CN110357334A - 水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统及方法，其系统包括预处理系统、分盐系统、芒硝结晶系统和盐结晶系统；其方法包括S1.预处理、S2.分盐、S3.氯化钠的产出、S4.硫酸钠的产出和S5.母液的处理。本发明的优点在于，在满足系统运行要求的基础上，简化了传统水煤浆气化废水采用高含盐废水处理系统处理重复设置化学软化、过滤、膜系统，降低了系统投建费用，降低了预处理系统的能耗；优化了分盐系统，利用反渗透产水与一次纳滤浓水按比例混合后再进行二级纳滤，降低二级纳滤的运行压力，提高了二级纳滤回收率，延长了设备使用寿命；优化了结晶系统，提高了氯化钠和硫酸钠的回收率和纯度。

Description

水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统及方法

技术领域：

本发明涉及煤气化领域，特别涉及一种水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统及方法。

背景技术：

水煤浆气化技术是以水煤浆为煤气化原料的一种煤气化技术，由于水煤浆气化技术的反应温度及压力较高，水煤浆中的有效成分在气化炉内可以实现完全转化，而水煤浆中携带的、气化过程中产生的有机物、污染物及固体杂质进入水煤浆气化废水中，水煤浆气化废水在经过回用处理后即可循环回用，回收率最高为80％；而另外的20％水煤浆气化废水中，不但含盐量高，同时污染物的成分比较复杂，有机污染物种类多、浓度高且多数毒性较强，属于难生物降解的中高浓度有机废水。

目前，对于这部分水煤浆气化废水来说，一般采用如下方法处理：1、直接送污水处理厂处理，但由于近年来环保要求愈加严格，污水处理厂处理规模不断缩小，无法消纳大规模废水，严重影响了煤化工行业的发展；2、直接蒸发干燥，水煤浆气化废水蒸发干燥后的产生杂盐，杂盐不仅成分复杂，而且易溶解，长时间堆放容易发生污染物泄露事故，严重污染环境，不符合当今环保要求；3、利用高含盐废水处理系统进行水煤浆气化废水处理，如图1所示，存在如下问题：1)将水煤浆气化废水依次进行中水回用处理、提浓处理和分盐处理，中水回用处理系统一般设置化学软化、过滤、膜系统，提浓处理系统一般设置化学软化、过滤、膜系统、离子交换软化，在提浓处理系统基础上建设分盐处理系统还需要设置化学软化、过滤、高级氧化、分盐、蒸发结晶；由此可知，利用高含盐废水处理系统处理水煤浆气化废水，需要重复设置化学软化、过滤、膜系统，导致现有的高含盐废水处理系统投建成本高、能耗高；2)现有的高含盐废水处理系统的分盐系统对提浓处理后的废水进行一级纳滤，一级纳滤浓水再进行二级纳滤，二级纳滤运行压力较大，导致二级纳滤回收率降低，设备使用寿命短；二级纳滤的产水进行盐分离处理，二级纳滤的浓水经高级氧化去除有机物后进行芒硝分离，对盐蒸发分离母液进行芒硝回收，以提高芒硝回收率，但未关注副产硫酸钠结晶盐纯度、各种蒸发及冷冻母液中盐分回收的问题，导致副产硫酸钠结晶盐纯度低、TOC高，杂盐产量高，杂盐产量的升高必然导致杂盐处理成本高，给煤化工企业增加了负担。

发明内容：

本发明的第一个目的在于提供一种投建成本低、杂盐产量低、副产结晶盐纯度高的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统。

本发明的第二个目的在于提供一种杂盐产量低、副产结晶盐纯度高的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其包括预处理系统、分盐系统、芒硝结晶系统和盐结晶系统，所述预处理系统的离子交换设备的出水口与所述分盐系统的一级反渗透系统的进水口连接，所述分盐系统的二级纳滤系统的浓水出口与所述芒硝结晶系统的芒硝多效蒸发结晶器的进水口连接，所述分盐系统的三级反渗透系统的浓水出口与所述盐结晶系统的盐多效蒸发结晶器的进口连接，所述芒硝多效蒸发结晶器的母液出口、所述盐多效蒸发结晶器的母液出口分别与母液冷冻结晶器的进口连接，所述母液冷冻结晶器的浆料出口与分液离心机的进口连接，所述分液离心机的固体物出口与所述芒硝结晶系统的芒硝溶解罐的物料进口连接；所述母液冷冻结晶器的母液出口与所述盐结晶系统的第一母液蒸发器的进口连接，所述第一母液蒸发器的浆料出口与母液离心机的进口连接，所述母液离心机的固体出口与所述盐多效蒸发结晶器的进口连接，所述第一母液蒸发器的母液出口与所述杂盐干燥器的进口连接。

进一步的，所述预处理系统包括化学软化设备、过滤设备和所述离子交换设备，所述化学软化设备的进水口与水煤浆气化废水管线连接，所述化学软化设备的出水口与所述过滤设备的进水口连接，所述过滤设备的出水口与所述离子交换设备的进水口连接；所述化学软化设备内设有刮泥机，所述化学软化设备的排泥口与压滤机的进料口连接。

