一种高浓盐水的处理方法及系统

实用新型 · 2020-04-24
申请号:CN201911305489.2

申请日:20191218

公开号:CN110734168A

公开日:20200131

授权公告号:CN110734168B

授权公告日:20200414

申请人地址:264000 山东省烟台市莱山区经济开发区瑞达路

国家/省市:37(山东)

代理机构:37228

主分类号:C02F9/04

代理人:冷奎亨

申请人:烟台金正环保科技有限公司

当前权利人:烟台金正环保科技有限公司

发明人:李越彪;林会杰;李辉;李国亮;闫洪志;万昌银;张卓

分类号:C02F9/04

简要说明:本发明涉及高浓盐水的处理方法及系统,包括以下步骤,步骤一,利用第一膜浓缩单元,将原水浓缩;步骤二,借助结晶引发单元,浓缩后的原水进行混合后,晶种引发结晶,析出晶体排出;步骤三,借助结晶终止单元,首先,导入结晶引发单元产水;然后,终止结晶;其次,杂盐外排;步骤四,借助于机械过滤单元,结晶终止单元排出液体通过机械过滤单元,去除残留晶种和絮状物;步骤五,借助于在线混合器,其以在线混合的方式投加阻垢剂;机械过滤单元排出浓盐水通过该在线混合器添加阻垢剂;步骤六,借助于第二膜浓缩单元,浓盐水进入膜浓缩单元进行浓缩。本发明与现有高浓盐水处理方法相比,大大降低了处理成本。

主权利要求:1.一种高浓盐水的处理方法,其特征在于:首先,引入预处理后的原水,利用晶种法引发原水结晶,然后,将析出晶体排出,并将析出晶体后的产水导出至下一工序;其次,引入析出晶体后的产水,进行杂盐析出处理;再次,将析出的杂盐外排,并将析出杂盐后的产水导出至下一工序;具体包括如下步骤;步骤一,利用第一膜浓缩单元进行预处理,将原水浓缩至过饱和度大于100%;步骤二,借助于结晶引发单元,首先,对步骤一浓缩后的原水进行混合后导入至该单元;然后,用晶种引发结晶;其次,将析出晶体排出;步骤三,借助于结晶终止单元,首先,导入步骤二处理后的结晶引发单元产水至结晶终止单元;然后,投加软化药剂和/或絮凝剂终止结晶,将过饱和度降低到100%以下;其次,将析出的杂盐外排;步骤四,借助于机械过滤单元,步骤三中结晶终止单元排出液体通过机械过滤单元,去除残留晶种和絮状物,排出浓盐水;步骤五,借助于在线混合器,在步骤四排出的浓盐水中通过在线混合器添加阻垢剂;步骤六,借助于第二膜浓缩单元,步骤五处理后的浓盐水进入膜浓缩单元进行浓缩。

