本实用新型专利技术公开了一种利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，综合多介质多虑技术、离子交换树脂技术、臭氧高级氧化技术、纳滤膜分离技术和离子膜电解技术，提出一种集成处理装置。本实用新型专利技术设计新颖，可靠性高，实用性强，解决了煤化工产业周围对废水的环境承载容量小的问题，制备出NaOH碱液和HCL酸液可直接资源化利用于煤化工回用水站和脱盐水站的树脂再生以及膜组件的化学清洗。本实用新型专利技术在实现煤化工废水近零排放的目标的同时进行废水的资源化利用，是一种既有环境效益又有经济价值的煤化工浓盐水集成处理装置。
【技术实现步骤摘要】
一种利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置
本技术涉及一种应用于煤化工浓盐水处理及资源化回用的集成装置，属于工业废水处理领域。
技术介绍
煤化工能源产业近年来由于煤炭的能源地位得到迅猛发展。煤化工是在高温条件下将煤炭转化为气体、液体以及固体燃料和化学品的化工过程。在煤化工生产过程中产生了一类高浓度酚类、氨氮以及大量有毒有害物质的废水，且由于煤化工项目所在地区对该类废水的环境容量有限，国家环保部对煤化工废水处理要求非常严格，提出了煤化工废水处理近零排放的要求。为了协调煤化工带来的生态问题与能源需求的矛盾，许多项目及研究人员应用生化处理技术、物化处理技术以及生化-物化耦合技术对煤化工废水进行处理。而该耦合技术末端生成了一种来自于中水回用系统反渗透膜浓水的煤化工浓盐水，该浓盐水由于高浓度有机物。盐分和少量其他离子的复杂水质特性非常难以处理，是实现煤化工废水近零排放的最后亟待解决的难点和现代煤化工发展瓶颈。目前，煤化工浓盐水处理技术得到工程应用的是膜浓缩+蒸发结晶技术，但该技术制备出的杂盐依据《危险废弃物鉴定标准》被认定为危险废弃物。该杂盐不但产量很大而且当前处理技术具有二次环境污染隐患。溶解于煤化工的高浓度盐分以氯化钠和硫酸钠为主。为此，本技术针对煤化工浓盐水的高盐和三元组分为主的水质特性，结合实现煤化工废水近零排放的处理要求，提出一种利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液进行资源化利用的集成处理装置。
技术实现思路
本技术的目的在于应用一种集成处理装置从煤化工浓盐水中制备并回用NaOH碱液和HCL酸液，利用离子交换树脂、臭氧催化氧化、纳滤、离子膜电解技术实现煤化工浓盐水的资源化利用。本技术的一种利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，其特征在于包括多介质过滤器、离子交换树脂装置、臭氧催化氧化装置、纳滤膜分离装置、离子膜电解装置；离子交换树脂装置设有强酸性阳离子交换树脂、布水器、加药箱及进水泵；臭氧催化氧化装置设置臭氧发生器、曝气头、纳米微溶氧溶气泵、非均相结晶催化氧化填料；纳滤膜分离装置设有负电荷的单价盐高透过性纳滤膜、膜壳、进水泵、增压泵、加药泵、在线监测仪器、电磁阀、膜清洗设备及多个储水箱；离子膜电解装置设置单价离子阴阳离子交换膜、阴阳电极、进水泵、在线监测仪器、碱液室、酸液室及浓水室。所述离子交换树脂装置、臭氧催化氧化装置、纳滤膜分离装置、离子膜电解装置依次连通，煤化工浓盐水由离子交换树脂装置上部进入，通过布水器在离子交换装置中均匀布水，从离子交换树脂装置底部出水管进入臭氧催化氧化装置进行催化氧化，煤化工浓盐水完成臭氧催化氧化后进入纳滤膜分离装置，通过单价盐高透过性纳滤膜分离后形成的单价盐浓盐水后进入离子膜电解室，最后通过离子膜电解生成NaOH碱液和HCL酸液从而进行资源化，并且利用于煤化工回用水处理站树脂再生和膜组件的加药清洗。