CN221071273U - 高盐废水深度处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高盐废水深度处理系统，包括调节池、高密池、过滤装置、树脂装置、纳滤装置、反渗透装置、反应澄清池、微滤装置、氯化钠蒸发装置、高级氧化装置、硫酸钠蒸发装置；所述调节池、高密池、过滤装置、树脂装置以及纳滤装置依次连接，所述反渗透装置、反应澄清池、微滤装置以及氯化钠蒸发装置依次连接，并且所述反渗透装置连接所述纳滤装置的产水出口，所述高级氧化装置连接所述纳滤装置的浓水出口，所述硫酸钠蒸发装置连接所述高级氧化装置。本实用新型通过多阶段的除硬除硅除氟，具有工艺路线短、加药量小、污泥产生量少、可操作性强等特点，能够极大的减少高盐废水处理的投资与运行成本。

Description

高盐废水深度处理系统

技术领域

本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种高盐废水深度处理系统。

背景技术

随着国家环保政策日益严格，要求企业产生的高含盐废水必须经过严格处理，各类钢铁、印染、化工、电力等高耗水企业开始对废水进行深度处理后回用，尤其是新材料园区、化工产业园区、医药产业园区等用水量大、排水水质复杂的工业园区，已全面要求对园区废水进行零排放处理和资源化利用。

当前工业废水零排放与资源化利用工程一般采用“预处理+膜浓缩+蒸发结晶”工艺，经预处理工艺段后，废水中的钙、镁、氟、硅等结垢因子得到大部分的去除，在经过多级膜浓缩后，废水中的钙、镁、氟、硅等结垢因子随着盐份的浓缩，也再次浓缩集聚，对后续处理系统将产生严重的结垢和腐蚀风险，极大的影响整套零排放系统的运行稳定性。

针对高含盐废水中结垢因子的去除，如采用传统的同步去除工艺进行处理，存在工艺流程长、加药种类多、加药量大、污泥产生量大、去除效果不理想等诸多问题，同时系统投资与运行成本高。因此，针对不同工艺阶段要求，对高含盐废水深度除硬、除硅、除氟的处理工艺进行创新研究有着极大的必要性和紧迫性。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种适应不同工艺阶段要求、优化药剂投加方案的高盐废水深度除硬、除硅、除氟的处理系统及工艺的高盐废水深度处理系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种高盐废水深度处理系统，包括调节池、用于对高盐废水初步除硬除硅除氟的高密池、用于悬浮物去除的过滤装置、用于深度除硬的树脂装置、用于分盐处理的纳滤装置、用于浓缩减量的反渗透装置、用于深度除硅除氟的反应澄清池、用于悬浮物去除的微滤装置、用于蒸发浓缩和结晶处理的氯化钠蒸发装置、用于有机物去除的高级氧化装置、用于蒸发浓缩和结晶处理的硫酸钠蒸发装置；

所述调节池、高密池、过滤装置、树脂装置以及纳滤装置依次连接，所述反渗透装置、反应澄清池、微滤装置以及氯化钠蒸发装置依次连接，并且所述反渗透装置连接所述纳滤装置的产水出口，所述高级氧化装置连接所述纳滤装置的浓水出口，所述硫酸钠蒸发装置连接所述高级氧化装置。

优选地，所述调节池包含池体以及设置在所述池体内的搅拌器；所述搅拌器采用双曲面搅拌器。

优选地，所述高密池包括依次连通的第一反应池、第二反应池、絮凝池、第一沉淀池和中和池。

优选地，所述过滤装置包括依次连接的纤维束过滤器、自清洗过滤器和超滤膜组。

优选地，所述树脂装置为弱酸树脂罐或者螯合树脂罐。

优选地，所述纳滤装置为一级纳滤或者二级纳滤膜组。

优选地，所述反渗透装置为一级反渗透或者二级反渗透膜组。

优选地，所述反应澄清池包括依次连通的第三反应池、第四反应池和第二沉淀池。

优选地，所述微滤装置包括依次连接的浓缩槽和微滤膜组。

优选地，所述高级氧化装置包括依次连接的AOP进水箱、AOP反应塔、BAC进水箱和BAC吸附塔。

优选地，所述氯化钠蒸发装置和硫酸钠蒸发装置分别为MVR蒸发器或者多效蒸发器。

优选地，所述高盐废水深度处理系统还包括回用水池，所述反渗透装置、氯化钠蒸发装置和硫酸钠蒸发装置分别通过回用管道连接所述回用水池，通过回用管道将反渗透产水、蒸发冷凝水输送至所述回用水池。

本实用新型的有益效果：通过多阶段的除硬除硅除氟，确保处理后的高盐废水不会对后续处理系统产生结垢和腐蚀风险，具有工艺路线短、加药量小、污泥产生量少、可操作性强等特点，能够极大的减少高盐废水处理的投资与运行成本。

