双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法技术

本发明专利技术公开了双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法，双极膜能够高效的水解纯水并不断产生H+离子与OH‑根离子，纯水区水解的H+离子与OH‑根离子分别进入酸液区与碱液区，与单级膜选择的阴阳离子结合，生成酸和碱。碱液产区、纯水反应区、酸液产区和高盐废水区分别通过泵进行循环，最优循环比500%，运行能耗减少15%‑20%，经耦合双极膜电渗析系统处理后的高盐废水转化为低盐废水进入常规处理，并回收最终产物酸液和碱液，实现高盐废水的资源化利用。

Bipolar membrane electrodialysis technology for high salt wastewater treatment and recycling

【技术实现步骤摘要】
双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法
本专利技术涉及煤化工领域高盐废水处理
，具体为一种双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法。
技术介绍
煤化工领域生产过程中产生的高盐废水是废水处理行业公认的高难度处理废水。其主要特点是化学成分复杂、含盐量高，主要成分包括如含氯化钠、氯化铵、硫酸铵、硫酸钠或者是多种混合盐等。国内某大型煤炭企业中，煤制天然气项目要以新鲜水进行补充，而在这一过程中带入进去的盐量就已经超过了系统盐量的一半以上，同时在生产过程以及水系统添加化学药剂的过程中，也会增加近30%的盐量。虽然能够对循环冷却系统的循环倍数进行系统优化和选择，但是废水含盐量却难以实现真正的降低。高盐废水不加处理就排放对环境影响巨大，高盐废水渗入土壤系统中，破坏土壤结构，导致土壤碱性增强，土质硬化、板结，使得土壤自身活性难以恢复。甚至污染地下水，给居民生活饮用水造成巨大隐患。目前对高盐废水的处理主要采用离子交换、树脂吸附、反渗透、蒸发结晶等处理方式。其中离子交换和树脂吸附针对低浓度的含盐废水具有不错的处理效果，但如果含盐量过高，会导致树脂恢复周期变短，运行费用迅速攀升。而反渗透和蒸发结晶对反应的条件要求非常苛刻，需要高温、高压，同时也具有超高的运行费用。以上针对高盐废水的处理方法或多或少存在局限性。寻求一种更科学实用的技术来处理高盐废水显的尤为重要。处理废水的同时能够将废水资源化回收更符合可持续发展的要求。我们将双极膜电渗析技术应用到处理高盐废水处理中，则提供了另外一种视角。通过特制的双极膜整合到传统电渗析工艺中，科学组装为一个系统，处理废水的同时，回收其中的酸、碱。既变废为宝又解决了高盐废水处理的难题，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法，包括以下步骤：步骤一：将经过高盐废水预处理系统预处理的高盐废水通过循环泵打入双极膜电渗析装置的高盐废水反应区，并不断循环；步骤二：废水中阴阳离子分别经选择性的进入酸液产区和碱液产区；步骤三：双极膜高效的水解纯水并不断产生H+离子与OH-根离子，纯水反应区水解的H+离子与OH-根离子分别进入酸液产区与碱液产区，并与单级膜选择的阴阳离子结合，生成酸和碱；步骤四：经双极膜电渗析装置处理后的高盐废水转化为低盐废水进入常规处理，通过产物回收系统回收最终产物酸液和碱液，实现高盐废水的资源化利用。优选的，所述步骤一中高盐废水预处理系统包括高盐废水预处理箱、高盐废水原水箱、专用过滤器及滤渣排放，所述高盐废水预处理箱、高盐废水原水箱及专用过滤器形成循环，所述专用过滤器还与滤渣排放相连。优选的，所述步骤一中双极膜电渗析装置为管式结构，所述双极膜电渗析装置分为碱液产区、纯水反应区、酸液产区和高盐废水反应区，所述双极膜电渗析装置的四个分隔区单独运行，所述双极膜电渗析装置从内到外依次为阴极膜、双极膜之阳膜、水合乳化膜、双极膜之阴膜、阳极膜、膜壳。优选的，所述步骤三中双极膜为特制耦合双极膜，所述双极膜由双极膜之阳膜和双极膜之阴膜两个单级膜叠加水合乳化膜精密压制而成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术特制双极膜电渗析反应装置。双极膜为特制耦合双极膜，由单级膜叠加水合乳化膜精密压制而成，水解效率高，长时间运行不发生极化与产气，运行稳定，系统使用寿命提高20%以上。（2）特制双极膜反应装置为管式结构，从内到外依次为：阴极膜、双极膜之阳膜、水合乳化膜、双极膜之阴膜、阳极膜、膜壳。