一种高含盐废水零排放处理系统的制作方法

本实用新型涉及工业污水处理系统，具体涉及一种高含盐废水零排放处理系统。

背景技术：

工业高含盐废水是指tds（总溶解固体）质量分数≥3.5%的工业废水，通常还含有cl-，so4^2-，na⁺，ca²⁺等可溶性无机盐离子和部分有机组分（若以nacl计，则总盐质量分数≥1%）。目前，工业高含盐废水主要集中在煤化工生产过程，包括煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气和煤制二甲醚等新型煤化工项目。高含盐废水具有盐浓度大且成分复杂、有机组分多且难降解的特点，常规的物化法和生化法难以取得理想的处理效果，且能耗较高。如果直接或者稀释外排，一方面造成了水资源浪费，另一方面会对环境造成恶劣影响。以反渗透为主的膜法脱盐技术水回收率仅为75%，还有25%的含盐量更高的浓缩液排放，且还存在膜污堵严重的问题。目前通过mvr蒸发结晶技术可以有效避免直接排放对外界环境造成的污染，但运行能耗高，处理每吨水约需耗电50kw·h。因此，有必要开发一种低能耗、高效率的处理技术，实现高含盐废水的经济高效处理。随着国家对废水处理和水资源利用的监督和问责机制，只做简单的达标排放已经不能满足现阶段资源利用和生态保护标准，高效、节约、“零排放”已经成为当今工业用水的趋势。

技术实现要素：

发明目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种高含盐废水零排放处理系统，通过多种处理工艺单元的集成，提高高盐浓水浓缩倍数，减少蒸发结晶处理浓水量，并对最终浓盐水蒸发处理，实现高盐废水的零排放，可以解决现有技术中高盐废水处理效果不佳，易对环境造成二次污染，运行能耗高及投入成本高的问题。

技术方案：本实用新型所述一种高含盐废水零排放处理系统，包括顺次设置并连通的气浮单元、双膜处理单元、高压反渗透单元、浓水蒸发单元以及结晶离心单元；外界高含盐废水经气浮单元处理后的气浮废水进入双膜处理单元进行过滤提纯，所述双膜处理单元处理后的滤后水送外界罐区回用，双膜处理单元浓水进高压反渗透单元进一步提浓，高压反渗透单元的高浓废水经浓水蒸发单元蒸发提浓后，送入结晶离心单元进行结晶离心处理。

优选地，所述气浮单元包括废水调节罐、气浮罐、污泥澄清罐、空气饱和罐以及气浮循环泵；所述废水调节罐的出口与气浮罐的进口连通，所述气浮罐底部设置有污泥出口，所述气浮罐的污泥出口与污泥澄清罐进口连通，所述污泥澄清罐的底部设置有清除污泥口，其侧面设置有出口，所述污泥澄清罐侧面出口与废水调节罐连通；所述气浮罐侧面设有气浮废水出口，所述气浮废水出口分别与双膜处理单元和气浮循环泵连通，所述气浮循环泵的出口与空气饱和罐连通，所述空气饱和罐侧面出口与气浮罐的进口连通；

外界含盐废水经废水调节罐调节后进入气浮罐，经气浮罐处理后的气浮废水部分进入双膜处理单元，部分以回流水形式经气浮循环泵送入空气饱和罐，形成饱和溶气水后循环回到气浮罐；所述气浮罐底部连接污泥澄清罐，用于定期收集气浮罐底部排出的污泥及顶部浮油；所述污泥澄清罐上清液返回废水调节罐，下部污泥送界外污泥处理系统；所述空气饱和罐与外界压缩空气管连接，使压缩空气进入空气饱和罐形成饱和溶气水。

优选地，所述外界压缩空气管压力为0.4~0.8mpa，所述外界含盐废水其悬浮物含量为500~8000mg/l；所述气浮罐单台运行能力为1m³/h~6000m³/h；所述气浮罐回流水量占气浮废水总量的质量分数为15%~60%。

