申請日2015.07.07
公開(公告)日2015.11.11
IPC分類號C02F9/02
摘要
本發明提供了一種高硬度高鹽度廢水的處理方法及設備，處理方法包括：先對高硬度高鹽度廢水進行納濾軟化處理得到第一分離液與第一濃縮液;將第一分離液進行正滲透濃縮后得到第二濃縮液與第二分離液;第二分離液返回用于生產，第一濃縮液以及第二濃縮液各自結晶處理得到固體鹽。處理設備包括：濾軟化裝置、正滲透濃縮裝置、回用水箱、第一結晶器、第二結晶器;納濾軟化裝置包括第一進水口、第一濃縮液出口以及第一分離液出口，正滲透濃縮裝置包括第二進水口、第二濃縮液出口以及第二分離液出口，回用水箱上設置有第三進水口。本發明的廢水處理方法不會對環境造成污染充分綠色環保，廢水處理能力強，可實現廢水零排放。
權利要求書
1.一種高硬度高鹽度廢水的處理方法，其特征在于，包括如下 步驟：
(A)先對高硬度高鹽度廢水進行納濾軟化處理得到第一分離 液與第一濃縮液;
(B)將第一分離液進行正滲透濃縮后得到第二濃縮液與第二 分離液;
(C)第二分離液返回用于生產，第一濃縮液以及第二濃縮液 各自結晶處理得到固體鹽。
2.根據權利要求1所述的高硬度高鹽度廢水的處理方法，其特 征在于，在所述步驟(A)之前還包括如下步驟：將高硬度高鹽度 廢水進行預處理以去除其中的固體顆粒雜質。
3.根據權利要求2所述的高硬度高鹽度廢水的處理方法，其特 征在于，所述預處理方式包括砂濾、多介質過濾、絮凝以及澄清處 理方法中的一種或幾種方法的結合。
4.根據權利要求1所述的高硬度高鹽度廢水的處理方法，其特 征在于，所述步驟(A)與所述步驟(B)之間還包括如下步驟：
先將第一分離液進行反滲透濃縮得到第三分離液與第三濃縮 液;
則所述步驟(B)中，將第三濃縮液繼續進行正滲透濃縮得到 第二濃縮液與第二分離液，第三分離液則返回用于生產;
則所述步驟(C)中，第二分離液重新再進行一次反滲透濃縮 處理;
優選地，所述步驟(C)中，第一濃縮液結晶處理得到第一母 液，第一母液與第二濃縮液合并進行結晶處理得到第二母液，所述 第二母液重新再進行納濾軟化處理。
5.根據權利要求1-4任一項所述的高硬度高鹽度廢水的處理方 法，其特征在于，所述步驟(A)中，納濾軟化處理的運行壓力為 0.2-4.0MPa。
6.根據權利要求4所述的高硬度高鹽度廢水的處理方法，其特 征在于，所述正滲透濃縮設計為單級或多級處理。
7.根據權利要求4所述的高硬度高鹽度廢水的處理方法，其特 征在于，所述反滲透濃縮設計為單級或多級處理。
8.權利要求1-7任一項的處理方法處理所述高硬度高鹽度廢水 的處理設備，其特征在于，包括納濾軟化裝置、正滲透濃縮裝置、 回用水箱以及第一結晶器、第二結晶器;所述納濾軟化裝置包括用 于高硬度高鹽度廢水進入的第一進水口、第一濃縮液出口以及第一 分離液出口，所述正滲透濃縮裝置包括第二進水口、第二濃縮液出 口以及第二分離液出口，所述回用水箱上設置有第三進水口;
所述第一分離液出口連接所述第二進水口，所述第二分離液出 口連接第三進水口，所述第一濃縮液出口連接所述第一結晶器，所 述第二濃縮液出口連接所述第二結晶器。