进一步的，所述过滤设备包括V型滤池和超滤设备，所述V型滤池的出水口与所述超滤设备的进水口连接。

进一步的，所述分盐系统包括所述一级反渗透系统、回用水池、脱碳器、二级反渗透系统、高级氧化系统、一级纳滤系统、所述二级纳滤系统、纳滤产水池、所述三级反渗透系统和四级反渗透系统，所述一级反渗透系统的产水出口与所述回用水池的进水口连接，所述一级反渗透系统的浓水出口与所述脱碳器的进水口连接，所述脱碳器的出水口与所述二级反渗透系统的进水口连接；所述二级反渗透系统的产水出口与所述回用水池的进水口连接，所述二级反渗透系统的浓水出口与所述高级氧化系统的进水口连接；所述高级氧化系统的出水口与所述一级纳滤系统的进水口连接，所述一级纳滤系统的产水出口与所述纳滤产水池的进水口连接，所述一级纳滤系统的浓水出口与所述二级纳滤系统的进水口连接，所述二级纳滤系统的进水口还通过调节阀与所述回用水池的出水口连接；所述二级纳滤系统的产水出口与所述纳滤产水池的进水口连接；所述纳滤产水池的出水口与所述三级反渗透系统的进水口连接，所述三级反渗透系统的产水出口与所述四级反渗透系统的进水口连接；所述四级反渗透系统的产水出口与所述回用水池的进水口连接，所述四级反渗透系统的浓水出口与所述纳滤水池的进水口连接；所述三级反渗透系统为碟管式反渗透系统、电驱动膜系统或卷式反渗透系统中的任意一种，所述四级反渗透系统为碟管式反渗透系统或卷式反渗透系统中的任意一种。

进一步的，所述芒硝结晶系统包括所述芒硝多效蒸发结晶器、所述芒硝溶解罐、芒硝重结晶蒸发器、芒硝离心机和芒硝干燥机，所述芒硝多效蒸发结晶器的浆料出口与所述分液离心机的进口连接，所述芒硝溶解罐的物料出口与所述芒硝重结晶蒸发器的物料进口连接，所述芒硝重结晶蒸发器的物料出口与所述芒硝离心机的物料进口连接，所述芒硝离心机的固体物出口与所述芒硝干燥机的进料口连接，所述芒硝干燥机的出料口与硫酸钠储仓的进口连接。

进一步的，所述盐结晶系统包括所述盐多效蒸发结晶器、盐离心机、盐干燥机，所述的固体物出口与所述盐离心机的物料进口连接，所述盐离心机的固体物出口与所述盐干燥机的进料口连接，所述盐干燥机的出料口与氯化钠储仓的进口连接。

进一步的，其还包括有第二母液蒸发器，所述第一母液蒸发器的母液出口与所述第二母液蒸发器的进口连接，所述第二母液蒸发器的浆料出口与所述杂盐干燥器的进口连接。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法，其包括如下步骤：

S1.预处理：水煤浆气化废水经调节池均质均量后，进入预处理系统进行除硬降浊、除硅、pH调节、去除有机物的处理，得到预处理废水，所述预处理废水的指标为Ca²⁺＝0mg/l、Mg²⁺＝0mg/l、SiO₂≤15.00mg/l、浊度≤1NTU、pH 7—8；

S2.分盐：所述预处理废水输送至一级反渗透系统进行浓缩，得到一次浓水；所述一次浓水调pH为4-5后，输送至脱碳器内去除二氧化碳，得到脱碳出水；所述脱碳出水输送至二级反渗透系统进行浓缩，得到二次浓水；所述二次浓水输送至高级氧化系统进行有机物的去除，得到氧化废水；所述一级反渗透系统、所述二级反渗透系统的产水均输送至回用水池内，作为回用水；所述氧化废水输送至一级纳滤系统进行一次分盐处理，得到一次纳滤浓水；所述一次纳滤浓水与所述回用水按照体积比为4：3-4的比例输送至二级纳滤系统进行二次分盐处理，得到二次纳滤浓水；所述一次纳滤产水、所述二次纳滤产水均输送至纳滤产水池内，作为待出盐废水；所述待出盐废水输送至三级反渗透系统进行浓缩，得到三次浓水和三次产水；所述三次产水输送至四级反渗透系统进行处理，得到四次产水输送至所述回用水池，得到四次浓水输送至所述纳滤产水池，得到四次产水输送至所述回用水池；

S3.氯化钠的产出：所述三次浓水输送至盐多效蒸发结晶器进行蒸发结晶，得到盐浆料和盐母液；所述盐浆料输送至盐离心机内进行固液分离，得到固体氯化钠；所述固体氯化钠输送至盐干燥机内干燥至含水量≤0.1％，得到氯化钠结晶盐，所述氯化钠结晶盐纯度≥98.5％；

S4.硫酸钠的产出：所述二次纳滤浓水输送至芒硝多效蒸发结晶器进行蒸发结晶，得到芒硝浆料和芒硝母液；所述芒硝浆料进行固液分离，得到硫酸钠固体；所述硫酸钠固体输送至芒硝溶解罐进行重溶，至所述芒硝溶解罐内的溶液为硫酸钠饱和溶液，得到重溶液；所述重溶液输送至芒硝重结晶蒸发器，得到重结晶浆料；所述重结晶浆料输送至芒硝离心机进行固液分离，得到硫酸钠固体；所述硫酸钠固体输送至芒硝干燥机内干燥至含水量≤0.3％，得到硫酸钠结晶盐，所述硫酸钠结晶盐的TOC≤50mg/KG、纯度≥97％；

