一种工业浓盐水资源化利用的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工业浓盐水资源化利用的方法及系统，将工业浓盐水与碱液混合均质，调整pH值至11‑12，混合溶液经微滤系统去除沉淀，微滤出水pH回调，经纳滤系统得到主要含一价盐的溶液a和主要含二价盐的溶液b，溶液a经反渗透系统浓缩后蒸发结晶得到工业氯化钠产品，溶液b经树脂交换进一步去除钙镁离子后电解得到碱液和硫酸溶液，其中碱液回用于工业浓盐水的pH调整。本发明专利技术对纳滤分盐后的一价盐溶液反渗透浓缩后蒸发结晶，得到工业氯化钠产品；分盐后的二价盐溶液进行电解，电解后的碱液返回浓盐水的软化预处理工段，大大降低了预处理过程中加药成本；整个工艺系统设计巧妙，无杂盐的排放，电解后的碱液循环利用，降低系统的加药成本，极大的提高了工业浓盐水资源化程度。

【技术实现步骤摘要】
一种工业浓盐水资源化利用的方法及系统
本专利技术属于水资源综合利用领域，具体涉及一种工业浓盐水资源化利用的方法及系统。
技术介绍
煤化工、石油化工、钢铁、电力等行业的废水通常采用膜浓缩的方法进行回用，由此产生大量的浓盐水，该浓盐水中含有大量的Mg2+、Ca2+、SO42-和Cl-，直接排放会对环境造成巨大负担。目前，工业浓盐水主要通过预处理、膜处理、自然蒸发以及热蒸发技术等形成一系列工艺组合，完成浓盐水的浓缩与蒸发结晶。专利技术专利申请201610023871.4公开了一种浓盐水零排放膜浓缩工艺及设备，浓盐水经过软化微滤装置、纳滤膜分离装置的透过液经反渗透膜装置，进一步除盐后回用，纳滤膜的浓水和反渗透膜的浓水输送至超浓缩膜装置进一步减量浓缩，形成超浓盐水进入蒸发结晶装置，该技术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，然而蒸发结晶得到的盐为混盐，无法进一步进行资源化利用，并且软化过程中软化剂的消耗量大，成本偏高。专利技术专利申请201711106275.3公开了一种煤化工浓盐水处理方法及系统，本专利技术以“预处理+过滤+反渗透+电渗析+蒸发结晶”的工艺对煤化工浓盐水进行浓缩、固液分离等处理，实现废水零排放，然而预处理过程中药剂成本高，蒸发结晶过程中未实现盐的分离。专利技术专利申请201710163911.X公开了一种综合处理化工浓盐水的方法，该方法通过纳滤膜分离浓盐水得到氯化钠溶液和硫酸钠溶液，硫酸钠溶液经冷法冻硝提纯后与氨水和CO2气体反应制备小苏打和硫酸铵产品，该工艺技术路线复杂，需要消耗大量的氨水。工业浓盐水在进入反渗透装置之前都需要进行软化预处理，在软化预处理阶段，需要投加大量的药剂，药剂消耗量大，运行成本高，药剂成本占运行总成本的50-60%，因此减少药剂成本是降低废水处理成本的关键。
技术实现思路
针对工业浓盐水资源化利用过程中预处理药剂投加量大，成本高的问题，本专利技术提供了一种工业浓盐水资源化利用的方法及系统，减少预处理过程中药剂的投加成本。一种工业浓盐水资源化利用的方法，包括以下步骤：（1）软化预处理：将工业浓盐水与碱液混合，使得混合溶液的pH值为11-12；（2）微滤除杂：步骤（1）得到的混合溶液进入微滤系统，得到微滤出水；（3）纳滤分盐：步骤（2）的微滤出水调整pH值为6-7后进入纳滤系统，得到主要含一价盐的溶液a和主要含二价盐的溶液b；（4）制备工业级氯化钠产品：步骤（3）所得的溶液a进入反渗透系统，得到满足回用水要求的反渗透产水和浓缩减量后的反渗透浓水，反渗透浓水经蒸发结晶得到工业级氯化钠产品；（5）电解：步骤（3）得到的溶液b经过树脂交换装置后得到溶液c，溶液c进入电解系统电解，得到碱液和酸液，碱液全部或部分返回步骤（1）。