9.根據權利要求8所述的高硬度高鹽度廢水的處理設備，其特 征在于，還包括預處理裝置，所述預處理裝置包括用于高硬度高鹽 度廢水進入的廢水進口以及廢水出口，所述廢水出口與所述納濾軟 化裝置的第一進水口連接。
10.根據權利要求9所述的高硬度高鹽度廢水的處理設備，其 特征在于，還包括反滲透濃縮裝置，所述反滲透濃縮裝置包括第三 分離液出口，第三濃縮液出口以及第四進水口;
則所述第一分離液出口與所述第二分離液出口同時連接所述第 四進水口，所述第三分離液出口連接第三進水口，所述第三濃縮液 出口連接第二進水口，所述第一濃縮液出口連接第一結晶器，所述 第二濃縮液出口連接所述第二結晶器。
說明書
一種高硬度高鹽度廢水的處理方法及設備
技術領域
本發明涉及工業廢水處理領域，具體而言，涉及一種高硬度高 鹽度廢水的處理方法及設備。
背景技術
電力、冶金、化工、海水淡化、印染、造紙等工業生產過程中 產生的廢水通常含有較高的硬度和較高的鹽分，較高的硬度主要是 指污水中的鈣、鎂離子的總濃度高，這樣的廢水如果未經處理直接 排放，會造成水體和土壤的鹽堿化，危害自然環境。
目前，對于這種高硬度廢水的軟化方法主要包括化學法和離子 交換法，化學法在各種高含鹽廢水去除鈣鎂的實際應用中最為普遍， 其主要機理是向廢水中投加一定的化學藥劑，使鈣鎂離子形成難溶 鹽而沉淀或絮凝除去。高含鹽廢水中硬度較高且水量較大，采用化 學法需要投入的化學品量也相應較大，費用較高;同時化學法往往 產生大量的污泥對環境造成二次污染。離子交換法在廢水去硬度生 產軟化水方面應用廣泛。離子交換法能有效去除鈣鎂結垢離子，但 是樹脂或載體在使用過程中都存在再生問題。再生過程中一般都需 要再生藥劑，費用昂貴且存在對環境的二次污染，不適用高硬度廢 水軟化的需要。
而對于高鹽度廢水的濃縮方法主要包括膜法和熱法，由于高含 鹽廢水具有較高的滲透壓，反滲透膜對高含鹽廢水的回收率較低， 無法濃縮至較高倍數滿足結晶器的需要。采用熱法濃縮高含鹽廢水 需要大量蒸汽，噸水處理成本高，并且對蒸發器材質要求較高，設 備投資成本大。如果采用機械蒸汽壓縮機來減少蒸汽用量，同樣會 增大設備的投資成本和運行成本。
可見，現有技術中針對高硬度高鹽度廢水的處理方法主要將化 學法與熱濃縮法進行組合，但是這種組合方式不僅消耗大量的化學 藥劑和蒸汽，無形之中增加了運行成本，而且還會污染環境。
有鑒于此，特提出本發明。
發明內容
本發明的第一目的在于提供一種高硬度高鹽度廢水的處理方 法，所述方法具有處理方法簡單，操作方便，不會對環境造成污染 充分綠色環保，廢水處理能力強，可以實現廢水零排放等優點。
本發明的第二目的在于提供一種高硬度高鹽度廢水的處理設 備，所述廢水處理設備可很好的與處理方法配合實現了廢水的零排 放的優點。
為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：
本發明實施例提供了一種高硬度高鹽度廢水的處理方法，包括 如下步驟：
(A)先對高硬度高鹽度廢水進行納濾軟化處理得到第一分離 液與第一濃縮液;
(B)將第一分離液進行正滲透濃縮后得到第二濃縮液與第二 分離液;
(C)第二分離液返回用于生產，第一濃縮液以及第二濃縮液 各自結晶處理得到固體鹽。