当前状态:1

代理机构:山东重诺律师事务所 37228

权利要求,1.一种高浓盐水的处理方法,其特征在于:首先,引入预处理后的原水,利用晶种法引发原水结晶,然后,将析出晶体排出,并将析出晶体后的产水导出至下一工序;其次,引入析出晶体后的产水,进行杂盐析出处理;再次,将析出的杂盐外排,并将析出杂盐后的产水导出至下一工序;具体包括如下步骤;步骤一,利用第一膜浓缩单元进行预处理,将原水浓缩至过饱和度大于100%;步骤二,借助于结晶引发单元,首先,对步骤一浓缩后的原水进行混合后导入至该单元;然后,用晶种引发结晶;其次,将析出晶体排出;步骤三,借助于结晶终止单元,首先,导入步骤二处理后的结晶引发单元产水至结晶终止单元;然后,投加软化药剂和/或絮凝剂终止结晶,将过饱和度降低到100%以下;其次,将析出的杂盐外排;步骤四,借助于机械过滤单元,步骤三中结晶终止单元排出液体通过机械过滤单元,去除残留晶种和絮状物,排出浓盐水;步骤五,借助于在线混合器,在步骤四排出的浓盐水中通过在线混合器添加阻垢剂;步骤六,借助于第二膜浓缩单元,步骤五处理后的浓盐水进入膜浓缩单元进行浓缩。2.根据权利要求1所述的高浓盐水的处理方法,其特征在于:在步骤六中,盐水经第二膜浓缩单元浓缩后,至少分两路,一路回流至结晶引发单元之前并与步骤一的第一膜浓缩单元浓水混合,另一路外排进入下一级浓缩系统或进入蒸发池;在步骤二中,结晶采用晶种引发,结晶引发单元包含晶种投加口和搅拌装置; 投加晶种的粒径范围在200目~1200目; 结晶搅拌装置为螺带式搅拌器、锚式搅拌器、涡轮式搅拌器或桨式搅拌器;在步骤二中,进入结晶引发单元的高浓盐水中微溶盐过饱和度为100%~400%;在步骤三中,结晶终止单元含有投料装置与搅拌装置;根据原水水质和工艺要求,结晶终止剂包含石灰、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠和/或磷酸氢二钠;投料装置为机械手、料斗、传送带或将软化剂、絮凝剂配制成溶液,通过泵投加;在步骤一和步骤六中,膜浓缩单元所用膜元件为纳滤膜元件或反渗透膜元件,膜元件形式为卷式或碟管式;第二膜浓缩单元回流部分与外排部分比例为1:1~5:1。3.根据权利要求2所述的高浓盐水的处理方法,其特征在于: 结晶终止单元采用投加软化剂+絮凝沉淀;第二膜浓缩单元回流部分与外排部分比例为1:1~5:1;高浓盐水的微溶无机盐为硫酸钙、硫酸镁、碳酸钙或氢氧化镁。4.一种高浓盐水的处理系统,其特征在于:用于执行权利要求1的高浓盐水的处理方法,其包括工序依次衔接的结晶引发单元与结晶终止单元;结晶引发单元,在其中投加有用于引发过饱和微溶盐结晶的晶种;其设置有导入经预处理原水的进口,还设置有用于排出析出晶体的出口与导出析出晶体后的产水的出口;结晶终止单元,包含用于加入析出杂盐物料的投料装置,其设置在用于导入析出晶体后的产水的入口,还设置有至少两出口,一出口用于将杂盐析出外排,另一出口导出析出杂盐后的产水;在结晶引发单元之前设置有第一膜浓缩单元;在结晶终止单元之后依次设置有机械过滤单元、在线混合器以及第二膜浓缩单元;第一膜浓缩单元,在其中投加有阻垢剂,该单元有至少两个出口;经该单元浓缩处理后,一路出口导出产水,另一路出口导出用于与第二膜浓缩单元导出的浓缩水混合的第一膜浓缩单元浓水;结晶引发单元,安装有晶种投加口和搅拌装置,该单元其进口导入第一膜浓缩单元与第二膜浓缩单元混合后的液体;结晶终止单元,还安装有搅拌装置,物料包含软化药剂和/或絮凝剂的投料装置;根据原水水质和工艺要求,结晶终止剂包含石灰、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠或磷酸氢二钠;投料装置为机械手、料斗、传送带或输送泵;机械过滤单元,去除结晶终止单元排出盐水中的晶体颗粒和悬浮物;第二膜浓缩器浓水管路,其进口与机械过滤单元出口连接;其出口至少分为两个,一出口管路连接下一级浓缩器,另一出口管路与第一膜浓缩单元浓水管路相连;在机械过滤器与膜浓缩器之间设置有用于添加阻垢剂的在线混合器。

说明书, 一种高浓盐水的处理方法及系统

技术领域

本发明涉及一种高浓盐水的处理方法及系统。

背景技术

火力发电厂、煤化工厂所产生的废气通常含有二氧化硫,常规处理方法是采用石灰石湿法脱硫处理,脱硫过程中产生的废水含有较高浓度的硫酸根,由于脱硫废水盐浓度高,成分复杂,是较难处理的一类工业废水;部分煤矿疏干水由于地质结构的原因,含盐量较高,尤其是硫酸根含量较高,直接排放会对环境造成污染。对于这类高硫酸根含量的高浓盐水,通常采用化学法(中和-絮凝-沉降)进行处理,但化学法处理后出得产水仍然含有较高浓度的无机盐及其他污染物,外排会造成环境污染。随着我国对于环保的重视,脱硫废水排放日趋严格,在某些条件下甚至要求达到零排放要求。