通过对高盐废水进行分质提纯，蒸发结晶产出合格的氯化钠结晶盐和硫酸钠结晶盐，实现高盐废水的深度处理及资源回收。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的高盐废水深度处理系统的连接结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一实施例的高盐废水深度处理系统，包括通过管道依次连接并对高盐废水依次进行处理的调节池10、高密池20、过滤装置30、树脂装置40、纳滤装置50、反渗透装置60、反应澄清池70、微滤装置80和氯化钠蒸发装置90，还包括连接纳滤装置50的高级氧化装置100，与高级氧化装置100连接的和硫酸钠蒸发装置110。

其中，调节池10用于接收工业排出的高盐废水并对高盐废水进行均质处理。高密池20接收来自调节池10的高盐废水，对高盐废水进行初步除硬、除硅、除氟，去除大部分的钙离子、镁离子、氟离子、硅以及重金属离子，获得软化出水。过滤装置30接收来自高密池20的软化出水，对软化出水进行澄清过滤处理，去除悬浮物，获得澄清液。树脂装置40接收来自过滤装置30的澄清液，对澄清液进行深度除硬，去除剩余钙镁离子，获得树脂产水。纳滤装置50接收来自树脂装置40的树脂产水，对树脂产水进行分盐处理以分离一、二价离子，获得纳滤产水和纳滤浓水。

反渗透装置60接收来自纳滤装置50的纳滤产水，对纳滤产水进行浓缩减量，获得反渗透产水和反渗透浓水。反应澄清池70接收来自反渗透装置60的反渗透浓水，对反渗透浓水进行深度除硅除氟处理，针对性的去除氟离子、硅，获得满足后续工艺要求的澄清出水。微滤装置80接收来自反应澄清池70的澄清出水，对澄清出水进行澄清过滤处理，去除悬浮物，获得微滤产水。氯化钠蒸发装置90接收来自微滤装置80的微滤产水，对微滤产水进行蒸发浓缩结晶干燥处理，获得氯化钠结晶盐产品和蒸发冷凝水。

高级氧化装置100接收来自纳滤装置50的纳滤浓水，对纳滤浓水进行催化氧化以去除有机物，获得高级氧化产水。硫酸钠蒸发装置110接收来自高级氧化装置100的高级氧化产水，对高级氧化产水进行蒸发浓缩结晶干燥处理，获得硫酸钠结晶盐产品和蒸发冷凝水。

回用水池120接收来自反渗透装置60的反渗透产水、氯化钠蒸发装置90的蒸发冷凝水和硫酸钠蒸发装置110的蒸发冷凝水。

具体地，调节池10可包括池体以及设置在池体内的搅拌器；高盐废水进入池体后，通过搅拌器的搅拌工作对高盐废水进行均质处理。搅拌器优选双曲面搅拌器，双曲面搅拌器搅拌时能够使高盐废水在三个方向上不断翻转、倾斜和交错，从而使高盐废水中固液快速均匀地混合，实现均质的目的。

高密池20的进口通过管道连接调节池10的出口，均质后的高盐废水通过该管道进入高密池20内。高密池20进一步可包括依次连通的第一反应池21、第二反应池22、絮凝池23、第一沉淀池24和中和池25；高密池20的进口设置在第一反应池21上。高盐废水进入第一反应池21，可通过溢流进入第二反应池22。在第一反应池21内，高盐废水与加入其中的钙化合物和镁盐进行反应；在第二反应池22内，高盐废水与加入其内的碳酸盐和重金属去除剂反应。

其中，钙化合物选自氢氧化钙和氯化钙中的一种或多种，主要目的是去除镁离子和氟离子；镁盐选自氯化镁和氧化镁中的一种或多种，主要目的是去除硅；碳酸盐选自碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种，主要目的是去除钙离子；重金属去除剂选自硫化钠、有机硫TMT和有机磷中的一种或多种，主要目的是去除其他重金属离子。

反应后的高盐废水依序进入絮凝池23、第一沉淀池24和中和池25。高盐废水通过与钙化合物、镁盐、碳酸盐和重金属去除剂反应，能够去除高盐废水中大部分的钙离子、镁离子、氟离子、硅以及重金属离子，获得软化出水。

