CN108383295A - 浓盐水中的有机物与盐的分离工艺及其专用设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浓盐水中的有机物与盐的分离工艺及其专用设备，将浓盐水进行预处理、反渗透膜分离、有机分离膜分离、臭氧氧化处理的处理过程。预处理装置包括软化单元、反渗透膜分离单元、有机分离膜单元、臭氧氧化装置。本发明通过多种工艺组合，有效提高设备处理浓盐水的效率，实现浓盐水中有机物与盐的有效分离，得到不含或极少含有机物的浓盐水，再经过后续工艺处理后，能够得到品质较高的氯化钠盐与硫酸钠盐，实现资源化利用，从而实现了废水的零排放。
Description
技术领域
本发明属于工业废水处理技术领域，具体讲就是涉及浓盐水中的有机物与盐的分离工艺及其专用设备。
背景技术
废水零排放是目前工业废水行业要求实现的最终目标，是实现可持续稳定发展的重要环节，但在废水处理过程中，常常遇到有机物与盐分离的难题，使得最终蒸发结晶生产出的工业盐中含有一些有机物质，导致工业盐的品质较差，无法进行资源化利用，一般只能当做危废处理，这是制约零排放实现的一大瓶颈。因此，对进入蒸发结晶前的废水进行有机物与盐的分离，是实现浓盐水零排放的关键。
浓盐水主要是工业生产过程中排放的废水分别经过预处理、生化、沉淀、氧化、膜浓缩处理后产生的浓盐水，具有较高的含盐量、有机物、硬度、碱度等特点。现今针对此类浓盐水的处理方法一般有：高级氧化、反渗透、正渗透、电除盐、膜蒸馏等，尽管方法很多，但最终的蒸发结晶进水中仍然残留大量的有机物，最终无法得到品质较高的工业盐。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种浓盐水中的有机物与盐的分离工艺及其专用设备，通过多种工艺组合，有效去除浓盐水中的有机物，再通过后续工艺处理后生产出品质较高的工业盐，从正实现废水零排放。
技术方案
为了实现上述技术目的，本发明提供浓盐水中有机物与盐的分离工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)将浓盐水进行预处理，得到出水一；
(2)将步骤(1)中的出水一进行反渗透浓缩分离，得到产水一与浓水一；
(3)将步骤(2)中的浓水一进行有机物与盐的分离，得到产水二与浓水二；
(4)将步骤(3)中的浓水二进行有机物的氧化分解，得到出水二；
(5)将步骤(3)中的产水二进行氧化分解，得到出水三。
进一步，所述步骤(1)中的预处理过程为：首先通过加入一定量的石灰或石灰乳或片碱等化学药剂，调节废水的PH值至10～12之间，常温下搅拌反应30～60min，使其化学沉淀，去除废水中的钙镁、硅等杂质，得到上清液；然后向上清液中加入碳酸钠，常温下搅拌反应30～60min，反应完全后，进行沉淀过滤，将废水中的硬度降低至200mg/L以下，接着对进行过沉淀处理的上清液进行离子交换，去除水中残余的硬度，最后对离子交换的出水进行氧化处理，去除水中的有机物，使最终出水硬度降低至10mg/L以下。
进一步，所述步骤(2)中的反渗透膜浓缩分离过程中，废水PH值值控制在5～7之间，操作压力控制在20～40bar之间。
进一步，所述步骤(3)中的有机分离膜分离过程中，首先调节废水的PH值至5～7之间，然后在5～40bar的操作压力下进行截留分离，从而实现了有机物与盐的分离。
进一步，所述步骤(4)中的进行有机物的氧化分解为：首先向有机分离膜浓水二中加入碱液，调节PH值至8～10，然后连续通入质量比为(2：1)～(20:1)的臭氧和催化剂，控制停留时间30～60min，使得最终出水中的大分子有机物转化为小分子物质。
进一步，所述步骤(5)中的氧化分解过程为：首先向有机分离膜产水二中加入碱液，调节PH值至8～10，然后连续通入质量比为(2：1)～(20:1)的臭氧和催化剂，控制停留时间为30～60min，进一步氧化废水水中的有机物。
用于上述浓盐水中有机物与盐的分离处理工艺的专用设备，其特征在于：它包括预处理单元、反渗透单元、有机分离膜单元、臭氧氧化A单元、臭氧氧化B单元，
原水池与预处理单元连接，连接管路上装有进水泵，预处理单元的清液输出端连接中间水池，中间水池连接反渗透单元，反渗透单元的产水输出端连接回用水池，反渗透单元的浓水输出端连接有机分离膜单元，有机分离膜单元的产水输出端连接臭氧氧化A单元，有机分离膜单元的浓水输出端连接臭氧氧化B单元，臭氧氧化A单元的出水端连接生化系统储水池，臭氧氧化B单元的出水端连接后处理系统。