双极膜电渗析装置分为碱液产区、纯水反应区、酸液产区和高盐废水反应区Ⅰ，四个分隔区单独运行。特制耦合双极膜电极为特制优异性材料，两侧分别与单级膜组成电渗析系统，相比传统双极膜电渗析系统减少一组膜电极，降低了设备投资费用30%以上。（3）双极膜能够高效的水解纯水并不断产生H+离子与OH-根离子，纯水区水解的H+离子与OH-根离子分别进入酸液区与碱液区，与单级膜选择的阴阳离子结合，生成酸和碱，碱液产区、纯水反应区、酸液产区和高盐废水区分别通过泵进行循环，最优循环比500%，运行能耗减少15%-20%。（4）经耦合双极膜电渗析系统处理后的高盐废水转化为低盐废水进入常规处理，并回收最终产物酸液和碱液，实现高盐废水的资源化利用。附图说明图1为本专利技术流程运行示意图。图2为高盐废水预处理系统示意图。图3为管式双极膜结构示意图。图中：Ⅰ-高盐废水反应区；Ⅱ-酸液产区；Ⅲ-纯水反应区；Ⅳ-碱液产区；1-高盐废水预处理箱；2-高盐废水原水箱；3-专用过滤器；4-滤渣排放；5-阴极膜；6-双极膜之阳膜；7-水合乳化膜；8-双极膜之阴膜；9-阳极膜；10-膜壳；11-纯水补水；12-Ⅲ区循环来水；13-纯水箱；14-Ⅱ区循环来水；15-Ⅳ区循环来水；16-第一Ⅰ区循环来水；17-第二Ⅰ区循环来水；18-第一单级膜组；19-双极膜组；20-第二单级膜组；21-Ⅰ区循环出水；22-Ⅱ区循环出水；23-回Ⅲ区入口；24-Ⅳ区循环出水；25-高盐废水预处理箱来水；26-酸液回收；27-碱液回收；28-双极膜废水箱；29-Ⅱ区循环水箱；30-Ⅳ区循环水箱；31-低盐水；32-回Ⅱ区入口；33-回Ⅳ区入口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法，包括以下步骤：双极膜电渗析装置分为碱液产区Ⅳ、纯水反应区Ⅲ、酸液产区Ⅱ和高盐废水反应区Ⅰ，四个分隔区单独运行，经预处理的高盐废水通过循环泵打入高盐废水反应区Ⅰ，并不断循环，高盐废水反应区Ⅰ施加单级膜电渗析，阴阳离子分别经选择性的进入酸液产区Ⅱ和碱液产区Ⅳ，本专利技术所选用的双极膜为耦合双极膜，由单级膜叠加水合乳化膜7精密压制而成。中间为纯水反应区Ⅲ，耦合双极膜分别与阴阳单级膜组成碱液产区Ⅳ、酸液产区Ⅱ。整个双极膜电渗析装置为为管式结构。耦合双极膜能够高效的水解纯水并不断产生H+离子与OH-根离子，长时间运行不发生极化与电极产气，高效稳定。纯水区水解的H+离子与OH-根离子分别进入酸液区与碱液区，与单级膜选择的阴阳离子结合，生成酸和碱，碱液产区Ⅳ、纯水反应区Ⅲ、酸液产区Ⅱ和高盐废水区分别通过泵进行循环。经耦合双极膜电渗析系统处理后的高盐废水转化为低盐废水进入常规处理，并回收最终产物酸液和碱液，实现高盐废水的资源化利用，整个系统包括高盐废水预处理系统、特制双极膜反应装置特制耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一：将经过高盐废水预处理系统预处理的高盐废水通过循环泵打入双极膜电渗析装置的高盐废水反应区，并不断循环；/n步骤二：废水中阴阳离子分别经选择性的进入酸液产区和碱液产区；/n步骤三：双极膜高效的水解纯水并不断产生H+离子与OH-根离子，纯水反应区水解的H+离子与OH-根离子分别进入酸液产区与碱液产区，并与单级膜选择的阴阳离子结合，生成酸和碱；/n步骤四：经双极膜电渗析装置处理后的高盐废水转化为低盐废水进入常规处理，通过产物回收系统回收最终产物酸液和碱液，实现高盐废水的资源化利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：将经过高盐废水预处理系统预处理的高盐废水通过循环泵打入双极膜电渗析装置的高盐废水反应区，并不断循环；
步骤二：废水中阴阳离子分别经选择性的进入酸液产区和碱液产区；
步骤三：双极膜高效的水解纯水并不断产生H+离子与OH-根离子，纯水反应区水解的H+离子与OH-根离子分别进入酸液产区与碱液产区，并与单级膜选择的阴阳离子结合，生成酸和碱；
步骤四：经双极膜电渗析装置处理后的高盐废水转化为低盐废水进入常规处理，通过产物回收系统回收最终产物酸液和碱液，实现高盐废水的资源化利用。


2.根据权利要求1所述的一种双极膜电渗析技术处理高盐废水并进行资源化回收的方法，其特征在于：所述步骤一中高盐废水预处理系统包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宇亮，李武林，季献华，姚志全，李宽，王辰，徐俊秀，季晓艳，方伟杰，袁志清，朱军，
申请(专利权)人：江苏京源环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32