一种浓盐水深度净化装置的制作方法

本实用新型涉及含盐废水资源净化利用领域，特别涉及一种高浓度含盐废水中盐分与有机物分离的净化装置。

背景技术：

随着经济不断发展，人们对美好的生活环境提出了更高的要求。由于我国的能源结构和水资源呈现“逆向分布”的特点，在煤炭、石油资源丰富的西北地区，存在水资源紧缺、水污染严重、水环境容量低等问题，因此在诸如煤化工、医药、燃煤电厂等“高耗水，高能耗”的工业领域对生产废水实行深度回用是十分必要的。

在中水回用过程中，通过浓缩产生的高浓度含盐废水，既含有氯盐、硫酸盐、硝酸盐等可资源化再利用的盐类，又含有成分复杂、难处理的有机污染物。近年来随着“零排放”技术的不断发展，涌现出诸如热法和膜法分离技术，热法分离技术受制于一次性投资成本大、能耗高、系统耐冲击性弱、系统维护困难等，很难广泛应用，逐渐失去竞争力，而膜法分离技术以其低能耗，易操作，高性价比的优异性能越来越受到重视。

目前，常用纳滤膜进行膜法分盐。如中国发明专利申请号为201710865775.9揭示了一种组合纳滤分盐工艺，该工艺针对的浓盐水tds≤40000mg/l，cod＜500mg/l。

对这类低tds的浓盐水进行盐分回收时，一方面导致纳滤膜系统设计规模较大，使用膜数量较多，增加了建设投资成本，另一方面，纳滤分盐的产水盐含量不高，仍需后续增加浓缩单元，增大了蒸发结晶系统负荷，增加了能耗和投资运营成本。为了增加产水回用率，减小分盐系统规模和投资运行成本，有必要对高盐、高有机物含量的浓盐水进行物料分离，去除有机物，回收其中的盐分。

技术实现要素：

有鉴于此，针对现有装置存在的问题，本申请提出一种分离高浓度含盐废水中盐分和有机物的净化装置及其处理工艺，以去除浓盐水中的有机物，回收其中的盐分。

为实现上述目的，本申请采用如下方案，

一种浓盐水深度净化装置,其特征在于，包含

有机分离组件、其具有至少一组有机分离膜组件，所述有机分离膜组件具有进水口，第一出水口、第二出水口，所述进水口通过管道连接至原水箱，用以流入待分离的水，所述第一出水口通过管道连接至第一浓水池，所述第二出水口通过管道连接至分盐组件的分盐进水口，

所述分盐组件还包含，分盐第一出水口、其连接第二浓水池，分盐第二出水口、其连接产水池，

其中，所述浓盐水深度净化装置运行时，待处理的水流入有机分离组件经所述有机分离组件分离的浓水通过第一出水口通过管道连接至第一浓水池，产水通过所述第二出水口流入分盐组件，经所述分盐处理后的浓水通过分盐第一出水口流入第二浓水池，产水通过分盐第二出水口流入产水池。

优选的，该有机分离组件，第一有机分离膜组件、第二有机分离膜组件、第三有机分离膜组件，所述第一有机分离膜组件的进水端连接进水口，所述第一有机分离膜组件的第一出水口连接第二有机分离膜组件的进水口、所述第一有机分离膜组件的第二出水口连接第一中间水箱，第二有机分离膜组件的第一出水口连接第三有机分离膜组件的进水口、第二有机分离膜组件的第二出水口连接第一中间水箱，

第三有机分离膜组件的第一出水口连接第一浓水池、第三有机分离膜组件的第二出水口连接第一中间水箱，

经所述有机分离组件处理后的浓水流入第一浓水池，产水流入第一中间水箱。

优选的，该分盐组件包含串联连接的一级分盐组件、二级分盐组件，所述一级分盐组件通过管道及液体泵连接二级分盐组件；

所述一级分盐组件包含第一分水进水口、第一产水出水口、第一浓水出水口，

所述二级分盐组件包含第二分水进水口、第二产水出水口、第二浓水出水口，

第一产水出水口通过管道连接二级分盐组件的第二分水进水口，第一浓水出水口及第二浓水出水口分别通过管道连接、第二浓水池，

经所述一级分盐组件处理后的浓水通过其第一浓水出水口流入第二浓水池，产水通过其第一产水出水口流入二级分盐组件，二级分盐组件处理后的产水通过其第二产水出口流入产水池、浓水通过其第二浓水出水口流入第二浓水池。