現有技術中，一般都采用將化學法與熱濃縮法相結合的方式進 行處理廢水，但是這種方式不僅消耗大量的化學藥劑和蒸汽，無形 之中增加了運行成本，而且還會污染環境。為了解決以上問題，本 發明實施例提供了一種高硬度高鹽度廢水的處理方法，先采用鈉濾 軟化法處理高硬度廢水，納濾膜分離對二價離子(如鈣離子、鎂離 子和硫酸根離子等)和多價離子有很好的截留性，可以去除鈣、鎂、 硅和硫酸根等離子，大大降低水垢形成的可能性，其中，納濾軟化 處理的運行壓力最好在0.2-4.0MPa，可以更加高效的去除廢水中鈣、 鎂等離子，大大降低水垢形成的可能性。同時，納濾技術具有綠色 環保，不會對環境造成污染的優點。
在本發明中，經過納濾軟化處理的產水又創造性的使用了正滲 透法處理高鹽度廢水，正滲透濃縮工藝以半透膜兩側產生的滲透壓 差為驅動力，使水分子自發從低滲透壓側擴散到高滲透壓側。相對 于反滲透濃縮工藝，正滲透濃縮具有更高的濃縮倍率。相對于蒸發 結晶工藝，正滲透濃縮具有更低的能耗。同時，正滲透濃縮裝置不 需要高壓泵便可運行，因此具有更高的抗污染性能，不易結垢，現 有技術中尚未發現使用正滲透濃縮技術處理廢水的報道，本發明的 處理高硬度高鹽度廢水的方法尚屬首例。
進一步的，在對高硬度高鹽度廢水進行納濾軟化處理之前最好 先對廢水進行預處理，目的是為了去除高硬度高鹽度廢水中所含的 顆粒雜質或沉淀，具體預處理的方法可以采用以下幾種方法其中一 種或幾種的結合：砂濾、多介質過濾、絮凝、澄清等。這些方法均 屬于現有技術中常見的分離雜質的方法，通過與本發明其他廢水處 理技術有機結合，實現了高硬度高鹽度廢水的高效處理，這種具體 廢水處理的工藝路線是發明人通過大量實驗實踐出來的，現有技術 中并無記載。
進一步的，為了提高廢水處理效果，最好將反滲透與正滲透濃 縮處理方法進行結合使用，因此在所述步驟(A)與所述步驟(B) 之間還包括如下步驟：
先將第一分離液進行反滲透濃縮得到第三分離液與第三濃縮 液;則所述步驟(B)中，將第三濃縮液繼續進行正滲透濃縮得到 第二濃縮液與第二分離液，第三分離液則返回用于生產;則所述步 驟(C)中，第二分離液重新再進行一次反滲透濃縮處理。
通過添加了反滲透濃縮處理方法，此時正滲透濃縮處理后的產 水要先返回進行反滲透處理后再返回生產，以充分提高產水的潔靜 度，滿足對水質要求高的用戶的需求。其中，反滲透預濃縮處理方 法可將納濾產水的含鹽量由5000-10000mg/L提升至50000-80000 mg/L。而反滲透的產水作為工業回用水直接使用，反滲透的濃縮液 繼續進入正滲透膜濃縮處理。正滲透濃縮處理后的濃縮液的濃度是 反滲透濃縮液的4-5倍，此時正滲透濃縮液含鹽量可達到 200000-250000mg/L，正滲透產水回流至反滲透預濃縮進行精制， 正滲透濃縮液則可直接進行結晶處理，不用額外尋找其他處理方法， 不但節約了人力物力，還降低了廢水處理成本，這種優勢是現如今 任何一種廢水處理方法所不能比擬的。這樣將正滲透與反滲透處理 結合，即保證了產水的水質可直接回用，又提高了濃縮液的濃度， 一舉兩得，非常環保。
為了滿足不同用戶的需求，所述正滲透濃縮設計可為單級或多 級處理，所述反滲透濃縮設計也可為單級或多級處理，通過水質的 具體要求來調節濃縮的級數。