进一步，所述预处理单元包括两级沉淀池，其中，一级沉淀池中设有第一搅拌机，二级沉淀池中设有第二搅拌机。
进一步，所述反渗透单元中设有过滤器、高压泵、反渗透膜组件，三者依次按顺序连接，所述有机分离膜单元中也设有过滤器、高压泵、有机分离膜组件，三者依次按顺序连接。
进一步，所述臭氧氧化A单元包括臭氧发生器和反应器，二者之间设有连接管路和回流管路，所述臭氧氧化B单元包括臭氧发生器和反应器，二者之间设有连接管路和回流管路。
有益效果
本发明提供的一种浓盐水中的有机物与盐的分离工艺及其专用设备，通过多种工艺组合，有效提高设备处理浓盐水的效率，实现浓盐水中有机物与盐的有效分离，得到不含或极少含有机物的浓盐水，再经过后续常规的工艺处理后，能够得到品质较高的工业氯化钠盐与硫酸钠盐，实现资源化利用，从而实现了废水的零排放。
附图说明
附图1是本发明实施例的工艺流程图。
附图2是本发明实施例的专用设备连接关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做详细说明。
实施例
如附图2所示，浓盐水中有机物与盐的分离工艺的专用设备，它包括预处理单元1、反渗透单元2、有机分离膜单元3、臭氧氧化A单元4、臭氧氧化B单元5。
原水池6与预处理单元1连接，连接管路上装有进水泵7，预处理单元1的清液输出端连接中间水池10，中间水池10连接反渗透膜单元2，反渗透单元2的产水输出端连接回用水池15，反渗透单元2的浓水输出端连接有机分离膜单元3，有机分离膜单元3的产水输出端连接臭氧氧化A单元4，有机分离膜单元3的浓水输出端连接臭氧氧化B单元5，臭氧氧化A单元的出水端连接生化系统储水池21，臭氧氧化B单元5的出水端连接后处理系统24。
所述预处理单元1包括两级沉淀池，其中，一级沉淀池中设有第一搅拌机8，二级沉淀池中设有第二搅拌机9。
所述反渗透单元2中设有过滤器12、高压泵13、反渗透膜组件14，三者依次按顺序连接。所述有机分离膜单元3中也设有过滤器16、高压泵17、有机分离膜组件18，三者依次按顺序连接。
所述臭氧氧化A单元4包括臭氧发生器19和反应器20，二者之间设有连接管路和回流管路。所述臭氧氧化B单元5包括臭氧发生器22和反应器23，二者之间设有连接管路和回流管路。
如附图1所示，利用上述装置进行浓盐水中有机物与盐的分离工艺，它包括以下几个步骤：
第一步，讲浓盐水泵入预处理反应系统，预处理过程主要是对废水进行两级沉淀、离子交换、氧化处理，即首先通过加入一定量的石灰或石灰乳或片碱等化学药剂，调节废水的PH值至10～12之间，常温下搅拌反应30～60min，使其进行化学沉淀，去除废水中的钙镁、硅等杂质，得到上清液，然后向上清液中加入一定量的碳酸钠，常温下搅拌反应30～60min，反应完全后，进行沉淀过滤，去除水中残余的硬度，将废水中的硬度降低至200mg/L以下，然后对二级沉淀的上清液进行离子交换，去除水中残余的硬度，最后对离子交换出水进行氧化处理，去除水中的有机物，最终出水硬度降低至10mg/L以下。
第二步，将第一步中的出水送入反渗透处理系统，反渗透膜浓缩分离过程中，废水的PH值控制在5～7之间，操作压力控制在20～40bar之间，最终产水回收率为50～75％，其中，产水满足工业用水与回用水标准，可在园区进行回用。
第三步，将第二步中的浓水送入有机分离膜系统，首先调节废水的PH值至5～7之间，然后在5～40bar的操作压力下进行截留分离，从而实现了有机物与盐分的分离，其中，产水回收率为40～80％。
第四步，将第三步中的有机分离膜浓水送入臭氧氧化A系统，首先向该浓水中加入碱液，调节PH值至8～10，然后连续通入质量比为(2：1)～(20:1)的臭氧和催化剂，在常温下氧化反应30～60min，得到的出水中的大分子有机物几乎全部转化为小分子物质，可返回生化系统，避免了大分子有机物在生化系统中进行累积，从而解决了浓水无出路的难题；同时，氧化出水进行部分回流，回流比为5～15，有利于提高臭氧与催化剂的利用率。