反渗透技术由于设备自动化程度高,占地面积小,处理效率高,产水水质稳定等优点,广泛应用于脱硫废水及煤矿疏干水的深度处理。但是由于脱硫废水和煤矿疏干水中微溶性无机盐浓度高,在反渗透处理过程中容易在膜面结垢,会降低系统处理效率甚至导致系统迅速崩溃。因此,开发一种能确保反渗透系统在处理脱硫废水时可长期稳定运行的反渗透膜组合工艺势在必行。

CN105753018A公开了一种去除盐水中的硫酸钠的设备和方法,该方法采用常温结晶系统和与常温结晶系统相连的膜浓缩器,常温结晶系统包含了缓冲罐、输送泵、换热器和常温结晶器。该专利通过将盐水中硫酸钠浓缩至过饱和,在采用膜浓缩器浓缩时,通过调节盐水在膜表面的流速和压力来降低膜元件表面的浓差极化。采用常温结晶方法获得硫酸钠结晶。该专利申请的目的在于将盐水中高浓度硫酸钠利用膜浓缩器浓缩到过饱和,然后再采取常温结晶的方法将过饱和的硫酸钠结晶出来。然而采用该方法处理电厂、煤化工高盐废水,微溶性无机盐(如硫酸钙、 氢氧化镁、碳酸钙、硫酸镁等)会在膜表面结垢,迅速降低膜通量、甚至使系统瘫痪,增加了系统的运行成本和维护成本。

CN108623034A 公开了一种高盐废水的处理方法和系统。该系统包含常温结晶器、滤清处理器和膜浓缩器三个部分,膜浓缩器浓水部分回流至常温结晶器之间与原水混合,提高原水中不溶无机盐的过饱和度。该方法在常温结晶器中通过投加软化剂和絮凝剂,将部分无机盐以杂盐的形式沉淀出来,其中杂盐中还含有较多絮凝剂等有机物。大部分杂盐由于纯度较低而无利用价值,需要作为固废进行处理。同时由于不溶性无机盐全靠软化剂和絮凝剂进行沉降,药剂用量较大,造成处理费用高昂。其特点是方法采用了结晶和膜分离相耦合的方法。但在本方法中,无机盐结晶环节采用了直接投加软化剂和絮凝剂引发常温结晶,导致药品消耗量大,处理费用高,并且得到的杂盐由于纯度低,很难作为工业盐使用,最终只能作为固废处理,增加了固废处理成本。

在已有的针对高盐废水处理的专利中,尤其是涉及与膜系统耦合的专利,未能充分考虑膜系统的长期稳定运行;在盐的去除环节,多数专利未能考虑盐去除方法的经济性指标,药剂投加量和杂盐生成量较大,处理费用高昂。到目前为止,尚无成本较低的处理方法,在得到较纯结晶产品时尽量减少杂盐的生成,且能保证膜系统的稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种高浓盐水的处理方法及系统。

为解决上述问题,本发明所采取的技术方案是:

本发明的目的是克服现有高浓废水处理费用高,不能得到高纯度盐,膜系统运行不稳定的问题。

为了解决常规软化絮凝带来大量无附加值固体沉淀物,处理费用高的缺点,以及三联箱产水直接浓缩容易造成膜系统结垢的问题,

一种高浓盐水的处理方法,首先,引入预处理后的原水,利用晶种法引发原水结晶,然后,将析出晶体排出,并将析出晶体后的产水导出至下一工序;其次,引入析出晶体后的产水,进行杂盐析出处理;再次,将析出的杂盐外排,并将析出杂盐后的产水导出至下一工序。

作为上述技术方案的进一步改进:

步骤一,利用第一膜浓缩单元进行预处理,将原水浓缩至过饱和度大于100%;

