一种高盐废水分盐浓缩处理系统及工艺技术方案

本发明专利技术公开一种高盐废水分盐浓缩处理系统，包括预处理装置、选择性离子电渗析装置、纳米膜蒸馏装置、薄膜MVR蒸发装置aiea、第一加热装置、第二加热装置、第一结晶器和第二结晶器，选择性离子电渗析装置的阴极和阳极之间交替排布阳离子选择膜和单价阴离子选择膜；预处理装置用于对待处理高盐废水进行混凝沉淀和化学调质，纳米膜蒸馏装置配置有嵌段共聚物改性无孔纳米膜，薄膜MVR蒸发装置配置有高分子弹性膜，第一结晶器采用蒸发结晶，第二结晶器采用冷冻结晶。进一步，本发明专利技术还公开一种高盐废水分盐浓缩处理工艺。本发明专利技术可通过分盐实现固废减量化及废盐资源化、利用余热及高效蒸发降低浓缩成本，且操作简单、运行稳定可靠，投资运行成本低。

A Salt Concentration Treatment System and Technology for High Salt Wastewater

The invention discloses a salt concentration and treatment system for high salt wastewater, which comprises a pretreatment device, a selective ion electrodialysis device, a nano-membrane distillation device, a membrane MVR evaporation device aiea, a first heating device, a second heating device, a first crystallizer and a second crystallizer, and alternately arranging cationic selective membranes and univalent anions between the cathode and anode of a selective ion electrodialysis device. The pretreatment device is used for coagulation, precipitation and chemical conditioning of high salt wastewater. The nano-membrane distillation device is equipped with block copolymer modified porous nano-film, the film MVR evaporation device is equipped with macromolecule elastic film, the first crystallizer is evaporated and the second crystallizer is frozen. Further, the present invention also discloses a process for concentration and treatment of high salt wastewater. The invention can realize solid waste reduction, waste salt recycling, waste heat utilization and high efficiency evaporation to reduce the concentration cost by salt separation, and has the advantages of simple operation, stable operation and low investment and operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种高盐废水分盐浓缩处理系统及工艺
本专利技术属于废水、废盐资源化和零排放领域，具体涉及一种高盐废水分盐浓缩处理系统及工艺。
技术介绍