S5.母液的处理：所述盐母液、所述芒硝母液均输送至母液冷冻结晶器内进行冷冻结晶，所述盐母液的COD≤18000mg/L，SiO₂≤4000mg/l，所述芒硝母液的COD≤30000mg/L，SiO₂≤5000mg/l，得到母液浆料和冷冻母液；所述母液浆料经固液分离处理后，得到十水硫酸钠固体，所述十水硫酸钠固体输送至所述S4.硫酸钠的产出中的所述芒硝溶解罐内进行重溶；所述冷冻母液输送至第一母液蒸发器内进行分盐，得到混盐浆料和浓缩母液；所述混盐浆料经固液分离后，得到脱水混盐，所述脱水混盐输送至所述S3.氯化钠的产出中的所述盐多效蒸发结晶器；所述浓缩母液输送至杂盐干燥器内干燥，得到杂盐。

进一步的，所述S1.预处理具体如下：

a1.化学软化：所述水煤浆气化废水输送至化学软化设备进行除硬降浊、除硅、去除有机物的处理，得到化学软化水，所述化学软化水的指标为Ca²⁺≤50.00mg/l、Mg²⁺≤50.00mg/l、SiO₂≤15.00mg/l、浊度≤20NTU；得到的污泥输送至压滤机脱水，得到脱水污泥；

a2.过滤：所述化学软化水调pH至7-8后输送至过滤系统内进行降浊，得到过滤水，所述过滤水的浊度≤1NTU；

a3.深度软化：所述过滤水输送至离子交换设备内进行深度软化，到所述预处理废水。

进一步的，所述S5.母液的处理中，所述浓缩母液先输送至第二母液蒸发器进行浓缩，得到二次浓缩母液，所述浓缩母液的SiO₂≤8000mg/l，再将所述二次浓缩母液输送至所述杂盐干燥器内干燥，得到所述杂盐。

本发明的优点：1、在满足系统运行要求的基础上，简化了传统水煤浆气化废水采用高含盐废水处理系统处理重复设置化学软化、过滤、膜系统，降低了系统投建费用，降低了预处理系统的能耗。2、优化了分盐系统，首先，利用反渗透系统浓缩、高级氧化系统去除有机物，使进入纳滤系统的水符合纳滤进水要求；其次，利用反渗透产水与一次纳滤浓水按比例混合后再进行二级纳滤，降低二级纳滤的运行压力，提高了二级纳滤回收率，延长了设备使用寿命。3、优化了结晶系统，对二级纳滤产生的浓水进行芒硝结晶处理，对二级纳滤产生的产水经反渗透浓缩后进行盐结晶处理，首先，在芒硝结晶处理过程中，将芒硝多效蒸发结晶器产生的硫酸钠进行重溶、重结晶，并再次通过蒸发结晶得到硫酸钠结晶盐，提高了硫酸钠结晶盐的纯度；其次，对于冷冻结晶器产生的母液进行进一步的蒸发结晶，得到的固体物返回至盐多效蒸发结晶器内重新结晶，回收了母液中的氯化钠，提高了氯化钠结晶盐的回收率和纯度；第三，对于盐多效蒸发结晶器、芒硝多效蒸发结晶器产生的母液均输送至冷冻结晶器内进行冷冻结晶，得到的十水硫酸钠输送至硫酸钠结晶处理过程的重溶步骤，进行重溶、重结晶，提高了硫酸钠的回收率和纯度。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为常规废水零排放系统连接示意图。

图2为实施例1的整体连接示意图。

图3为水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法流程图。

化学软化设备1，V型滤池2，超滤设备3，离子交换设备4，一级反渗透系统5，脱碳器6，回用水池7，二级反渗透系统8，高级氧化系统9，一级纳滤系统10，二级纳滤系统11，纳滤产水池12，三级反渗透系统13，四级反渗透系统14，芒硝多效蒸发结晶器15，芒硝溶解罐16，芒硝重结晶蒸发器17，芒硝离心机18，芒硝干燥机19，分液离心机20，盐多效蒸发结晶器21，盐离心机22，盐干燥机23，母液冷冻结晶器24，第一母液蒸发器25，第二母液蒸发器26，杂盐干燥器27，压滤机28，调节阀29,母液离心机30。

具体实施方式：

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图2所示，水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其包括预处理系统、分盐系统、芒硝结晶系统和盐结晶系统；

预处理系统可以去除废水中大部分的总硬度、总碱度、重金属离子和悬浮物以及部分二氧化硅、氟离子和有机物，以保障后续系统的正常稳定运行；预处理系统包括化学软化设备1、过滤设备和离子交换设备4，化学软化设备1的进水口与水煤浆气化废水管线连接，化学软化设备1的出水口与过滤设备的进水口连接，过滤设备包括V型滤池2和超滤设备3，V型滤池2的出水口与超滤设备3的进水口连接，过滤设备的出水口与离子交换设备4的进水口连接；化学软化设备1内设有刮泥机，化学软化设备1的排泥口与压滤机28的进料口连接。

