一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统和方法，包括一级纳滤装置，与一级纳滤装置分别连接的二级纳滤装置和高压反渗透装置，一级纳滤装置浓水口与二级纳滤装置进水管相连，一级纳滤装置产水口与高压反渗透装置进水管相连，高压反渗透装置部分产水回流至二级纳滤装置进水管。本发明专利技术是为了大幅度降低二价离子浓缩液中的一价离子浓度，提升分盐效果，利于二价结晶盐产量和纯度的提高而对纳滤膜分盐技术进行了改进，通过本系统中各装置的产水和浓水的连接设计，大幅度降低了二价离子浓缩液中残留的一价离子浓度，提升分盐效果，同时，提高一价结晶盐产量，并且减少蒸发母液排放量和杂盐产生量。本系统结构紧凑，集成度高，运行稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统和方法
本专利技术涉及技术水处理
，具体涉及一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统和方法。
技术介绍
废水零排放是指工业企业对企业内的废水处理后进行全部回收再利用，无任何废液排出工厂，废水中的盐类和污染物经过浓缩结晶以固体形式排出,回收用于化工原料或送垃圾处理厂填埋。废水零排放处理技术主要可分为热法和膜法，热法是采用热源(如蒸汽、高温烟气等)对废水进行浓缩和蒸发结晶，膜法是采用纳滤膜、反渗透膜等对废水进行浓缩，然后进入蒸发器(MVR、MED等)进行蒸发结晶。废水零排放处理技术也可分为污染物转移型和资源回收型，污染物转移型是将废水喷入高温烟气干化蒸发，废水中的盐类和污染物形成固体物质，混入烟气中的灰尘一起处理；资源回收型是从废水中提取一种或几种高纯度的结晶盐，回用作为化工原料，同时回收清水。由于资源回收型处理技术的环保性和经济性，资源回收型已成为废水零排放的主要技术路线。资源回收型处理技术的关键是分盐，现有的分盐技术主要有纳滤膜分盐、热法分盐、选择性电渗析分盐等，其中，与本专利技术最相近似的是纳滤膜分盐。纳滤膜分盐是利用纳滤膜的选择透过性，实现溶液中一价离子和二价离子有效分离的一种处理工艺。纳滤膜(NanofiltrationMembranes)是80年代末期问世的一种新型分离膜，其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，约为200-2000，由此推测纳滤膜可能拥有l纳米左右的微孔结构，故称之为“纳滤”。纳滤膜的过滤机理十分复杂，与膜的荷电性、膜制造的工艺过程等有关，一般的纳滤膜对一价离子的截留率比较低，能使90％以上的NaCl透析，而对二价离子的截留率比较高，能达到80％-98％，因此，多组分高盐溶液在压力作用下通过纳滤膜时，一价离子能基本自由透过，而溶液中的有机物和二价离子则有较高的截留率，在纳滤膜浓水侧富集，从而实现溶液中一价离子和二价离子的有效分离。现有的废水零排放分盐技术主要有纳滤膜分盐、热法分盐、选择性电渗析分盐等。其中，纳滤膜分盐可将溶液中的一价离子和二价离子进行有效分离，分别制取一价结晶盐(例如：NaCl)和二价结晶盐(例如：Na2SO4)，但是纳滤膜对一价离子的截留率比较低，一价离子基本能自由透过纳滤膜，因此，纳滤膜不能对一价离子进行浓缩，导致纳滤浓水中的一价离子浓度基本与进水中的一价离子浓度相同，即使多级纳滤，纳滤浓水中残留的一价离子浓度还是较高，对后续蒸发结晶提取二价结晶盐的产量和纯度有较大影响。热法分盐是指利用溶液中各成分在不同温度下溶解度的差异，在不同的温度下结晶出不同的结晶盐。因此，热法分盐受来料影响明显，各成分不稳定时结晶容易受到影响，甚至形成共混盐析出，降低结晶盐的纯度和产量。选择性电渗析分盐是在外加直流电场的驱动下，利用离子交换膜的选择透过性，即一价阳离子可以透过一价阳离子选择透过膜，一价阴离子可以透过一价阴离子选择透过膜，一价阴离子和一价阳离子分别向阳极和阴极移动，从而实现一价离子的富集。因此，选择性电渗析分盐需要后续配套纳滤和反渗透才能富集二价盐离子，分离一价离子，而且选择性电渗析设备造价昂贵，不能广泛应用。
技术实现思路
