CN105384300A - 一种多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，所述方法通过对高含盐废水进行预处理后再进行反渗透过滤和电驱动离子膜分离处理以高效率地回收脱盐水，其中所述预处理过程通过沉淀和/或絮凝吸附作用以除去高含盐废水中的重金属离子、硬度离子和有机物质并调节pH，得到预处理后的浓水，所述反渗透过滤过程通过中压反渗透过滤和高压反渗透过滤以对所述预处理后的浓水进行初步减量化处理以得到中度浓水，所述电驱动离子膜分离过程通过一级电驱动膜处理程序、二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序以对所述中度浓水进行深度浓缩以得到高浓水从而便于蒸发结晶回收盐类。本发明对水和盐类的回收率高，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及污水回收处理领域，尤其涉及通过多级电驱动离子膜处理高含盐废水领域。
背景技术
近年来，在石化、电力、冶金、煤化工等行业的快速发展，工业生产过程中产生的反渗透浓水、工业污水、循环排污水及部分工艺排水等含成分复杂的污水量逐年增加，这些高成分复杂的污水如何最终处置和利用问题受到广泛的重视。
目前反渗透技术用于处理废水发展比较快，但是经过反渗透处理后仍有大量的弄出不能得到有效的利用，且通过蒸发结晶回收其中所含盐类的成本过高。另外反渗透膜元件容易被有机物污染，趋于饱和的无机盐钙、镁化合物易在膜面发生结垢问题，从而影响反渗透膜元件的使用寿命，降低过滤效果。
中国专利CN104355431A公布了一种反渗透浓水及高含盐废水高效处理回收的设备。该设备通过两级振动膜进行初步过滤后，对得到的淡水通过反渗透膜进行深度过滤净化，而振动膜过滤得到的浓水则通过蒸发结晶回收盐类。没有废水的软化除油等措施，虽然缩短了处理工艺，但是对盐类和淡水的回收效率较低。而且两级振动膜浓缩处理后浓水中水的含量仍然较高，蒸发结晶回收盐的成本太高。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供一种多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述方法通过对高含盐废水进行预处理后，再进行反渗透过滤和电驱动离子膜分离处理，以高效率地回收脱盐水。
其中所述预处理过程通过沉淀和/或絮凝吸附作用以除去高含盐废水中的重金属离子、硬度离子和有机物质并调节pH，得到预处理后的浓水。
所述反渗透过滤过程通过中压反渗透过滤和高压反渗透过滤对所述预处理后的浓水进行初步减量化处理，以得到中度浓水。
所述电驱动离子膜分离过程通过一级电驱动膜处理程序、二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序对所述中度浓水进行深度浓缩，以减量化得到高浓水，从而便于蒸发结晶回收盐类。
其中所述一级电驱动膜处理过程采用一价阳离子选择膜和一价阴离子选择膜，从而分离出中度浓水中的一价阳离子与一价阴离子，在浓水室获得一价阳离子与一价阴离子形成的盐类的中度浓水，在淡水室获得分离后的主要含有高价阳离子和/或高价阴离子的中度浓水。
所述含有高价阳离子和/或高价阴离子的浓水通过二级电驱动膜处理程序进一步浓缩获得高价盐的高浓水，以进行蒸发结晶回收，
所述一价阳离子与一价阴离子形成的盐类浓水经三级电驱动膜处理程序进一步浓缩获得低价盐的高浓水，以进行蒸发结晶回收，
其中所述二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序中浓水室的压力均比淡水室的压力高0.1-0.4MPa。
根据一个优选的实施方式，所述一价阳离子为钠离子，所述一价阴离子为氯离子，所述高价阴离子为硫酸根离子。所述低价盐为氯化钠，所述高价盐为硫酸盐。优选的所述高价盐为硫酸钠。
