高含盐废水荧光示踪分盐系统的制作方法

文档序号:15007463发布日期:2018-07-24 21:36阅读:257来源:国知局

本实用新型涉及工业废水处理领域,特别涉及一种高含盐废水荧光示踪分盐系统。



背景技术:

工业生产、食品加工厂、制药厂、化工厂及石油和天然气的采集加工的过程中会产生大量的高含盐废水,高含盐废水中含有大量的无机盐,如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等离子,高含盐废水不能简单地用生化处理,且物化处理过程较复杂,处理费用较高,是污水处理行业公认的高难度废水。

随着废水综合利用以及零排放方面的研究不断深入,基本实现了水的全部回收利用,同时实现了废水中结晶盐的分离及资源化利用。在高含盐废水零排放工艺中,经过预处理的高含盐废水主要是通过蒸发结晶器或冷冻结晶器进行分盐结晶处理,由于分盐结晶处理过程中,料液中离子成分复杂,分盐结晶点控制难度大,且过程中由于料液浓度高,运行温度高等条件,导致过程中无法精准检测料液浓度,造成能源浪费,蒸发过量等问题。常规的处理方法并不能完全彻底地将废水中的氯化钠与硫酸钠分离,导致分盐结晶处理后得到的是氯化钠与硫酸钠的混合物,结晶盐的纯度,无法达到工业用盐回用标准。结晶盐资源化利用率低,副产品经济价值低,目前仍未有较好的办法处理。综上所述,因此常常作为危险废弃物堆放或需要再次处理,不仅造成固体废弃物二次污染,加大了处理成本,同时也造成资源浪费。

综上所述,高含盐废水零排放处理工艺中的分盐结晶系统能量浪费导致运行费用高、控制准确性差,造成分盐困难、结晶盐资源化率低、经济效果差。更有甚者,由于控制问题将废水中盐离子蒸发出混盐,常常作为危险废弃物堆放或需要再次处理,不仅造成固体废弃物二次污染,加大了处理成本,同时也造成资源浪费。



技术实现要素:

本实用新型在于提供一种设计科学、精确调控分盐结晶过程、降低能源消耗、缩短蒸发时间的高含盐废水荧光示踪分盐系统。

本实用新型目的由如下技术方案实施,高含盐废水荧光示踪分盐系统,其包括前处理系统、分盐系统和控制系统,所述前处理系统的缓冲罐的出口通过预热器与所述分盐系统的一次蒸发结晶器的进口连接,所述控制系统的一次蒸发荧光浓度传感器置于所述一次蒸发结晶器内,所述控制系统的混合母液荧光浓度传感器置于所述分盐系统的混合母液罐内,所述控制系统的三次蒸发荧光浓度传感器置于所述分盐系统的三次蒸发结晶器内。

进一步的,所述前处理系统包括预处理单元、浓水箱、荧光剂储罐和所述缓冲罐,所述预处理单元包括依次连接的高密度沉淀池、浸没式超滤器、除碳器、离子交换设备、反渗透设备、高级氧化处理器,所述高级氧化处理器的浓水出口与所述浓水箱的进口连接,所述荧光剂储罐、所述浓水箱的出口分别通过流量阀与管道混合器的进口连接,所述管道混合器的出口与所述缓冲罐的进口连接。

进一步的,所述分盐系统包括所述一次蒸发结晶器、冷冻结晶器、芒硝溶解罐、二次蒸发结晶器、所述混合母液罐和所述三次蒸发结晶器;所述一次蒸发结晶器的蒸发母液出口通过冷冻结晶进液阀与所述冷冻结晶器的进口连接,所述一次蒸发结晶器、所述二次蒸发结晶器和所述三次蒸发结晶器的冷凝水出口分别与冷凝水储罐的进口连接,所述冷冻结晶器的离心机固体出口、所述冷凝水储罐的出口分别与所述芒硝溶解罐的进口连接,所述芒硝溶解罐的出口与所述二次蒸发结晶器的进口连接,所述二次蒸发结晶器的离心机固体出口与硫酸钠晶体储罐的进口连接,所述冷冻结晶器的离心机冷冻母液出口、所述二次蒸发结晶器的离心机蒸发母液出口分别与所述混合母液罐的进口连接,所述混合母液罐的出口通过三次蒸发进液阀与所述三次蒸发结晶器的进口连接;所述三次蒸发结晶器的离心机固体出口与氯化钠晶体储罐的进口连接。