优选的，该一级分盐组件、所述二级分盐组件分别配置有至少一盐膜组件，所述盐膜组件包含至少有一组膜元件，所述组膜元件的压力等级≤8.0mpa，膜元件的材料选自聚酰胺类、聚砜类、醋酸纤维素类中一种或其组合。

优选的，该一级分盐组件包含第一分盐膜组件、第二分盐膜组件，其中，

第一分盐膜组件的进水端通过管道连接第一中间水箱、第一分盐膜组件的第一出水端连接第二分盐膜组件的进水端、第一分盐膜组件的第二出水端连接第二浓水池，

第二分盐膜组件的第一出水端连接第二中间水箱、第二分盐膜组件的第二出水端连接第二浓水池，

其中，第一分盐膜组件将第一中间水箱流入的水处理后的浓水流入第二浓水池，产水流入第二分盐膜组件，经过第二分盐膜组件处理后的浓水流入第二浓水池，产水流入第二中间水箱。

优选的，该二级分盐组件包含第三分盐膜组件、第四分盐膜组件、第五分盐膜组件，

第三分盐膜组件的进水端通过管道连接第二中间水箱、第三分盐膜组件的第一出水端连接第四分盐膜组件的进水端、第三分盐膜组件的第二出水端连接第二浓水池，

第四分盐膜组件的第一出水端连接第五分盐膜组件的进水端、第四分盐膜组件的第二出水端连接第二浓水池、

第五分盐膜组件的第一出水端连接产水池、第五分盐膜组件的第二出水端连接第二浓水池；

其中，第三分盐膜组件将第二中间水箱流入的水处理后的浓水流入第二浓水池，产水流入第四分盐膜组件，经过第四分盐膜组件处理后的浓水流入第二浓水池，产水流入第五分盐膜组件，经过第五分盐膜组件处理后的浓水流入第二浓水池，产水流入产水池。

优选的，该有机分离膜组件至少包含有一组用以对有机物(codcr计)截留的膜元件。

优选的，该膜元件包含卷式膜，其压力等级≤4.0mpa、膜材料选自纤维素酯类、聚砜类、聚烯烃类、聚酰胺类中的一种或其组合。

优选的，原水箱内调节后的水ph值介于5.0～8.0。这样经过调整至预设范围内ph值的水，有利于进一步的处理。

优选的，原水箱内投加阻垢剂的量介于3～6mg/l(阻垢剂与流入的水的比)。

有益效果

相对于现有技术，本申请实施方式具有如下优点:

1)，本申请采用全膜法，处理含高浓度盐分和有机物的废水，一方面有利于增加回用水单元的回用率，减少膜分盐段处理规模，节约投资和运行成本；另一方面减小后续蒸发结晶的处理量，缩减杂盐量，降低处理成本。

2)，高效分离废水中的盐分和有机物实现，总盐回收率≥80％，有机物截留率≥70％，得到的产水中氯离子和硫酸根质量浓度之比为：cl-:so42-≥60:1，codcr≤200mg/l。

3)，本申请采用先去除有机物，再高精度分盐的技术路线，基于膜元件实现高盐高有机物含量废水的资源化利用。

附图说明

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。

图1a、图1b为本申请实施例的处理流程示意图；

图2为本申请实施例的净化装置的构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。术语解释，本实施方式中会提及tds(totaldissolvedsolids)，是指溶解性总固体，又称总含盐量，包括无机物和有机物两者的含量。cod(chemicaloxygendemand)是指化学需氧量是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。废水、废水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。