所述一级电驱动膜处理过程采用一价阳离子选择膜和一价阴离子选择膜以分离获得氯化钠浓水和主要含有硫酸盐的浓水。
所述主要含有硫酸盐的浓水进入二级电驱动膜处理程序，进一步浓缩获得硫酸盐的高浓水，从而直接进行蒸发结晶回收。
所述氯化钠浓水进入三级电驱动膜处理程序，进一步浓缩获得氯化钠的高浓水，从而直接进行蒸发结晶回收。
其中所述二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序中浓水室的压力均比淡水室的压力高0.2-0.35MPa。
通过预处理除去已结垢的硬度离子、重金属离子和易污染膜的有机物，使得反渗透过滤装置中的膜的使用寿命大大增加，另外也减轻了后续反渗透过滤和电驱动膜分离的负担，使得过滤和分离的效率增加，淡水的回收率得到了提升。
通过选择性电驱动离子膜分离氯化钠和硫酸盐，之后经过电驱动膜深度浓缩减量化后直接进行蒸发结晶得到氯化钠和硫酸盐。
经过反渗透处理和电驱动离子膜的多级减量化处理，浓水中盐含量大大升高，从而减轻了蒸发结晶回收盐类的负担，也使淡水回收更充分。
根据一个优选的实施方式，所述一级电驱动膜装置采用NeoseptaCMS一价阳离子选择性膜和NeoseptaACS一价阴离子选择性膜。
根据一个优选的实施方式，所述二级电驱动膜装置和三级电驱动膜装置的浓水室压力均高于淡水室的压力。
根据一个优选的实施方式，所述二级电驱动膜装置浓水室与淡水室的压力差为0.25MPa-0.35MPa，所述三级电驱动膜装置的浓水室与淡水室的压力差为0.2MPa-0.3MPa，
根据一个优选的实施方式，经预处理过程后，所述浓水的TDS值为0.1×104mg/L～1×104mg/L，经反渗透过滤过程后，所述中度浓水的TDS值为1×104mg/L～6×104mg/L，经电驱动离子膜分离过程后，所述高浓水的TDS值为1×105mg/L～3×105mg/L。
根据一个优选的实施方式，经预处理过程后，所述浓水的TDS值为0.5×104mg/L～1×104mg/L，经反渗透过滤过程后，所述中度浓水的TDS值为5×104mg/L～6×104mg/L，经电驱动离子膜分离过程后，所述高浓水的TDS值为1.2×105mg/L～2×105mg/L。
根据一个优选的实施方式，经一级电驱动膜处理后，所述氯化钠高浓水和硫酸盐高浓水的TDS值均为约1×105mg/L，经二级电驱动膜处理和三级电驱动膜处理后，所述氯化钠高浓水和硫酸盐高浓水的TDS值均为约2×105mg/L。
通过反渗透过程回收了大部分的水，使高含盐的废水得到了浓缩，再经过两级电驱动膜处理后，进一步回收淡水并使废水深度浓缩，通过减量化处理，从而大大减少了结晶回收盐类时需要蒸发的水量，节省能耗，并提高了水和盐的回收率。
根据一个优选的实施方式，所述二级电驱动膜装置和三级电驱动膜装置的淡水室中均具有硬质多孔的膜支撑元件以使液体流均匀化，液体在经过多孔的膜支撑元件时发生混乱流可以进行混合，并增加了液体流过的路程，延长了液体的停留时间，使分离更加充分。膜支撑元件为电驱动膜提供支撑力，使膜上受到的压力更加均匀，平衡浓水室的渗透压，防止电驱动膜在压力下受损。
根据一个优选的实施方式，膜支撑元件为多孔石和/或多孔塑料。优选的，所述膜支撑元件填充在淡水室中。
根据一个优选的实施方式，所述膜支撑元件表面的有效孔隙率大于50％。
根据一个优选的实施方式，所述膜支撑元件为通过硬质框架固定的多孔织物。所述多孔织物固定在淡水室中，靠近电驱动膜或与电驱动膜贴合。
根据一个优选的实施方式，所述多孔织物为玻璃纤维和/或麻纤维制成的织物。
根据一个优选的实施方式，所述膜支撑元件上的孔为相互连通的不规则孔。
根据一个优选的实施方式，所述电驱动离子膜分离过程中得到的淡水再次进行反渗透过滤过程以进一步分离淡水和盐类。电驱动离子膜分离过程的进水为含盐量较高的中度浓水，分离出的淡水含盐量也稍高，通过对其进行再次反渗透处理以增加盐类的回收率。