优选地，所述双膜处理单元包括顺次连接的微滤预过滤器、微滤过滤系统、反渗透预过滤器、反渗透进料增压泵、反渗透过滤系统，所述微滤预过滤器与气浮罐连接；

经气浮单元处理后的气浮废水经微滤预过滤器、微滤过滤系统及反渗透预过滤器进行过滤除杂，以去除细小的悬浮物、细菌及硅，后经反渗透进料增压泵增压后进入反渗透过滤系统对含盐废水进行过滤提浓，滤后水送外界罐区回用，浓水进高压反渗透单元进一步提浓；所述微滤预过滤器用于脱除400μm以上的固体，所述微滤过滤系统可以自动反洗，也可手动启动反洗；所述微滤过滤系统膜组件型式包括中空纤维膜，过滤系统压力60kpa（g）~500kpa（g），水回收率大于90%，出水sdi≤3。

优选地，所述反渗透预过滤器为5μm滤芯；所述反渗透过滤系统包括一级反渗透或多级反渗透；膜组件型式采用卷式膜，过滤压力1.5~7mpa（g）；水回收率不低于75%；浓水tds不小于15000mg/l。

优选地，所述高压反渗透单元包括顺次连接的反渗透高压泵、高压反渗透过滤系统和浓水罐，所述反渗透高压泵与反渗透过滤系统连接；

所述双膜处理单元浓水经反渗透高压泵增压后进入高压反渗透过滤系统进一步提浓；提浓后的高浓废水进浓水罐后送下一单元处理，滤后水送罐区回用；所述高压反渗透过滤系统包括一级高压过滤或多级高压过滤，工作压力为8~12mpa；所述高压反渗透过滤系统膜组件型式包括蝶管式高压膜。

优选地，所述浓水蒸发单元包括浓水进料换热器、除氧器、盐水蒸发器、蒸汽凝液罐、凝液泵、蒸发循环泵、盐种循环器、高盐废液罐和空冷器；

所述浓水进料换热器与浓水罐连接，所述浓水进料换热器出口与除氧器进口连接，所述除氧器出口与盐水蒸发器连接，所述盐水蒸发器的底部出料口与蒸发循环泵进口连接，所述蒸发循环泵的出口与盐水蒸发器顶部进口连接，所述蒸发循环泵与盐水蒸发器连通线路上设有两分支分别与盐种循环器和高盐废液罐连接，所述盐种循环器的顶部出口与高盐废液罐连接，底部出口与蒸发循环泵与盐水蒸发器连通线路连接，所述盐水蒸发器侧面浓盐水蒸汽出口与空冷器进口连接，所述空冷器出口与浓水进料换热器连接；所述盐水蒸发器的底部侧面加热蒸汽凝液出口与蒸汽凝液罐连接，所述蒸汽凝液罐分别与凝液泵和盐水蒸发器顶部进口连接；

由浓水罐来的高浓废水进进料换热器经初步加热至接近沸腾温度后送入除氧器，除氧器采用蒸汽汽提以除去二氧化碳及其它挥发物；经调节、加热和除氧的料水进入盐水蒸发器进行加热蒸发，经蒸发提浓的盐水浆进入盐水蒸发器底部，通过蒸发循环泵连续循环到盐水蒸发器顶部垂直热交换管进行循环蒸发提浓，部分盐水浆采出进入高盐废液罐；盐种通过盐种循环器底部出料与循环盐水进行混合，盐种循环器顶部清水进入高盐废液罐；循环盐水中含有可防止结垢的足够量的盐种，通过盐种循环器保持盐水中适当浓度的盐种，在盐水蒸发器传热表面不结垢的情况下进行浓缩盐水；所述盐水蒸发器内浓盐水蒸发出的水蒸气经空冷器冷却后进入浓水进料换热器以加热浓水罐来的浓水；所述盐水蒸发器内加热蒸汽经与浓水换热后进入蒸汽凝液罐，凝液通过凝液泵外送，蒸汽循环回盐水蒸发器与外界来蒸汽混合后进入盐水蒸发器对盐水蒸发器内浓水进行持续蒸发。

优选地，所述盐水蒸发器为降膜蒸发器，加热方式包括外部蒸汽供给加热、蒸汽压缩再循环中的一种或两种组合。

优选地，所述高盐废液罐采出的高浓盐水经结晶离心单元结晶离心后，结晶盐送外界处理，母液返回浓水蒸发单元循环处理。

有益效果：（1）本实用新型通过将气浮单元、双膜处理单元、高压反渗透单元、浓水蒸发单元以及结晶离心单元这多种处理工艺单元的集成组合优化，使高浓含盐废水处理设备模块化，简易化，实现高盐废水的零排放，相对比现有技术而言，本实用新型具有处理高盐废水极佳，不易对环境造成二次污染、处理稳定性好的优点；

