一种高钙废水的零排放和资源化方法技术

技术编号:19383109 阅读:138 留言:0更新日期:2018-11-09 23:59
本发明专利技术属于属于废水处理和固废资源化领域,尤其涉及一种高钙废水的零排放及资源回用方法,包括预处理、一级纳滤析晶、二级纳滤析晶、软化除硅、反渗透浓缩、蒸发提浓、干化步骤。本发明专利技术采用适当的集成工艺处理高钙废水,并对其中的无机离子进行资源化回收,突破目前普遍的以去除废水中无机盐为目的的物理化学处理方法,解决了现有技术无法达到废水零排放、有用资源无法回用的弊端。

A zero discharge and resource recovery method for high calcium wastewater

The invention belongs to the field of wastewater treatment and solid waste recycling, and in particular relates to a zero discharge and resource reuse method of high calcium wastewater, including pretreatment, primary nanofiltration crystallization, secondary nanofiltration crystallization, softening and desilication, reverse osmosis concentration, evaporation enrichment and drying steps. The invention adopts an appropriate integrated process to treat high calcium wastewater, and recycles inorganic ions therein, breaks through the physical and chemical treatment method for removing inorganic salts in wastewater, and solves the drawbacks that the existing technology can not achieve zero discharge of wastewater and that the useful resources can not be reused.

