本发明专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种基于正渗透和膜蒸馏的废水处理方法和装置。本发明专利技术的基于正渗透和膜蒸馏的废水处理方法，包括废水浓缩工艺和驱动液循环工艺；其中，所述废水浓缩工艺为采用正渗透技术，通过驱动液对高含盐高COD浓度废水进行浓缩，获得浓缩后的废水和稀释后的驱动液；所述驱动液循环工艺为采用膜蒸馏技术对稀释后的驱动液进行脱水，获得纯化后的水，以及再生驱动液；所述再生驱动液重复利用于废水浓缩工艺，继续用于对废水进行浓缩。本发明专利技术的高含盐高COD浓度废水处理方法和设备可处理不同来源和领域的废水，具有废水的广泛适用性，运行稳定、处理成本低等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理领域，具体涉及一种基于正渗透和膜蒸馏的废水处理方法及>J-U装直。
技术介绍
目前高含盐废水是一种工业生产面临的很难有效处理达标排放的废水，主要代表性废水包括页岩气压裂废水，草甘膦工业废水，硝酸银废水，二氧化钛废水，硫酸铜工业废水，制药废水，印染废水，油田废水等，这些废水不仅具有很高的含盐量，常常也含有很高的化学耗氧量C0D，且具有很低的可生化性。针对高含盐高COD浓度的废水的处理还没有一个具有较广范适用范围的经济高效的处理技术方法。目前高含盐废水的主要处理方法包括化学药剂进行处理，调节废水的酸碱性，蒸馏，或沉淀、离子交换，电渗析以及多效蒸发，反渗透，膜生物反应器等联合使用，多步骤出去废水中的盐度，达到排放的标准。这些处理方法投资大、工艺复杂、能耗高，处理成本高。例如中国专利CN101798150A “高含盐废水的处理方法及其处理装置”公布了一种以RO处理方法为核心的处理方法，为了达到RO系统进水要求，采用加酸调节pH值及碳酸盐硬度，采用钠离子交换器去除永久硬度、采用弱酸离子交换器去除碳酸盐硬度、去除溶解性的CO2的方法来满足RO的进水指标要求，该方法在处理较高含量溶解性盐类废水时离子交换的成本太高，也不适应于高COD含量的废水，应用范围窄，而且处理成本高。专利CNlO 1857321 “反渗透浓水和高含盐复杂废水处理与回用方法及设备”公布了采用管式膜分离再经过RO装置处理的方法，该方法需要大量化学药剂，处理成本高，不适用于重金属离子较低的高含盐废水和高C OD废水。专利CN102001776公布了一种“高含盐有机废水的回用处理方法和装置”，采用加入化学药剂沉淀过滤的方法去除水中重金属离子，采用电吸附脱盐、电解氯技术降低水中盐浓度的方法，该方法处理成本高、能耗高，而且同样应用范围较窄；专利CN102583876公布了一种“高含盐污水的处理装置及其处理方法”，采用电渗析的方法降低盐浓度，采用生化池降低废水中的COD，该方法在废水中盐浓度很高时电渗析成本很高，脱盐效率降低，在废水可生化性较低时去除COD的效果很差，同样具有很多的局限性；专利CN102092887 “高浓度高含盐工业废水处理系统与方法”中，采用调节池、中和池、沉淀池、电凝聚、A/0生物接触氧化池、沉淀迟、活性炭过滤消毒等一系列处理工艺，工艺流程复杂，占地大，投资和运行成本高，也不适合于可生化性较差的高含盐高COD废水的处理；专利CN102616973“高含盐有机废水的处理方法及其处理装置”中，采用多效蒸发与MVR系统结合的工艺技术，相对于一般多效蒸发可以有效降低能耗，但对于腐蚀性高的高含盐废水，设备投资高昂，能耗仍然很高；专利CN102390902 “高含盐浓水干化处理系统”中，采用多效蒸发结晶的处理工艺，设备投资高，运行能耗高，适用范围小；专利CN102616996 “一种处理高含盐量的混合废水的方法和专用系统”中，采用A2/0生化处理工艺后再经过超滤膜过滤后采用RO处理的工艺，设备投资较高，占地面积大，对于可生化性低的高含盐废水无法有效运行；专利CN102642947 “高含盐有机废水的超临界水氧化处理系统”、专利CN102249461 “高含盐高含氯有机废水的超临界水氧化处理系统”中，采用超临界水氧化处理系统(SCWO)与蒸发相结合的处理技术，设备投资高，运行能耗高；专利CN102363546 “一种高含盐制药废水的处理系统”中，采用催化微电解+双氧水催化氧化+光合菌厌氧系统+光合菌好氧系统+混凝脱色池的处理工艺，主要针对的制药行业特定的某些具有一定含盐量的高COD废水的处理；专利CN101402509 “处理高含盐废水的污水处理系统及处理方法”中，采用生化处理系统与盐结晶系统相结合，其中盐结晶系统采用膜生物反应器(MBR) +超滤+ 二级反渗透的工艺，整体工艺流程长，占地面积大，投资及运行费用高，而且对于盐含量超过5%的废水或可生化性差的废水处理效果差。总体来看，以上方法分别存在处理成本高、投资大、RO膜污染严重、处理水源盐浓度偏低等缺点，对于可生化性差的废水效果差等不足，在高含盐高COD浓度废水的处理上不能得到大范围的推广。特别是反渗透过程已经广泛应用于海水淡化，锅炉水处理，由于其大规模应用，成本逐年降低。但是反渗透过程必须克服废水的高渗透压，所以直接利用反渗透过程处理高含盐废水无论从实践和能耗上均是不可行的。另外反渗透的浓水排放问题已经越来越引起关注，因为该类浓排水已经成为新一类的污染源。因此，寻找反渗透的替代方法已经成为新的研究方向。正渗透和膜蒸馏过程膜法水处理技术的新研究成果。相比于反渗透，正渗透和膜蒸馏被誉为新一代、低能耗海水淡化技术。 正渗透的原理为利用选择性半透膜为分离介质，以膜两侧的溶液的渗透压差为推动力，在不需外加压力的作用下，水分子自动从进料侧渗透到高渗透压侧(驱动液侧)。在此过程中，进料液被浓缩，驱动液被稀释。由于过程自发，选择适当的驱动溶液就可以实现对进料的浓缩处理，因而该过程与反渗透过程相比，具有能耗低，环境友好的优势。而膜蒸馏则是以疏水膜为分离介质，在远离水的沸点的情况下，利用膜两侧的蒸汽分压差为推动力，实现对废水的浓缩和回用。膜蒸馏采用疏水性的膜材料，只能允许气体透过膜，而水则不能透过膜，其分离驱动力为膜两侧的气体分压差，膜蒸馏原料侧溶液一般需要较高的温度提供较高的气体分压，而另一侧采用较低温度的液体或抽真空的方式降低气体分压，因此膜蒸馏技术又分为直接接触式膜蒸馏(DCMD)技术和真空膜蒸馏(VMD)技术，另外采用气体吹扫的方法也可以有效降低产水侧的气体分压。由于膜蒸馏膜只能允许蒸汽透过，所有具有较高的截留率，可以处理高浓度的水溶液。可用于生物制品浓缩，食品加工，以及高含盐废水的处理。从理论上讲，膜蒸馏是唯一一个一步就可以得到纯净水的膜过程。同时，膜蒸懼技术相对于一般蒸懼技术，其膜材料一般为高分子材料，具有很好的耐腐蚀性能，节省了蒸馏设备昂贵的造价，同时膜蒸馏膜提供了普通蒸馏所不具有的高比表面积，在较低的操作温度下水蒸汽透量即可满足要求，一般可以利用低品位的热源(如废热、太阳能、地热等)，具有很好的经济性能。膜蒸馏过程与反渗透相比，具有能耗低，可处理水的适用范围广的特点。但是，膜蒸馏过程的膜污染问题是影响膜蒸馏应用的瓶颈。膜蒸馏过程的污染的产生包括溶液中有机物、微生物、以及一些易结构盐类的存在导致膜的疏水性降低，甚至膜润湿因而运行失败。因此膜污染导致膜蒸馏过程的适用性大大降低。如果使用组分确定、组成相对单一、不易结垢和不易污染膜的进料液将提高膜蒸馏的运行稳定性，但是实际应该中的水质去非常复杂，所以直接用膜蒸馏发出利很多废水都无法解决膜污染问题。与此相对应，正渗透过程利用高渗透压，且组分确定的驱动液对进料进行浓缩，运行过程中驱动液被稀释，而驱动液的有效、低能耗回收是正渗透应用的关键。有鉴于正渗透的驱动液回收问题和膜蒸馏的污染问题，本专利技术将结合正渗透和膜蒸馏的优势，利用正渗透过程对高含盐废水进行处理，利用膜蒸馏技术对正渗透驱动液进行回收，实现高含盐废水的低能耗处理和回用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种处理农药生产废水、工业废水等高含盐高COD浓度的废水处理方法及本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种废水处理方法，其特征在于，包括废水浓缩工艺和驱动液循环工艺；其中，所述废水浓缩工艺为采用正渗透技术，通过驱动液对高含盐高COD浓度废水进行浓缩，获得浓缩后的废水和稀释后的驱动液，所述驱动液的渗透压高于高含盐高COD浓度废水的渗透压；所述驱动液循环工艺为采用膜蒸馏技术对稀释后的驱动液进行脱水，获得纯化水，以及再生驱动液；所述再生驱动液重复利用于废水浓缩工艺，继续用于对废水进行浓缩。
【技术特征摘要】
1.一种废水处理方法，其特征在于，包括废水浓缩工艺和驱动液循环工艺；其中，所述废水浓缩工艺为采用正渗透技术，通过驱动液对高含盐高COD浓度废水进行浓缩，获得浓缩后的废水和稀释后的驱动液，所述驱动液的渗透压高于高含盐高COD浓度废水的渗透压；所述驱动液循环工艺为采用膜蒸馏技术对稀释后的驱动液进行脱水，获得纯化水，以及再生驱动液；所述再生驱动液重复利用于废水浓缩工艺，继续用于对废水进行浓缩。2.如权利要求1所述的废水处理方法，其特征在于，步骤如下: 1)废水浓缩工艺:首先对高含盐高COD浓度废水进行预处理，除去废水中的悬浮物和/或固体物质；预处理后的废水进入正渗透组件，在渗透压的作用下，废水中的水透过正渗透组件的正渗透膜进入驱动液；通过正渗透组件后，分别获得浓缩后的废水和稀释后的驱动液；浓缩后的废水进一步处理后排放； 2)驱动液循环工艺:稀释后的驱动液从正渗透组件中流出，加热升温至40 65°C，获得热驱动液；所述热驱动液进入膜蒸馏组件；在水蒸气分压差的驱动下，热驱动液中的水以水蒸气的形式透过膜蒸馏组件的疏水微孔膜进入产水侧；进入产水侧的水蒸气冷凝回收后获得纯化水，热驱动液失水浓缩，获得再生驱动液； 3)将驱动液循环工艺获得的再生驱动液重新应用于废水浓缩工艺，实现驱动液的循环利用，以及高含盐高COD浓度废水的持续处理。3.权利要求2所述的废水处理方法，其特征在于，步骤I)所述预处理为采用混凝沉降法去除水中悬浮物和部分C0D，采用多介质过滤器和活性炭过滤器进行过滤处理，和/或采用保安过滤器进行过滤。4.权利要求1或2任一权利要求所述的废水处理方法，其特征在于，所述驱动液的溶质选自无机盐类、有机小分子、有机小分子盐类、高分子聚电解质、蛋白质、微细粒子中的任一种；驱动液的溶剂为水。5.权利要求4所述的废水处理方法，其特征在于，所述无机盐类选自NaCl、KCl、MgCl2、KN03>NaNO3>NH4HCO3>Na2SO4,K2SO4, Ca (NO3) 2、(NH4)2HPO4' (NH4) 3P04、Na3PO4 中的一种或两种以上的组合；所述有机小分子选自维生素C、葡萄糖、蔗糖、果糖、甘油、乙二醇及其寡聚物，氨基酸中的一种或两种以上的组合；所述有机小分子盐类选自乙二胺、EDTA、DTPA、乙酸镁、乙酸钠中的一种或两种以上的组合...
【专利技术属性】
技术研发人员：何涛，赵宝龙，李雪梅，王周为，宋健峰，李刚，陈刚，肖佩佩，曾楚怡，殷勇，李春霞，孔丁峰，朱黎澜，
申请(专利权)人：上海中科高等研究院，
类型：发明
国别省市：
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