根据一个优选的实施方式，所述中压反渗透过滤过程采用流道宽度为50mil-70mil的中压反渗透装置，所述高压反渗透过滤过程采用流道宽度为70mil-90mil的高压反渗透装置。
根据一个优选的实施方式，所述中压反渗透过滤过程采用流道宽度为65mil的中压反渗透装置，所述高压反渗透过滤过程采用流道宽度为80mil的高压反渗透装置。通过大流道设计使得反渗透过滤元件不易发生结垢或有机物污堵。
根据一个优选的实施方式，所述预处理过程包括通过加入预处理剂进行沉淀和/或絮凝吸附初步排出污泥后，再通过微滤装置再次排出污泥，以得到所述浓水。
根据一个优选的实施方式，所述预处理过程中包括预处理剂处理、微滤处理和树脂除硬处理，以生成浓水。通过树脂除去饱和的废水中硬度离子，防止在反渗透过程中的膜上结垢。优选的所述微滤处理采用的是管式微滤装置或浸没式微滤装置。优选的所述树脂为阳离子交换树脂。
根据一个优选的实施方式，所述预处理过程通过沉淀和/或絮凝吸附作用除去有机物、硅离子、镁离子和/或钙离子并调节浓水的pH呈碱性，以防止反渗透过程中膜污染和结垢。
根据一个优选的实施方式，所述预处理剂包括石灰、氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺絮凝剂中的一种或多种。
根据一个优选的实施方式，所述预处理过程为依次加入氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺絮凝剂，通过氢氧化钠和碳酸钠与重金属离子和硬度离子发生反应来生成沉淀物并且调节废水的PH，通过聚合氯化铝和聚丙烯酰胺絮凝剂来对沉淀物以及有机物质进行混凝和吸附，在重力作用下成污泥沉淀下来。所述污泥沉淀于预处理装置的底部排出，上清液进入管式微滤装置进行进一步的过滤，去除废水中残留的沉淀物，防止对后续的反渗透过滤装置和电驱动离子膜分离装置造成不良影响。
根据一个优选的实施方式，所述预处理浓水的PH为7.5-10.0。
根据一个优选的实施方式，所述预处理浓水的PH为8.0-9.5，优选的所述预处理浓水的PH为8.5-9.0。碱性条件可抑制在反渗透膜表面的硅结垢和有机物污染的倾向。
根据一个优选的实施方式，所述中度浓水在进入电驱动离子膜分离过程前要经过树脂进行除硬处理，优选的所述树脂为阳离子交换树脂。
根据一个优选的实施方式，所述污泥通过压滤脱水形成干污泥，脱出的水进入预处理过程再次处理。
根据一个优选的实施方式，所述废水在进入中压反渗透过滤装置、高压反渗透过滤装置、一级电驱动膜装置和/或二级电驱动膜装置前要经过保安过滤器，防止杂物对装置造成不良影响。
根据一个优选的实施方式，所述中压反渗透过滤装置和/或所述高压反渗透过滤装置的反渗透膜采用芳香族聚酰胺复合材料。
根据一个优选的实施方式，所述中压反渗透过滤装置的操作压力为1.5-4MPa，所述高压反渗透过滤装置的操作压力为3-5MPa。优选的中压反渗透过滤装置的操作压力为2.0-3.5MPa，所述高压反渗透过滤装置的操作压力为3.5-4.5MPa。
根据一个优选的实施方式，所述高浓水通过蒸汽机械再压缩技术进行蒸发结晶回收硫酸钠和氯化钠。
根据一个优选的实施方式，所述方法先通过加入碱性的预处理剂进行絮凝沉淀除去部分有机物、硅离子、镁离子和/或钙离子后得到浓水，再依次通过流道宽度为65mil的中压反渗透装置和流道宽度为80mil的高压反渗透装置进行反渗透过滤，进行初步减量化处理以回收淡水，反渗透得到的中度浓水通过一级电驱动膜装置分离一价离子与高价离子，以分别在浓水室得到氯化钠的浓水，和在淡水室获得主要含有硫酸盐的浓水，其中所述一级电驱动膜装置采用NeoseptaCMS一价阳离子选择性膜和NeoseptaACS一价阴离子选择性膜，所述主要含有硫酸盐的浓水通过二级电驱动膜装置进一步浓缩获得硫酸盐的高浓水，其中所述二级电驱动膜装置的浓水室的压力比淡水室的压力高0.3MPa，所述氯化钠的浓水通过三级电驱动膜装置进一步浓缩获得氯化钠的高浓水，其中所述三级电驱动膜装置浓水室的压力比淡水室的压力高0.2MPa，所述二级电驱动膜装置和三级电驱动膜装置的淡水室均含有多孔石和/或多孔塑料作为膜支撑元件以防止电驱动膜在压力下受损，所述电驱动离子膜分离过程中得到的淡水再次进行反渗透过滤过程以进一步分离淡水和盐类。
