高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统及其方法与流程

本技术涉及水处理，特别是涉及一种高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统及其方法。

背景技术：

1、目前，高盐水工业废水分盐零排放处理工艺主要有热法分盐、冷热法分盐及纳滤与冷热法并用分盐三类，分盐后系统产出的产品主要是氯化钠、硫酸钠和回用水。

2、热法分盐工艺主要是通过预处理系统，将高盐水中的硬度、碱度、二氧化硅、cod等杂质去除，然后进入蒸发结晶系统，利用硫酸钠、氯化钠共饱和时的相图原理，在不同的温度下实现对氯化钠和硫酸钠的分步结晶，从而实现分盐。热法分盐具有工艺流程短、投资低的优点。但热法分盐受进水水质波动及cod等杂质的影响非常大，系统运行及其不稳定，产品盐纯度和产量都很低；同时氯化钠和硫酸钠的分离结晶区非常接近，需要精确控制才能实现分盐，而在实际工程运行中很难精确控制，造成杂盐量很高甚至不能实现分盐功能。

3、冷热法分盐技术是在热法分盐的基础上增加了冷冻结晶，将硫酸钠通过冷冻的方式产出十水芒硝，然后再通过熔融结晶将十水芒硝制备成硫酸钠，而氯化钠还是以热法蒸发结晶的方式进行分盐结晶。与热法结晶相比，冷热法结晶产品盐纯度高，杂盐率较低，受水质波动影响较小，但同样存在cod对蒸发结晶过程及氯化钠结晶盐产量影响严重。蒸发结晶过程需要精确控制，操作难度大。

4、纳滤+冷热法并用分盐是目前市场上比较认可的分盐零排放技术，首先通过纳滤膜对高盐水进行第一次分盐，纳滤产水水质优良，是比较纯净的氯化钠溶液，通过热法结晶出氯化钠，纳滤浓水通过冷冻结晶出芒硝，再通过熔融结晶出硫酸钠。该方法具有结晶盐纯度高、资源化率高，系统运行稳定等特点。但该方法也存在系统会受进水cod影响，冷冻母液水质差，冷冻母液中剩余的氯化钠和硫酸钠无法回收利用，出现有机物富集等现象。

5、以上市场中常用的分盐技术最终都是通过蒸发结晶或冷冻结晶的方式将氯离子形成氯化钠结晶盐，硫酸根离子形成硫酸钠结晶盐，作为工业盐回收利用。在分盐结晶过程中均存在工艺流程长，设备投资大，能耗高等缺点；同时，在分盐结晶前，需去除废水中的硬度、碱度、二氧化硅、氟化物等结垢性离子。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统。本发明的高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统能够同步实现高含盐废水中硬度、碱度、二氧化硅、氟化物、硫酸根等常见结垢性离子的高效去除，工艺流程短，药剂反应效率高，设备使用量少，缩短工艺流程，设备投资大幅下降。

2、本技术一实施例提供了一种高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统。

3、一种高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统，包括调节池、一级高密池、二级高密池、砂滤装置、超滤系统、纳滤系统、离子交换装置、氯化钠蒸发结晶系统以及母液干化系统；所述调节池、所述一级高密池、所述二级高密池、所述砂滤装置、所述超滤系统、所述纳滤系统、所述离子交换装置、所述氯化钠蒸发结晶系统以及所述母液干化系统依次顺序连接；其中，所述调节池用于对高浓盐水进行均质均量处理，所述一级高密池用于去除高浓盐水中的碱度、镁离子、钙离子、硫酸根离子，所述二级高密池用于对来自所述一级高密池的产水中的钙离子进行深度去除，所述二级高密池还用于将所述二级高密池的产水ph值调至中性；所述砂滤装置用于过滤去除沉淀难以去除的细小颗粒物；所述超滤系统用于对来自所述砂滤装置的出水进行精密过滤；所述纳滤系统用于对来自所述超滤系统的超滤产水进行硫酸根的截留；所述离子交换装置用于对来自所述纳滤系统的纳滤产水中残留的硬度进行完全去除；所述氯化钠蒸发结晶系统通过蒸发结晶产出氯化钠工业盐，实现资源化循环利用；所述母液干化系统用于干化来自所述氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发母液以产出杂盐。

4、在其中一些实施例中，所述砂滤装置还与所述调节池连接，以实现所述砂滤装置内的反洗废水回流至所述调节池内。

5、在其中一些实施例中，所述超滤系统还与所述调节池连接，以实现所述超滤系统内的反洗废水回流至所述调节池内。

6、在其中一些实施例中，所述一级高密池包括第一反应池、第二反应池以及混凝池，其中，所述第一反应池通过中投加偏铝酸钠进行除硅反应，所述第一反应池中的废水进入所述第二反应池；所述第二反应池中通过投加石灰、氯化铝调节反应ph值至10.5~11.5以对废水中的碱度、镁离子、钙离子、硫酸根离子进行反应去除；所述混凝池通过投加絮凝剂将所述第一反应池中与所述第二反应池中形成的细小颗粒絮凝，形成大颗粒后进入沉淀区沉淀去除。