最后，在濃縮液結晶這個步驟中，正滲透濃縮后得到的濃縮液 由于本身濃度比較高可以直接進行結晶處理，主要得到氯化鈉晶漿 等一價無機鹽和冷凝水。氯化鈉晶漿經離心分離、干燥和打包，得 到最終氯化鈉產品，可直接銷售，經濟效益可觀，冷凝水則進行回 收處理。納濾軟化處理得到的濃縮液結晶主要得到二價無機鹽，包 括硫酸鎂、硫酸鈉和硫酸鈣，經過離心分離、干燥和打包，得到硫 酸鹽產品，冷凝水則進行回收處理。
另外，第一濃縮液結晶處理得到第一母液，第一母液與第二濃 縮液合并進行結晶處理得到第二母液，相當于對母液的再次結晶處 理，所述第二母液重新再進行納濾軟化處理，這樣可以增加進水的 含鹽量，有利于把溶液提高到結晶所需的濃度。
本發明實施例還提供了一種與上述處理方法配套的廢水處理設 備，包括納濾軟化裝置、正滲透濃縮裝置、回用水箱以及第一結晶 器、第二結晶器;所述納濾軟化裝置包括用于高硬度高鹽度廢水進 入的第一進水口、第一濃縮液出口以及第一分離液出口，所述正滲 透濃縮裝置包括第二進水口、第二濃縮液出口以及第二分離液出口， 所述回用水箱上設置有第三進水口;
所述第一分離液出口連接所述第二進水口，所述第二分離液出 口連接第三進水口，所述第一濃縮液出口連接所述第一結晶器，所 述第二濃縮液出口連接所述第二結晶器。
進一步的，還包括用于預處理的預處理裝置，所述預處理裝置 包括用于高硬度高鹽度廢水進入的廢水進口以及廢水出口，所述廢 水出口與所述納濾軟化裝置的第一進水口連接。
更進一步的，還包括反滲透濃縮裝置，所述反滲透濃縮裝置包 括第三分離液出口，第三濃縮液出口以及第四進水口;則所述第一 分離液出口與所述第二分離液出口同時連接所述第四進水口，所述 第三分離液出口連接第三進水口，所述第三濃縮液出口連接第二進 水口，所述第一濃縮液出口連接第一結晶器，所述第二濃縮液出口 連接所述第二結晶器。
本發明實施例的工業廢水處理設備，占地面積小，造價便宜， 與本發明的廢水處理方法相配合，處理廢水能力強，整個工藝過程 中可實現廢水零排放，所有產品均可回收或通過進一步分離直接進 行銷售，經濟效益良好，適于廣泛推廣使用，滿足不同用戶對水質 質量的要求。
現有技術相比，本發明的有益效果為：
(1)本發明實施例提供了一種高硬度高鹽度廢水的處理方法， 通過將納濾、反滲透和正滲透進行有機的組合，實現了對高硬度高 鹽度廢水的軟化與濃縮，不僅操作方便，處理方法簡單，而且綠色 環保，通過不同人群對水質要求的不同實時調整工藝，非常靈活， 整個處理過程中無廢水排放，還能產出附加值巨大的化工副產品， 形成銷售額，創造經濟效益;
(2)本發明創造性的提出了利用正滲透濃縮處理方法來處理高 硬度高鹽度廢水，得到的濃縮液具有較高的濃度，可實現直接結晶 處理，不用額外其他處理工序，降低了人力物力成本，簡化了處理 工序;
(3)本發明實施例還提供了一種與上述高硬度高鹽度廢水處理 方法相配套的廢水處理設備，結構緊湊，占地面積小，設備造價低， 處理廢水能力強，整個工藝過程中可實現廢水零排放，得到的所有 產品均可回用或通過進一步分離直接進行銷售，經濟效益良好，適 于廣泛推廣使用，不會對環境造成二次污染。