本发明提供的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法通过对高含盐废水进行预处理除去其中的重金属离子、硬度离子及有机物等，防止结垢或膜污染等对反渗透装置造成的不良影响。通过两级反渗透装置和三级电驱动离子膜专职配合，分级处理废水，大大提高了淡水的回收效率，同时通过深度浓缩对废水进行减量化处理，减轻了盐类结晶回收时的蒸发负担，该方法简单，淡水和盐类回收率高，成本低。
附图说明
图1是本发明多级电驱动离子膜处理高含盐废水的工艺流程图；和
图2是本发明多级电驱动离子膜处理高含盐废水的系统装置示意图。
附图标记列表
10：预处理过程61：硫酸钠回收
11：均质均量处理62：氯化钠回收
12：预处理剂处理101：调节池
13：微滤处理102：高密池
14：一级软化处理103：管式微滤器
20：初步减量化过程104：一级树脂罐
21：中压反渗透过滤201：中压反渗透装置
22：高压反渗透过滤202：高压反渗透装置
23：二级软化处理203：二级树脂罐
30：深度减量化过程301：一级电驱动膜装置
31：一级电驱动膜处理302：二级电驱动膜装置
32：二级电驱动膜处理303：三级电驱动膜装置
33：三级电驱动膜处理401：回收水箱
40：淡水回收过程501：污泥池
50：污泥处理过程601：硫酸钠回收装置
60：盐类回收过程602：氯化钠回收装置
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
实施例
如图1和图2所示，本发明的多级电驱动离子膜处理高含盐废水工艺包括预处理过程10、初步减量化过程20、深度减量化过程30、淡水回收过程40、污泥处理过程50和盐类回收过程60。
其中在预处理过程10中，高含盐废水在调节池101中进行均质均量处理11后进入高密池102，在高密池102中进行预处理剂处理12。通过加药装置依次向高密池102中依次加入氢氧化钠、碳酸钠、PAC和PAM溶液。其中氢氧化钠配制成20％浓度的溶液，投加量为1.5g/L，碳酸钠配制成15％浓度的溶液，投加量为3g/L，用于进行化学沉淀反应软化水质；PAC配成20％浓度的溶液，投加量为30mg/L，PAM配成0.3％浓度的溶液，投加量为3mg/L，用于进行混凝和吸附有机物及沉淀出的粒子。加药量不宜过大，需根据水质实际进水中各离子浓度变化情况进行调整，否则易造成膜污染，影响膜的使用寿命。
在重力作用下产生的污泥从高密池102的底部排入污泥池501中进行污泥处理过程50，上清液进入到管式微滤器103或浸没式微滤池中进行微滤处理13，以进一步的除去沉淀物。其中滤池总水力停留时间为2.5h。产生的污泥同样排入污泥池501中，滤液进入一级树脂罐104中进行一级软化处理14。
其中管式微滤器103采用0.07-0.7MPa的低压，同时采用错流的方式进行过滤。在低压下固体颗粒随着固液混合物在膜表面错流流动不断浓缩堆积在膜表面，从而分离出液体中的高浓度悬浮固体。
其中污泥池501中的污泥通过压滤进行泥水分离。产生的干污泥进行最终的回收或排放处理，脱出的水则返回高密池102或调节池101中进行再次处理。
一级树脂罐104中采用磺酸型阳离子交换树脂和/或羧酸型阳离子交换树脂，进一步除去水中的钙、镁等易引起结垢的离子。生成的浓水进入初步减量化过程20。其中浓水中的TDS含量，即溶解性固体总量，一般在0.5×104mg/L至1.0×104mg/L的范围。
根据一个优选的实施方式，在调节池101、高密池102、管式微滤器103、一级树脂罐104和中压反渗透装置201之间分别安装有增压泵和/或提升泵，用以在各个装置之间依次转移高含盐废水。