预处理系统的离子交换设备4的出水口与分盐系统的一级反渗透系统5的进水口连接，分盐系统包括一级反渗透系统5、回用水池7、脱碳器6、二级反渗透系统8、高级氧化系统9、一级纳滤系统10、二级纳滤系统11、纳滤产水池12、三级反渗透系统13和四级反渗透系统14，三级反渗透系统13为碟管式反渗透系统、电驱动膜系统或卷式反渗透系统中的任意一种，在本实施例中，三级反渗透为碟管式反渗透系统；四级反渗透系统14为碟管式反渗透系统或卷式反渗透系统中的任意一种，在本实施例中，四级反渗透为卷式反渗透系统；一级反渗透系统5的产水出口与回用水池7的进水口连接，一级反渗透系统5的浓水出口与脱碳器6的进水口连接，脱碳器6的出水口与二级反渗透系统8的进水口连接；二级反渗透系统8的产水出口与回用水池7的进水口连接，二级反渗透系统8的浓水出口与高级氧化系统9的进水口连接；高级氧化系统9的出水口与一级纳滤系统10的进水口连接，一级纳滤系统10的产水出口与纳滤产水池12的进水口连接，一级纳滤系统10的浓水出口与二级纳滤系统11的进水口连接，二级纳滤系统11的进水口还通过调节阀29与回用水池7的出水口连接；二级纳滤系统11的产水出口与纳滤产水池12的进水口连接；纳滤产水池12的出水口与三级反渗透系统13的进水口连接，三级反渗透系统13的产水出口与四级反渗透系统14的进水口连接；四级反渗透系统14的产水出口与回用水池7的进水口连接，四级反渗透系统14的浓水出口与纳滤水池的进水口连接。

分盐系统的二级纳滤系统11的浓水出口与芒硝结晶系统的芒硝多效蒸发结晶器15的进水口连接，芒硝结晶系统包括芒硝多效蒸发结晶器15、芒硝溶解罐16、芒硝重结晶蒸发器17、芒硝离心机18和芒硝干燥机19，芒硝重结晶蒸发器17可以为多效蒸发结晶器或申请号为CN201720046981.2中国专利公开的芒硝重结晶蒸发器，在本实施例中，芒硝重结晶蒸发器17可以为多效蒸发结晶器。芒硝多效蒸发结晶器15的浆料出口与分液离心机20的进口连接，芒硝溶解罐16的物料出口与芒硝重结晶蒸发器17的物料进口连接，芒硝重结晶蒸发器17的物料出口与芒硝离心机18的物料进口连接，芒硝离心机18的固体物出口与芒硝干燥机19的进料口连接，芒硝干燥机19的出料口与硫酸钠储仓的进口连接。

分盐系统的三级反渗透系统13的浓水出口与盐结晶系统的盐多效蒸发结晶器21的进口连接，盐结晶系统包括盐多效蒸发结晶器21、盐离心机22、盐干燥机23，的固体物出口与盐离心机22的物料进口连接，盐离心机22的固体物出口与盐干燥机23的进料口连接，盐干燥机23的出料口与氯化钠储仓的进口连接。

芒硝多效蒸发结晶器15的母液出口、盐多效蒸发结晶器21的母液出口分别与母液冷冻结晶器24的进口连接，母液冷冻结晶器24的浆料出口与分液离心机20的进口连接，分液离心机20的固体物出口与芒硝结晶系统的芒硝溶解罐16的物料进口连接；母液冷冻结晶器24的母液出口与盐结晶系统的第一母液蒸发器25的进口连接，第一母液蒸发器25的浆料出口与母液离心机30的进口连接，母液离心机30的固体出口与盐多效蒸发结晶器21的进口连接，第一母液蒸发器25的母液出口与第二母液蒸发器26的进口连接，第二母液蒸发器26的浆料出口与杂盐干燥器27的进口连接。

与常规废水零排放系统(如图1所示)相比，实施例1与其区别在于，省去了V型滤池2和超滤设备3的反复设置，省去了后续的两级软化除硬设备，按照目前市场价格计算，本实施例的投建费用比常规废水零排放系统降低2500万元/套，设备维修及更换费用每年可降低45万元。

实施例2：

利用实施例1进行的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法，如图3所示，其包括如下步骤：

S1.预处理：水煤浆气化废水经调节池均质均量后，进入预处理系统进行除硬降浊、除硅、pH调节、去除有机物的处理，具体如下：

a1.化学软化：水煤浆气化废水输送至化学软化设备1进行除硬降浊、除硅、去除有机物的处理，得到化学软化水，化学软化水的指标为Ca²⁺≤50.00mg/l、Mg²⁺≤50.00mg/l、SiO₂≤15.00mg/l、浊度≤20NTU；得到的污泥输送至压滤机28脱水，得到脱水污泥；

a2.过滤：化学软化水调pH至7后输送至过滤系统内进行降浊，得到过滤水，过滤水的浊度≤1NTU；

a3.深度软化：过滤水输送至离子交换设备4内进行深度软化，到预处理废水；

得到预处理废水，预处理废水的指标为Ca²⁺＝0mg/l、Mg²⁺＝0mg/l、SiO2≤15.00mg/l、浊度≤1NTU、pH 7；

S2.分盐：预处理废水输送至一级反渗透系统5进行浓缩，得到一次浓水；一次浓水调pH为4后，输送至脱碳器6内去除二氧化碳，得到脱碳出水；脱碳出水输送至二级反渗透系统8进行浓缩，得到二次浓水；二次浓水输送至高级氧化系统9进行有机物的去除，得到氧化废水；一级反渗透系统5、二级反渗透系统8的产水均输送至回用水池7内，作为回用水；氧化废水输送至一级纳滤系统10进行一次分盐处理，得到一次纳滤浓水；一次纳滤浓水与回用水按照体积比为4：3的比例输送至二级纳滤系统11进行二次分盐处理，得到二次纳滤浓水；一次纳滤产水、二次纳滤产水均输送至纳滤产水池12内，作为待出盐废水；待出盐废水输送至三级反渗透系统13进行浓缩，得到三次浓水和三次产水；三次产水输送至四级反渗透系统14进行处理，得到四次产水输送至回用水池7，得到四次浓水输送至纳滤产水池12，得到四次产水输送至回用水池7；

