本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種利用高含鹽工業(yè)廢水制備硫酸鉀的系統(tǒng)及其工藝。

背景技術(shù)：
本發(fā)明所述的高含鹽工業(yè)廢水主要來自煤化工行業(yè)。煤化工行業(yè)的高含鹽廢水主要來源于生產(chǎn)過程中的煤氣洗滌廢水、循環(huán)水系統(tǒng)排水、化學(xué)水站排水等。其特點(diǎn)是含鹽量高、硬度高、成分復(fù)雜、含有難降解的有機(jī)物、水質(zhì)波動(dòng)幅度較大。近年來，很多地區(qū)的環(huán)保部門不僅僅關(guān)心廢水的達(dá)標(biāo)排放，還要求煤化工企業(yè)對(duì)高鹽水進(jìn)行最大限度的回用，尤其是環(huán)境敏感地區(qū)則要求廢水不外排。因此，如何實(shí)現(xiàn)高含鹽工業(yè)廢水的“零排放”越來越緊迫。目前，高鹽水處理主要有自然蒸發(fā)塘、深井灌注、焚燒、膜濃縮及蒸發(fā)工藝。自然蒸發(fā)塘和深井灌注的應(yīng)用受氣候地理?xiàng)l件的限制，占地面積大，處理效率低，且容易污染地下水及周邊環(huán)境。同時(shí)，由于環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，自然蒸發(fā)塘和深井灌注技術(shù)已經(jīng)逐漸被取締。焚燒由于其高能耗的原因，只能處理很小的水量，通常更適合處理熱值含量高的有機(jī)污水。綜上所述，雖然目前能處理高鹽水的方法很多，但是都存在運(yùn)行成本高，廢水回收率低，結(jié)晶鹽多為混鹽，品質(zhì)低，無法資源化利用的缺陷，都無法真正實(shí)現(xiàn)廢水的零排放及鹽的資源化利用，因此不能滿足我們對(duì)高鹽水的零排放及資源化要求。膜分離技術(shù)作為高含鹽廢水處理領(lǐng)域的新技術(shù)，具有成本低、規(guī)模大、技術(shù)成熟等特點(diǎn)。目前，高含鹽廢水分鹽零排放工藝使用納濾分鹽、高壓平板膜濃縮及多效蒸發(fā)結(jié)晶，得到了純度高、品質(zhì)穩(wěn)定的工業(yè)硫酸鈉和氯化鈉，而冷凍結(jié)晶產(chǎn)生的芒硝(十水硫酸鈉)經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高，不能進(jìn)行有效利用。因此，將芒硝/硫酸鈉轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的硫酸鉀成為必然趨勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)目前煤化工高含鹽廢水濃縮結(jié)晶技術(shù)存在成本高、納濾系統(tǒng)龐大及蒸發(fā)結(jié)晶分鹽難度大，結(jié)晶鹽品質(zhì)低，冷凍結(jié)晶產(chǎn)生的芒硝經(jīng)濟(jì)價(jià)值低的問題，本實(shí)用新型提供一種利用高含鹽工業(yè)廢水制備硫酸鉀的系統(tǒng)及其工藝。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，我們將采用如下技術(shù)方案予以實(shí)施：一種利用高含鹽工業(yè)廢水制備硫酸鉀的系統(tǒng)，所述的高含鹽工業(yè)廢水通過管線與調(diào)節(jié)池的進(jìn)水口連接；調(diào)節(jié)池的出水口通過設(shè)置有管道混合器的管道與高密度沉淀池的進(jìn)水口連接；高密度沉淀池的出水口通過管道與V型濾池的進(jìn)水口連接，V型濾池的出水口通過管道與離子交換樹脂的進(jìn)水口連接，離子交換樹脂的反洗水出水口通過管道與高密度沉淀池連接，離子交換樹脂的出水口通過管道與超濾膜系統(tǒng)的進(jìn)水口連接；超濾膜系統(tǒng)的出水口通過管道與一段反滲透裝置的進(jìn)水口連接，超濾膜系統(tǒng)的濃水出水口通過管道與高密度沉淀池連接；一段反滲透膜系統(tǒng)的產(chǎn)水口通過管道與回用水池的進(jìn)水口連接，一段反滲透膜系統(tǒng)的濃水口通過管道與二段反滲透膜系統(tǒng)的進(jìn)水口連接；二段反滲透膜系統(tǒng)的產(chǎn)水口通過管道與回用水池的進(jìn)水口連接，二段反滲透膜系統(tǒng)的濃水口通過管道與納濾膜系統(tǒng)的進(jìn)水口連接；納濾膜系統(tǒng)的產(chǎn)水口通過設(shè)置有增壓泵和高壓泵的管道與碟管式高壓平板膜系統(tǒng)II的進(jìn)水口連接，納濾膜系統(tǒng)的濃水口通過設(shè)置有增壓泵和高壓泵的管道與碟管式高壓平板膜系統(tǒng)I的進(jìn)水口連接；其特征在于：所述的碟管式高壓平板膜系統(tǒng)I和II的產(chǎn)水口通過管道與回用水池連接；所述的碟管式高壓平板膜系統(tǒng)I的濃水口通過管道與冷凍結(jié)晶系統(tǒng)的進(jìn)料口連接，冷凍結(jié)晶系統(tǒng)的結(jié)晶出口與硫酸鉀制備系統(tǒng)的進(jìn)料口連接，冷凍結(jié)晶系統(tǒng)的冷凍母液出口通過管道與高級(jí)氧化系統(tǒng)進(jìn)水口連接，碟管式高壓平板膜系統(tǒng)II的濃水口通過管道與高級(jí)氧化系統(tǒng)的進(jìn)水口連接；高級(jí)氧化系統(tǒng)的出水口通過管道與蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進(jìn)料口連接，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的硫酸鈉結(jié)晶鹽出口通過管道與硫酸鉀制備系統(tǒng)的進(jìn)料口連接，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的冷凝水出口通過管道與回用水池連接。一種利用高含鹽工業(yè)廢水制備硫酸鉀的系統(tǒng)制備硫酸鉀的工藝，包括如下步驟：(1)高含鹽工業(yè)廢水(TDS為6000～10000mg/L)通過管線進(jìn)入調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)和水量調(diào)節(jié)之后進(jìn)入高密度沉淀池，在高密度沉淀池前端的管道混合器的管線內(nèi)投加石灰、碳酸鈉和氫氧化鈉，使之與高含鹽廢水一同通過管線進(jìn)入高密度沉淀池中，然后投加PFS、PAM等藥劑，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)對(duì)高含鹽廢水進(jìn)行處理，然后加硫酸回調(diào)PH值到6.5-7.5之間，加次氯酸鈉對(duì)高含鹽廢水進(jìn)行殺菌消毒處理，上清液流入V型濾池；經(jīng)過高密度沉淀池和V型濾池處理后，高含鹽廢水中的大部分鈣、鎂、重金屬、總堿度、懸浮物和部分有機(jī)物、二氧化硅、氟離子等得到有效去除，為后續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。(2)經(jīng)步驟(1)處理后的高含鹽廢水進(jìn)入超濾膜系統(tǒng)，進(jìn)一步去除水中的膠體、顆粒物和大分子有機(jī)物、微生物，超濾膜系統(tǒng)的出水進(jìn)入下段膜系統(tǒng)進(jìn)行處理，超濾濃水返回前段高密度沉淀池重新進(jìn)行處理；(3)超濾產(chǎn)水進(jìn)入一段苦咸水反滲透膜，進(jìn)行濃縮處理。經(jīng)一段反滲透膜處理后，濃水TDS達(dá)到20000～30000mg/L。一段反滲透產(chǎn)水直接回收利用，一段反滲透濃水進(jìn)入二段反滲透系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行濃縮處理；(4)一段濃水進(jìn)入二段反滲透系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行濃縮處理。經(jīng)二段海水淡化膜反滲透系統(tǒng)處理后，濃水TDS達(dá)到50000～70000mg/L。二段反滲透產(chǎn)水直接回用，二段反滲透濃水進(jìn)入納濾膜系統(tǒng)進(jìn)行初步分鹽處理；(5)二段反滲透濃水進(jìn)入納濾膜系統(tǒng)進(jìn)行分鹽處理。納濾膜使用特質(zhì)納濾膜(市售)，對(duì)二價(jià)鹽(主要為硫酸鈉)的截留率達(dá)到98％以上，對(duì)一價(jià)鹽(主要為氯化鈉)幾乎沒有截留效果。經(jīng)納濾膜分鹽處理后，高鹽水中的氯化鈉和硫酸鈉基本被分開，以氯化鈉為主的納濾產(chǎn)水TDS達(dá)到30000～60000mg/L，以硫酸鈉為主的納濾濃水TDS達(dá)到70000～100000mg/L。之后，含有氯化鈉與硫酸鈉的兩股水分別進(jìn)入后段碟管式高壓平板膜系統(tǒng)II和I進(jìn)行進(jìn)一步濃縮處理。(6)含有氯化鈉(納濾產(chǎn)水)與硫酸鈉(納濾濃水)的兩股水分別進(jìn)入碟管式高壓平板膜系統(tǒng)II和I進(jìn)行進(jìn)一步濃縮。經(jīng)碟管式高壓平板膜系統(tǒng)I和II濃縮處理后，氯化鈉濃水TDS達(dá)到120000mg/L以上，硫酸鈉濃水TDS達(dá)到160000mg/L以上。(7)氯化鈉濃水進(jìn)入高級(jí)氧化系統(tǒng)，去除水中的有機(jī)物。經(jīng)高級(jí)氧化系統(tǒng)氧化處理后，氯化鈉濃水中COD濃度由800～1500mg/L降至100mg/L。(8)硫酸鈉濃水直接進(jìn)入冷凍結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行冷凍結(jié)晶。結(jié)晶出的芒硝純度達(dá)到97％以上，之后進(jìn)入硫酸鉀制備系統(tǒng)進(jìn)行硫酸鉀轉(zhuǎn)化處理。冷凍母液則進(jìn)入高級(jí)氧化系統(tǒng)進(jìn)行去除COD處理，經(jīng)高級(jí)氧化處理后，冷凍母液的COD濃度由2000～3000mg/L降至150mg/L。