所述多介质过滤器中设置多层滤料，在滤料的过滤作用下将煤化工浓盐水中的悬浮物、部分胶体以及大颗粒物质去除。所述离子交换树脂装置上部设有布水器，将煤化工浓盐水均匀分布于离子交换树脂装置中。所述离子交换装置中设有强酸性阳离子交换树脂，通过离子交换树脂交联结构分子官能团上的阳离子与煤化工浓盐水中的钙镁离子进行置换，从而将煤化工浓盐水中的硬度降低至2.0mg/L以下，减轻后续纳滤膜装置和离子膜电解装置的结垢污染。所述离子交换树脂装置的水力停留时间为1.0h。煤化工浓盐水通过装置下部中间的出水口进入臭氧催化氧化装置。所述臭氧催化氧化装置设有臭氧发生器，臭氧发生器产生臭氧气体后与煤化工浓盐水一起进入纳米微溶氧溶气泵，二者通过溶气泵的加压溶气作用形成气水比高达30％的气水混合液进入臭氧催化氧化装置，通过装置底部的曝气盘均匀分布于臭氧催化氧化装置内部，通过装载于臭氧催化氧化装置内的非均相结晶催化氧化剂加强臭氧的氧化作用，强化去除单价煤化工浓盐水中的难降解有机物，由臭氧催化氧化装置上部出水管进入纳滤膜分离装置。所述纳滤膜分离装置设有负电荷高单价盐透过纳滤膜、纳滤膜壳、进水泵、增压泵、加药泵、水质在线监测仪表、压力表、流量计、电磁阀、加药水箱、进出水及浓水管道。煤化工浓盐水通过进水泵进入纳滤膜分离装置中，在增压泵提供的驱动力下分离煤化工浓盐水。煤化工浓盐水中含有的高浓度有机物及硫酸钠二价盐被截留于纳滤分离膜进水侧，形成浓水通过浓水管收集于浓水箱中。溶解于煤化工浓盐水中的单价盐即氯化钠在压力作用下透过纳滤分离膜进入产水侧，最终形成以单价盐为主的煤化工浓盐水通过出水管进入离子电解膜装置中。所述离子电解膜装置设有单价离子膜、双极膜、阴阳电极、隔板、在线监测仪表、电压及电流控制器、极室、盐水室、碱液室、酸液室、盐水管、碱液管及酸液管和极水管。煤化工浓盐水通过进水泵进入离子电解膜盐水室，由于电解作用，在阴极周围电解出OH-，在阳极周围电解出H+，Cl-透过阴膜向阳极移动，在酸液室与H+制备出浓度为5.0％的HCL酸液，Na+透过阳膜向阴极移动，在碱液室与电解出的OH-制备出浓度为10.0％的NaOH碱液。本技术与现有技术相比具有以下优点；本技术采用煤化工浓盐水集成处理装置，将离子交换树脂技术、臭氧催化氧化技术、纳滤分离技术以及离子膜电解技术优化耦合。本技术的离子交换树脂装置降低硬度可以减少后续纳滤膜装置及电解膜装置的结垢污染。本技术的臭氧催化氧化技术可以降低后续膜装置的膜表面污染。本技术采用煤化工浓盐水进行资源化利用，既能实现废水的近零排放，又能从废水中制备出相应的碱液和酸液进行回用，同时具有环境效益和经济价值。本技术采用煤化工浓盐水进行资源化利用，制备出的浓度为10.0％的NaOH碱液和5.0％的HCL酸液可用于回用水站和脱盐水站的树脂再生及膜组件的化学清洗过程。综上所述，本技术是一种设计新颖的煤化工浓盐水处理方法。该方法应用于煤化工浓盐水处理既能达到国家环保部的近零排放要求，又能制备出NaOH碱液和HCL酸液进而应用于脱盐水站和回用水站的阴阳树脂再生与膜设备的清洗。是一种具有环境价值也具有经济效益的废水处理集成方法。