S3.氯化钠的产出：三次浓水输送至盐多效蒸发结晶器21进行蒸发结晶，得到盐浆料和盐母液；盐浆料输送至盐离心机22内进行固液分离，得到固体氯化钠；固体氯化钠输送至盐干燥机23内干燥至含水量为0.1％，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐的纯度为98.5％；

S4.硫酸钠的产出：二次纳滤浓水输送至芒硝多效蒸发结晶器15进行蒸发结晶，得到芒硝浆料和芒硝母液；芒硝浆料进行固液分离，得到硫酸钠固体；硫酸钠固体输送至芒硝溶解罐16进行重溶，至芒硝溶解罐16内的溶液为硫酸钠饱和溶液，得到重溶液；重溶液输送至芒硝重结晶蒸发器17，得到重结晶浆料；重结晶浆料输送至芒硝离心机18进行固液分离，得到硫酸钠固体；硫酸钠固体输送至芒硝干燥机19内干燥至含水量为0.3％，得到硫酸钠结晶盐，硫酸钠结晶盐的TOC为37mg/KG、纯度为97％；

S5.母液的处理：盐母液、芒硝母液均输送至母液冷冻结晶器24内进行冷冻结晶，盐母液的COD≤18000mg/L，SiO₂≤4000mg/l，芒硝母液的COD≤30000mg/L，SiO₂≤5000mg/l，得到母液浆料和冷冻母液；母液浆料经固液分离处理后，得到十水硫酸钠固体，十水硫酸钠固体输送至S4.硫酸钠的产出中的芒硝溶解罐16内进行重溶；冷冻母液输送至第一母液蒸发器25内进行分盐，得到混盐浆料和浓缩母液；混盐浆料经固液分离后，得到脱水混盐，脱水混盐输送至S3.氯化钠的产出中的盐多效蒸发结晶器21；浓缩母液先输送至第二母液蒸发器26进行浓缩，得到二次浓缩母液，浓缩母液的SiO₂≤8000mg/l，再将二次浓缩母液输送至杂盐干燥器27内干燥，得到杂盐。

将实施例2水质水量相同的废水输送至常规废水零排放系统(如图1所示)内进行处理，对二级纳滤运行压力、氯化钠结晶盐纯度及产量、硫酸钠结晶盐纯度及产量、杂盐率进行检测和对比，对比结果如下表1所示。

表1两组对比结果

由表1可知，与常规规废水零排放系统相比，本实施例利用反渗透产水与一次纳滤浓水按比例混合，降低了二级纳滤的运行压力，提高了二级纳滤回收率，延长了设备使用寿命。另外，本实施例通过对结晶系统的优化，提高了副产氯化钠结晶盐、硫酸钠结晶盐的纯度和产量，并降低了杂盐产量，可以降低杂盐处理成本。

实施例3：

利用实施例1进行的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法，如图3所示，其包括如下步骤：

S1.预处理：水煤浆气化废水经调节池均质均量后，进入预处理系统进行除硬降浊、除硅、pH调节、去除有机物的处理，具体如下：

a1.化学软化：水煤浆气化废水输送至化学软化设备1进行除硬降浊、除硅、去除有机物的处理，得到化学软化水，化学软化水的指标为Ca²⁺≤50.00mg/l、Mg²⁺≤50.00mg/l、SiO₂≤15.00mg/l、浊度≤20NTU；得到的污泥输送至压滤机28脱水，得到脱水污泥；

a2.过滤：化学软化水调pH至7.5后输送至过滤系统内进行降浊，得到过滤水，过滤水的浊度≤1NTU；

a3.深度软化：过滤水输送至离子交换设备4内进行深度软化，到预处理废水；

得到预处理废水，预处理废水的指标为Ca²⁺＝0mg/l、Mg²⁺＝0mg/l、SiO2≤15.00mg/l、浊度≤1NTU、pH 7.5；

S2.分盐：预处理废水输送至一级反渗透系统5进行浓缩，得到一次浓水；一次浓水调pH为4.5后，输送至脱碳器6内去除二氧化碳，得到脱碳出水；脱碳出水输送至二级反渗透系统8进行浓缩，得到二次浓水；二次浓水输送至高级氧化系统9进行有机物的去除，得到氧化废水；一级反渗透系统5、二级反渗透系统8的产水均输送至回用水池7内，作为回用水；氧化废水输送至一级纳滤系统10进行一次分盐处理，得到一次纳滤浓水；一次纳滤浓水与回用水按照体积比为4：3.5的比例输送至二级纳滤系统11进行二次分盐处理，得到二次纳滤浓水；一次纳滤产水、二次纳滤产水均输送至纳滤产水池12内，作为待出盐废水；待出盐废水输送至三级反渗透系统13进行浓缩，得到三次浓水和三次产水；三次产水输送至四级反渗透系统14进行处理，得到四次产水输送至回用水池7，得到四次浓水输送至纳滤产水池12，得到四次产水输送至回用水池7；

S3.氯化钠的产出：三次浓水输送至盐多效蒸发结晶器21进行蒸发结晶，得到盐浆料和盐母液；盐浆料输送至盐离心机22内进行固液分离，得到固体氯化钠；固体氯化钠输送至盐干燥机23内干燥至含水量为0.08％，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐的纯度为98.9％；

