浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备的制造方法
【专利摘要】一种浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，设备包括：预处理工段、膜浓缩工段二部分，经过氧化、浓缩、软化微滤、阳离子交换、淡化反渗透、浓缩电渗析、分质结晶的步骤处理达到环保要求。其特征在于所述预处理工段中贮存调节池、高级氧化装置、反应浓缩槽、软化微滤装置、中间水池、污泥脱水单元经管道连接而成。所述膜浓缩工段中阳离子交换装置、阳离子交换出水槽、保安过滤器、浓盐水淡化反渗透装置、反渗透浓水槽、保安过滤器、浓缩电渗析装置、回用水槽、分质结晶装置经管道连接而成。本实用新型的优点是通过多种浓缩工艺的组合，有效提高设备处理浓盐水的效率，实现浓盐水的减量化、零排放的目标，降低浓盐水处理设备的运行成本。
【专利说明】
浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种水处理设备，特别涉及一种浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备。【背景技术】
[0002]废水零排放是煤化工、钢铁、石油化工、造纸等工业行业要求实现的目标，实现可持续稳定发展的重要环节，而整个废水零排放处理环节中，蒸发结晶装置高昂的投资成本与运行成本是制约零排放实现的一大瓶颈，因此对进入蒸发结晶前的废水减量回用，是有效降低整体处理成本的关键一环。而传统蒸发结晶产生的结晶体由于混杂了废水及废水处理过程中产生的其它杂质，使生产出来的晶体不能作为产品使用，通常只能作为固体废弃物进行安全处置，使企业背负沉重的废水处理成本。为减轻废水处理成本，需将废水处理最终产生的盐进行资源化利用。
[0003]煤化工、钢铁、石油化工、造纸等行业所产生的废水具有较高C0D(化学需氧量)、高含盐量、高硬度、高碱度等特点，无法直接采用常规反渗透进一步浓缩回用，而由于废水量较大，直接进行蒸发结晶热法浓缩投资及运行成本高昂。现今国内外处理针对此类浓盐水的减量回用方法一般有:高效氧化、高效反渗透、正渗透、电除盐、膜蒸馏等。尽管处理的方法很多，但在应用上都有一定局限性，缺少系统性流程，无法完成全流程处理，实际处理效果与经济性方面具有明显的欠缺。【实用新型内容】
[0004]本实用新型的发明目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种用于浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备。本实用新型有效提高浓盐水的浓缩倍数，去除浓盐水中的有机物、硬度，实现浓盐水的减量化，纯净化，以实现减少蒸发结晶装置规模，降低整体运行成本，提高结晶体的纯度，产生一定的经济效益。
[0005]本实用新型包括:预处理工段、膜浓缩工段二部分，预处理工段由贮存调节池101、 高级氧化装置102、反应浓缩槽103、软化微滤装置104、中间水池105、污泥脱水单元106、调节池提升栗107、微滤膜抽吸栗108、强氧化剂投加装置110、软化药剂投加装置111组成，膜浓缩工段由阳离子交换装置201、阳离子交换出水槽202、第一保安过滤器203、浓盐水淡化反渗透装置204、反渗透浓水槽205、第二保安过滤器206、浓缩电渗析装置207、回用水槽 208、阳离子交换进水栗211、反渗透进水栗212、反渗透高压栗213、浓缩电渗析给料栗214、 化学清洗装置220、再生剂投加装置221、阻垢剂投加装置223、再生装置224、蒸发结晶装置 230组成，其特征在于浓盐水贮存在贮存调节池101进行水质水量调节，贮存调节池出水口通过管道及调节池提升栗107与高级氧化装置102的进水口连接，高级氧化装置102设有强氧化剂投加装置110,投加强氧化剂进行氧化。