根据一个另优选的实施方式，在管式微滤器103和一级树脂罐104之间，及一级树脂罐104和中压反渗透装置201之间还安装有中间水池和增压泵，中间水池用以收集和暂时存储上级装置处理后的高含盐废水，增压泵用以将中间水池中的高含盐废水转移到下级装置中。
初步减量化过程20中，浓水进入中压反渗透装置201进行中压反渗透过滤21，约占进水总量70％以上的产水进入回收水箱401，进入淡水回收过程40；约占进水总量30％的反渗透浓液进入高压反渗透装置202。在经过高压反渗透过滤22后，约占进水总量65％以上的产水进入回收水箱401，进入淡水回收过程40；约占进水总量35％的反渗透浓液进入二级树脂罐203中进行二级软化处理23。二级树脂罐203中采用磺酸型阳离子交换树脂和/或羧酸型阳离子交换树脂，进一步除去水中的钙、镁等易引起结垢的离子。生成的中度浓水进入深度减量化过程30。
其中中压反渗透装置201采用GTR3-8040F-65型特种浓缩抗污染中压膜元件，流道宽度为65mil，约为1.65mm；高压反渗透装置202采用GTR4-8040F-80型特种浓缩抗污染高压膜元件，流道宽度为80mil，约为2.03mm。经过初步减量化处理后，中度浓水的TDS可以达到约5×104mg/L。此时淡水的回收率达到了85％左右。
根据一个优选的实施方式，在中压反渗透装置201、高压反渗透装置202、二级树脂罐203和一级电驱动膜装置301之间安装有中间水池和增压泵，中间水池用以收集和暂时存储上级装置处理后的高含盐废水，增压泵用以将中间水池中的高含盐废水转移到下级装置中。
根据本发明的一个优选实施方式，高压反渗透装置202与二级树脂罐203之间还安装有活性炭过滤器。过滤后的反渗透浓液经活性炭过滤器过滤后进入二级树脂罐203进行软化处理得到中度浓水。
根据本发明的另一个优选实施方式，中压反渗透装置201和高压反渗透装置202分别含有保安过滤器，待过滤的高含盐废水在进入中压反渗透装置201之前和进入高压反渗透装置202之前，需分别进过保安过滤器进行保安过滤，除去可能对反渗透装置造成不良影响的杂质粒子。
在深度减量化过程30中，中度浓水进入一级电驱动膜装置301，经过一级电驱动膜处理31分离出一价阳离子和一价阴离子，在浓水室获得氯化钠浓水，在淡水室获得硫酸盐浓水。
硫酸盐浓水进入二级电驱动膜装置302，经二级电驱动膜处理32，进一步的浓缩。其中二级电驱动膜装置302采用的浓水室的压力比淡水室的压力高0.35MPa。氯化钠浓水进入三级电驱动膜装置303，经三级电驱动膜处理33，进一步的浓缩。三级电驱动膜装置303采用的浓水室的压力比淡水室的压力高0.3MPa。
为防止膜在压力下变形而受损，在淡水室一侧的膜附近设置有膜支撑元件。该膜支撑元件为通过硬质框架固定的多孔织物。优选的该多孔织物的抗拉伸性能比电驱动膜的抗拉伸性能好，即在相同压力下的该多孔织物的形变比电驱动膜的形变要小，从而保护电驱动膜不会因为其两侧压力差过大形变过大而受损，同时也保证了电驱动膜装置的浓水室和淡水室的体积比相对稳定。优选的该多孔织物为天然的麻纤维制成的织物。
其中，二级电驱动膜处理32和三级电驱动膜处理33分别分离出约占进水总量85％脱盐水，该脱盐水返回初步减量化过程20再次处理。优选的该脱盐水返回中压反渗透装置201与浓水混合进行反渗透过滤。根据本发明的另一个优选的实施方式，该脱盐水返回高压反渗透装置202再次进行反渗透过滤程序。
分离出的约占进水重量15％的氯化钠高浓水和约占进水重量15％的硫酸盐高浓水的TDS值均为约2×105mg/L。所述氯化钠高浓水和硫酸盐高浓水分别进入氯化钠和硫酸盐的回收程序。
根据一个优选的实施方式，在一级电驱动膜装置301和二级电驱动膜装置302之间，一级电驱动膜装置301和三级电驱动膜装置303之间，二级电驱动膜装置302和硫酸钠回收装置601之间，及三级电驱动膜装置303和氯化钠回收装置602之间，分别安装有中间水箱和增压泵，中间水池用以收集和暂时存储上级装置处理后的高含盐废水，增压泵用以将中间水池中的高含盐废水转移到下级装置中。