进一步的,所述分盐系统还包括喷雾干燥器,所述三次蒸发结晶器的离心机蒸发母液出口与所述喷雾干燥器的进口连接。

进一步的,所述控制系统包括控制器、在线TDS检测装置、在线荧光检测仪,所述在线荧光检测仪连接有初始荧光浓度传感器、所述一次蒸发荧光浓度传感器、所述混合母液荧光浓度传感器和所述三次蒸发荧光浓度传感器;所述在线TDS检测装置及所述初始荧光浓度传感器置于所述预热器至所述一次蒸发结晶器之间的管道内;所述在线TDS检测装置、所述在线荧光检测仪的信号输出端分别与所述控制器的信号输入端连接,所述控制器的信号输出端分别与所述分盐系统的所述冷冻结晶进液阀、所述三次蒸发进液阀的信号输入端连接。所述在线荧光检测仪为上海启盘科技发展有限公司生产的云踪智能检测系统。

本实用新型的优点:1、借助荧光剂的易于监测、高灵敏度及强稳定性的特点,将其结合到分盐结晶工艺中,根据实时监测到荧光剂的浓度,以荧光剂浓度的浓缩倍数推断蒸发母液TDS值,进而精准控制氯化钠和硫酸钠的结晶点浓度,调控分盐结晶过程,避免盲目进行蒸发结晶处理,能耗降低20-40%,在设计参数相同的情况下,蒸发时间比传统蒸发时间缩短5%-20%,大大缩短蒸发时间,有效分离废水中的氯酸钠和氯化钠,提高分质盐产率,保证结晶盐的资源化利用率;2、本系统中结晶盐资源化率可达80%-95%,生成的氯化钠及硫酸钠符合工业盐质量标准,可作为商品外售或自用,使企业经营多元化,增加了企业副产品收入值;3、生成混盐的量仅仅为分盐系统总含盐量的5-20%,极大的降低了混盐处理的成本,避免混盐对环境造成的污染;4、通过一次蒸发结晶进料口的在线TDS检测装置检测进入蒸发系统的料液浓度和性质,分盐过程中只需实时通过控制器监测料液荧光浓度,即可实现精准控制结晶分盐,蒸发料液转化等,真正实现了在线、精准、实时的结晶过程,符合现代工业高精度自动化的发展趋势及要求。

附图说明:

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的设备连接图;

图2为实施例1预处理单元的设备连接图。

预处理单元1,高密度沉淀池1-1,浸没式超滤器1-2,除碳器1-3,离子交换设备1-4,反渗透设备1-5,高级氧化处理器1-6,浓水箱2,荧光剂储罐3,缓冲罐4,流量阀5,管道混合器6,预热器7,一次蒸发结晶器8,冷冻结晶器9,芒硝溶解罐10,二次蒸发结晶器11,混合母液罐12,三次蒸发结晶器13,冷冻结晶进液阀14,冷凝水储罐15,硫酸钠晶体储罐16,三次蒸发进液阀17,氯化钠晶体储罐18,喷雾干燥器19,控制器20,在线TDS检测装置21,在线荧光检测仪22,初始荧光浓度传感器23,一次蒸发荧光浓度传感器24,混合母液荧光浓度传感器25,三次蒸发荧光浓度传感器26。

具体实施方式:

实施例1:

如图1-2所示,高含盐废水荧光示踪分盐系统,其包括前处理系统、分盐系统和控制系统,

前处理系统包括预处理单元1、浓水箱2、荧光剂储罐3和缓冲罐4,预处理单元1包括依次连接的高密度沉淀池1-1、浸没式超滤器1-2、除碳器1-3、离子交换设备1-4、反渗透设备1-5、高级氧化处理器1-6,高级氧化处理器1-6的浓水出口与浓水箱2的进口连接,荧光剂储罐3、浓水箱2的出口分别通过流量阀5与管道混合器6的进口连接,管道混合器6的出口与缓冲罐4的进口连接。前处理系统的缓冲罐4的出口通过预热器7与分盐系统的一次蒸发结晶器8的进口连接,预热器7利用工厂系统的余热,一方面可以利用提高余热利用率,另一方面可以降低蒸发结晶能耗;

分盐系统包括一次蒸发结晶器8、冷冻结晶器9、芒硝溶解罐10、二次蒸发结晶器11、混合母液罐12和三次蒸发结晶器13;一次蒸发结晶器8的蒸发母液出口通过冷冻结晶进液阀14与冷冻结晶器9的进口连接,一次蒸发结晶器8、二次蒸发结晶器11和三次蒸发结晶器13的冷凝水出口分别与冷凝水储罐15的进口连接,冷冻结晶器9的离心机固体出口、冷凝水储罐15的出口分别与芒硝溶解罐10的进口连接,芒硝溶解罐10的出口与二次蒸发结晶器11的进口连接,二次蒸发结晶器11的离心机固体出口与硫酸钠晶体储罐16的进口连接,冷冻结晶器9的离心机冷冻母液出口、二次蒸发结晶器11的离心机蒸发母液出口分别与混合母液罐12的进口连接,混合母液罐12的出口通过三次蒸发进液阀17与三次蒸发结晶器13的进口连接,三次蒸发结晶器13的离心机固体出口与氯化钠晶体储罐18的进口连接。分盐系统还包括喷雾干燥器19,三次蒸发结晶器13的离心机蒸发母液出口与喷雾干燥器19的进口连接。