高级氧化装置102出水口通过管道接至反应浓缩槽103,反应浓缩槽103设有软化药剂投加装置111，投加软化剂，使水中的钙镁等离子生成沉淀物在后续工序中去除，投加软化剂装置只加入软化剂，不需加入混凝剂与助凝剂。反应浓缩槽103出水口通过管道与软化微滤装置104连接。碳酸钙、氢氧化镁等金属絮体在软化微滤装置104中经过微滤膜过滤得以去除。软化微滤装置104出水通过管道及微滤膜抽吸栗108进入中间水池105,软化微滤装置104中的沉淀物通过出泥口经栗抽至污泥处理单元106处理。中间水池105出水口通过管道和阳离子交换进水栗211将预处理段的中间水池 106出水口接至阳离子交换装置201，废水经过阳离子交换装置201处理后，废水中的二价离子等被去除，阳离子交换装置201选择适用于微污染水软化的大孔弱酸树脂，提高阳离子交换装置的抗污染能力，出水口通过管道接至阳离子交换出水槽202。阳离子交换出水槽202 设有再生装置224，当树脂饱和后，通过再生剂投加装置221投加再生剂，进行再生，再生液排至贮存调节池101。阳离子交换出水槽202的一个出水口通过管道和反渗透进水栗212与第一保安过滤器203的进水口相连，另一个出水口通过管道和再生水栗217与再生装置224 的进水口相连。第一保安过滤器203的出口通过管道和反渗透高压栗213与浓盐水淡化反渗透装置204的进水口连接，废水经过反渗透膜分离后，可将废水中的盐浓缩到浓水中，浓盐水淡化反渗透装置设有阻垢剂投加装置223,可投加阻垢剂减缓膜结垢。反渗透产水为除盐水，通过浓盐水淡化反渗透装置204的清水口通过管道接至回用水槽208，浓水则通过管道接至反渗透浓水槽205。浓盐水淡化反渗透装置204的清洗进出口通过管道分别与化学清洗装置220的出口和进口相连，当反渗透膜受污染后，可进行化学清洗。反渗透浓水槽205的出水口通过管道和浓缩电渗析给料栗214与第二保安过滤器206相连，第二保安过滤器206出水口通过管道和浓缩电渗析装置207的进水口连接，在浓缩电渗析装置207通过离子交换膜分离，浓水中的盐分进一步浓缩。浓缩电渗析装置207产生的淡水由浓缩电渗析装置的清水口通过管道进入返回贮存调节池101，浓缩电渗析装置207产生的浓液通过管道连接到分质结晶装置230。浓缩电渗析装置207的出水口与原浓盐水混合，接到高级氧化装置102的进水口。浓缩电渗析装置207采用适用于高含盐的、面电阻小、一价离子选择性好特种离子交换膜。可同时满足耐受高COD污染、高含盐量浓缩工况要求，设计回收率多70%，浓缩电渗析装置207浓缩液含盐量达到18%以上，减少进入分质结晶装置230的浓缩液量。浓缩电渗析装置207的清洗设有化学清洗装置220,当膜受污染后可进行化学清洗。
[0006]所述高级氧化装置102为臭氧系列高级氧化成套设备，如臭氧氧化、臭氧双氧水氧化、臭氧催化氧化等，也可用传统芬顿、异相催化，该装置为成套设备。
[0007]所述软化微滤装置104的滤膜为有机管式微滤膜，过滤精度<0.1微米，或为浸没式微滤膜或浸没式超滤膜装置。
[0008]所述软化微滤装置104的出水口前设有pH值调节机构。
[0009]所述阳离子交换装置201的阳离子交换树脂为适用于二价金属盐分离并且耐受高 C0D的大孔弱酸型阳离子交换树脂，为双柱，并联运行或串联运行。
[0010]所述浓盐水淡化反渗透装置204为一价金属盐浓缩的浓盐水淡化膜组件，并通过多段串联。通过多段串联，提高浓盐水淡化浓盐水淡化反渗透装置的回收率，设计回收率多 75%。
[0011]所述高级氧化装置102与软化微滤装置104的前后接入位置根据原水的水质情况设置。