根据本发明的另一个优选实施方式，一级电驱动膜装置301、二级电驱动膜装置302和三级电驱动膜装置303分别含有保安过滤器，待过滤的高含盐废水在进入一级电驱动膜装置301、二级电驱动膜装置302和三级电驱动膜装置303之前，需分别进过保安过滤器进行保安过滤，除去可能对电驱动膜装置造成不良影响的杂质粒子。
盐类回收程序60中采用蒸汽机械再压缩技术，即MVR技术进行蒸发结晶浓缩，以分离出硫酸钠和/或氯化钠。盐类回收程序60包括硫酸钠回收61和氯化钠回收62。进入盐类回收程序60的高浓水总量约占高含盐废水总量的不到5％。该硫酸钠高浓水和氯化钠高浓水分别进入硫酸钠回收装置601和氯化钠回收装置602，经预热后，进入蒸发结晶器，利用循环泵对料液与加热器进行循环加热。
硫酸钠回收61时，在负压状态下，利用生蒸汽提供初步热量加热硫酸钠高浓水至沸腾，然后利用蒸发产生的低温二次乏汽通过蒸汽压缩机进行压缩提高乏汽的温度，替代生蒸汽对料液进行循环加热，实现持续为硝罐中的盐液提供热能。压缩后的二次高温蒸汽经热交换器换热后，变成高温冷凝水，进入一级预热器与料液换热后，冷凝成低温冷凝水，送到回收水箱401进入淡水回收过程40。
达到过饱和的料液将从蒸发结晶器中排出，进入一级稠厚器，与后续冷冻硝分离的十水硝混合进行热熔，经离心设备分离得到硝。硝分离后的母液经冷冻达到-5度，分离得到十水硝，返回前一单元与过饱和料液进行热熔分离出硝。剩余的母液作为氯化钠分离的原液，与进入氯化钠回收62程序的氯化钠高浓水混合，进入氯化钠回收装置602，经预热后，进入氯化钠蒸发结晶器中。
氯化钠回收62时，由生蒸汽加热氯化钠高浓水至沸腾，利用蒸汽压缩机抽取蒸发后的低温蒸汽，压缩提高其温度，替代生蒸汽对原液进行持续加热，盐罐在负压状态下，持续进行水量蒸发浓缩，料液温度维持在108度左右。加热器产生的高温冷凝水经二级预热器换热后的到温度较低的冷凝水，送到回收水箱401进入淡水回收过程40。
根据水盐体系Na+/Cl-，SO4 2--H2O相图中主要组分的含量，使达到过饱和的氯化钠从盐蒸发结晶器排出，进入二级稠厚器，经离心设备分离得到氯化钠。
进入淡水回收过程40中的水已基本达到工业用水的水质，可直接进行再次利用，或者经进一步净化处理后利用。
表1本发明处理过程中各项指标变化(mg/L)
表1示出了采用本发明处理的高含盐废水中原水、预处理出水和减量化后浓水中CODCr、TDS、总硬度、Cl-、SO4 2-、Ca2+、Mg2+、Na+的浓度变化。从上表可以看出以Na+离子为基准进行计算，本发明的方法水的回收率可达96％，盐类的回收率达到96％以上。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述方法通过对高含盐废水进行预处理后再进行反渗透过滤和电驱动离子膜分离处理以高效率地回收脱盐水，
其中所述预处理过程通过沉淀和/或絮凝吸附作用以除去高含盐废水中的重金属离子、硬度离子和有机物质并调节pH，得到预处理后的浓水，
所述反渗透过滤过程通过中压反渗透过滤和高压反渗透过滤以对所述预处理后的浓水进行初步减量化处理以得到中度浓水，
所述电驱动离子膜分离过程通过一级电驱动膜处理程序、二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序以对所述中度浓水进行深度浓缩以得到高浓水从而便于蒸发结晶回收盐类，
其中所述一级电驱动膜处理过程采用一价阳离子选择膜和一价阴离子选择膜以分离获得一价阳离子与一价阴离子形成的盐类的中度浓水和含有高价阳离子和/或高价阴离子的中度浓水，
所述含有高价阳离子和/或高价阴离子的浓水通过二级电驱动膜处理程序进一步浓缩获得高价盐的高浓水从而直接进行蒸发结晶回收，
