一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统和处理方法与流程

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统和处理方法。

背景技术：

高盐废水成分较为复杂，具有水质水量波动大、盐分高量高、毒性大等特点，tds(溶解性总固体，是溶解在水里的无机盐和有机盐的总称)高达10000～50000mg/l左右，尤其是煤化工项目，其产生的高盐废水中除盐分外还包括有其他污染物。

目前煤化工项目的高浓盐水处置方案主要有两种，一种是将高盐废水送至蒸发塘，利用环境本身的蒸发能力蒸发水分，蒸发塘技术本身受自然环境影响较大，运行情况并不理想，高浓盐水蒸发不掉，且因为底泥不易处置等问题导致其不是一种稳定地、可持续地高盐废水处理方法；另一种高盐废水的处置方案是经过浓缩预处理后采用蒸发结晶技术进一步回收水分，生产结晶盐，将高盐废水转化为固态结晶盐，浓缩预处理方法包括浓缩与处理、hero膜浓缩、dtro/stro等超高压反渗透膜处理、电渗析以及纳滤处理；该方法可以在一定程度上实现“零排放”，是现阶段较认可的工艺，但是传统蒸发结晶技术存在以下技术问题：(1)浓盐水水量较大，大量的浓盐水进行结晶处理能源消耗大、运行成本高；(2)由于高盐水tds一般高达10000～50000mg/l甚至更高，随盐分一同富集的还包括其他污染物杂质，因此不能有效保证盐资源化率及盐品质。

技术实现要素：

本发明的第一个目的在于提供一种安全可靠、易实现的高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统。

本发明的第二个目的在于提供一种工艺方法简单、处理效率高的高盐废水两级浓缩蒸发预处理方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：

一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统，其包括原水池、高效沉淀池、第一砂滤装置、第一超滤单元、纳滤装置、反渗透单元、产水池、一级浓水池、二级浓水池、除硅沉淀池、第二砂滤装置、第二超滤单元、有机膜浓缩装置、污泥浓缩池；

所述原水池的出水口与所述高效沉淀池的进水口连通，所述高效沉淀池的出水口与所述第一砂滤装置的进水口连通，所述第一砂滤装置的出水口与所述第一超滤单元的袋式过滤器的进水口连通，所述第一超滤单元的超滤膜组件的产水口与所述纳滤装置的进水口连通，所述纳滤装置的产水口与所述反渗透单元第一反渗透装置的芯式过滤器的进水口连通，所述第一反渗透装置的反渗透膜组件的浓水出口与所述一级浓水池的进水口连通，所述一级浓水池的出水口与所述反渗透单元第二反渗透装置的芯式过滤器的进水口连通，所述第二反渗透装置浓水出口与所述二级浓水池的进水口连通，所述二级浓水池的出水口与所述除硅沉淀池进水口连通，所述除硅沉淀池的出水口与所述第二砂滤装置的进水口连通，所述第二砂滤装置的出水口与所述第二超滤单元的袋式过滤器的进水口连通，所述第二超滤单元的超滤膜组件的产水口与所述有机膜浓缩装置的进水口连通，所述有机膜浓缩装置的产水口与蒸发结晶单元连通；

所述第一超滤单元的超滤膜组件的浓水出口与所述高效沉淀池的进水口连通；

所述第一反渗透装置的反渗透膜组件的产水口与所述产水池连通，所述第二反渗透装置的产水口与所述产水池连通；

所述第二超滤单元的超滤膜组件的浓水出口与所述二级浓水池的进水口连通；

所述有机膜浓缩装置的浓水出口与生化处理单元的入口连通；

所述高效沉淀池和所述除硅沉淀池的出泥口均与所述污泥浓缩池的入口连通；

所述纳滤装置的浓水出口与臭氧氧化装置的进水口连通，所述臭氧氧化装置的出水口与所述蒸发结晶单元连通。

进一步的，所述超滤单元包括袋式过滤器和超滤膜组件，所述袋式过滤器的出水口与所述超滤膜组件的进水口连通。

进一步的，所述反渗透单元包括所述第一反渗透装置和所述第二反渗透装置，所述第一反渗透装置及所述第二反渗透装置均包括芯式过滤器和反渗透膜组件，所述芯式过滤器和所述反渗透膜组件通过水泵连通。

进一步的，所述高效沉淀池和所述除硅沉淀池内均装设有加药器。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：

一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理方法，其包括如下工序：工序一沉淀过滤；工序二超滤；工序三纳滤；工序四反渗透浓缩；工序五沉淀过滤；工序六超滤；工序七有机膜浓缩；其中：