本专利技术是为了大幅度降低二价离子浓缩液中的一价离子浓度，提升分盐效果，以利于二价结晶盐产量和纯度的提高而对纳滤膜分盐技术进行了改进，通过本系统中各装置的产水和浓水的连接设计，大幅度降低了二价离子浓缩液中残留的一价离子浓度，提升分盐效果。同时，提高一价结晶盐产量，并且减少蒸发母液排放量和杂盐产生量。本系统结构紧凑，集成度高，运行稳定可靠。本专利技术提供一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，包括一级纳滤装置，与一级纳滤装置分别连接的二级纳滤装置和高压反渗透装置；一级纳滤装置包括一级纳滤装置本体，设置在一级纳滤装置本体上的一级纳滤装置进水管，设置在一级纳滤装置本体上另一侧的一级纳滤装置浓水口和一级纳滤装置产水口；二级纳滤装置包括二级纳滤装置本体，设置在二级纳滤装置本体上的二级纳滤装置进水管，设置在二级纳滤装置本体上另一侧的二级纳滤装置浓水口和二级纳滤装置产水口；高压反渗透装置包括高压反渗透装置本体，设置在高压反渗透装置本体上的高压反渗透装置进水管，设置在高压反渗透装置本体上另一侧的高压反渗透装置浓水口和高压反渗透装置产水口；一级纳滤装置浓水口与二级纳滤装置进水管相连，一级纳滤装置产水口与高压反渗透装置进水管相连；高压反渗透装置产水口连接有第一管路和第二管路，第一管路与二级纳滤装置进水管相连。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，作为优选方式，还包括与二级纳滤装置浓水口相连的第一结晶装置。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，作为优选方式，第一结晶装置为蒸发结晶装置。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，作为优选方式，还包括与高压反渗透装置浓水口相连的第二结晶装置。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，作为优选方式，第二结晶装置为蒸发结晶装置。本专利技术提供的一种降低浓缩液中一价离子浓度的方法，包括如下步骤：S1.浓缩液经一级纳滤装置进水管进入一级纳滤装置本体，浓缩液中的二价离子经过一级纳滤装置的截留后与浓缩液中的一价离子形成一级纳滤装置浓水从一级纳滤装置浓水口流出；透过一级纳滤装置的纳滤膜形成一级纳滤装置产水并从一级纳滤装置产水口流入高压反渗透装置进水管；S2.一级纳滤装置浓水被从第一管路流出的高压反渗透装置产水稀释后进入二级纳滤装置本体，一级纳滤装置浓水的二价离子经过二级纳滤装置的再次截留并与稀释后的一价离子形成二级纳滤装置浓水并从二级纳滤装置浓水口流出；透过二级纳滤装置的纳滤膜形成二级纳滤装置产水并从二级纳滤装置产水口流入高压反渗透装置进水管；S3.一级纳滤装置产水与二级纳滤装置产水经过高压反渗透装置的浓缩后形成高压反渗透装置产水和高压反渗透装置浓水，高压反渗透装置产水从高压反渗透装置产水口通过第一管路和第二管路流出，高压反渗透装置浓水从高压反渗透装置浓水口流出。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的方法，作为优选方式，步骤S2中二级纳滤装置浓水通过二级纳滤装置浓水口流入第一结晶装置，得到二价离子结晶。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的方法，作为优选方式，步骤S2中二价离子结晶的方法为蒸发结晶。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的方法，作为优选方式，步骤S3中高压反渗透装置浓水通过高压反渗透装置浓水口流入第二结晶装置，得到一价离子结晶。本专利技术所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的方法，作为优选方式，步骤S3中一价离子结晶的方法为蒸发结晶。本专利通过一级纳滤装置、二级纳滤纳滤装置和高压反渗透装置的巧妙组合，实现大幅度降低二价离子浓缩液中的一价离子浓度的目的。