本申请提供了一种高浓度含盐废水中盐分与有机物分离的净化装置及处理工艺。一种浓盐水深度净化装置,其特征在于，包含有机分离组件、其具有至少一组有机分离膜组件，所述有机分离膜组件具有进水口，第一出水口、第二出水口，所述进水口通过管道连接至原水箱，用以流入待分离的水，所述第一出水口通过管道连接至第一浓水池，所述第二出水口通过管道连接至分盐组件的分盐进水口，所述分盐组件还包含，分盐第一出水口、其连接第二浓水池，分盐第二出水口、其连接产水池，其中，所述浓盐水深度净化装置运行时，待处理的水流入有机分离组件经所述有机分离组件分离的浓水通过第一出水口通过管道连接至第一浓水池，产水通过所述第二出水口流入分盐组件，经所述分盐处理后的浓水通过分盐第一出水口流入第二浓水池，产水通过分盐第二出水口流入产水池。该净化装置含有机分离装置、包含至少一个有机分离组件经其处理的浓水流入第一浓水出，产水流入分盐组件，经该分盐组件处理的浓水流入第二浓水池，产水流入产水池。该实施方式中，分盐组件包含一级分盐装置、二级分盐装置(此时装置也称组件)，各装置间经管道及液体泵连接，该有机分离装置，以分离经将原水箱处理过的水，进行有机物分离，经其分离的产水流入一级分盐装置，经过一级分盐装置处理后的产水流入二级分盐装置进行二次分离。该实施方式针对tds在50000mg/l～150000mg/l，codcr＝500mg/l～2000mg/l的高浓度高有机物含量的废水，该实施方式减小膜系统投资规模，减少膜组件使用量和维护费用，而且降低了有机物对膜的污染，提高了产品盐的质量，增加了总盐回收率。

接下来结合附图详细的阐述本申请提出的实施方式。

如图1a、图1b所示为本申请实施例提出的处理工艺的流程示意图，其处理包含如下步骤：

s1.将待处理的高浓度含盐废水输送至原水箱，

s2.调节原水箱的ph值，调节至ph值介于5.0～8.0，

s3.向该原水箱内加入一定比例的阻垢剂，出水输送至有机分离单元；

s4.经有机分离单元处理，产生的浓水、产水，浓水输送至第一浓水池，产水输送至一级分盐单元；

s5.经一级分盐单元处理后，产生浓水、产水，浓水输送至第二浓水池，产水输送至二级分盐单元；

s6.经二级分盐单元处理后，产生浓水、产水，浓水输送至第二浓水池，产水输送至产水池。本实施例较佳的，应用于待处理的高浓度废水中主要含有硫酸盐和氯盐，具有如下特征：tds＝50000～150000mg/l，so4^2-＝15000～40000mg/l，cl^-＝20000～70000mg/l，codcr＝500mg/l～2000mg/l，总硬度(以caco3计)≤5mg/l，总碱度(以caco3计)≤10mg/l，总硅(以sio2计)≤20mg/l。经过有机分离单元处理后，回收率为80％～95％。经过一级分盐单元的回收率为60％～80％。经过二级分盐单元的回收率为80％～95％。通过本申请实施方式的处理工艺，系统总盐回收率≥80％，第二浓水池2中的第二浓水，主要含有硫酸盐以及少量氯盐和有机物，硫酸根和氯离子质量浓度之比为so4^2-:cl^-≥2:1，codcr≤2000mg/l。可通过冷冻结晶/熔融结晶以获得高浓度的硫酸盐，其产生的母液可回到系统原水中进行处理，产水可直接进行蒸发结晶生产氯盐。第一浓水池1中的第一浓水主要含有机物，其有机物含量(以codcr计)占原水中总有机物含量(以codcr计)的50％～90％。产水池中主要含氯盐，氯离子和硫酸根质量浓度之比为cl^-:so4^2-≥60:1，codcr≤200mg/l。s2中.调节原水箱的ph值，以(降低碳酸盐硬度结垢倾向。s3.向该原水箱内加入一定比例的阻垢剂，较佳的选取3-6mg/l。