工序一沉淀过滤：将原水池内ph＝7～9，tds≤60000mg/l，so4²-≤15000mg/l，cl-≤20000mg/l，cod≤500mg/l的高盐废水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的高效沉淀池进行除硬处理，在所述高效沉淀池中加入氢氧化钙、碳酸钠、镁剂、pfs、pam，经化学沉淀、絮凝后，得到ca²⁺≤20mg/l、mg²⁺≤1mg/l、si²⁺≤30mg/l的去硬水和污泥，将去硬水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一砂滤装置中进行过滤处理，得到ss≤1mg/l的去悬浮物水；

工序二超滤：将所述工序一沉淀过滤中砂滤处理得到的去悬浮物水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一超滤单元处理，得到浊度≤3ntu的超滤产水和超滤浓水；

工序三纳滤：将所述工序二超滤中超滤处理得到的超滤产水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的纳滤装置处理，得到纳滤产水和so4²-＝80000mg/l～95000mg/l纳滤浓水；

工序四反渗透浓缩：将所述工序三纳滤中纳滤处理得到的纳滤产水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的反渗透单元处理，得到ph＝7.0～9.0、tds≤500mg/l、总硬度≤20mg/l、cod≤10mg/l的反渗透产水和反渗透浓水；

工序五沉淀过滤：将所述工序四反渗透浓缩中反渗透单元处理得到的反渗透浓水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的除硅沉淀池，在所述除硅沉淀池中加入高效除硅剂，经化学沉淀后，得到si²⁺≤15mg/l的去硅水和污泥，将去硅水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二砂滤装置中进行过滤处理，得到的ss≤1mg/l的去悬浮物水；

工序六超滤：将所述工序五沉淀过滤中砂滤处理得到的去悬浮物水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二超滤单元处理，得到浊度≤3ntu的超滤产水及超滤浓水；

工序七有机膜浓缩：将所述工序六超滤中超滤处理得到的超滤产水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的有机膜浓缩装置中进行有机浓缩作业，得到产水和浓水，产水送入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的蒸发结晶单元。

进一步的，所述工序一和所述工序五沉淀过滤：污泥进入所述高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的污泥浓缩池处理。

进一步的，所述工序五沉淀过滤中高效除硅剂为偏铝酸钠。

本发明的优点：本发明提供一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统和处理方法，将高盐废水依次通过高效沉淀池、第一砂滤装置、第一超滤单元、纳滤装置以降低硬度、浊度、ss及cod，接着将纳滤产水送入反渗透单元的反渗透装置处理进行减量浓缩，产水达到回用水水质标准并输送至回用单元，其中第一反渗透装置的水回收率达到70％以上，第二反渗透装置的水回收率达到45％以上，经过两级减量浓缩，极大的降低了进入蒸发结晶单元的高盐废水的量，可有效降低蒸发结晶处理单元的能源消耗，降低企业成本；浓缩后高盐废水中硅含量上升，故浓水送入除硅沉淀池进行脱硅处理，除硅沉淀池的上清液溢流进入第二砂滤装置，进一步去除废水中ss，经第二砂滤装置过滤后的高盐废水进入第二超滤单元处理，第二超滤单元产水进入有机膜浓缩装置，进一步去除水中粒径较大的有机物，最终有机膜浓缩装置产水进入蒸发结晶单元进行蒸发结晶处理，有机膜浓缩装置浓水进入生化处理单元处理，其中高效沉淀池和除硅沉淀池中产生的沉淀送入污泥浓缩池进一步处理。

本发明是一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统和处理方法，通过反渗透装置实现对高盐废水的浓缩并提高废水回收率，即尽可能将废水中盐分提高，减小后续蒸发器的规模，保证蒸发结晶单元的长期稳定运行，减少投资以及节约能源，同时通过化学沉淀、砂滤以及纳滤处理对废水中的硬度、总硅、ss进行去除，有效避免了反渗透单元的反渗透膜组件结垢堵塞，保证了盐和硝的品质及盐资源化率，可提高后续蒸发结晶单元冷凝液的品质，具有一定社会效益与经济效益。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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对应的系统示意图。

图2为实施例1对应的工艺流程图。

其中：原水池1、高效沉淀池2、水泵3、污泥浓缩池4、第一砂滤装置5、第一超滤单元6、袋式过滤器6.1、超滤膜组件6.2、纳滤装置7、反渗透单元8、第一反渗透装置8.1、第二反渗透装置8.2、产水池9、除硅沉淀池10、第二砂滤装置11、第二超滤单元12、有机膜浓缩装置13、蒸发结晶单元14、臭氧氧化装置15、一级浓水池16、二级浓水池17、生化处理单元18。

具体实施方式：

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1-2所示，一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统，其包括原水池1、高效沉淀池2、第一砂滤装置5、第一超滤单元6、纳滤装置7、反渗透单元8、产水池9、一级浓水池16、二级浓水池17、除硅沉淀池10、第二砂滤装置11、第二超滤单元12、有机膜浓缩装置13、污泥浓缩池4；