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1是本技术实施例中装置示意图；图2是本技术实施例一流程图；A调节水箱B多介质过滤器C臭氧催化氧化装置D纳滤分离装置C离子电解膜装置1煤化工浓盐水2多层滤料3离子交换树脂4臭氧发生器5臭氧6催化剂7气体排放管8加药箱9纳滤膜元件10浓水箱11产水箱12离子膜堆13阳极14阴极15电源16极水17盐水18酸液19碱液20HCL溶液水箱21NaOH溶液水箱具体实施方式实施例一：如图1所示，本实施方式一种利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置包括多介质过滤器、离子交换树脂装置、臭氧催化氧化装置、纳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，其特征在于：包括多介质过滤器、离子交换树脂装置、臭氧催化氧化装置、纳滤膜分离装置、离子膜电解装置；煤化工浓盐水依次经过多介质过滤器、离子交换树脂装置、臭氧催化氧化装置、纳滤膜分离装置和离子膜电解装置，通过多介质过滤器将煤化工浓盐水中的悬浮物、胶体及大颗粒物质去除后进入离子交换树脂装置，应用离子交换树脂装置去除硬度后进入臭氧催化氧化装置，然后利用臭氧催化氧化装置的臭氧气体的催化氧化作用去除浓盐水中难生物降解的小分子有机物后进入纳滤膜分离装置，煤化工浓盐水通过纳滤膜分离作用制备出以单价盐NaCL为主的溶液；单价盐浓盐水进一步在离子膜电解装置的电解与电场作用下制备出可资源化利用的NaOH碱液和HCL酸液。/n
【技术特征摘要】
1.一种利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，其特征在于：包括多介质过滤器、离子交换树脂装置、臭氧催化氧化装置、纳滤膜分离装置、离子膜电解装置；煤化工浓盐水依次经过多介质过滤器、离子交换树脂装置、臭氧催化氧化装置、纳滤膜分离装置和离子膜电解装置，通过多介质过滤器将煤化工浓盐水中的悬浮物、胶体及大颗粒物质去除后进入离子交换树脂装置，应用离子交换树脂装置去除硬度后进入臭氧催化氧化装置，然后利用臭氧催化氧化装置的臭氧气体的催化氧化作用去除浓盐水中难生物降解的小分子有机物后进入纳滤膜分离装置，煤化工浓盐水通过纳滤膜分离作用制备出以单价盐NaCL为主的溶液；单价盐浓盐水进一步在离子膜电解装置的电解与电场作用下制备出可资源化利用的NaOH碱液和HCL酸液。
2.根据权利要求1所述的利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，其特征在于：所述多介质过滤器中装载有多层填料，利用多层填料的将煤化工浓盐水中的悬浮物、部分胶体以及大颗粒物质去除。
3.根据权利要求1所述的利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，其特征在于：所述离子交换树脂装置包括强酸性离子交换树脂，煤化工浓盐水中的钙镁离子与强酸性离子交换树脂的氢离子进行置换，浓盐水中的钙镁硬度通过离子交换树脂去除之后可将煤化工浓盐水硬度降低至2.0mg/L以下，最后通过离子交换树脂装置下部的出水管进入臭氧催化氧化装置中。
4.根据权利要求1所述的利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，其特征在于：所述臭氧催化氧化装置包括纳米微氧溶气泵和臭氧发生器，在压力作用下溶气泵将臭氧气体与煤化工浓盐水进行混合，混合液气水比达到30％，臭氧气体的投加浓度为120mg/L，水力停留时间为1.0h。
5.根据权利要求1所述的利用煤化工浓盐水制备NaOH碱液和HCL酸液的集成装置，其特征在于：所述纳滤膜分...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐春艳，李琨，
申请(专利权)人：徐春艳，李琨，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23
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