在一些实施例中，软化出水的总硬≤100mg/L，氟离子≤10mg/L，二氧化硅≤15mg/L。

高密池20进行初步除硬除硅除氟时，在第一反应池21中通过加入氢氧化钙或氢氧化钠调节高盐废水的pH为10.5-11.5，在碱性条件下更利于反应，包括：高盐废水中的镁离子与氢氧根离子形成氢氧化镁沉淀，氟离子与钙离子形成氟化钙沉淀，硅与镁离子形成硅酸镁沉淀，大部分重金属离心形成氢氧化物沉淀，碳酸氢根离子转化为碳酸根离子。在第二反应池22中钙离子与碳酸根离子形成碳酸钙沉淀，剩余重金属离子与有机硫等螯合形成沉淀。

在中和池25中通过加入盐酸或硫酸调节其中的高盐废水的pH为7.5-8.5，弱碱性水质有利于后续树脂装置40对钙镁的深度去除。

过滤装置30通过管道连接高密池20的出口，接收高密池20排出的软化出水。过滤装置30可包括依次连接的纤维束过滤器31、自清洗过滤器32和超滤膜组33，依次对初步除硬除硅除氟后的软化出水进行澄清过滤处理，去除软化出水的悬浮物，获得澄清液，澄清液浊度≤0.5NTU。

过滤装置30获得的澄清液通过管道输送至树脂装置40，以通过树脂装置40对澄清液进行深度除硬，去除剩余钙镁离子。树脂装置40的产水总硬≤10mg/l。

树脂装置40可采用弱酸树脂罐或者螯合树脂罐。本实施例中，树脂装置40采用适用于高盐水的螯合树脂，采用串联运行模式，以充分保证除硬效果。

本实施例中，高盐废水中的钙镁离子被树脂上大量的功能基团吸附，与树脂功能基团上的钠离子交换，实现钙镁离子的深度去除。

纳滤装置50通过管道连接树脂装置40，接收来自树脂装置40的树脂产水，对树脂产水进行分盐处理以分离一、二价离子，获得纳滤产水和纳滤浓水，纳滤产水进入反渗透装置60进一步浓缩，纳滤浓水进入高级氧化装置100去除有机物。

纳滤装置50可为一级纳滤膜组或者二级纳滤膜组。本实施例中，采用纳滤膜对二价离子初设截留率不低于98％，对氯离子具有一定负截留性。

反渗透装置60通过管道连接纳滤装置50的产水出口，接收来自纳滤装置50的纳滤产水，对纳滤产水进行浓缩减量，获得反渗透产水和反渗透浓水。反渗透装置60可为一级反渗透或者二级反渗透膜组。

本实施例中，反渗透装置60采用二级反渗透膜组。其中一级反渗透产水进行回用，一级反渗透浓水进二级反渗透；其中二级反渗透产水进行回用，二级反渗透浓水进反应澄清池除杂。

反应澄清池70通过管道连接并接收来自反渗透装置60的反渗透浓水，对反渗透浓水进行深度除硅、除氟处理，针对性的去除氟离子、硅，获得满足后续工艺要求的澄清出水。

本实施例中，反应澄清池70的澄清出水的氟离子控制在5mg/L-10mg/L，二氧化硅控制在5mg/L-10mg/L。

反应澄清池70包括依次连通的第三反应池71、第四反应池72和第二沉淀池73；在第三反应池71内，高盐废水与加入其中的除氟剂进行反应去除氟离子；在第四反应池72内，高盐废水与加入其内的铝盐进行反应去除硅。除氟剂选自深度除氟剂、PFS和PAC中的一种或多种，以去除氟离子。铝盐选自氧化铝和偏铝酸钠中的一种或多种，以去除硅。

反应澄清池70进行深度除硅、除氟时，在第三反应池71中通过投加盐酸或硫酸调节高盐废水pH为6-8，在弱酸性条件下氟离子更易与除氟剂反应生成不溶性氟化物，实现氟离子的去除。在第四反应池72中通过投加液碱调节高盐废水pH为8-9，在该pH条件下硅酸钠与偏铝酸钠反应生成硅铝酸盐沉淀，实现硅的去除。

反应澄清池70的澄清出水通过管道输送至微滤装置80，以进行澄清过滤处理，去除悬浮物，获得微滤产水，微滤产水浊度≤1NTU。

微滤装置80包括依次连接的浓缩槽81和微滤膜组82。本实施例中，微滤膜组82采用大通量错流过滤的运行方式，微滤膜材质为PVDF，可耐强酸强碱及氧化剂清洗。

氯化钠蒸发装置90接收来自微滤装置80的微滤产水，对微滤产水进行蒸发浓缩结晶干燥处理，获得氯化钠结晶盐产品和蒸发冷凝水。氯化钠蒸发装置90可选择MVR蒸发器或者多效蒸发器。