第五步，将第三步中的有机分离膜产水送入臭氧氧化B系统，首先向有机分离膜产水中加入碱液，调节PH值至8～10，然后连续通入质量比为(2：1)～(20:1)的臭氧和催化剂，在常温下反应30～60min，进一步氧化废水中少量的有机物，提高后续盐产品的纯度，出水进入后处理系统，进行后处理生产高纯度的氯化钠盐和硫酸钠盐；同时，氧化出水进行回流，回流比为5～15，有利于提高臭氧与催化剂的利用率。
Claims (10)
1.浓盐水中有机物与盐的分离工艺，其特征在于，它包括以下几个步骤：
(1)将浓盐水进行预处理，得到出水一；
(2)将步骤(1)中的出水一进行反渗透浓缩分离，得到产水一与浓水一；
(3)将步骤(2)中的浓水一进行有机物与盐的分离，得到产水二与浓水二；
(4)将步骤(3)中的浓水二进行有机物的氧化分解，得到出水二；
(5)将步骤(3)中的产水二进行氧化分解，得到出水三。
2.根据权利要求1所述的浓盐水中有机物与盐的分离工艺，其特征在于：
所述步骤(1)中的预处理过程为：首先通过加入一定量的石灰或石灰乳或片碱化学药剂，调节废水的PH值至10～12之间，常温下搅拌反应30～60min，使其化学沉淀，去除废水中的钙镁、硅杂质，得到上清液；然后向上清液中加入碳酸钠，常温下搅拌反应30～60min，反应完全后，进行沉淀过滤，将废水中的硬度降低至200mg/L以下，接着对进行过沉淀处理的上清液进行离子交换，去除水中残余的硬度，最后对离子交换的出水进行氧化处理，去除水中的有机物，使最终出水硬度降低至10mg/L以下。
3.根据权利要求1所述的浓盐水中有机物与盐的分离工艺，其特征在于：
所述步骤(2)中的反渗透膜浓缩分离过程中，废水PH值控制在5-7之间，操作压力控制在20～40bar之间。
4.根据权利要求1所述的浓盐水中有机物与盐的分离工艺，其特征在于：
所述步骤(3)中的有机分离膜分离过程中，首先调节废水的PH值至5～7之间，然后在5～40bar的操作压力下进行截留分离，从而实现了有机物与盐的分离。
5.根据权利要求1所述的浓盐水中有机物与盐的分离工艺，其特征在于：
所述步骤(4)中的进行有机物的氧化分解为：首先向有机分离膜浓水二中加入碱液，调节PH值至8～10，然后连续通入质量比为(2：1)～(20:1)的臭氧和催化剂，控制停留时间(30～60)min，使得最终出水中的大分子有机物转化为小分子物质。
6.根据权利要求1所述的浓盐水中有机物与盐的分离工艺，其特征在于：
所述步骤(5)中的氧化分解过程为：首先向有机分离膜产水二中加入碱液，调节PH值至8～10，然后连续通入质量比为(2：1)～(20:1)的臭氧和催化剂，控制停留时间为30～60min，进一步氧化废水水中的有机物。
7.用于上述权利要求1～6中任一项权利要求所述的浓盐水中有机物与盐的分离处理工艺的专用设备，其特征在于：它包括预处理单元(1)、反渗透单元(2)、有机分离膜单元(3)、臭氧氧化A单元(4)、臭氧氧化B单元(5)，
原水池(6)与预处理单元(1)连接，连接管路上装有进水泵(7)，预处理单元(1)的清液输出端连接中间水池(10)，中间水池(10)连接反渗透单元(2)，反渗透单元(2)的产水输出端连接回用水池(15)，反渗透单元(2)的浓水输出端连接有机分离膜单元(3)，有机分离膜单元(3)的产水输出端连接臭氧氧化A单元(4)，有机分离膜单元(3)的浓水输出端连接臭氧氧化B单元(5)，臭氧氧化A单元(4)的出水端连接生化系统储水池(21)，臭氧氧化B单元(5)的出水端连接后处理系统(24)。
8.根据权利要求7所述的浓盐水中有机物与盐的分离处理工艺的专用设备，其特征在于：所述预处理单元(1)包括两级沉淀池，其中，一级沉淀池中设有第一搅拌机(8)，二级沉淀池中设有第二搅拌机(9)。
9.根据权利要求7所述的浓盐水中有机物与盐的分离处理工艺的专用设备，其特征在于：所述反渗透单元(2)中设有过滤器(12)、高压泵(13)、反渗透膜组件(14)，三者依次按顺序连接，所述有机分离膜单元(3)中也设有过滤器(16)、高压泵(17)、有机分离膜组件(18)，三者依次按顺序连接。
10.根据权利要求7所述的浓盐水中有机物与盐的分离处理工艺的专用设备，其特征在于：所述臭氧氧化A单元(4)包括臭氧发生器(19)和反应器(20)，二者之间设有连接管路和回流管路，所述臭氧氧化B单元(5)包括臭氧发生器(22)和反应器(23)，二者之间设有连接管路和回流管路。
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