一级纳滤装置主要通过纳滤膜的独特特性实现一价离子和二价离子的初步分离，一级纳滤产水中主要成分是一价离子，如钠离子和氯离子等；一级纳滤的浓水中主要有二价离子和部分一价离子，如钙镁离子、硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，其特征在于：包括一级纳滤装置(1)，与所述一级纳滤装置(1)分别连接的二级纳滤装置(2)和高压反渗透装置(3)；/n所述一级纳滤装置(1)包括一级纳滤装置本体(11)，设置在所述一级纳滤装置本体(11)上的一级纳滤装置进水管(12)，设置在所述一级纳滤装置本体(11)上另一侧的一级纳滤装置浓水口(13)和一级纳滤装置产水口(14)；/n所述二级纳滤装置(2)包括二级纳滤装置本体(21)，设置在所述二级纳滤装置本体(21)上的二级纳滤装置进水管(22)，设置在所述二级纳滤装置本体(21)上另一侧的二级纳滤装置浓水口(23)和二级纳滤装置产水口(24)；/n所述高压反渗透装置(3)包括高压反渗透装置本体(31)，设置在所述高压反渗透装置本体(31)上的高压反渗透装置进水管(32)，设置在所述高压反渗透装置本体(31)上另一侧的高压反渗透装置浓水口(33)和高压反渗透装置产水口(34)；/n所述一级纳滤装置浓水口(13)与所述二级纳滤装置进水管(22)相连，所述一级纳滤装置产水口(14)与所述高压反渗透装置进水管(32)相连；所述高压反渗透装置产水口(34)连接有第一管路(35)和第二管路(36)，所述第一管路(35)与所述二级纳滤装置进水管(22)相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，其特征在于：包括一级纳滤装置(1)，与所述一级纳滤装置(1)分别连接的二级纳滤装置(2)和高压反渗透装置(3)；
所述一级纳滤装置(1)包括一级纳滤装置本体(11)，设置在所述一级纳滤装置本体(11)上的一级纳滤装置进水管(12)，设置在所述一级纳滤装置本体(11)上另一侧的一级纳滤装置浓水口(13)和一级纳滤装置产水口(14)；
所述二级纳滤装置(2)包括二级纳滤装置本体(21)，设置在所述二级纳滤装置本体(21)上的二级纳滤装置进水管(22)，设置在所述二级纳滤装置本体(21)上另一侧的二级纳滤装置浓水口(23)和二级纳滤装置产水口(24)；
所述高压反渗透装置(3)包括高压反渗透装置本体(31)，设置在所述高压反渗透装置本体(31)上的高压反渗透装置进水管(32)，设置在所述高压反渗透装置本体(31)上另一侧的高压反渗透装置浓水口(33)和高压反渗透装置产水口(34)；
所述一级纳滤装置浓水口(13)与所述二级纳滤装置进水管(22)相连，所述一级纳滤装置产水口(14)与所述高压反渗透装置进水管(32)相连；所述高压反渗透装置产水口(34)连接有第一管路(35)和第二管路(36)，所述第一管路(35)与所述二级纳滤装置进水管(22)相连。


2.根据权利要求1所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，其特征在于：还包括与所述二级纳滤装置浓水口(23)相连的第一结晶装置(4)。


3.根据权利要求2所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，其特征在于：所述第一结晶装置(4)为蒸发结晶装置。


4.根据权利要求1所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，其特征在于：还包括与所述高压反渗透装置浓水口(33)相连的第二结晶装置(5)。


5.根据权利要求4所述的一种降低浓缩液中一价离子浓度的系统，其特征在于：所述第二结晶装置(5)为蒸发结晶装置。


6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛飞，马跃华，
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