随着工业迅速发展和人口急剧增长，可利用的淡水资源越来越少，水资源短缺和水环境污染问题已成为制约经济发展的瓶颈。为此，国家出台节水政策和发展废水浓缩及零排放技术，提高水回用率，减少企业汲水量，随之结伴而来的高盐废水和废盐的安全合理处置和资源化利用问题，烟气脱硫废水、油气采出水、各行各业的RO浓水等盐含量每升达到几万毫克。由于不同生产工艺及收集了各种生产工艺的废水进行处理后的高盐废水，例如，烟气湿法脱硫产生的脱硫废水、污水回用处理浓缩后形成的高盐废水，各高盐废水的物质组份也不同，盐类物质多为Cl-、SO42-、Na+、Ca2+、Mg2+，还存在有机物及少量的重金属，难以处理。在煤化工、石油化工、印染、造纸等行业中，废水需要分盐“零排放”，通常只需要获得较高纯度的氯化盐与硫酸盐。现有技术中，国内电厂废水‘零排放’采用的典型工艺是“前端预处理+双膜浓缩+蒸发结晶”工艺，但普遍存在一些共性问题：预处理软化加药量大、沉淀物多；高浓盐水含有的氯离子易对设备造成腐蚀；系统渗漏结盐；钙镁硅等造成结垢；介质中有机物伴着无机沉淀物，若澄清预处理不好，微/超滤清洗频繁；采用纳滤分盐，纳滤膜性能衰减快、回收率低；采用常规的电渗淅进行浓缩时，阳膜只允许阳离子透过，阴膜只允许阴离子透过，进水对硬度等结垢性离子的要求较高，否则膜表面易结垢。且在膜浓缩或热法浓缩过程中存在流程长、操作控制困难、膜污堵、蒸发器结垢，系统不能稳定运行；运行成本高；污泥废物量大、结晶杂盐为危废处理、费用高等问题。所以亟需寻找短流程、易操作、运行成本低的技术，将废水中的盐进行资源化回收，实现固废减量甚至零排放。
技术实现思路
为解决上述问题，达到高盐废水处理后“零排放”目标，本专利技术提出一种高盐废水分盐浓缩处理系统及工艺，使高盐废水经处理后达到氯化盐及硫酸盐分离，同时可进行浓缩处理和结晶，实现“零排放”浓缩减量。本专利技术对需要分盐“零排放”的高盐废水，想获得较高纯度的氯化盐与硫酸盐，首先将介质进行初步化学反应，将不需要的离子在混凝沉淀的化学反应中去除，同时需要将介质进行调质处理，例如，来水中的镁离子较多，采用调质处理后再进行选择性离子电渗析(mEDR)以获得以氯化镁为主的12-15％浓缩氯化盐；在选择性离子电渗析(mEDR)过程中，由于选择性离子电渗析的阴膜只允许氯离子通过，硫酸根离子不能通过，可将介质进行硫酸盐与氯化盐的分离，产生氯盐为主的浓水(氯化盐)和硫酸盐为主的淡水(硫酸盐)，并将浓水侧的氯化盐浓缩至12-15％，淡水侧的硫酸盐中的氯离子小于1500mg/L，甚至可小于500mg/L；然后再通过纳米膜蒸馏浓缩和蒸法结晶将浓水侧氯化盐分离氯化镁(或氯化钙)与氯化钠，例如，可获得不含有机物、纯度46％的氯化镁产品，而淡水侧的硫酸盐则通过薄膜浓缩后进行冷冻结晶，从而获得较纯的硫酸盐，实现废盐资源化。淡水侧介质(即含硫酸盐的产水)还可以直接回用于烟气脱硫工中艺的制浆系统。浓度为12-15％的氯化盐溶液由于没有有机物、硫酸盐等杂质的干扰，经利用余热加热后，经纳米膜蒸馏可浓缩至饱和盐水，再运至氯碱化工厂用作生产原料或制成防冻剂与溶雪剂。本专利技术的技术方案如下：方案一：一种高盐废水分盐浓缩处理系统，包括预处理装置、选择性离子电渗析装置、纳米膜蒸馏装置、薄膜MVR蒸发装置、第一加热装置、第二加热装置、第一结晶器、第二结晶器，其中：所述选择性离子电渗析装置配置有阴极、阳极、阳离子选择膜和单价阴离子选择膜，所述阳离子选择膜和单价阴离子选择膜在阴极和阳极之间交替排布；所述选择性离子电渗析装置的淡水侧进水端通过管路与预处理装置连接，淡水侧出水端通过管路依次连接第二加热装置、薄膜MVR蒸发装置和第二结晶器，浓水侧出水端通过管路依次连接第一加热装置、纳米膜蒸馏装置和第一结晶器；所述预处理装置用于对待处理高盐废水进行混凝沉淀和化学调质，所述第一结晶器采用蒸发结晶，所述第二结晶器采用冷冻结晶。作为一种优选方案，该系统还包括暂存箱，所述暂存箱的进水端通过管路连接选择性离子电渗析装置的淡水侧，所述暂存箱的第一出水端通过管路连接第二加热装置，所述暂存箱的第二出水端通过管路外接脱硫制浆系统。作为一种优选方案，所述第一加热装置和第二加热装置包括至少一个采用PTFE防腐材质的换热器。作为一种优选方案，所述换热器的热源来自于电厂废热水。作为一种优选方案，所述纳米膜蒸馏装置配置有嵌段共聚物改性无孔纳米膜，采用低压热驱动方式运行。作为一种优选方案，所述薄膜MVR蒸发装置配置有高分子弹性膜，采用MVR多效蒸发方式运行。作为一种优选方案，所述选择性离子电渗析装置的浓水侧进水端的汲取水来源于纳米膜蒸馏装置的蒸馏产水和/或薄膜MVR蒸发装置的蒸发产水。作为一种优选方案，所述预处理装置包括依次连接的第一反应区、第二反应区、絮凝区和澄清区，第一反应区和第二反应区投加不同药剂，第一反应区下部设有进水口，澄清区上部设有出水口，澄清区底部通过污泥循环泵连接进水口，第一反应区、第二反应区内设有搅拌装置。