一种高含盐废水分质结晶处理系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高含盐废水分质结晶处理系统及方法，其系统包括调节池、第一氯化钠蒸发结晶系统、氯化钠母液缓存池、硝酸钾冷冻结晶系统、第二氯化钠蒸发结晶系统和杂盐蒸发结晶系统；其方法包括如下步骤：(1)废水均质均量处理；(2)第一氯化钠蒸发结晶；(3)向氯化钠母液中投加氯化钾得到混合液；(4)冷冻析出硝酸钾；(5)硝酸钾冷冻母液蒸发结晶。本发明专利技术方法废水处理成本低，产品种类多、杂盐量小，产出的氯化钠纯度大于99％，硫酸钠纯度大于99％，硝酸钾纯度大于99％，杂盐产出率小于等于10％。

A system and method for the treatment of high salinity wastewater by fractional crystallization

【技术实现步骤摘要】
一种高含盐废水分质结晶处理系统及方法
：本专利技术涉及水处理领域，特别是涉及一种高含盐废水分质结晶处理系统及方法。
技术介绍
：本专利技术所述的高含盐废水为煤矿、化工、煤化工、电厂、冶金、制药等行业产生的废水，主要是生产循环水、排污水、厂区生活污水等，主要成分为氯化钠、硫酸钠及硝酸钠，还含有钙镁、二氧化硅、难降解有机物等。目前，随着科技进步，时代发展，国家对各行各业的环保要求日渐严厉，严禁偷埋偷排。而这对于一直连续生产的企业及建有蒸发塘的企业来说是一次严峻的考验。近几年，大量的废水零排放处理装置投运，主要工艺路线为预处理、双膜、纳滤、高压反渗透(DTRO、电渗析)、蒸发结晶等。经过这些工艺处理后虽然能够实现大部分废水回用，氯化钠、硫酸钠的分质结晶，但这些工艺运行不稳定，产出的氯化钠、硫酸钠量少、纯度低于98％、白度也不达标，不能资源化利用；同时，由于水中硝酸钠含量较高，导致废水杂盐产出率高达25％。综上所述，现有工艺虽然能实现大部分废水回用，氯化钠、硫酸钠分质结晶，但存在运行不稳定、杂盐出盐率高、结晶盐产量低、品质差，不能资源化利用等问题。因此寻找一种高效实现氯化钠、硫酸钠分质结晶、提高结晶盐纯度、降低杂盐出盐率的系统及方法迫在眉睫。
技术实现思路
：本专利技术提出的高含盐废水分质结晶处理系统及方法不仅能够获得高纯度的氯化钠和硫酸钠，还能将难以处理的硝酸钠转化成高附加值的硝酸钾，既保证了结晶盐纯度，降低了杂盐出盐率，同时产出的高纯度氯化钠、硫酸钠、硝酸钾可资源化利用，实现一定经济效益，降低了企业处理废水的压力。本专利技术的第一个目的在于提供一种工艺运行稳定，产出的氯化钠、硫酸钠纯度高，结晶盐产量高、品质优，结晶盐种类多，处理成本低，实现废水的资源化利用的高含盐废水分质结晶处理系统。本专利技术的第二个目的在于提供一种工艺运行稳定，产出的氯化钠、硫酸钠纯度高，结晶盐产量高、品质优，结晶盐种类多，处理成本低，实现废水的资源化利用的高含盐废水分质结晶处理方法。本专利技术的第一个目的由如下技术方案实施：一种高含盐废水分质结晶处理系统，其包括调节池、第一氯化钠蒸发结晶系统、氯化钠母液缓存池、硝酸钾冷冻结晶系统、第二氯化钠蒸发结晶系统和杂盐蒸发结晶系统；所述调节池出水口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接，所述第一氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发结晶母液出口与所述氯化钠母液缓存池的氯化钠母液进口连接，所述氯化钠母液缓存池的出液口与所述硝酸钾冷冻结晶系统的进液口连接，所述硝酸钾冷冻结晶系统的母液出口与所述第二氯化钠蒸发结晶系统的进液口连接，所述第二氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发结晶母液出口分别与所述氯化钠母液缓存池的氯化钠母液进口和所述杂盐蒸发结晶系统的氯化钠母液进口连接。进一步，所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其还包括有纳滤系统，所述调节池的出水口与所述纳滤系统的进水口连接，所述纳滤系统的产水出口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接。进一步，所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其还包括有高级氧化系统、芒硝冷冻结晶系统和芒硝熔融或溶解结晶系统；所述纳滤系统的浓水出口与所述高级氧化系统的进水口连接，所述高级氧化系统的出水口与所述芒硝冷冻结晶系统的进水口连接，所述芒硝冷冻结晶系统的冷冻母液出口分别与所述调节池的进水口和所述杂盐蒸发结晶系统的冷冻母液进口连接；所述芒硝冷冻结晶系统的芒硝出口与所述芒硝熔融或溶解结晶系统的进料口连接。进一步，所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其还包括有预处理装置，所述预处理装置包括依次连接的高密度沉淀池、超滤、离子交换树脂和除碳器；所述除碳器的出水口与所述调节池的进水口连接。预处理装置用于去除废水中的钙镁离子、颗粒、微生物、二氧化硅、碱度。