原水池1的出水口与高效沉淀池2的进水口连通，高效沉淀池2的出水口与第一砂滤装置5的进水口连通，第一砂滤装置5的出水口与第一超滤单元6的袋式过滤器6.1的进水口连通，第一超滤单元6的超滤膜组件6.2的产水口与纳滤装置7的进水口连通，纳滤装置7的产水口与反渗透单元8第一反渗透装置8.1的芯式过滤器的进水口连通，第一反渗透装置8.1的反渗透膜组件的浓水出口与一级浓水池16的进水口连通，一级浓水池16的出水口与反渗透单元8第二反渗透装置8.2的芯式过滤器的进水口连通，第二反渗透装置8.2浓水出口与二级浓水池17的进水口连通，二级浓水池17的出水口与除硅沉淀池10进水口连通，除硅沉淀池10的出水口与第二砂滤装置11的进水口连通，第二砂滤装置11的出水口与第二超滤单元12的袋式过滤器6.1的进水口连通，第二超滤单元12的超滤膜组件6.2的产水口与有机膜浓缩装置13的进水口连通，有机膜浓缩装置13的产水口与蒸发结晶单元14连通；

第一超滤单元6的超滤膜组件6.2的浓水出口与高效沉淀池2的进水口连通；

第一反渗透装置8.1的反渗透膜组件的产水口与产水池9连通，第二反渗透装置8.2的产水口与产水池9连通；

第二超滤单元12的超滤膜组件6.2的浓水出口与二级浓水池17的进水口连通；

有机膜浓缩装置13的浓水出口与生化处理单元18的入口连通；

高效沉淀池2和除硅沉淀池10的出泥口均与污泥浓缩池4的入口连通；高效沉淀池2和除硅沉淀池10内均装设有加药器；

纳滤装置7的浓水出口与臭氧氧化装置15的进水口连通，臭氧氧化装置15的出水口与蒸发结晶单元14连通。

超滤单元包括袋式过滤器6.1和超滤膜组件6.2，袋式过滤器6.1的出水口与超滤膜组件6.2的进水口连通。

反渗透单元8包括第一反渗透装置8.1和第二反渗透装置8.2，第一反渗透装置8.1及第二反渗透装置8.2均包括芯式过滤器和反渗透膜组件，芯式过滤器和反渗透膜组件通过水泵3连通，本发明的处理系统结构简单，易实现，处理效率高。

实施例2：

利用实施例1的一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理方法，其包括如下工序：工序一沉淀过滤；工序二超滤；工序三纳滤；工序四反渗透浓缩；工序五沉淀过滤；工序六超滤；工序七有机膜浓缩；其中：

工序一沉淀过滤：将原水池1内ph＝8，tds＝60000mg/l，so4²-＝15000mg/l，cl-≤20000mg/l，cod＝500mg/l的高盐废水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的高效沉淀池2进行除硬处理，在高效沉淀池2中加入氢氧化钙、碳酸钠、镁剂、pfs、pam，经化学沉淀、絮凝后，得到ca²⁺＝20mg/l、mg²⁺＝1mg/l、si²⁺＝30mg/l的去硬水和污泥，将去硬水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一砂滤装置5中进行过滤处理，得到ss＝1mg/l的去悬浮物水；

工序二超滤：将工序一沉淀过滤中砂滤处理得到的去悬浮物水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一超滤单元6处理，得到浊度＝2ntu的超滤产水和超滤浓水；

工序三纳滤：将工序二超滤中超滤处理得到的超滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的纳滤装置7处理，得到纳滤产水和so4²-＝93000mg/l纳滤浓水；

工序四反渗透浓缩：将工序三纳滤中纳滤处理得到的纳滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的反渗透单元8处理，得到ph＝8.0、tds＝500mg/l、总硬度(以caco3计)＝20mg/l、cod＝10mg/l的反渗透产水和反渗透浓水；

工序五沉淀过滤：将工序四反渗透浓缩中反渗透单元8处理得到的反渗透浓水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的除硅沉淀池10，在除硅沉淀池10中加入偏铝酸钠，经化学沉淀后，得到si²⁺＝15mg/l的去硅水和污泥，将去硅水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二砂滤装置11中进行过滤处理，得到的ss＝1mg/l的去悬浮物水；

工序六超滤：将工序五沉淀过滤中砂滤处理得到的去悬浮物水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二超滤单元12处理，得到浊度＝2ntu的超滤产水及超滤浓水；

工序七有机膜浓缩：将工序六超滤中超滤处理得到的超滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的有机膜浓缩装置13中进行有机浓缩作业，得到产水和浓水，产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的蒸发结晶单元14。