接下来结合图2来描述本申请的净化装置，

如图2所示，该净化装置(也称净化设备)包含有机分离装置、一级分盐装置和二级分盐装置，各装置间经管道及液体泵连接。其中，

有机分离装置：原水箱101的出水口经管道和第一提升泵102与第一过滤器104连接，第一过滤器104的出水口经管道和第一高压泵105与有机分离单元的第一有机分离膜组件107的进水口连接，第一阻垢剂投加装置103经管道与进水管道连接，第一膜清洗装置106的进出水口经管道分别与有机分离装置的清洗进出水口连接，第一有机分离膜组件107的浓水经管道与第二有机分离膜组件108的进水口连接，一段有机分离膜组件201的产水口经管道与中间水箱201的进水口连接，第二有机分离膜组件108的浓水口经管道与第三有机分离膜组件109的进水口连接，产水口经管道与中间水箱201的进水口连接，第三有机分离膜组件109的浓水口经管道与第一浓水池110的进水口连接，产水经管道与中间水箱201的进水口连接。

一级分盐装置：中间水箱201的出水口经管道和第二提升泵202与第二过滤器204连接，第二过滤器204的出水口经管道和第二高压泵205与一级分盐单元的第一分盐膜组件207的进水口连接，第二阻垢剂投加装置203的出水口经管道与一级分盐装置进水口连接，膜清洗装置206的进出水口经管道分别与一级分盐装置的清洗进出水口连接，第一分盐膜组件207的浓水经管道与第二分盐膜组件208的进水口连接，第一分盐膜组件207的产水口经管道与第二中间水箱301的进水口连接，第二分盐膜组件208的浓水口经管道与第二浓水池209的进水口连接，第二分盐膜组件208产水口经管道与第二中间水箱301的进水口连接；

二级分盐装置：第二中间水箱301的出水经管道和第三提升泵302与第三过滤器304连接，第三过滤器304的出水口经管道和第三高压泵305与二级分盐单元的第三分盐膜组件307的进水口连接，第三阻垢剂投加装置303出水口经管道与二级分盐装置进水口连接，第三膜清洗装置306的进出水口经管道分别与二级分盐装置的清洗进出水口连接，第三分盐膜组件307的浓水经管道与二级第四分盐膜组件308的进水口连接，第三分盐膜组件307的产水口经管道与产水池310连接，第四分盐膜组件308的浓水口经管道与第五分盐膜组件309的进水口连接，第五分盐膜组件309的浓水口经管道与第二浓水池209连接，第五分盐膜组件309的产水口经管道与第二产水池210连接。

在一实施方式中的，有机分离装置中含有三段有机分离膜组件(即第一/第二/第三有机分离膜组件)，每一段有机分离膜组件中至少有一组膜元件，有机分离膜元件对有机物(以codcr计)的截留率为50％～90％，对硫酸根的截留率为10％～50％。较佳的，该膜元件为卷式膜，压力等级≤4.0mpa，进一步的，膜材料种类包括，纤维素酯类、聚砜类、聚烯烃类、聚酰胺类等中的一种或其组合。该有机分离装置的回收率为80％～95％。

在一实施方式中的，该一级分盐装置中含有两段分盐膜组件(即第一/第二分盐膜组件)，每一段分盐膜组件中至少有一组膜元件，分盐膜元件对硫酸根的截留率为95％～99％，对氯离子截留率为-10％(较佳的，氯离子截留率为-5％)～10％，对有机物(以codcr计)的截留率为30％～90％，所用的膜元件为卷式膜，压力等级≤8.0mpa，可用的材料种类包括，聚酰胺类、聚砜类、醋酸纤维素类等。在其他的实施方式中，一级分盐装置中含有多段分盐膜组件，具体视应用场所而定。该一级分盐单元的回收率为50％～90％。

在一实施方式中的，该二级分盐装置中含有三段分盐膜组件(即第三/第四/第五分盐膜组件)，每一段分盐膜组件中至少有一组膜元件，分盐膜元件对硫酸根的截留率90％～99％，对氯离子截留率-5％～10％，对有机物(以codcr计)的截留率为30％～80％。所用的膜元件为卷式膜，压力等级≤8.0mpa，可用的材料种类包括，聚酰胺类、聚砜类、醋酸纤维素类等。在其他的实施方式中，二级分盐装置中含有多段分盐膜组件，具体视应用场所而定。二级分盐装置回收率为80％～95％。

本申请实施方式可应用于申请号为201910382214.2的中国发明专利中的硫酸钠结晶母液的深度处理段，可去除结晶母液中的高浓度有机物，深度回收其中的盐分。

接下来，结合具体实施例来描述上述的净化装置及处理工艺，

在一实施方式中，采用某煤制烯烃化工企业废水，经深度回用后，其浓盐水主要的水质情况如下：q＝35m³/h，tds＝158769mg/l，so4^2-＝22560.3mg/l，cl^-＝71140mg/l，codcr＝2050mg/l。