所述一价阳离子与一价阴离子形成的盐类浓水经三级电驱动膜处理程序进一步浓缩获得低价盐的高浓水从而直接进行蒸发结晶回收，
其中所述二级电驱动膜处理程序和三级电驱动膜处理程序中浓水室的压力均比淡水室的压力高0.1-0.4MPa。
2.如权利要求1所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，经预处理过程后，所述浓水的TDS值为0.1×104mg/L～1×104mg/L，经反渗透过滤过程后，所述中度浓水的TDS值为1×104mg/L～6×104mg/L，经电驱动离子膜分离过程后，所述高浓水的TDS值为1×105mg/L～3×105mg/L。
3.如权利要求2所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述二级电驱动膜装置和三级电驱动膜装置的淡水室具有硬质多孔的膜支撑元件以使液体流均匀化并防止电驱动膜在压力下受损。
4.如权利要求1或2所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述中压反渗透过滤过程采用流道宽度为50mil-70mil的中压反渗透装置，所述高压反渗透过滤过程采用流道宽度为70mil-90mil的高压反渗透装置。
5.如权利要求1或2所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述预处理过程通过加入预处理剂进行沉淀和/或絮凝吸附初步排出污泥后再通过微滤装置再次排出污泥以得到所述浓水。
6.如权利要求5所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述预处理过程通过沉淀和/或絮凝吸附作用除去有机物、硅离子、镁离子和/或钙离子并调节浓水的pH呈碱性以防止反渗透过程中膜污染和结垢。
7.如权利要求6所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述预处理剂包括石灰、氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺絮凝剂中的一种或多种。
8.如权利要求7所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述预处理浓水的PH为7.5-10.0。
9.如权利要求1所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述高浓水通过蒸汽机械再压缩技术进行蒸发结晶回收硫酸钠和氯化钠。
10.如权利要求1所述的多级电驱动离子膜处理高含盐废水的方法，其特征在于，所述方法先通过加入碱性的预处理剂进行絮凝沉淀除去部分有机物、硅离子、镁离子和/或钙离子后得到浓水，再通过依次流道宽度为65mil的中压反渗透装置和流道宽度为80mil的高压反渗透装置进行反渗透过滤进行初步减量化处理以回收淡水，反渗透得到的中度浓水通过一级电驱动膜装置分离一价离子与高价离子以分别在浓水室得到氯化钠的浓水和在淡水室获得主要含有硫酸盐的浓水，其中所述一级电驱动膜装置采用NeoseptaCMS一价阳离子选择性膜和NeoseptaACS一价阴离子选择性膜，所述主要含有硫酸盐的浓水通过二级电驱动膜装置进一步浓缩获得硫酸盐的高浓水，其中所述二级电驱动膜装置的浓水室的压力比淡水室的压力高0.3MPa，所述氯化钠的浓水通过三级电驱动膜装置进一步浓缩获得氯化钠的高浓水，其中所述三级电驱动膜装置浓水室的压力比淡水室的压力高0.2MPa，所述二级电驱动膜装置和三级电驱动膜装置的淡水室均含有多孔石和/或多孔塑料作为膜支撑元件以防止电驱动膜在压力下受损，所述电驱动离子膜分离过程中得到的淡水返回反渗透过滤过程与预处理后的浓水混合后再次过滤以进一步分离淡水和盐类。
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