进一步，所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其还包括有第一废水浓缩装置；所述调节池出水口与所述第一废水浓缩装置的进水口连接，所述第一废水浓缩装置的浓水出口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接。进一步，所述第一废水浓缩装置为高压反渗透装置、碟片式反渗透装置(DTRO)、电渗析装置、正渗透装置、MVR或多效蒸发系统中的任意一种。进一步，所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其还包括有蒸发浓缩系统；所述氯化钠母液缓存池的出液口与所述蒸发浓缩系统的进液口连接，所述蒸发浓缩系统的浓缩液出口与所述硝酸钾冷冻结晶系统的进液口连接。进一步，所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其还包括有第一废水浓缩装置；所述纳滤系统的产水出口与所述第一废水浓缩装置的进水口连接，所述第一废水浓缩装置的浓水出口与所述第一氯化钠蒸发结晶装置的进水口连接。进一步，所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其还包括有第二废水浓缩装置；所述高级氧化系统的出水口与所述第二废水浓缩装置的进水口连接，所述第二废水浓缩装置的浓水出口与所述芒硝冷冻结晶系统的进水口连接。本专利技术的第二个目的由如下技术方案实施：一种高含盐废水分质结晶处理方法，其包括如下步骤：(1)废水均质均量处理；(2)第一氯化钠蒸发结晶；(3)向氯化钠母液中投加氯化钾得到混合液；(4)冷冻析出硝酸钾；(5)硝酸钾冷冻母液蒸发结晶；其中，(1)废水均质均量处理：废水进入调节池进行均质均量处理；(2)第一氯化钠蒸发结晶：均质均量废水进入所述第一氯化钠蒸发结晶装置，蒸发结晶析出氯化钠，当氯化钠母液中，COD含量≥25000mg/L时，或者氯离子与硝酸根离子的质量浓度比为1:2.2-1:1时，蒸发结晶终止；冷凝水直接回用，氯化钠母液进入氯化钠母液缓存池；纳滤产水的浓缩液主要成分为氯化钠、硝酸钠，同时含有少量有机物、二氧化硅等杂质。随着不断浓缩结晶，有机物、二氧化硅等含量都在成倍增加，硝酸钠含量也成倍增加，不仅造成沸点升，蒸发量下降，还会影响氯化钠盐的纯度。因此，本申请通过控制氯化钠母液中COD含量，以及氯离子与硝酸根离子的质量浓度比，在保证沸点升不增加的情况下，以尽量多的析出氯化钠，同时保证析出氯化钠纯度。(3)向氯化钠母液中投加氯化钾得到混合液：氯化钠母液进入氯化钠母液缓存池后，向所述氯化钠母液缓存池中投加氯化钾，得到混合液；所述混合液中硝酸钠和氯化钾的质量比为1:0.95-1:1.2，所述混合液进入冷冻结晶系统；(4)冷冻析出硝酸钾：所述混合液进入冷冻结晶系统，冷冻结晶析出硝酸钾，硝酸钾冷冻母液进入第二氯化钠蒸发结晶系统；(5)硝酸钾冷冻母液蒸发结晶：硝酸钾冷冻母液进入第二氯化钠蒸发结晶系统蒸发结晶分离出氯化钠，冷凝水直接回用，氯化钠母液总质量的60％-70％回流至氯化钠母液缓存池；剩余氯化钠母液进入杂盐蒸发结晶系统蒸发结晶出杂盐。硝酸钾冷冻母液进入第二氯化钠蒸发结晶系统，随着蒸发的不断进行，进一步浓缩并析出氯化钠，过程中硝酸钾和杂质也会累积，为保证析出氯化钠的纯度，需要定期排出氯化钠母液。同时，为尽量多的回收系统中的氯化钠和硝酸钠，提高结晶盐资源化率，系统中将部分氯化钠母液进行回流，进而保证回流母液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其包括调节池、第一氯化钠蒸发结晶系统、氯化钠母液缓存池、硝酸钾冷冻结晶系统、第二氯化钠蒸发结晶系统和杂盐蒸发结晶系统；/n所述调节池出水口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接，所述第一氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发结晶母液出口与所述氯化钠母液缓存池的氯化钠母液进口连接，所述氯化钠母液缓存池的出液口与所述硝酸钾冷冻结晶系统的进液口连接，所述硝酸钾冷冻结晶系统的母液出口与所述第二氯化钠蒸发结晶系统的进液口连接，所述第二氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发结晶母液出口分别与所述氯化钠母液缓存池的氯化钠母液进口和所述杂盐蒸发结晶系统的氯化钠母液进口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其包括调节池、第一氯化钠蒸发结晶系统、氯化钠母液缓存池、硝酸钾冷冻结晶系统、第二氯化钠蒸发结晶系统和杂盐蒸发结晶系统；
所述调节池出水口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接，所述第一氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发结晶母液出口与所述氯化钠母液缓存池的氯化钠母液进口连接，所述氯化钠母液缓存池的出液口与所述硝酸钾冷冻结晶系统的进液口连接，所述硝酸钾冷冻结晶系统的母液出口与所述第二氯化钠蒸发结晶系统的进液口连接，所述第二氯化钠蒸发结晶系统的氯化钠蒸发结晶母液出口分别与所述氯化钠母液缓存池的氯化钠母液进口和所述杂盐蒸发结晶系统的氯化钠母液进口连接。