（2）本实用新型双膜处理单元中通过多级高低压膜浓缩可提高含盐浓水浓缩倍数，减少蒸发结晶处理的浓水量，具有低能耗、高处理效率的特点；

（3）本实用新型将气浮、双膜处理、高压反渗透等膜法耦合并与mvr盐水蒸发、离心结晶技术相结合，对各种废水进行分质深度处理，通过水资源的梯级利用，克服单一技术的缺点，取长补短，更好地发挥组合优势，可以高效经济的对高含盐废水进行处理和回收，具有显著的经济效益和社会效益；

（4）本实用新型在实际应用过程中，该系统可回收浓盐水中高达90%以上的水，可靠性高；系统允许进水水质有一定的负荷波动，对污水适应能力强。

附图说明

图1为本实用新型所述高含盐废水零排放处理系统的工艺流程图。

图中，1-气浮单元，2-双膜处理单元，3-高压反渗透单元，4-浓水蒸发单元，5-结晶离心单元，101-废水调节罐，102-气浮罐，103-污泥澄清罐，104-空气饱和罐，105-气浮循环泵，201-微滤预过滤器，202-微滤过滤系统，203-反渗透预过滤器，204-反渗透进料增压泵，205-反渗透过滤系统，301-反渗透高压泵，302-高压反渗透过滤系统，303-浓水罐，401-浓水进料换热器，402-除氧器，403-盐水蒸发器，404-蒸汽凝液罐，405-凝液泵，406-蒸发循环泵，407-盐种循环器，408-高盐废液罐，409-空冷器。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种高含盐废水零排放处理系统，包括顺次设置并连通的气浮单元1、双膜处理单元2、高压反渗透单元3、浓水蒸发单元4以及结晶离心单元5；外界高含盐废水经气浮单元1处理后的气浮废水进入双膜处理单元2进行过滤提纯，双膜处理单元2处理后的滤后水送外界罐区回用，双膜处理单元浓水进高压反渗透单元3进一步提浓，高压反渗透单元3的高浓废水经浓水蒸发单元4蒸发提浓后，送入结晶离心单元5进行结晶离心处理。

气浮单元1包括废水调节罐101、气浮罐102、污泥澄清罐103、空气饱和罐104以及气浮循环泵105；废水调节罐101的出口与气浮罐102的进口连通，气浮罐102底部设置有污泥出口，气浮罐102的污泥出口与污泥澄清罐103进口连通，污泥澄清罐103的底部设置有清除污泥口，其侧面设置有出口，污泥澄清罐103侧面出口与废水调节罐101连通；气浮罐102侧面设有气浮废水出口，气浮废水出口分别与双膜处理单元2和气浮循环泵105连通，气浮循环泵105的出口与空气饱和罐104连通，空气饱和罐104侧面出口与气浮罐102的进口连通；

双膜处理单元2包括顺次连接的微滤预过滤器201、微滤过滤系统202、反渗透预过滤器203、反渗透进料增压泵204、反渗透过滤系统205，微滤预过滤器201与气浮罐102连接；

高压反渗透单元3包括顺次连接的反渗透高压泵301、高压反渗透过滤系统302和浓水罐303，反渗透高压泵301与反渗透过滤系统205连接；

浓水蒸发单元4包括浓水进料换热器401、除氧器402、盐水蒸发器403、蒸汽凝液罐404、凝液泵405、蒸发循环泵406、盐种循环器407、高盐废液罐408和空冷器409；浓水进料换热器401与浓水罐303连接，浓水进料换热器401出口与除氧器402进口连接，除氧器402出口与盐水蒸发器403连接，盐水蒸发器403的底部出料口与蒸发循环泵406进口连接，蒸发循环泵406的出口与盐水蒸发器403顶部进口连接，蒸发循环泵406与盐水蒸发器403连通线路上设有两分支分别与盐种循环器407和高盐废液罐408连接，盐种循环器407的顶部出口与高盐废液罐408连接，底部出口与蒸发循环泵406与盐水蒸发器403连通线路连接，盐水蒸发器403侧面浓盐水蒸汽出口与空冷器409进口连接，空冷器409出口与浓水进料换热器401连接；盐水蒸发器403的底部侧面加热蒸汽凝液出口与蒸汽凝液罐404连接，蒸汽凝液罐404分别与凝液泵405和盐水蒸发器403顶部进口连接。