S4.硫酸钠的产出：二次纳滤浓水输送至芒硝多效蒸发结晶器15进行蒸发结晶，得到芒硝浆料和芒硝母液；芒硝浆料进行固液分离，得到硫酸钠固体；硫酸钠固体输送至芒硝溶解罐16进行重溶，至芒硝溶解罐16内的溶液为硫酸钠饱和溶液，得到重溶液；重溶液输送至芒硝重结晶蒸发器17，得到重结晶浆料；重结晶浆料输送至芒硝离心机18进行固液分离，得到硫酸钠固体；硫酸钠固体输送至芒硝干燥机19内干燥至含水量为0.23％，得到硫酸钠结晶盐，硫酸钠结晶盐的TOC为32mg/KG、纯度为97.8％；

S5.母液的处理：盐母液、芒硝母液均输送至母液冷冻结晶器24内进行冷冻结晶，盐母液的COD≤18000mg/L，SiO₂≤4000mg/l，芒硝母液的COD≤30000mg/L，SiO₂≤5000mg/l，得到母液浆料和冷冻母液；母液浆料经固液分离处理后，得到十水硫酸钠固体，十水硫酸钠固体输送至S4.硫酸钠的产出中的芒硝溶解罐16内进行重溶；冷冻母液输送至第一母液蒸发器25内进行分盐，得到混盐浆料和浓缩母液；混盐浆料经固液分离后，得到脱水混盐，脱水混盐输送至S3.氯化钠的产出中的盐多效蒸发结晶器21；浓缩母液先输送至第二母液蒸发器26进行浓缩，得到二次浓缩母液，浓缩母液的SiO₂≤8000mg/l，再将二次浓缩母液输送至杂盐干燥器27内干燥，得到杂盐。

将实施例3水质水量相同的废水输送至常规废水零排放系统(如图1所示)内进行处理，对二级纳滤运行压力、氯化钠结晶盐纯度及产量、硫酸钠结晶盐纯度及产量、杂盐产量进行检测和对比，对比结果如下表2所示。

表2两组对比结果

由表2可知，与常规规废水零排放系统相比，本实施例利用反渗透产水与一次纳滤浓水按比例混合，降低二级纳滤的运行压力，提高了二级纳滤回收率，延长了设备使用寿命。另外，本实施例通过对结晶系统的优化，提高了副产氯化钠结晶盐、硫酸钠结晶盐的纯度和产量，并降低了杂盐产量，可以降低杂盐处理成本。

实施例4：

利用实施例1进行的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法，如图3所示，其包括如下步骤：

S1.预处理：水煤浆气化废水经调节池均质均量后，进入预处理系统进行除硬降浊、除硅、pH调节、去除有机物的处理，具体如下：

a1.化学软化：水煤浆气化废水输送至化学软化设备1进行除硬降浊、除硅、去除有机物的处理，得到化学软化水，化学软化水的指标为Ca²⁺≤50.00mg/l、Mg²⁺≤50.00mg/l、SiO₂≤15.00mg/l、浊度≤20NTU；得到的污泥输送至压滤机28脱水，得到脱水污泥；

a2.过滤：化学软化水调pH至8后输送至过滤系统内进行降浊，得到过滤水，过滤水的浊度≤1NTU；

a3.深度软化：过滤水输送至离子交换设备4内进行深度软化，到预处理废水；

得到预处理废水，预处理废水的指标为Ca²⁺＝0mg/l、Mg²⁺＝0mg/l、SiO2≤15.00mg/l、浊度≤1NTU、pH 8；

S2.分盐：预处理废水输送至一级反渗透系统5进行浓缩，得到一次浓水；一次浓水调pH为5后，输送至脱碳器6内去除二氧化碳，得到脱碳出水；脱碳出水输送至二级反渗透系统8进行浓缩，得到二次浓水；二次浓水输送至高级氧化系统9进行有机物的去除，得到氧化废水；一级反渗透系统5、二级反渗透系统8的产水均输送至回用水池7内，作为回用水；氧化废水输送至一级纳滤系统10进行一次分盐处理，得到一次纳滤浓水；一次纳滤浓水与回用水按照体积比为4：4的比例输送至二级纳滤系统11进行二次分盐处理，得到二次纳滤浓水；一次纳滤产水、二次纳滤产水均输送至纳滤产水池12内，作为待出盐废水；待出盐废水输送至三级反渗透系统13进行浓缩，得到三次浓水和三次产水；三次产水输送至四级反渗透系统14进行处理，得到四次产水输送至回用水池7，得到四次浓水输送至纳滤产水池12，得到四次产水输送至回用水池7；

S3.氯化钠的产出：三次浓水输送至盐多效蒸发结晶器21进行蒸发结晶，得到盐浆料和盐母液；盐浆料输送至盐离心机22内进行固液分离，得到固体氯化钠；固体氯化钠输送至盐干燥机23内干燥至含水量为0.05％，得到氯化钠结晶盐，氯化钠结晶盐的纯度为99.2％；

S4.硫酸钠的产出：二次纳滤浓水输送至芒硝多效蒸发结晶器15进行蒸发结晶，得到芒硝浆料和芒硝母液；芒硝浆料进行固液分离，得到硫酸钠固体；硫酸钠固体输送至芒硝溶解罐16进行重溶，至芒硝溶解罐16内的溶液为硫酸钠饱和溶液，得到重溶液；重溶液输送至芒硝重结晶蒸发器17，得到重结晶浆料；重结晶浆料输送至芒硝离心机18进行固液分离，得到硫酸钠固体；硫酸钠固体输送至芒硝干燥机19内干燥至含水量为0.19％，得到硫酸钠结晶盐，硫酸钠结晶盐的TOC为28mg/KG、纯度为99.1％；