步骤二,借助于结晶引发单元,首先,对步骤一浓缩后的原水进行混合后导入至该单元;然后,用晶种引发结晶;其次,将析出晶体排出;

步骤三,借助于结晶终止单元,首先,导入步骤二处理后的结晶引发单元产水至结晶终止单元;然后,投加软化药剂和/或絮凝剂终止结晶,将过饱和度降低到100%以下;其次,将析出的杂盐外排;

步骤四,借助于机械过滤单元,步骤三中结晶终止单元排出液体通过机械过滤单元,去除残留晶种和絮状物,排出浓盐水;

步骤六,借助于第二膜浓缩单元,步骤五处理后的浓盐水进入膜浓缩单元进行浓缩。

在步骤四与步骤六之间设置有步骤五,借助于在线混合器,其以在线混合的方式投加阻垢剂,首先,步骤四处理机械过滤单元排出浓盐水通过该在线混合器添加阻垢剂;然后,执行步骤六。

在步骤六中,盐水经第二膜浓缩单元浓缩后,至少分两路,一路回流至结晶引发单元之前并与步骤一的第一膜浓缩单元浓水混合,另一路外排进入下一级浓缩系统或进入蒸发池;

在步骤二中,结晶采用晶种引发,结晶引发单元包含晶种投加口和搅拌装置; 投加晶种的粒径范围在200目~1200目; 结晶搅拌装置为螺带式搅拌器、锚式搅拌器、涡轮式搅拌器或桨式搅拌器;

在步骤二中,进入结晶引发单元的高浓盐水中微溶盐过饱和度为100%~400%;

在步骤三中,结晶终止单元含有投料装置与搅拌装置;根据原水水质和工艺要求,结晶终止剂包含石灰、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠和/或磷酸氢二钠;投料装置为机械手、料斗、传送带或将软化剂、絮凝剂配制成溶液,通过泵投加;

在步骤四中,机械过滤单元为超滤膜、微滤膜或高密度沉淀池与砂滤及其组合;

在步骤一和步骤六中,膜浓缩单元所用膜元件为纳滤膜元件或反渗透膜元件,膜元件形式为卷式或碟管式;第二膜浓缩单元回流部分与外排部分比例为1:1~5:1。

结晶终止单元采用投加软化剂+絮凝沉淀;

第二膜浓缩单元回流部分与外排部分比例为1:1~5:1;

高浓盐水的微溶无机盐为硫酸钙、硫酸镁、碳酸钙或氢氧化镁。

一种高浓盐水的处理系统,用于执行权利要求1的高浓盐水的处理方法,其包括工序依次衔接的结晶引发单元与结晶终止单元;

结晶引发单元,在其中投加有用于引发过饱和微溶盐结晶的晶种;其设置有导入经预处理原水的进口,还设置有用于排出析出晶体的出口与导出析出晶体后的产水的出口;

结晶终止单元,包含用于加入析出杂盐物料的投料装置,其设置在用于导入析出晶体后的产水的入口,还设置有至少两出口,一出口用于将杂盐析出外排,另一出口导出析出杂盐后的产水。

作为上述技术方案的进一步改进:

在结晶引发单元之前设置有第一膜浓缩单元;

在结晶终止单元之后依次设置有机械过滤单元、在线混合器以及第二膜浓缩单元;

第一膜浓缩单元,在其中投加有阻垢剂,该单元有至少两个出口;经该单元浓缩处理后,一路出口导出产水,另一路出口导出用于与第二膜浓缩单元导出的浓缩水混合的第一膜浓缩单元浓水;

结晶引发单元,安装有晶种投加口和搅拌装置,该单元其进口导入第一膜浓缩单元与第二膜浓缩单元混合后的液体;

结晶终止单元,还安装有搅拌装置,物料包含软化药剂和/或絮凝剂的投料装置;根据原水水质和工艺要求,结晶终止剂包含石灰、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠或磷酸氢二钠;投料装置为机械手、料斗、传送带或输送泵;

机械过滤单元,去除结晶终止单元排出盐水中的晶体颗粒和悬浮物;