采用上述的处理工艺步骤如下：

a.将高浓度含盐废水输送至原水箱，调节ph在5.0～8.0，加入适量阻垢剂，经保安过滤器和高压泵后，输送至有机分离单元，有机分离单元设置三段分离膜组件，回收率为90％；即上述的s1-s3步骤，

b.经有机分离单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至中间水箱1，浓水输送至浓水池1；即上述的s4步骤

c.中间水箱1出水经管道和高压泵输送至一级分盐单元，一级分盐单元设置两段分盐膜组件，回收率为60％；

d.经一级分盐单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至中间水箱2，浓水输送至浓水池2；即上述的s5步骤

e.中间水箱2出水经管道和高压泵输送至二级分盐单元，二级分盐单元设置三段分盐膜组件，回收率为90％；

f.经二级分盐单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至产水池，浓水输送至浓水池2。即上述的s6步骤，

经上述工艺处理后，所得的产水codcr＝159.2mg/l，so4^2-＝85mg/l，cl^-＝75912mg/l，可直接进行蒸发结晶制备高纯度氯盐，浓水可用于制备硫酸盐，总盐回收率为86.2％，总有机物去除率为71.4％，实现浓盐水中有机物和盐分的高效分离，以及盐分的充分利用。

在一实施方式中，采用某燃煤电厂的浓盐水水质水量数据为：tds＝81530mg/l，so4^2-＝31350mg/l，cl^-＝21200mg/l，codcr＝1250mg/l。

本实施例的处理工艺步骤如下：

a.将高浓度含盐废水输送至原水箱，调节ph在5.0～8.0，加入适量阻垢剂，经保安过滤器和高压泵后，输送至有机分离单元，有机分离单元设置三段分离膜组件，回收率为85％；

b.经有机分离单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至中间水箱1，浓水输送至浓水池1；

c.中间水箱1出水经管道和高压泵输送至一级分盐单元，一级分盐单元设置两段分盐膜组件，回收率为70％；

d.经一级分盐单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至中间水箱2，浓水输送至浓水池2；

e.中间水箱2出水经管道和高压泵输送至二级分盐单元，二级分盐单元设置两段分盐膜组件，回收率为90％；

f.经二级分盐单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至产水池，浓水输送至浓水池2。

经上述工艺处理后，所得的产水codcr＝72.4mg/l，so4^2-＝95mg/l，cl^-＝22853mg/l，可直接进行蒸发结晶制备高纯度氯盐，浓水中可用于制备硫酸盐，总盐回收率为81.25％，总有机物去除率为77.4％。

在一实施方式中，采用某精细化工企业产生的高浓度含盐废水水质情况如下，tds＝83210mg/l，so4^2-＝12452mg/l，cl^-＝38650mg/l，codcr＝2200mg/l。

本实施例的处理工艺步骤如下：

a.将高浓度含盐废水输送至原水箱，调节ph在5.0～8.0，加入适量阻垢剂，经保安过滤器和高压泵后，输送至有机分离单元，有机分离单元设置三段分离膜组件，回收率为95％；

b.经有机分离单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至中间水箱1，浓水输送至浓水池1；

c.中间水箱1出水经管道和高压泵输送至一级分盐单元，一级分盐单元设置两段分盐膜组件，回收率为80％；

d.经一级分盐单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至中间水箱2，浓水输送至浓水池2；

e.中间水箱2出水经管道和高压泵输送至二级分盐单元，二级分盐单元设置两段分盐膜组件，回收率为90％；

f.经二级分盐单元分离后，产生一股浓水和一股产水，产水输送至产水池，浓水输送至浓水池2。

经上述工艺处理后，所得的产水codcr＝107.6mg/l，so4^2-＝55.4mg/l，cl^-＝35811.8mg/l，可直接进行蒸发结晶制备高纯度氯盐，浓水中可用于制备硫酸盐，总盐回收率为87.2％，总有机物去除率为81％。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。