本实施例中，氯化钠蒸发装置90采用两级MVR蒸发结晶，具体包括依次连接的一级MVR降膜蒸发器91、二级MVR强制循环蒸发器92、脱水干燥包装装置93。微滤产水在一级MVR降膜蒸发器91内浓缩至TDS200000mg/L，进入二级MVR强制循环蒸发器92进一步蒸发得到氯化钠盐浆，盐浆排至脱水干燥包装装置93中依次进行离心脱水、振动床干燥、定量包装，获得满足《工业盐》(GB5462-2015)中的工业干盐二级标准(纯度≥97.5％)的氯化钠结晶盐。

高级氧化装置100接收来自纳滤装置50的纳滤浓水，对纳滤浓水进行催化氧化以去除有机物，获得高级氧化产水；高级氧化装置100对有机物去除率不低于40％。高级氧化装置100可采用现有技术的高级氧化处理设备实现。

高级氧化装置100进一步可包括依次连接的AOP进水箱101、AOP反应塔102、BAC进水箱103和BAC吸附塔104。在AOP反应塔102内，高盐废水与加入其中的臭氧和催化剂的作用下进行反应去除有机物；在BAC吸附塔104内，吸附剂将高盐废水中的污染物质吸附去除。

硫酸钠蒸发装置110接收来自高级氧化装置100的高级氧化产水，对高级氧化产水进行蒸发浓缩结晶干燥处理，获得硫酸钠结晶盐产品和蒸发冷凝水。硫酸钠蒸发装置110可选择MVR蒸发器或者多效蒸发器。

本实施例中，硫酸钠蒸发装置110采用二效蒸发结晶，具体包括依次连接的一效蒸发器111、二效蒸发器112、脱水干燥包装装置113。高级氧化产水在一效蒸发器111内浓缩至TDS200000mg/L，进入二效蒸发器112进一步蒸发得到硫酸钠盐浆，盐浆排至脱水干燥包装装置113中依次进行离心脱水、振动床干燥、定量包装，获得满足《工业无水硫酸钠》(GB6009-2014)中的Ⅱ类合格品标准(纯度≥97％)的硫酸钠结晶盐。

本实用新型的高盐废水深度处理系统还包括回用水池120，反渗透装置60、氯化钠蒸发装置90和硫酸钠蒸发装置110分别通过回用管道连接回用水池120，反渗透装置60的反渗透产水、氯化钠蒸发装置90的蒸发冷凝水和硫酸钠蒸发装置110的蒸发冷凝水通过对应的回用管道输送至回用水池120以进行再利用，回用水水质满足《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T 19923-2005)中再生水用作工业用水水源的敞开式循环冷却水系统补充水水质标准。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高盐废水深度处理系统，其特征在于，包括调节池、用于对高盐废水初步除硬除硅除氟的高密池、用于悬浮物去除的过滤装置、用于深度除硬的树脂装置、用于分盐处理的纳滤装置、用于浓缩减量的反渗透装置、用于深度除硅除氟的反应澄清池、用于悬浮物去除的微滤装置、用于蒸发浓缩和结晶处理的氯化钠蒸发装置、用于有机物去除的高级氧化装置、用于蒸发浓缩和结晶处理的硫酸钠蒸发装置；

所述调节池、高密池、过滤装置、树脂装置以及纳滤装置依次连接，所述反渗透装置、反应澄清池、微滤装置以及氯化钠蒸发装置依次连接，并且所述反渗透装置连接所述纳滤装置的产水出口，所述高级氧化装置连接所述纳滤装置的浓水出口，所述硫酸钠蒸发装置连接所述高级氧化装置。

2.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述调节池包含池体以及设置在所述池体内的搅拌器；所述搅拌器采用双曲面搅拌器。

3.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述高密池包括依次连通的第一反应池、第二反应池、絮凝池、第一沉淀池和中和池。

4.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述过滤装置包括依次连接的纤维束过滤器、自清洗过滤器和超滤膜组。

5.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述树脂装置为弱酸树脂罐或者螯合树脂罐；

所述纳滤装置为一级纳滤或者二级纳滤膜组。

6.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述反渗透装置为一级反渗透或者二级反渗透膜组。

7.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述反应澄清池包括依次连通的第三反应池、第四反应池和第二沉淀池；

所述微滤装置包括依次连接的浓缩槽和微滤膜组。

8.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述高级氧化装置包括依次连接的AOP进水箱、AOP反应塔、BAC进水箱和BAC吸附塔。

9.根据权利要求1所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述氯化钠蒸发装置和硫酸钠蒸发装置分别为MVR蒸发器或者多效蒸发器。

10.根据权利要求1-9任一项所述的高盐废水深度处理系统，其特征在于，所述高盐废水深度处理系统还包括回用水池，所述反渗透装置、氯化钠蒸发装置和硫酸钠蒸发装置分别通过回用管道连接所述回用水池，通过回用管道将反渗透产水、蒸发冷凝水输送至所述回用水池。