控制系统包括控制器20、在线TDS检测装置21、在线荧光检测仪22,在线荧光检测仪22为上海启盘科技发展有限公司生产的云踪智能检测系统,在线荧光检测仪22连接有初始荧光浓度传感器23、一次蒸发荧光浓度传感器24、混合母液荧光浓度传感器25和三次蒸发荧光浓度传感器26;在线TDS检测装置21及初始荧光浓度传感器23置于预热器7至一次蒸发结晶器8之间的管道内,一次蒸发荧光浓度传感器24置于一次蒸发结晶器8内,混合母液荧光浓度传感器25置于分盐系统的混合母液罐12内,三次蒸发荧光浓度传感器26置于三次蒸发结晶器13内;在线TDS检测装置21、在线荧光检测仪22的信号输出端分别与控制器20的信号输入端连接,控制器20的信号输出端分别与分盐系统的冷冻结晶进液阀14、三次蒸发进液阀17的信号输入端连接。

工作过程:

1、高含盐废水首先进入预处理单元1中进行除硬、pH调节和重金属离子、悬浮物和胶体等杂质的去除,以及部分二氧化硅和有机物的去除,为后续膜分离浓缩及分盐系统的稳定运行做好准备;

2、将预处理后的高含盐废水由浓水箱2输送至缓冲罐4中,同时将荧光剂储罐3中的荧光剂输送至缓冲罐4中,在高含盐废水与荧光剂进入缓冲罐4之前,在管道混合器6内进行混合,确保高含盐废水与荧光剂混合均匀;

3、将含有荧光剂的高含盐废水通过预热器7进行预热处理,降低后续蒸发结晶的能耗,预热器7利用的是工业系统余热,减少工业系统热量损失;

4、预热后的高含盐废水在进入一次蒸发结晶器8之前,通过置于管道内的在线TDS检测装置21和初始荧光浓度传感器23分别检测其初始TDS值和荧光浓度,记录为TDS0和Y0;

5、预热后的高含盐废水在进入一次蒸发结晶器8中,进行一次蒸发结晶,一次蒸发结晶器8内的一次蒸发荧光浓度传感器24对高含盐废水中的荧光剂浓度进行实时监测并将荧光剂浓度数据传输至在线荧光检测仪22,当高含盐废水中的荧光剂浓度达到Y1=(160000×Y0)÷TDS0时,一次蒸发结晶结束,得到一次蒸发液和冷凝水;冷凝水输送至冷凝水储罐15内;

6、一次蒸发结晶完成后,控制器20控制冷冻结晶进液阀14开启,一次蒸发液进入冷冻结晶器9内,在温度低于-5℃以下的条件下进行冷冻结晶器,冷冻一段时间后,得到冷冻液,将冷冻液离心,得到芒硝和冷冻母液;芒硝输送至芒硝溶解罐10内;

7、冷冻蒸发结晶完成后,用冷凝水储罐15内的冷凝水溶解芒硝,得到芒硝溶液;芒硝溶液进行二次蒸发结晶,二次蒸发结晶正常进行时,析出晶体的直径≥1mm,且晶体颗粒较为均匀;当二次蒸发结晶过程中析出晶体的直径<1mm时,二次蒸发结晶结束,得到二次蒸发液,将二次蒸发液离心,得到硫酸钠晶体和二次蒸发母液;硫酸钠晶体输送至硫酸钠晶体储罐16内存储;

8、二次蒸发结晶完成后,将二次蒸发母液与冷冻母液混合,得到混合母液,混合母液输送至混合母液罐12内;通过混合母液罐12内的混合母液荧光浓度传感器25检测混合母液的荧光浓度,并将混合母液的荧光浓度数据传输至在线荧光检测仪22,得中间值Y2;混合母液进行三次蒸发结晶,三次蒸发结晶器13内三次蒸发荧光浓度传感器26对高含盐废水中的荧光剂浓度进行实时监测并将荧光剂浓度数据传输至在线荧光检测仪22,当荧光剂浓度浓缩至Y3=(4-5)×Y2时,三次蒸发结晶结束,得到三次蒸发液,将三次蒸发液离心,得到氯化钠晶体和三次蒸发母液;氯化钠晶体输送至氯化钠晶体储罐18,三次蒸发母液通过喷雾干燥器19干燥为混盐。

在本实施例中,根据实时监测到荧光剂的浓度,以荧光剂浓度的浓缩倍数推断蒸发母液TDS值,进而精准控制氯化钠和硫酸钠的结晶点浓度,调控分盐结晶过程,避免盲目进行蒸发结晶处理,能耗降低20-40%,在设计参数相同的情况下,蒸发时间比传统蒸发时间缩短5%-20%,大大缩短蒸发时间,有效分离废水中的硫酸钠和氯化钠,提高分质盐产率,保证结晶盐的资源化利用率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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