第二膜浓缩器浓水管路,其进口与机械过滤单元出口连接;其出口至少分为两个,一出口管路连接下一级浓缩器,另一出口管路与第一膜浓缩单元浓水管路相连;

在机械过滤器与膜浓缩器之间设置有用于添加阻垢剂的在线混合器。

第一膜浓缩单元和第二膜浓缩单元,其膜元件采用纳滤膜或反渗透膜;

在线混合器上设置有阻垢剂的添加口;

机械过滤器采用的超滤膜、微滤膜或高密沉淀池与砂滤组合。

各单元之间通过管路连接;

膜元件为卷式或碟管式。

超滤膜孔径为0.05~0.1μm, 微滤膜孔径范围为0.1~0.4μm。

本发明与CN108623034A等现有技术相比,最大不同之处在于本发明采用了晶种法引发结晶,并将结晶引发区与结晶终止区分成两个独立区域。由于晶种法引发结晶具有选择性,可以在结晶引发单元得到具有附加值的高纯度晶体,在结晶终止单元只需投加少量的软化剂就可终止结晶,并将浓盐水中微溶盐的过饱和度降低至100%以下,在此过程中只产生少量需当污泥排放的杂盐;而CN108623034A直接采用投加絮凝剂和软化剂的方法将浓溶液中的无机盐沉淀出来,采用这种方式将会大量消耗软化剂和絮凝剂,所沉淀出来的无机盐几乎都是以杂盐的形式纯在,没有利用价值,只能当做固废进一步处理。

本发明创新性地将晶种法引发结晶和膜系统相耦合,并在膜系统前将浓水软化,保证了浓盐水在膜系统中得到高倍浓缩而不引起结垢。将高倍浓缩后的浓水回流至结晶引发单元前与第一膜浓缩单元浓水混合,从而保证了进入结晶单元的浓水具有较高的过饱和度,减少了结晶单元前浓水的浓缩流程,降低了系统投资。由于将结晶和软化进行分段处理,只需在软化阶段投加少量软化剂即可达到深度软法的效果,大大降低了药剂投加费用,减少了污泥产生量,保证了膜浓缩器能够对浓盐水进行高倍浓缩,进入下一段系统的浓盐水TDS可达80000~120000ppm, 极限情况可以达到130000ppm以上。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示,本实施例的高浓盐水的处理方法,包括以下步骤,首先,引入预处理后的原水,利用晶种法引发原水结晶,然后,将析出晶体排出,并将析出晶体后的产水导出至下一工序;其次,引入析出晶体后的产水,进行杂盐析出处理;再次,将析出的杂盐外排,并将析出杂盐后的产水导出至下一工序。

具体地实施例,可以为以下步骤:

步骤一,利用第一膜浓缩单元进行预处理,将原水浓缩至过饱和度大于100%;

步骤二,借助于结晶引发单元,首先,对步骤一浓缩后的原水进行混合后导入至该单元;然后,用晶种引发结晶;其次,将析出晶体排出;

步骤三,借助于结晶终止单元,首先,导入步骤二处理后的结晶引发单元产水至结晶终止单元;然后,投加软化药剂和/或絮凝剂终止结晶,将过饱和度降低到100%以下;其次,将析出的杂盐外排;

步骤四,借助于机械过滤单元,步骤三中结晶终止单元排出液体通过机械过滤单元,去除残留晶种和絮状物,排出浓盐水;

步骤六,借助于第二膜浓缩单元,步骤五处理后的浓盐水进入膜浓缩单元进行浓缩。

在步骤四与步骤六之间设置有步骤五,借助于在线混合器,其以在线混合的方式投加阻垢剂,首先,步骤四处理机械过滤单元排出浓盐水通过该在线混合器添加阻垢剂;然后,执行步骤六。

在步骤六中,盐水经第二膜浓缩单元浓缩后,至少分两路,一路回流至结晶引发单元之前并与步骤一的第一膜浓缩单元浓水混合,另一路外排进入下一级浓缩系统或进入蒸发池;