[0012]所述阳离子交换装置201在原水硬度较低时可省略不用。
[0013]所述软化微滤装置(104)采用药剂软化+沉淀+过滤代替。
[0014]本实用新型的优点是零排放和分质结晶装置针对的浓盐水是煤化工、钢铁、石油化工、造纸等生产过程中所产生的废水进行处理，经过废水生化处理、高级氧化、中水回用水双膜系统后，提高效率节约成本。通过多种水处理的工艺组合，有效提高浓盐水的处理效果，去除浓盐水中的有机物、硬度，实现浓盐水的减量化，纯净化，以实现减少蒸发结晶装置规模，降低整体运行成本，提高结晶体的纯度，提高经济效益。【附图说明】
[0015]图1本实用新型的工艺框图；
[0016]图2本实用新型的结构示意图。[〇〇17]图中:101贮存调节池、102高级氧化装置、103反应浓缩槽、104软化微滤装置、105 中间水池、106污泥脱水单元、107调节池提升栗、108微滤膜抽吸栗、110强氧化剂投加装置、 111软化药剂投加装置、201阳离子交换装置、202阳离子交换出水槽、203第一保安过滤器、 204浓盐水淡化反渗透装置、205反渗透浓水槽、206第二保安过滤器、207浓缩电渗析装置、 208回用水槽、211阳离子交换进水栗、212反渗透进水栗、213反渗透高压栗、214浓缩电渗析给料栗、217再生水栗、220化学清洗装置、221再生剂投加装置、223阻垢剂投加装置、224再生装置、230蒸发结晶装置。【具体实施方式】 [〇〇18] 实施例一
[0019]下面结合附图进一步说明本实用新型的实施例:
[0020]参见图1、图2，本实施例由预处理工段、膜浓缩工段组成。
[0021]预处理工段:在预处理段，浓盐水贮存在贮存调节池101进行水质水量调节，贮存调节池101出水口通过管道及调节池提升栗107与高级氧化装置102的进水口连接，高级氧化装置102设有强氧化剂投加装置110,投加强氧化剂进行氧化，高级氧化装置102出水口通过管道接至反应浓缩槽103，反应浓缩槽103设有软化药剂投加装置111，投加软化剂，使水中的钙镁等离子生成沉淀物在后续工序中去除，反应浓缩槽103出水口通过管道与软化微滤装置104连接;碳酸钙、氢氧化镁等金属絮体在软化微滤装置104中经过微滤膜过滤得以去除，软化微滤装置104出水口通过管道及微滤膜抽吸栗108进入中间水池105,中间水池 105出水口通过管道接至膜浓缩工段。软化微滤装置104中的沉淀物通过出泥口经栗抽至污泥处理单元106处理。[〇〇22]在膜浓缩工段，中间水池105出水口通过管道和阳离子交换进水栗211将预处理段的废水接至阳离子交换装置201，废水经过阳离子交换装置201处理后，废水中的二价金属离子等被去除，出水口通过管道接至阳离子交换出水槽202,阳离子交换出水槽202设有再生装置224,阳离子交换出水槽202的一个出水口通过管道和反渗透进水栗212与保安过滤器203的进水口相连，另一个出水口通过管道和再生水栗217与再生装置224的进水口相连。 当树脂饱和后，通过再生剂投加装置221投加再生剂进行再生，再生液排至贮存调节池101。 第一保安过滤器203的出口通过管道和反渗透高压栗213与浓盐水淡化反渗透装置204的进水口连接，废水经过反渗透膜分离后，可将废水中的盐浓缩到浓水中，浓盐水淡化反渗透装置204设有阻垢剂投加装置223,可投加阻垢剂减缓膜结垢。反渗透产水为除盐水，通过浓盐水淡化反渗透装置204的清水口通过管道接至回用水槽208。浓水则通过管道接至反渗透浓水槽205。浓盐水淡化反渗透装置204的清洗进口和出口通过管道分别与化学清洗装置220 的出口和进口相连，当反渗透膜受污染后，可进行化学清洗。