所述工业浓盐水中Ca2+浓度为100-500mg/L，Mg2+浓度为30-200mg/L，SO42-浓度为10000-20000mg/L，Cl-浓度为10000-25000mg/L。步骤（1）所述的碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钠和氢氧化钾混合溶液。步骤（3）中所述溶液a中一价盐与二价盐的浓度之比为5:1-15:1；溶液b中二价盐与一价盐之比为20:1-50:1。步骤（4）中所述反渗透浓水中TDS为100000-130000mg/L。步骤（5）中所述溶液c中钙镁离子浓度小于0.05mg/L。一种工业浓盐水资源化利用的系统，包括调质系统、微滤系统、纳滤系统、反渗透系统、蒸发结晶系统、树脂吸附装置和电解系统；调质系统与微滤系统相连，微滤系统的出水进入微滤储水槽，微滤储水槽的水经过增压泵进入纳滤系统，纳滤系统的产水进入纳滤产水槽，纳滤产水槽的水经反渗透高压泵进入反渗透系统，纳滤系统的浓水出口与树脂交换装置进水口相连，树脂交换装置的出水口与电解系统相连，电解系统产生的碱液进入碱液存储槽，电解系统产生的酸液进入酸液存储槽，碱液存储槽与调质系统相连，反渗透系统的产水出口连接到回用水池，反渗透系统浓水进入反渗透浓水存储槽，反渗透浓水存储槽连接到蒸发结晶系统。所述调质系统带有搅拌装置。所述微滤系统采用管式微滤膜，膜的孔径为0.1-1微米；所述纳滤系统采用适宜杂盐分离的纳滤膜组件，膜孔径为0.01-0.1纳米；所述反渗透系统采用高压反渗透膜组件，操作压力为7-12MPa。所述电解系统为二膜三室电解槽，阳极材料为铅合金或铅的氧化物，阴极材料为铁板。本专利技术的有益效果为：工业浓盐水在蒸发结晶前，进行膜浓缩，大大降低了蒸发水量，从而降低了能耗；纳滤分盐得到工业级氯化钠产品，处理过程中无杂盐排放；针对分盐后硫酸钠为主的二价盐通过阳离子交换树脂进一步去除钙镁离子，减轻了电解过程中的结垢问题，电解后的碱液返回浓盐水的软化预处理工段，大大降低了预处理过程中加药成本；整个工艺系统设计巧妙，无杂盐等危废排放，电解后的碱液循环利用，降低系统的加药成本，极大的提高了工业浓盐水资源化程度。附图说明图1是一种工业浓盐水资源化利用的工艺流程图。图2是一种工业浓盐水资源化利用系统示意图，图中：1-调质系统，2-微滤系统，3-纳滤系统，4-电解系统，5-反渗透系统，6-蒸发结晶系统，11-微滤进水泵，21-微滤储水槽，22-增压泵，31-溶液b存储槽，32-树脂吸附装置进水泵，33-溶液a存储槽，34-反渗透高压泵，41-树脂吸附装置，42-电解碱液存储槽，43-电解酸液存储槽，51-回用水池，52-反渗透浓水存储槽，53-蒸发结晶进水泵。具体实施方式下面通过具体实施例结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步说明，但本专利技术的范围不仅限于下述实施例。实施例1某煤化工企业浓盐水的成分如表1所示，主要成分为Na2SO4和NaCl。表1某煤化工企业浓盐水水质特点项目数量pH8-9Na+(mg/L)18130K+(mg/L)263Ca2+(mg/L)112Mg2+(mg/L)36Cl-(mg/L)15731SO42-(mg/L)16713HCO3-(mg/L)95TDS(mg/L)49980TOC(mg/L)152如附图1所示，该浓盐水资源化利用的步骤为：（1）将工业浓盐水与碱液混合，使得混合溶液的pH值为11.5，碱液为氢氧化钠溶液，浓盐水与碱液的体积比为7:1；（2）步骤（1）得到的混合溶液进入微滤系统，得到微滤出水；（3）步骤（2）的微滤出水调整pH值至6-7后进入纳滤系统，通过纳滤分盐，得到主要含一价盐的溶液a和主