(9)氯化鈉濃水和硫酸鈉冷凍母液分別進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，進(jìn)行分鹽結(jié)晶處理，產(chǎn)水直接回用，結(jié)晶產(chǎn)出的氯化鈉達(dá)到工業(yè)用鹽標(biāo)準(zhǔn)可作為氯堿化工行業(yè)的原料進(jìn)行回收利用；產(chǎn)出的硫酸鈉與冷凍結(jié)晶產(chǎn)生的芒硝一并進(jìn)入硫酸鉀制備系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成農(nóng)用硫酸鉀。(10)芒硝與硫酸鈉一并進(jìn)入硫酸鉀制備系統(tǒng)，與加入的氯化鉀、水發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，通過濃縮、蒸發(fā)、分離等步驟，最終制備出符合標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)用硫酸鉀。有益效果本發(fā)明所述的系統(tǒng)，通過化學(xué)軟化系統(tǒng)將進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，超濾膜系統(tǒng)進(jìn)一步降低水中的濁度、顆粒物及大分子有機(jī)物，經(jīng)預(yù)處理后的高鹽水通過多段反滲透系統(tǒng)將鹽水TDS濃縮到50000～70000mg/L，濃縮后的高鹽水進(jìn)入納濾系統(tǒng)進(jìn)行分鹽處理，氯化鈉和硫酸鈉分離率達(dá)到90％以上。經(jīng)納濾分離后，含有氯化鈉和硫酸鈉的鹽水進(jìn)入碟管式反滲透膜系統(tǒng)進(jìn)一步進(jìn)行濃縮處理，處理后的氯化鈉濃鹽水TDS濃縮達(dá)到120000mg/L以上，硫酸鈉濃鹽水TDS濃縮達(dá)到160000mg/L以上。氯化鈉濃水經(jīng)高級(jí)氧化后進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)分鹽結(jié)晶產(chǎn)出氯化鈉和硫酸鈉；硫酸鈉濃水進(jìn)入冷凍結(jié)晶系統(tǒng)，結(jié)晶產(chǎn)生的芒硝與蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的硫酸鈉一并進(jìn)入硫酸鉀制備系統(tǒng)做進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化，得到經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的硫酸鉀。這種裝置有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、將納濾膜系統(tǒng)置于海水淡化反滲透膜后面，減小了納濾膜系統(tǒng)的規(guī)模，減小投資成本；2、選用對(duì)氯化鈉截留率極低的特種納濾膜，分鹽徹底，運(yùn)行費(fèi)用低；3、采用分鹽結(jié)晶，結(jié)晶鹽純度高，完全滿足工業(yè)用鹽標(biāo)準(zhǔn)；4、將利用價(jià)值較低的芒硝(十水硫酸鈉)和硫酸鈉轉(zhuǎn)化成硫酸鉀，提高結(jié)晶鹽的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，從而進(jìn)一步降低濃鹽水處理成本。附圖說明圖1是本發(fā)明所述的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步詳述本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于下述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題在于：首先，有效的解決了納濾系統(tǒng)龐大的問題；其次，經(jīng)冷凍結(jié)晶和蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)行組合應(yīng)用，分鹽效果好，結(jié)晶鹽純度高；最后，將利用價(jià)值較低的芒硝和硫酸鈉轉(zhuǎn)化成農(nóng)用硫酸鉀，提高了結(jié)晶鹽的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，進(jìn)一步降低了濃鹽水處理成本。如圖1所示，本發(fā)明所述的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下所述：一種利用高含鹽工業(yè)廢水制備硫酸鉀的系統(tǒng)，所述的高含鹽工業(yè)廢水通過管線與調(diào)節(jié)池1的進(jìn)水口連接；調(diào)節(jié)池1的出水口通過設(shè)置有管道混合器2的管道與高密度沉定池3的進(jìn)水口連接；高密度沉定池3的出水口通...