在步骤二中,结晶采用晶种引发,结晶引发单元包含晶种投加口和搅拌装置; 投加晶种的粒径范围在200目~1200目; 结晶搅拌装置为螺带式搅拌器、锚式搅拌器、涡轮式搅拌器或桨式搅拌器;

在步骤二中,进入结晶引发单元的高浓盐水中微溶盐过饱和度为100%~400%;

在步骤三中,结晶终止单元含有投料装置与搅拌装置;根据原水水质和工艺要求,结晶终止剂包含石灰、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠和/或磷酸氢二钠;投料装置为机械手、料斗、传送带或将软化剂、絮凝剂配制成溶液,通过泵投加;

在步骤四中,机械过滤单元为超滤膜、微滤膜或高密度沉淀池与砂滤及其组合;

在步骤一和步骤六中,膜浓缩单元所用膜元件为纳滤膜元件或反渗透膜元件,膜元件形式为卷式或碟管式;第二膜浓缩单元回流部分与外排部分比例为1:1~5:1。

结晶终止单元采用软化+絮凝沉淀;

第二膜浓缩单元回流部分与外排部分比例为1:1~5:1;

高浓盐水的微溶无机盐为硫酸钙、硫酸镁、碳酸钙或氢氧化镁。

本实施例的高浓盐水的处理系统,用于执行权利要求1的高浓盐水的处理方法,其包括工序依次衔接的结晶引发单元与结晶终止单元;

结晶引发单元,在其中投加有用于引发过饱和微溶盐结晶的晶种;其设置有导入经预处理原水的进口,还设置有用于排出析出晶体的出口与导出析出晶体后的产水的出口;

结晶终止单元,包含用于加入析出杂盐物料的投料装置,其设置在用于导入析出晶体后的产水的入口,还设置有至少两出口,一出口用于将杂盐析出外排,另一出口导出析出杂盐后的产水。

在结晶引发单元之前设置有第一膜浓缩单元;

在结晶终止单元之后依次设置有机械过滤单元、在线混合器以及第二膜浓缩单元;

第一膜浓缩单元,在其中投加有阻垢剂,该单元有至少两个出口;经该单元浓缩处理后,一路出口导出产水,另一路出口导出用于与第二膜浓缩单元导出的浓缩水混合的第一膜浓缩单元浓水;

结晶引发单元,安装有晶种投加口和搅拌装置,该单元其进口导入第一膜浓缩单元与第二膜浓缩单元混合后的液体;

结晶终止单元,还安装有搅拌装置,物料包含软化药剂和/或絮凝剂的投料装置;根据原水水质和工艺要求,结晶终止剂包含石灰、碳酸钠、氢氧化钠、磷酸三钠或磷酸氢二钠;投料装置为机械手、料斗、传送带或输送泵;

机械过滤单元,去除结晶终止单元排出盐水中的晶体颗粒和悬浮物;

第二膜浓缩器浓水管路,其进口与机械过滤单元出口连接;其出口至少分为两个,一出口管路连接下一级浓缩器,另一出口管路与第一膜浓缩单元浓水管路相连;

在机械过滤器与膜浓缩器之间设置有用于添加阻垢剂的在线混合器。

第一膜浓缩单元和第二膜浓缩单元,其膜元件采用纳滤膜或反渗透膜;

在线混合器上设置有阻垢剂的添加口;

机械过滤器采用的超滤膜、微滤膜或高密沉淀池与砂滤组合。

各单元之间通过管路连接;