【技术实现步骤摘要】
一种高钙废水的零排放和资源化方法
本专利技术涉及一种高钙废水的零排放及资源回用方法,属于废水处理和固废资源化领域。
技术介绍
与本专利技术最接近的
技术介绍
为申请号CN201610889351.1,名称一种用于工业废水的分盐工艺的专利技术专利。该专利技术包括(一)工业废水的预处理;(二)脱盐处理;(三)“零排放”分盐系统预处理;(四)浓水浓缩;(五)蒸发结晶分盐;(六)剩余母液干化处理等步骤,并指出要处理的废水类型与本专利技术一致,所述的工业废水为煤化工废水、煤矿疏干水的一种或两种;其要解决的问题也与本专利技术相似,都是通过一步步浓缩结晶方式生成结构稳定的晶体,并达到资源回收利用,废水零排放的目的。但是该方法对废水中的有机物的提取和利用仍有较大损失,具体的说,经过该专利技术所述的一级浓缩(也就是本专利技术的一级纳滤析晶阶段)以后,污水处于过饱和状态,钙离子和硫酸根离子的乘积达到其硫酸钙KSP值的2~5倍,在上述对比文件中,对钙离子的处理方式仍然沿用传统的物理化学法直接去除,但这部分物质的流失对于环境是污染,对于利用也没起到效果。这一点构成本专利技术与对比文件的最大区别。
技术实现思路
未解决上述技术问题,本专利技术公开一种高钙废水的零排放及资源回用方法,其特征在于:包括如下步骤,预处理废水经软化、混凝沉淀、磁粉絮凝后得到清液,清液进入超滤系统去除胶体类物质、大分子等;一级纳滤析晶经过步骤1处理过的清液中加入阻垢剂,进入一级纳滤设备,纳滤回收率≤70%,生成一级浓水,向一级浓水中投加硫酸钙晶种,使一级浓水脱稳去过饱和,硫酸钙结晶析出并收集。二级纳滤析晶一级浓水进入二级纳滤设备进行浓缩,纳滤回收率75%-80%,生成二级浓水,向二级浓水中加入硫酸钙晶种,使二级浓水脱稳去过饱和,结晶析出硫酸钙。软化除硅对二级浓水进行软化和除硅,降低钙硬度和硅含量,使水质达到进碟管式反渗透(DTRO)系统和蒸发结晶系统的要求;反渗透浓缩将经过步骤3处理的二级浓水进入碟管式反渗透(DTRO)系统进一步浓缩,回收率75%-80%,生成三级浓水,对三级浓水进行软化,去除钙硬度。蒸发提浓三级浓水进入降膜蒸发器中,进一步减量化、提高浓水中的TDS至100,000mg/,生成提浓浓水。蒸发结晶将步骤5所得提浓浓水进入蒸发结晶器,析出无水硫酸钠和氯化钠,干化剩余液体通过喷雾干燥干化处理,产出杂盐,实现废水零排放。进一步地,本专利技术所述一种高钙废水的零排放及资源回用方法,所述步骤(1)所述清液浊度<5NTU,所述超滤系统为浸没式超滤,超滤截留分子量MWCO:100,000Da,进一步地,本专利技术所述一种高钙废水的零排放及资源回用方法,步骤(2)和步骤(3)所述硫酸钙晶种颗粒直径为0.3~120微米,加药量为50~200mg/L,搅拌速度为5~150转/分钟。进一步地,本专利技术所述一种高钙废水的零排放及资源回用方法,步骤(4)所述的软化是指向二级浓水中加入熟石灰、碳酸钠,将钙硬度降低至<500mg/L,所述除硅指向二级浓水加入2g/L氧化镁,将硅含量从90mg/L降低至10mg/L。进一步地,本专利技术所述一种高钙废水的零排放及资源回用方法,步骤(2)和步骤(3)所述的纳滤设备采用纳滤膜为陶氏的NF270、NF90,GE的DK系列、DurafoulNF系列进一步地,本专利技术所述一种高钙废水的零排放及资源回用方法,所述的碟管式反渗透系统可为不同耐压等级,采用的RO膜为陶氏的SW30系列、海德能的CPA系列。进一步地,本专利技术所述一种高钙废水的零排放及资源回用方法,步骤(6)采用的降膜蒸发器为MVR蒸发器,步骤(7)采用的蒸发结晶器为四效逆流蒸发结晶器。进一步地,本专利技术所述一种高钙废水的零排放及资源回用方法,所述的高钙废水是煤矿疏干水。本专利技术与对比文件的区别在于:1、有效的提取了废水中的钙离子,格外获得了具有较高商业价值和高纯度的硫酸钙,所采用的技术手段是通过向过饱和溶液两次添加晶种,析出硫酸钙结晶,使工业废水的所有主要盐类物质得到充分回收利用,大幅降低了固废碳酸钙的产出和运输费用,收集后的硫酸钙结晶经剪切研磨、减小粒径后可重复利用5~100次。2、由于对废水中的钙离子结晶析出,因此相对于对比文件,本专利技术的技术方案可以大幅降低钙硬软化的费用,软化费用降幅50%以上,3、对比文件采用的像废水中加入强碱,形成碳酸钙,以污泥的形式排除钙含量,形成新的固体废弃,回收和环保问题并没有有效解决,而本专利技术不存在上述问题。4、对比软化和PH调整过程中造成废液中盐分增加,容易在碟管式反渗透和蒸发结晶设备中产生结垢,本专利技术对高钙成分的软化是通过二级纳滤析晶,降低了水中的钙硬度和硅含量,可以使水质达到进碟管式反渗透(DTRO)和蒸发结晶系统的要求,对相关设备的使用性能和寿命都起到保护作用。附图说明图1为本专利技术技术方案流程图。具体实施方式将进水量1000m3/h的煤矿疏干水引入高密度澄清池,煤矿疏干水TDS≥9990mg/L。向煤矿疏干水中加入熟石灰2g/L、聚合硫酸铁(PFS)80-120mg/L,聚丙烯酰胺(PAM)5-10mg/L,沉降后清液浊度<5NTU,清液进入浸没式超滤进行过滤处理,超滤截留分子量MWCO:100,000Da。超滤出水中加入3mg/L硫酸钙阻垢剂,进入一级纳滤,经过处理过的清液中加入阻垢剂,进入一级纳滤设备,所述的纳滤设备采用纳滤膜为陶氏的NF270,纳滤回收率≤70%,生成一级浓水,向一级浓水中投加硫酸钙晶种,所述硫酸钙晶种颗粒直径为25微米,加药量为100mg/L,搅拌速度为150转/分钟使一级浓水脱稳去过饱和,硫酸钙结晶析出并收集。一级浓水进入二级纳滤设备进行浓缩,纳滤设备采用纳滤膜为陶氏的NF270,纳滤回收率75%-80%,生成二级浓水,向二级浓水中加入硫酸钙晶种,所述硫酸钙晶种颗粒直径为25微米,加药量为200mg/L,搅拌速度为150转/分钟使一级浓水脱稳去过饱和,硫酸钙结晶析出并收集,使二级浓水脱稳去过饱和,结晶析出硫酸钙。向二级浓水中加入熟石灰、碳酸钠,将钙硬度降低至<500mg/L,向二级浓水加入2g/L氧化镁,将硅含量从90mg/L降低至10mg/L。对二级浓水进行软化和除硅,降低钙硬度和硅含量,使水质达到进碟管式反渗透(DTRO)系统和蒸发结晶系统的要求。进入碟管式反渗透(DTRO)系统进一步浓缩,回收率75%-80%,生成三级浓水,对三级浓水进行软化,去除钙硬度,所述的碟管式反渗透系统可采用的RO膜为陶氏的SW30系列。三级浓水进入降膜蒸发器中,进一步减量化、提高浓水中的TDS至100,000mg/,生成提浓浓水,采用的降膜蒸发器为MVR蒸发器。所得提浓浓水进入蒸发结晶器,析出无水硫酸钠和氯化钠,采用的蒸发结晶器为四效逆流蒸发结晶器。剩余液体通过喷雾干燥干化处理,产出杂盐,实现废水零排放。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高钙废水的零排放及资源回用方法,其特征在于:包括如下步骤,预处理废水经软化、混凝沉淀、磁粉絮凝后得到清液,清液进入超滤系统去除胶体类物质、大分子等,一级纳滤析晶经过步骤1处理过的清液中加入阻垢剂,进入一级纳滤设备,纳滤回收率≤70%,生成一级浓水,向一级浓水中投加硫酸钙晶种,使一级浓水脱稳去过饱和,硫酸钙结晶析出并收集,二级纳滤析晶一级浓水进入二级纳滤设备进行浓缩,纳滤回收率75%‑80%,生成二级浓水,向二级浓水中加入硫酸钙晶种,使二级浓水脱稳去过饱和,结晶析出硫酸钙,(4)软化除硅对二级浓水进行软化和除硅,降低钙硬度和硅含量,使水质达到进碟管式反渗透(DTRO)系统和蒸发结晶系统的要求,(5)反渗透浓缩将经过步骤3处理的二级浓水进入碟管式反渗透(DTRO)系统进一步浓缩,回收率75%‑80%,生成三级浓水,对三级浓水进行软化,去除钙硬度,(6)蒸发提浓三级浓水进入降膜蒸发器中,进一步减量化、提高浓水中的TDS至100,000 mg/,生成提浓浓水,(7)蒸发结晶将步骤5所得提浓浓水进入蒸发结晶器,析出无水硫酸钠和氯化钠,(8)干化剩余液体通过喷雾干燥干化处理,产出杂盐,实现废水零排放。...