7、在其中一些实施例中，所述一级高密池产水进入二级高密池，在二级高密池中投加碳酸钠、混凝剂、絮凝剂，对废水中的钙离子进行深度去除，在二级高密池后混池中投加硫酸，将二级高密池产水ph调至中性。

8、在其中一些实施例中，所述砂滤装置为石英砂过滤器，所述砂滤装置的产水浊度小于5ntu。

9、在其中一些实施例中，所述超滤系统的超滤膜能够精密去除来自所述砂滤装置的出水中的胶体、悬浮物细小杂质，所述超滤系统的超滤产水sdi小于3。

10、在其中一些实施例中，所述纳滤系统还连接于所述调节池，以实现所述纳滤系统的浓水回流至所述调节池内，与原水混合后一同进入所述一级高密池，进一步去除废水中的硫酸根和钙离子。

11、在其中一些实施例中，所述离子交换装置的离子交换树脂采用螯合树脂；

12、和/或，所述离子交换装置还连接于所述调节池，以实现所述离子交换装置的再生废液回流至所述调节池内进行回收处理。

13、在其中一些实施例中，所述高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统还包括污泥脱水系统，所述污泥脱水系统连接于所述一级高密池，以用于对来自所述一级高密池的沉淀进行脱水处理。

14、在其中一些实施例中，所述一级高密池的第一反应池停留时间不小于30min，所述一级高密池的第二反应池停留时间不小于30min；所述二级高密池的第一反应池停留时间不小于20min，所述二级高密池的第二反应池停留时间不小于20min。

15、本技术一实施例还提供了一种高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐方法。

16、一种高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐方法，使用所述高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统，包括如下步骤：

17、（1）控制所述调节池对高浓盐水进行均质均量处理；

18、（2）控制一级高密池去除来自所述调节池的高浓盐水中的碱度、镁离子、钙离子、硫酸根离子；

19、（3）向所述二级高密池投加碳酸钠、混凝剂、絮凝剂以对来自所述一级高密池的产水中的钙离子进行深度去除，所述二级高密池还通过投加硫酸将所述二级高密池的产水ph值调至中性；

20、（4）控制好所述砂滤装置过滤来自所述二级高密池产水，以去除沉淀难以去除的细小颗粒物；

21、（5）控制所述超滤系统对来自所述砂滤装置的出水进行精密过滤；

22、（6）控制所述纳滤系统对来自所述超滤系统的超滤产水进行硫酸根的截留；

23、（7）控制所述离子交换装置对来自所述纳滤系统的纳滤产水中残留的硬度进行完全去除；

24、（8）控制所述氯化钠蒸发结晶系统通过蒸发结晶产出氯化钠工业盐，实现资源化循环利用；以及

25、（9）控制所述母液干化系统干化来自所述氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发母液以产出杂盐。

26、在其中一些实施例中，高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐方法还包括如下步骤的至少一种：

27、（1）所述砂滤装置内的反洗废水回流至所述调节池内；

28、（2）所述超滤系统内的反洗废水回流至所述调节池内；

29、（3）所述纳滤系统的浓水回流至所述调节池内，与原水混合后一同进入所述一级高密池，进一步去除废水中的硫酸根和钙离子；

30、（4）所述离子交换装置的再生废液回流至所述调节池内进行回收处理。

31、上述高浓盐水同步软化除氟除硅耦合沉淀分盐系统所要处理的高浓盐水主要来源于生产过程中的煤气洗涤废水、循环水系统排水、化学水站排水等，其特点是含盐量高、硬度高、成分复杂、含有难降解的有机物、水质波动幅度较大，不仅要求高含盐废水发到零排放，还需进一步将废水中的无机盐分离出来，作为再生资源进行回收利用。本技术采用药剂的协同反应，在一级高密池、二级高密池中同步实现高含盐废水中硬度、碱度、二氧化硅、氟化物、硫酸根等常见结垢性离子的高效去除，工艺流程短、药剂反应效率高，设备使用量少。本技术充分利用高含盐废水中的钙离子和硫酸根离子，在其他药剂的协同反应下，促进原水中钙离子和硫酸根离子的沉淀反应，在实现钙离子、硫酸根离子同步去除的条件下，最大限度的节省了外加药剂的消耗量；进一步地，本技术通过沉淀法将浓盐水中的硫酸根沉淀去除，经过一级高密池、二级高密池反应后高浓盐水中基本不含硫酸钠而是以氯化钠为主，同时通过纳滤系统对废水中残留的二价离子（如钙离子、镁离子、硫酸根离子等）进行截留，使得进入蒸发结晶工段的废水中仅含氯化钠而不含硫酸钠，即在后续的蒸发结晶工段，仅需设置氯化钠蒸发结晶系统，而不需要设置硫酸钠蒸发或者冷冻系统，大大缩短工艺流程，减少设备投入，设备投资大幅下降。