膜元件为卷式或碟管式。

超滤膜孔径为0.05~0.1μm, 微滤膜孔径范围为0.1~0.4μm。

具体地说,本发明提供了一种高浓度盐水的处理方法,该方法包括:拥有独立的结晶引发单元和独立的结晶终止单元,结晶条件非常明确的限定为晶种法,通过投加晶种引发结晶,晶种粒径范围为200~1200目,优选为400~1000目,结晶引发单元温度控制为10~40℃。结晶终止单元采用投加软化剂和絮凝剂的办法终止晶种所引发的结晶,同时降低产水的硬度。所选软化剂为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙中的一种或组合,结晶终止单元的温度控制为10~40℃。浓水中所含无机盐可为硫酸钙,硫酸镁,碳酸钙,氢氧化镁中的一种或组合。本发明中的机械过滤可为超滤膜,微滤膜或高密度沉淀池与砂滤组合,机械过滤的具体选择可以根据工程占地面积等进行综合考虑。结晶终止单元产水在进入第二膜浓缩器之前应该投加絮凝剂,絮凝剂投加点可在机械过滤之前,也可设置在机械过滤器之后,优选将絮凝剂投加点设置在机械过滤器之后,阻垢剂投加浓度为1~50ppm, 优选为10~20ppm。第一和第二膜浓缩单元采用纳滤膜或反渗透膜,膜元件结构形式为卷式和碟管式。由于碟管式膜对进水要求较低,耐结垢和耐污染能力较强,因此优选碟管式反渗透和纳滤膜。如果系统需要有一定分盐功能,则优选纳滤膜;如处理液成分相对简单,无需单独透过一价盐,则优选具有更高浓缩效率的反渗透膜。在本发明中,结晶引发单元所得晶体纯度较高,可外排,干燥后包装。结晶终止单元所得杂盐量较小,作为固废外排处理。膜浓缩单元的工作压力为1~6MPa, 工作压力大小取决于进入膜浓缩单元高浓盐水的浓度和浓缩倍率。卷式膜工作温度为5~45℃,碟管式膜工作温度为5~60℃,优选的工作温度为20~35℃。膜浓缩器浓水回流与外排水比例为1:1~5:1,优选比例为2:1~4:1。

本发明方法包括:对原水进行浓缩的第一膜浓缩单元、投加晶种的结晶引发单元,进入引发装置的原水是第一膜浓缩单元浓水与部分第二膜浓缩单元浓水的混合液;结晶终止单元,包含软化剂和絮凝剂投加装置,终止由晶种引发的结晶并将浓水软化;机械过滤单元,去除结晶终止单元产水中的晶体及悬浮物;阻垢剂在线混合器,在浓水进入膜系统之前投加阻垢剂;第二膜浓缩单元,浓缩水部分回流至结晶引发单元前,部分排放至下一级处理系统。经过膜系统浓缩后进入下一级浓缩器的浓水TDS可以达到8~12万ppm,大大缩短了处理流程,节约了能耗。

进入结晶引发单元的高浓盐水需要包含了部分第二膜浓缩单元所产生的浓水以提高浓盐水中微溶盐的过饱和度,减少了结晶引发单元前对盐水进行深度浓缩所需费用;结晶引发单元产水需进行结晶终止操作,通过投加氧化钙,氢氧化钙等软化剂和絮凝剂终止结晶并实现对盐水的软化; 结晶终止单元出水需进行机械过滤,防止晶体及悬浮物对膜浓缩系统的污染。

实施案例

将原水经第一膜浓缩单元处理后产生70T/h硫酸钙过饱和度为130%的高盐废水与20T/h硫酸钙过饱和度为350%的膜系统浓缩水混合,得到80T/h硫酸钙过饱和度为179%的混合水进入结晶引发单元,投加500目的二水硫酸钙晶种,采用螺带式搅拌器以50rpm的速度搅拌引发结晶,硫酸钙结晶外排干燥后包装。

结晶引发单元产水硫酸钙过饱和度为110%,流量为90T/h。

结晶引发单元产水进入结晶终止单元,通过投加5%质量浓度的氢氧化钙和40ppm聚丙烯酰胺的溶液,采用螺带式搅拌器以40rpm的速度搅拌,沉淀的杂盐外排处理,结晶终止单元产水中硫酸钙过饱和度降低至100%。

结晶终止单元产水经过由孔径为0.05μm的超滤器过滤后,在线投加5ppm阻垢剂,然后进入第二膜浓缩单元。

90T/h的浓盐水进入DTRO系统,膜系统回收率为71.4%,得到64.3T/h硬度为0的产水,25.6T/h硫酸钙过饱和度为350%的浓水,其中20T/h回流至结晶引发单元前与原水混合,5.6吨排放至下一级处理系统。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、结构紧凑且便于自动化控制。

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