本实用新型的工作原理为：

外界含盐废水经废水调节罐101调节后进入气浮罐102，经气浮罐102处理后的气浮废水部分进入双膜处理单元2，部分以回流水形式经气浮循环泵105送入空气饱和罐104，形成饱和溶气水后循环回到气浮罐102；气浮罐102底部连接污泥澄清罐103，用于定期收集气浮罐102底部排出的污泥及顶部浮油；污泥澄清罐103上清液返回废水调节罐101，下部污泥送界外污泥处理系统；空气饱和罐104与外界压缩空气管连接，使压缩空气进入空气饱和罐104形成饱和溶气水；外界压缩空气管压力为0.4~0.8mpa，外界含盐废水其悬浮物含量为500~8000mg/l；气浮罐102单台运行能力为1m³/h~6000m³/h；气浮罐102回流水量占气浮废水总量的质量分数为15%~60%；

经气浮单元1处理后的气浮废水经微滤预过滤器201、微滤过滤系统202及反渗透预过滤器203进行过滤除杂，以去除细小的悬浮物、细菌及硅，后经反渗透进料增压泵204增压后进入反渗透过滤系统205对含盐废水进行过滤提浓，滤后水送外界罐区回用，浓水进高压反渗透单元3进一步提浓；微滤预过滤器201用于脱除400μm以上的固体，微滤过滤系统202可以自动反洗，也可手动启动反洗；微滤过滤系统202膜组件型式包括但不限于中空纤维膜，过滤系统压力60kpa（g）~500kpa（g），水回收率大于90%，出水sdi≤3；反渗透预过滤器203优选5μm滤芯；反渗透过滤系统205包括一级反渗透或多级反渗透；膜组件型式采用卷式膜，过滤压力1.5~7mpa（g）；水回收率不低于75%；浓水tds不小于15000mg/l；双膜处理单元2浓水经反渗透高压泵301增压后进入高压反渗透过滤系统302进一步提浓；提浓后的高浓废水进浓水罐303后送下一单元处理，滤后水送罐区回用；高压反渗透过滤系统302包括一级高压过滤或多级高压过滤，工作压力为8~12mpa；高压反渗透过滤系统302膜组件型式包括但不限于蝶管式高压膜；

由浓水罐303来的高浓废水进进料换热器经初步加热至接近沸腾温度后送入除氧器402，除氧器402采用蒸汽汽提以除去二氧化碳及其它挥发物；经调节、加热和除氧的料水进入盐水蒸发器403进行加热蒸发，经蒸发提浓的盐水浆进入盐水蒸发器403底部，通过蒸发循环泵406连续循环到盐水蒸发器403顶部垂直热交换管进行循环蒸发提浓，部分盐水浆采出进入高盐废液罐408；盐种通过盐种循环器407底部出料与循环盐水进行混合，盐种循环器407顶部清水进入高盐废液罐408；循环盐水中含有可防止结垢的足够量的盐种，通过盐种循环器407保持盐水中适当浓度的盐种，在盐水蒸发器403传热表面不结垢的情况下进行浓缩盐水；浓水蒸发单元4水的回收率不低于90%，盐水蒸发器403内浓盐水蒸发出的水蒸气经空冷器409冷却后进入浓水进料换热器401以加热浓水罐303来的浓水；盐水蒸发器403内加热蒸汽经与浓水换热后进入蒸汽凝液罐404，凝液通过凝液泵405外送，蒸汽循环回盐水蒸发器403与外界来蒸汽混合后进入盐水蒸发器403对盐水蒸发器403内浓水进行持续蒸发；盐水蒸发器403为降膜蒸发器，加热方式包括外部蒸汽供给加热、蒸汽压缩再循环中的一种或两种组合；

高盐废液罐408采出的高浓盐水经结晶离心单元5结晶离心后，结晶盐送外界处理，母液返回浓水蒸发单元4循环处理。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。