反渗透浓水槽205的出水口通过管道和浓缩电渗析给料栗214与第二保安过滤器206相连，第二保安过滤器206出水口通过管道和浓缩电渗析装置207的进水口连接，废水经浓缩电渗析装置207的离子交换膜分离，浓水中的盐分进一步浓缩，浓缩电渗析装置207产生的淡水由浓缩电渗析装置207的清水口通过管道进入返回贮存调节池101，浓缩电渗析装置207产生的浓液通过管道连接到分质结晶装置230。浓缩电渗析装置207的清洗设有化学清洗装置220,当膜受污染后可进行化学清洗。[〇〇23]本实施例的处理工艺包括下列步骤:[〇〇24] (1)将浓盐水输送至预处理工段的高级氧化装置102,用于将原水中的有机物通过强氧化剂氧化分解；[〇〇25] (2)将强氧化处理后的浓盐水输送至反应浓缩槽103,进行加药反应后送入软化微滤膜装置104;[〇〇26] (3)将处理后的水送入软化微滤膜装置104对浓盐水进行软化除浊预处理，预处理软化厚的污泥输送至污泥脱水单元，经压滤脱水后，压滤形成的滤饼作为普通固废物处置， 滤液返回与原浓盐水混合，重新进入本成套装置处理；[〇〇27] (4)将软化除浊后的浓盐水输送至阳离子交换装置201，形成以二价金属盐为主体的再生液与以一价金属盐、微量C0D为主体的出水；[〇〇28] (5)将阳离子交换后的出水输送至浓盐水淡化反渗透膜装置204,形成满足回用水质要求的反渗透产水与浓缩了一价金属盐的反渗透浓水；[〇〇29] (6)将高浓盐水输送至浓缩电渗析装置207进一步减量浓缩经浓缩电渗析的产水返回与原浓盐水混合，重新进入本成套装置处理；
[0030] (7)将浓缩液送入分质结晶装置230结晶处理。
[0031]工艺步骤(2)(3)(4)(5)中的冲洗、化学清洗、再生用水均采用装置自产水，周期性产生的化学清洗再生排放水均回收至预处理单元。
[0032]在上述预处理工段中，贮存调节槽101的停留时间，强氧化投加装置110的加药量及pH，反应浓缩槽103中软化药剂的投加量及pH、悬浮物浓度，软化微滤装置104的膜通量、 膜面积及出水的浊度、SDI及硬度。
[0033]在膜浓缩工段中，阳离子交换装置201的离子交换容量，浓盐水淡化反渗透装置 204的膜通量，浓缩电渗析装置207的电流密度、流速、流道长度、淡水盐含量，上述各种膜的膜通量随不同的原水水质将有不同的值。还要控制各段膜出水的电导率，另外各种膜化学清洗药剂的种类和用量、清洗频率等也随原水的变化而变化。分质结晶装置230的各类盐的组成、含量、蒸发量、操作温度及压力。[〇〇34]以典型煤化工零排放装置待处理浓盐水为例，进水水量60m3/h，含盐量1.7%， C0D300mg/L，总硬度1000mg/L，总碱度2000mg/L，经过本膜浓缩工艺减量回用后，最终形成超浓盐水水量< 6m3/h，含盐量达17.8 %，膜浓缩系统整体运行成本< 6元/m3。[〇〇35] 实施例二
[0036]本实施例与实施例一相同，所不同的是高级氧化装置102为臭氧催化氧化或臭氧双氧水氧化。浓缩电渗析装置207为高压膜或正渗透膜。软化微滤膜装置104为沉淀+浸没式微(超)滤，或者沉淀+管式微(超)滤膜，或者管式微(超)滤膜，或者为传统药剂软化工艺，BP 加药反应+沉淀+过滤+超滤。阳离子交换装置201为纳滤膜分离装置。[〇〇37] 实施例三
[0038]本实施例与实施例一相同，所不同的是当原水中硬度较低时，阳离子交换装置201 省略不用。
【主权项】