S5.母液的处理：盐母液、芒硝母液均输送至母液冷冻结晶器24内进行冷冻结晶，盐母液的COD≤18000mg/L，SiO₂≤4000mg/l，芒硝母液的COD≤30000mg/L，SiO₂≤5000mg/l，得到母液浆料和冷冻母液；母液浆料经固液分离处理后，得到十水硫酸钠固体，十水硫酸钠固体输送至S4.硫酸钠的产出中的芒硝溶解罐16内进行重溶；冷冻母液输送至第一母液蒸发器25内进行分盐，得到混盐浆料和浓缩母液；混盐浆料经固液分离后，得到脱水混盐，脱水混盐输送至S3.氯化钠的产出中的盐多效蒸发结晶器21；浓缩母液先输送至第二母液蒸发器26进行浓缩，得到二次浓缩母液，浓缩母液的SiO₂≤8000mg/l，再将二次浓缩母液输送至杂盐干燥器27内干燥，得到杂盐。

将实施例4水质水量相同的废水输送至常规废水零排放系统(如图1所示)内进行处理，对二级纳滤运行压力、氯化钠结晶盐纯度及产量、硫酸钠结晶盐纯度及产量、杂盐产量进行检测和对比，对比结果如下表3所示。

表3两组对比结果

由表3可知，与常规规废水零排放系统相比，本实施例利用反渗透产水与一次纳滤浓水按比例混合，降低了二级纳滤的运行压力，提高了二级纳滤回收率，延长了设备使用寿命。另外，本实施例通过对结晶系统的优化，提高了副产氯化钠结晶盐、硫酸钠结晶盐的纯度和产量，并降低了杂盐产量，可以降低杂盐处理成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其特征在于，其包括预处理系统、分盐系统、芒硝结晶系统和盐结晶系统，所述预处理系统的离子交换设备的出水口与所述分盐系统的一级反渗透系统的进水口连接，所述分盐系统的二级纳滤系统的浓水出口与所述芒硝结晶系统的芒硝多效蒸发结晶器的进水口连接，所述分盐系统的三级反渗透系统的浓水出口与所述盐结晶系统的盐多效蒸发结晶器的进口连接，所述芒硝多效蒸发结晶器的母液出口、所述盐多效蒸发结晶器的母液出口分别与母液冷冻结晶器的进口连接，所述母液冷冻结晶器的浆料出口与分液离心机的进口连接，所述分液离心机的固体物出口与所述芒硝结晶系统的芒硝溶解罐的物料进口连接；所述母液冷冻结晶器的母液出口与所述盐结晶系统的第一母液蒸发器的进口连接，所述第一母液蒸发器的浆料出口与母液离心机的进口连接，所述母液离心机的固体出口与所述盐多效蒸发结晶器的进口连接，所述第一母液蒸发器的母液出口与所述杂盐干燥器的进口连接。

2.根据权利要求1所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其特征在于，所述预处理系统包括化学软化设备、过滤设备和所述离子交换设备，所述化学软化设备的进水口与水煤浆气化废水管线连接，所述化学软化设备的出水口与所述过滤设备的进水口连接，所述过滤设备的出水口与所述离子交换设备的进水口连接；所述化学软化设备内设有刮泥机，所述化学软化设备的排泥口与压滤机的进料口连接。

3.根据权利要求2所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其特征在于，所述过滤设备包括V型滤池和超滤设备，所述V型滤池的出水口与所述超滤设备的进水口连接。

4.根据权利要求1所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其特征在于，所述分盐系统包括所述一级反渗透系统、回用水池、脱碳器、二级反渗透系统、高级氧化系统、一级纳滤系统、所述二级纳滤系统、纳滤产水池、所述三级反渗透系统和四级反渗透系统，所述一级反渗透系统的产水出口与所述回用水池的进水口连接，所述一级反渗透系统的浓水出口与所述脱碳器的进水口连接，所述脱碳器的出水口与所述二级反渗透系统的进水口连接；所述二级反渗透系统的产水出口与所述回用水池的进水口连接，所述二级反渗透系统的浓水出口与所述高级氧化系统的进水口连接；所述高级氧化系统的出水口与所述一级纳滤系统的进水口连接，所述一级纳滤系统的产水出口与所述纳滤产水池的进水口连接，所述一级纳滤系统的浓水出口与所述二级纳滤系统的进水口连接，所述二级纳滤系统的进水口还通过调节阀与所述回用水池的出水口连接；所述二级纳滤系统的产水出口与所述纳滤产水池的进水口连接；所述纳滤产水池的出水口与所述三级反渗透系统的进水口连接，所述三级反渗透系统的产水出口与所述四级反渗透系统的进水口连接；所述四级反渗透系统的产水出口与所述回用水池的进水口连接，所述四级反渗透系统的浓水出口与所述纳滤水池的进水口连接；所述三级反渗透系统为碟管式反渗透系统、电驱动膜系统或卷式反渗透系统中的任意一种，所述四级反渗透系统为碟管式反渗透系统或卷式反渗透系统中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其特征在于，所述芒硝结晶系统包括所述芒硝多效蒸发结晶器、所述芒硝溶解罐、芒硝重结晶蒸发器、芒硝离心机和芒硝干燥机，所述芒硝多效蒸发结晶器的浆料出口与所述分液离心机的进口连接，所述芒硝溶解罐的物料出口与所述芒硝重结晶蒸发器的物料进口连接，所述芒硝重结晶蒸发器的物料出口与所述芒硝离心机的物料进口连接，所述芒硝离心机的固体物出口与所述芒硝干燥机的进料口连接，所述芒硝干燥机的出料口与硫酸钠储仓的进口连接。