2.根据权利要求1所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有纳滤系统，所述调节池的出水口与所述纳滤系统的进水口连接，所述纳滤系统的产水出口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接。


3.根据权利要求2所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有高级氧化系统、芒硝冷冻结晶系统和芒硝熔融或溶解结晶系统；所述纳滤系统的浓水出口与所述高级氧化系统的进水口连接，所述高级氧化系统的出水口与所述芒硝冷冻结晶系统的进水口连接，所述芒硝冷冻结晶系统的冷冻母液出口分别与所述调节池的进水口和所述杂盐蒸发结晶系统的冷冻母液进口连接；所述芒硝冷冻结晶系统的芒硝出口与所述芒硝熔融或溶解结晶系统的进料口连接。


4.根据权利要求2或3所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有预处理装置，所述预处理装置包括依次连接的高密度沉淀池、超滤、离子交换树脂和除碳器；所述除碳器的出水口与所述调节池的进水口连接。


5.根据权利要求1所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有第一废水浓缩装置；所述调节池出水口与所述第一废水浓缩装置的进水口连接，所述第一废水浓缩装置的浓水出口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接。


6.根据权利要求5所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，所述第一废水浓缩装置为高压反渗透装置、碟片式反渗透装置、电渗析装置、正渗透装置、MVR或多效蒸发系统中的任意一种。


7.根据权利要求1、5或6所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有蒸发浓缩系统；所述氯化钠母液缓存池的出液口与所述蒸发浓缩系统的进液口连接，所述蒸发浓缩系统的浓缩液出口与所述硝酸钾冷冻结晶系统的进液口连接。


8.根据权利要求2所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有第一废水浓缩装置；所述纳滤系统的产水出口与所述第一废水浓缩装置的进水口连接，所述第一废水浓缩装置的浓水出口与所述第一氯化钠蒸发结晶系统的进水口连接。


9.根据权利要求8所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，所述第一废水浓缩装置为高压反渗透装置、碟片式反渗透装置、电渗析装置、正渗透装置、MVR或多效蒸发系统中的任意一种。


10.根据权利要求8或9所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有蒸发浓缩系统；所述氯化钠母液缓存池的出液口与所述蒸发浓缩系统的进液口连接，所述蒸发浓缩系统的浓缩液出口与所述硝酸钾冷冻结晶系统的进液口连接。


11.根据权利要求3所述的一种高含盐废水分质结晶处理系统，其特征在于，其还包括有第二废水浓缩装置；所述高级氧化系统的出水口与所述第二废水浓缩装置的进水口连接，所述第二废水浓缩装置的浓水出口与所述芒硝冷冻结晶系统的进水口连接。


12.一种高含盐废水分质结晶处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：(1)废水均质均量处理；(2)第一氯化钠蒸发结晶；(3)向氯化钠母液中投加氯化钾得到混合液；(4)冷冻析出硝酸钾；(5)硝酸钾冷冻母液蒸发结晶；其中，
(1)废水均质均量处理：废水进入调节池进行均质均量处理；
(2)第一氯化钠蒸发结晶：均质均量废水进入所述第一氯化钠蒸发结晶系统，蒸发结晶析出氯化钠，当氯化钠母液中，COD含量≥25000mg/L时，或者氯离子与硝酸根离子的质量浓度比为1:2.2-1:1时，蒸发结晶终止；冷凝水直接回用，氯化钠母液进入氯化钠母液缓存池；
(3)向氯化钠母液中投加氯化钾得到混合液：氯化钠母液进入氯化钠母液缓存池后，向所述氯化钠母液缓存池中投加氯化钾，得到混合液；所述混合液中硝酸钠和氯化钾的质量比为1:0.95-1:1.2，所述混合液进入冷冻结晶系统；
(4)冷冻析出硝酸钾：所述混合液进入冷冻结晶系统，冷冻结晶析出硝酸钾，硝酸钾冷冻母液进入第二氯化钠蒸发结晶系统；
(5)硝酸钾冷冻母液蒸发结晶：硝酸钾冷冻母液进入第二氯化钠蒸发结晶系统蒸发...

【专利技术属性】
技术研发人员：赛世杰，余占军，张娜，党平，李思序，李战胜，刘慧，樊璐，康花，
申请(专利权)人：内蒙古久科康瑞环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15