方案二：一种高盐废水分盐浓缩处理工艺，采用方案一所述的高盐废水分盐浓缩处理系统，包括：高盐废水进入预处理装置，通过投加PAC、PFC进行混凝反应沉淀，并结合来水水质进行化学调质，以去除SS和影响结晶盐纯度的少量杂质；预处理后的高盐废水被泵送至选择性离子电渗析装置的淡水侧，浓水侧泵入无有机物及少量纯水，在电场作用下，阳离子及氯离子迁移至浓水侧并浓缩成氯化盐水，有机物和硫酸根离子留在淡水侧形成硫酸盐水；选择性离子电渗析装置浓水侧产生的氯化盐水被泵送至第一加热装置，经加热后进入纳米膜蒸馏装置，经循环浓缩至饱和盐水后送至第一结晶器进行蒸发结晶，得到高纯度的氯化盐；选择性离子电渗析装置淡水侧产生的硫酸盐水被泵送至第二加热装置，经加热后进入薄膜MVR蒸发装置，经循环浓缩后进入第二结晶器进行冷冻结晶，得高纯度的的硫酸盐。其中：浓水侧浓缩形成的氯化盐水的浓度为12-15％，淡水侧产生的硫酸盐水中的Cl-降至1500mg/L以下。作为一种优选方案，将淡水侧产生的硫酸盐水回用于脱硫的制浆系统。作为一种优选方案，收集纳米膜蒸馏装置形成的冷凝水和/或薄膜MVR蒸发装置产生的冷凝水，将其余热回收利用后用于选择性离子电渗析装置的浓水侧进水端的汲取水。作为一种优选方案，第一加热装置将氯化盐水加热至65℃后进入纳米膜蒸馏装置，第二加热装置将氯化盐水加热至65℃后进入薄膜MVR蒸发装置。本专利技术针对高盐废水，实现氯化盐及硫酸盐分离，然后再进行浓缩和结晶处理，实现“零排放”浓缩减量，具以下有益效果：1)采用选择性离子电渗析处理高含盐废水，将淡水和废盐资源化，无需要化学软化处理，节约了加药量，减少了沉淀废物量，避免了因水质不稳定造成的加药操作控制困难的问题，实现纯度较高的分盐“零排放”。2)选择性离子电渗析装置采用单价阴离子选择膜，对Cl-有高度的选择透过性，几乎不允许SO42-通过，从而有效降低淡水侧Cl-的含量至满足回用及浓缩后冷冻结晶要求，同时避免浓水侧形成硫酸盐、碳酸钙等结垢物的形成，通过分盐可实现部分废盐资源化。3)高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高盐废水分盐浓缩处理系统，其特征在于：包括预处理装置、选择性离子电渗析装置、纳米膜蒸馏装置、薄膜MVR蒸发装置、第一加热装置、第二加热装置、第一结晶器和第二结晶器，其中：所述选择性离子电渗析装置的淡水侧进水端通过管路与预处理装置连接，淡水侧出水端通过管路依次连接第二加热装置、薄膜MVR蒸发装置和第二结晶器，浓水侧出水端通过管路依次连接第一加热装置、纳米膜蒸馏装置和第一结晶器；所述选择性离子电渗析装置配置有阴极、阳极、阳离子选择膜和单价阴离子选择膜，所述阳离子选择膜和单价阴离子选择膜在阴极和阳极之间交替排布；所述预处理装置用于对待处理高盐废水进行混凝沉淀和化学调质，所述第一结晶器采用蒸发结晶，所述第二结晶器采用冷冻结晶。

【技术特征摘要】
1.一种高盐废水分盐浓缩处理系统，其特征在于：包括预处理装置、选择性离子电渗析装置、纳米膜蒸馏装置、薄膜MVR蒸发装置、第一加热装置、第二加热装置、第一结晶器和第二结晶器，其中：所述选择性离子电渗析装置的淡水侧进水端通过管路与预处理装置连接，淡水侧出水端通过管路依次连接第二加热装置、薄膜MVR蒸发装置和第二结晶器，浓水侧出水端通过管路依次连接第一加热装置、纳米膜蒸馏装置和第一结晶器；所述选择性离子电渗析装置配置有阴极、阳极、阳离子选择膜和单价阴离子选择膜，所述阳离子选择膜和单价阴离子选择膜在阴极和阳极之间交替排布；所述预处理装置用于对待处理高盐废水进行混凝沉淀和化学调质，所述第一结晶器采用蒸发结晶，所述第二结晶器采用冷冻结晶。2.如权利要求1所述的高盐废水分盐浓缩处理系统，其特征在于：还包括暂存箱，所述暂存箱的进水端通过管路连接选择性离子电渗析装置的淡水侧，所述暂存箱的第一出水端通过管路连接第二加热装置，所述暂存箱的第二出水端通过管路外接脱硫制浆系统。3.如权利要求1所述的高盐废水分盐浓缩处理系统，其特征在于：所述第一加热装置和第二加热装置包括至少一个采用PTFE防腐材质的换热器。4.如权利要求3所述的高盐废水分盐浓缩处理系统，其特征在于：所述换热器的热源来自于电厂废热水。5.如权利要求1所述的高盐废水分盐浓缩处理系统，其特征在于：所述纳米膜蒸馏装置配置有嵌段共聚物改性无孔纳米膜，采用低压热驱动方式运行。6.如权利要求1所述的高盐废水分盐浓缩处理系统，其特征在于：所述薄膜MVR蒸发装置配置有高分子弹性膜，采用MVR多效蒸发方式运行。7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁劲梅，张伟，李妍妍，朱来松，
申请(专利权)人：中电环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32