【技术特征摘要】
1.一种高钙废水的零排放及资源回用方法,其特征在于:包括如下步骤,预处理废水经软化、混凝沉淀、磁粉絮凝后得到清液,清液进入超滤系统去除胶体类物质、大分子等,一级纳滤析晶经过步骤1处理过的清液中加入阻垢剂,进入一级纳滤设备,纳滤回收率≤70%,生成一级浓水,向一级浓水中投加硫酸钙晶种,使一级浓水脱稳去过饱和,硫酸钙结晶析出并收集,二级纳滤析晶一级浓水进入二级纳滤设备进行浓缩,纳滤回收率75%-80%,生成二级浓水,向二级浓水中加入硫酸钙晶种,使二级浓水脱稳去过饱和,结晶析出硫酸钙,(4)软化除硅对二级浓水进行软化和除硅,降低钙硬度和硅含量,使水质达到进碟管式反渗透(DTRO)系统和蒸发结晶系统的要求,(5)反渗透浓缩将经过步骤3处理的二级浓水进入碟管式反渗透(DTRO)系统进一步浓缩,回收率75%-80%,生成三级浓水,对三级浓水进行软化,去除钙硬度,(6)蒸发提浓三级浓水进入降膜蒸发器中,进一步减量化、提高浓水中的TDS至100,000mg/,生成提浓浓水,(7)蒸发结晶将步骤5所得提浓浓水进入蒸发结晶器,析出无水硫酸钠和氯化钠,(8)干化剩余液体通过喷雾干燥干化处理,产出杂盐,实现废水零排放。2.按权利要求1所述一种高钙废水的零排放和资源化方法,其特征在于:步骤(1)所述清液浊度<5N...

【专利技术属性】
技术研发人员:李越彪苗晶林会杰胡洪吉李辉万昌银梁爽
申请(专利权)人:烟台金正环保科技有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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