6.根据权利要求1所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其特征在于，所述盐结晶系统包括所述盐多效蒸发结晶器、盐离心机、盐干燥机，所述的固体物出口与所述盐离心机的物料进口连接，所述盐离心机的固体物出口与所述盐干燥机的进料口连接，所述盐干燥机的出料口与氯化钠储仓的进口连接。

7.根据权利要求1所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理系统，其特征在于，其还包括有第二母液蒸发器，所述第一母液蒸发器的母液出口与所述第二母液蒸发器的进口连接，所述第二母液蒸发器的浆料出口与所述杂盐干燥器的进口连接。

8.水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1.预处理：水煤浆气化废水经调节池均质均量后，进入预处理系统进行除硬降浊、除硅、pH调节、去除有机物的处理，得到预处理废水，所述预处理废水的指标为Ca²⁺＝0mg/l、Mg²⁺＝0mg/l、SiO₂≤15.00mg/l、浊度≤1NTU、pH 7—8；

S2.分盐：所述预处理废水输送至一级反渗透系统进行浓缩，得到一次浓水；所述一次浓水调pH为4-5后，输送至脱碳器内去除二氧化碳，得到脱碳出水；所述脱碳出水输送至二级反渗透系统进行浓缩，得到二次浓水；所述二次浓水输送至高级氧化系统进行有机物的去除，得到氧化废水；所述一级反渗透系统、所述二级反渗透系统的产水均输送至回用水池内，作为回用水；所述氧化废水输送至一级纳滤系统进行一次分盐处理，得到一次纳滤浓水；所述一次纳滤浓水与所述回用水按照体积比为4：3-4的比例输送至二级纳滤系统进行二次分盐处理，得到二次纳滤浓水；所述一次纳滤产水、所述二次纳滤产水均输送至纳滤产水池内，作为待出盐废水；所述待出盐废水输送至三级反渗透系统进行浓缩，得到三次浓水和三次产水；所述三次产水输送至四级反渗透系统进行处理，得到四次产水输送至所述回用水池，得到四次浓水输送至所述纳滤产水池，得到四次产水输送至所述回用水池；

S3.氯化钠的产出：所述三次浓水输送至盐多效蒸发结晶器进行蒸发结晶，得到盐浆料和盐母液；所述盐浆料输送至盐离心机内进行固液分离，得到固体氯化钠；所述固体氯化钠输送至盐干燥机内干燥至含水量≤0.1％，得到氯化钠结晶盐，所述氯化钠结晶盐纯度≥98.5％；

S4.硫酸钠的产出：所述二次纳滤浓水输送至芒硝多效蒸发结晶器进行蒸发结晶，得到芒硝浆料和芒硝母液；所述芒硝浆料进行固液分离，得到硫酸钠固体；所述硫酸钠固体输送至芒硝溶解罐进行重溶，至所述芒硝溶解罐内的溶液为硫酸钠饱和溶液，得到重溶液；所述重溶液输送至芒硝重结晶蒸发器，得到重结晶浆料；所述重结晶浆料输送至芒硝离心机进行固液分离，得到硫酸钠固体；所述硫酸钠固体输送至芒硝干燥机内干燥至含水量≤0.3％，得到硫酸钠结晶盐，所述硫酸钠结晶盐的TOC≤50mg/KG、纯度≥97％；

S5.母液的处理：所述盐母液、所述芒硝母液均输送至母液冷冻结晶器内进行冷冻结晶，所述盐母液的COD≤18000mg/L，SiO₂≤4000mg/l，所述芒硝母液的COD≤30000mg/L，SiO₂≤5000mg/l，得到母液浆料和冷冻母液；所述母液浆料经固液分离处理后，得到十水硫酸钠固体，所述十水硫酸钠固体输送至所述S4.硫酸钠的产出中的所述芒硝溶解罐内进行重溶；所述冷冻母液输送至第一母液蒸发器内进行分盐，得到混盐浆料和浓缩母液；所述混盐浆料经固液分离后，得到脱水混盐，所述脱水混盐输送至所述S3.氯化钠的产出中的所述盐多效蒸发结晶器；所述浓缩母液输送至杂盐干燥器内干燥，得到杂盐。

9.根据权利要求8所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法，其特征在于，所述S1.预处理具体如下：

a1.化学软化：所述水煤浆气化废水输送至化学软化设备进行除硬降浊、除硅、去除有机物的处理，得到化学软化水，所述化学软化水的指标为Ca²⁺≤50.00mg/l、Mg²⁺≤50.00mg/l、SiO₂≤15.00mg/l、浊度≤20NTU；得到的污泥输送至压滤机脱水，得到脱水污泥；

a2.过滤：所述化学软化水调pH至7-8后输送至过滤系统内进行降浊，得到过滤水，所述过滤水的浊度≤1NTU；

a3.深度软化：所述过滤水输送至离子交换设备内进行深度软化，到所述预处理废水。

10.根据权利要求8所述的水煤浆气化废水分盐结晶零排放处理方法，其特征在于，所述S5.母液的处理中，所述浓缩母液先输送至第二母液蒸发器进行浓缩，得到二次浓缩母液，所述浓缩母液的SiO₂≤8000mg/l，再将所述二次浓缩母液输送至所述杂盐干燥器内干燥，得到所述杂盐。