1.一种浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，该设备包括:预处理工段、膜浓缩工段二 部分，其特征在于贮存调节池(101)经管道及调节池提升栗(107)与高级氧化装置(102)连 接，高级氧化装置(102)内设有强氧化剂投加装置(110)，高级氧化装置(102)经管道与反应 浓缩槽(103)连接，反应浓缩槽(103)内设有软化药剂投加装置(111)，反应浓缩槽(103)经 管道与软化微滤装置(104)连接，软化微滤装置(104)经管道及微滤膜抽吸栗(108)接入中 间水池(105)，中间水池(105)经管道和阳离子交换进水栗(211)与阳离子交换装置(201)连 接，软化微滤装置(104)出泥口经栗接至污泥脱水单元(106)，阳离子交换装置(201)经管道 与阳离子交换出水槽(202)连接，阳离子交换出水槽(202)设有再生装置(224)，阳离子交换 出水槽(202)的一个出水口经管道和反渗透进水栗(212)与第一保安过滤器(203)连接，另 一个出水口经管道和再生水栗(217)与再生装置(224)的进水口相连，再生装置(224)的进 口端设有再生剂投加装置(221)，第一保安过滤器(203)经管道和反渗透高压栗(213)与浓 盐水淡化反渗透装置(204)连接，浓盐水淡化反渗透装置(204)设有阻垢剂投加装置(223)， 浓盐水淡化反渗透装置(204)的清水出口经管道接至回用水槽(208)，浓盐水淡化反渗透装 置(204)的浓水出口经管道接至反渗透浓水槽(205)，其清洗进口与出口经管道分别与化学 清洗装置(220)的出口和进口连接，反渗透浓水槽(205)经管道和浓缩电渗析给料栗(214) 与第二保安过滤器(206)连接，第二保安过滤器(206)经管道与浓缩电渗析装置(207)连接， 浓缩电渗析装置(207)清水口经管道接入贮存调节池(101)，浓缩电渗析装置(207)浓液经 管道接入分质结晶装置(230)，浓缩电渗析装置(207)内设有化学清洗装置(220)。2.根据权利要求1所述的浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，其特征在于所述高级 氧化装置(102)为臭氧系列高级氧化成套设备。3.根据权利要求1所述的浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，其特征在于所述软化 微滤装置(104)的滤膜为有机管式微滤膜，过滤精度<0.1微米，或为浸没式微滤膜或浸没 式超滤膜装置。4.根据权利要求1所述的浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，其特征在于所述软化 微滤装置(104)的出水口前设有pH值调节机构。5.根据权利要求1所述的浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，其特征在于所述阳离 子交换装置(201)的阳离子交换树脂为适用于二价金属盐分离并且耐受高⑶D的大孔弱酸 型阳离子交换树脂，为双柱，并联运行或串联运行。6.根据权利要求1所述的浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，其特征在于所述浓盐 水淡化反渗透装置(204)为一价金属盐浓缩的浓盐水淡化膜组件，并通过多段串联。7.根据权利要求1所述的浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，其特征在于所述高级 氧化装置(102)与软化微滤装置(104)的前后接入位置根据原水的水质情况设置。8.根据权利要求1所述的浓盐水零排放分质结晶的膜浓缩设备，其特征在于所述软化 微滤装置(104)采用药剂软化+沉淀+过滤代替。
【文档编号】C01D3/06GK205603387SQ201620133170
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】袁蔚文, 钱媛媛, 何迎春
【申请人】麦王环境技术股份有限公司