L，经反渗透过滤过程后，所述中度浓水的TDS值为5 X 104mg/L~6 X 104mg/ L，经电驱动离子膜分离过程后，所述高浓水的TDS值为I. 2X 105mg/L~2X 105mg/L。
[0026] 根据一个优选的实施方式，经一级电驱动膜处理后，所述氯化钠高浓水和硫酸盐 高浓水的TDS值均为约I X 105mg/L，经二级电驱动膜处理和三级电驱动膜处理后，所述氯化 钠高浓水和硫酸盐高浓水的TDS值均为约2 X 105mg/L。
[0027] 通过反渗透过程回收了大部分的水，使高含盐的废水得到了浓缩，再经过两级电 驱动膜处理后，进一步回收淡水并使废水深度浓缩，通过减量化处理，从而大大减少了结晶 回收盐类时需要蒸发的水量，节省能耗，并提高了水和盐的回收率。
[0028] 根据一个优选的实施方式，所述二级电驱动膜装置和三级电驱动膜装置的淡水室 中均具有硬质多孔的膜支撑元件以使液体流均匀化，液体在经过多孔的膜支撑元件时发生 混乱流可以进行混合，并增加了液体流过的路程，延长了液体的停留时间，使分离更加充 分。膜支撑元件为电驱动膜提供支撑力，使膜上受到的压力更加均匀，平衡浓水室的渗透 压，防止电驱动膜在压力下受损。
[0029] 根据一个优选的实施方式，膜支撑元件为多孔石和/或多孔塑料。优选的，所述膜 支撑元件填充在淡水室中。
[0030] 根据一个优选的实施方式，所述膜支撑元件表面的有效孔隙率大于50%。
[0031] 根据一个优选的实施方式，所述膜支撑元件为通过硬质框架固定的多孔织物。所 述多孔织物固定在淡水室中，靠近电驱动膜或与电驱动膜贴合。
[0032] 根据一个优选的实施方式，所述多孔织物为玻璃纤维和/或麻纤维制成的织物。
[0033] 根据一个优选的实施方式，所述膜支撑元件上的孔为相互连通的不规则孔。
[0034] 根据一个优选的实施方式，所述电驱动离子膜分离过程中得到的淡水再次进行反 渗透过滤过程以