要含二价盐的溶液b；溶液a中一价盐的浓度为33816mg/L，二价盐的浓度3294mg/L；溶液b中二价盐的浓度为88948mg/L，一价盐的浓度小于3100mg/L；溶液a与溶液b的体积比为3:1；（4）步骤（3）所得的溶液a进入反渗透系统，得到满足回用水要求的反渗透产水和浓缩减量后的反渗透浓水，反渗透浓水中TDS为122497mg/L，经蒸发结晶得到工业级氯化钠产品；（5）步骤（3）得到的溶液b经过树脂吸附装置后得到溶液c，溶液c中钙镁离子浓度小于0.05mg/L，溶液c进入电解系统电解，得到碱液和酸液，碱液全部或部分返回步骤（1），酸液用于步骤（2）中调整微滤出水的pH值。图2所示，一种工业浓盐水资源化利用的系统，包括包括调质系统1、微滤系统2、纳滤系统3、电解系统4、反渗透系统5、蒸发结晶系统6；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业浓盐水资源化利用的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）软化预处理：将工业浓盐水与碱液混合，使得混合溶液的pH值为11‑12；（2）微滤除杂：步骤（1）得到的混合溶液进入微滤系统，得到微滤出水；（3）纳滤分盐：步骤（2）的微滤出水调整pH值为6‑7后进入纳滤系统，得到主要含一价盐的溶液a和主要含二价盐的溶液b；（4）制备工业级氯化钠产品：步骤（3）所得的溶液a进入反渗透系统，得到满足回用水要求的反渗透产水和浓缩减量后的反渗透浓水，反渗透浓水经蒸发结晶得到工业级氯化钠产品；（5）电解：步骤（3）得到的溶液b经过树脂交换装置后得到溶液c，溶液c进入电解系统电解，得到碱液和酸液，碱液全部或部分返回步骤（1）。

【技术特征摘要】
1.一种工业浓盐水资源化利用的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）软化预处理：将工业浓盐水与碱液混合，使得混合溶液的pH值为11-12；（2）微滤除杂：步骤（1）得到的混合溶液进入微滤系统，得到微滤出水；（3）纳滤分盐：步骤（2）的微滤出水调整pH值为6-7后进入纳滤系统，得到主要含一价盐的溶液a和主要含二价盐的溶液b；（4）制备工业级氯化钠产品：步骤（3）所得的溶液a进入反渗透系统，得到满足回用水要求的反渗透产水和浓缩减量后的反渗透浓水，反渗透浓水经蒸发结晶得到工业级氯化钠产品；（5）电解：步骤（3）得到的溶液b经过树脂交换装置后得到溶液c，溶液c进入电解系统电解，得到碱液和酸液，碱液全部或部分返回步骤（1）。2.如权利要求1所述的一种工业浓盐水资源化利用的方法，其特征在于，所述工业浓盐水中Ca2+浓度为100-500mg/L，Mg2+浓度为30-200mg/L，SO42-浓度为10000-20000mg/L，Cl-浓度为10000-25000mg/L。3.如权利要求1所述的一种工业浓盐水资源化利用的方法，其特征在于，步骤（1）所述的碱液为氢氧化钠溶液或氢氧化钠和氢氧化钾混合溶液。4.如权利要求1所述的一种工业浓盐水资源化利用的方法，其特征在于，步骤（3）中所述溶液a中一价盐与二价盐的浓度之比为5:1-15:1；溶液b中二价盐与一价盐之比为20:1-50:1。5.如权利要求1所述的一种工业浓盐水资源化利用的方法，其特征在于，步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏双青，赵焰，徐志清，陈文婷，陆梦楠，李向南，陈雪，杨东，腾东玉，
申请(专利权)人：北京朗新明环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11