工序一和工序五沉淀过滤：污泥进入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的污泥浓缩池4处理。

实施例3：

利用实施例1的一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理方法，其包括如下工序：工序一沉淀过滤；工序二超滤；工序三纳滤；工序四反渗透浓缩；工序五沉淀过滤；工序六超滤；工序七有机膜浓缩；其中：

工序一沉淀过滤：将原水池1内ph＝7.5，tds＝50000mg/l，so4²-＝13000mg/l，cl-＝18000mg/l，cod＝450mg/l的高盐废水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的高效沉淀池2进行除硬处理，在高效沉淀池2中加入氢氧化钙、碳酸钠、镁剂、pfs、pam，经化学沉淀、絮凝后，得到ca²⁺＝16mg/l、mg²⁺＝0.8mg/l、si²⁺＝25mg/l的去硬水和污泥，将去硬水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一砂滤装置5中进行过滤处理，得到ss＝0.8mg/l的去悬浮物水；

工序二超滤：将工序一中砂滤处理得到的去悬浮物水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一超滤单元6处理，得到浊度＝2.5ntu的超滤产水和超滤浓水；

工序三纳滤：将工序二中超滤处理得到的超滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的纳滤装置7处理，得到纳滤产水和so4²-＝90000mg/l纳滤浓水；

工序四反渗透浓缩：将工序三中纳滤处理得到的纳滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的反渗透单元8处理，得到ph＝7.5、tds＝450mg/l、总硬度(以caco3计)＝15mg/l；cod＝8mg/l的反渗透产水和反渗透浓水；

工序五沉淀过滤：将工序四中反渗透单元8处理得到的反渗透浓水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的除硅沉淀池10，在除硅沉淀池10中加入偏铝酸钠，经化学沉淀后，得到si²⁺＝13mg/l的去硅水和污泥，将去硅水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二砂滤装置11中进行过滤处理，得到的ss＝0.8mg/l的去悬浮物水；

工序六超滤：将工序五中砂滤处理得到的去悬浮物水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二超滤单元12处理，得到浊度＝2.5ntu的超滤产水及超滤浓水；

工序七有机膜浓缩：将工序六中超滤处理得到的超滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的有机膜浓缩装置13中进行有机浓缩作业，得到产水和浓水，产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的蒸发结晶单元14。

工序一和工序五沉淀过滤：污泥进入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的污泥浓缩池4处理。

实施例4：

利用实施例1的一种高盐废水两级浓缩蒸发预处理方法，其包括如下工序：工序一沉淀过滤；工序二超滤；工序三纳滤；工序四反渗透浓缩；工序五沉淀过滤；工序六超滤；工序七有机膜浓缩；其中：

工序一沉淀过滤：将原水池1内ph＝7，tds＝45000mg/l，so4²-＝12000mg/l，cl-＝17000mg/l，cod＝400mg/l的高盐废水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的高效沉淀池2进行除硬处理，在高效沉淀池2中加入氢氧化钙、碳酸钠、镁剂、pfs、pam，经化学沉淀、絮凝后，得到ca²⁺＝14mg/l、mg²⁺＝0.7mg/l、si²⁺＝22mg/l的去硬水和污泥，将去硬水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一砂滤装置5中进行过滤处理，得到ss＝0.7mg/l的去悬浮物水；

工序二超滤：将工序一中砂滤处理得到的去悬浮物水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第一超滤单元6处理，得到浊度＝1.5ntu的超滤产水和超滤浓水；

工序三纳滤：将工序二中超滤处理得到的超滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的纳滤装置7处理，得到纳滤产水和so4^2-＝85000mg/l纳滤浓水；

工序四反渗透浓缩：将工序三中纳滤处理得到的纳滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的反渗透单元8处理，得到ph＝7、tds＝400mg/l、总硬度(以caco3计)＝14mg/l；cod＝7mg/l的反渗透产水和反渗透浓水；

工序五沉淀过滤：将工序四中反渗透单元8处理得到的反渗透浓水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的除硅沉淀池10，在除硅沉淀池10中加入偏铝酸钠，经化学沉淀后，得到si²⁺＝15mg/l的去硅水和污泥，将去硅水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二砂滤装置11中进行过滤处理，得到的ss＝0.6mg/l的去悬浮物水；

工序六超滤：将工序五中砂滤处理得到的去悬浮物水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的第二超滤单元12处理，得到浊度＝1.5ntu的超滤产水及超滤浓水；

工序七有机膜浓缩：将工序六中超滤处理得到的超滤产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的有机膜浓缩装置13中进行有机浓缩作业，得到产水和浓水，产水送入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的蒸发结晶单元14。

工序一和工序五沉淀过滤：污泥进入高盐废水两级浓缩蒸发预处理系统的污泥浓缩池4处理。