專利名稱：含鹽廢水的零排放處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含鹽廢水的零排放處理工藝。

背景技術(shù)：
目前，水資源污染和水資源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)發(fā)展的重要因素。工業(yè)取水量占全國(guó)取水量的20％，一些重污染工業(yè)，如火力發(fā)電、石油化工、紡織、造紙、鋼鐵和制藥工業(yè)等，以及肉類、海產(chǎn)品和奶制品加工等企業(yè)排放的污水中含鹽量都較高。含鹽廢水產(chǎn)生的水量大，涉及的范圍廣，絕大部分都具有高堿度、高硅含量、高氯化鈉含量等特點(diǎn)。
2007年11月國(guó)家頒布的《國(guó)家環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃》中明確要求在鋼鐵、電力、化工、煤炭等重點(diǎn)行業(yè)推廣廢水循環(huán)利用，努力實(shí)現(xiàn)廢水少排放或零排放。
目前含鹽廢水處理包括傳統(tǒng)的含鹽廢水處理工藝、生物法和膜處理裝置。傳統(tǒng)的含鹽廢水處理工藝為石灰軟化結(jié)合弱酸離子交換工藝，主要包括脫油、石灰軟化、過(guò)濾和離子交換等處理工程，該工藝流程復(fù)雜、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大，且產(chǎn)生一些需再處理的廢物，如污泥等；由于生物法處理廢水經(jīng)濟(jì)性較好，所以現(xiàn)在常采用生物法對(duì)高含鹽廢水進(jìn)行處理，但生物法處理時(shí)會(huì)受到水中含鹽量的影響，含鹽量增加會(huì)改變環(huán)境的滲透壓，使微生物活性受到抑制，甚至?xí)斐杉?xì)胞質(zhì)壁分離或使細(xì)胞失去活性，影響微生物對(duì)水中有機(jī)污染物的去除；采用膜處理裝置雖然可以去除廢水中的鹽類成分，由于膜處理裝置對(duì)進(jìn)水的水質(zhì)要求高，廢水中的有機(jī)污染物如COD、氨氮、懸浮物等常造成膜堵塞，運(yùn)行過(guò)程中需要對(duì)膜頻繁進(jìn)行清洗、更換，造成膜處理廢水的費(fèi)用非常高，而且膜處理后的15～40％的濃廢水更是無(wú)法處理。


發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)傳統(tǒng)的含鹽廢水處理工藝、生物法和膜處理法的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出一種工藝簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、水資源完全循環(huán)利用、無(wú)二次污染的含鹽廢水的零排放處理工藝。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的一種含鹽廢水的零排放處理工藝，其創(chuàng)新點(diǎn)在于將待處理含鹽廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理和酸堿調(diào)節(jié)后進(jìn)入換熱器，加熱后的鹽水經(jīng)過(guò)除氧器脫除廢水中的氧氣和二氧化碳等，然后進(jìn)入濃縮器底槽，與濃縮器內(nèi)部循環(huán)的濃鹽水混合后經(jīng)循環(huán)泵送至濃縮器頂部，鹽水通過(guò)濃縮器頂部的液體分布器流入管程，均勻呈薄膜狀地沿管內(nèi)壁向下流至底糟，部分濃鹽水沿管壁流下時(shí)吸收管外蒸汽釋放的潛熱而蒸發(fā)，蒸汽和未蒸發(fā)的濃鹽水一起下降至底糟，底糟內(nèi)的蒸汽經(jīng)除霧器進(jìn)入壓縮機(jī)，壓縮蒸汽進(jìn)入濃縮器殼程加熱鹽水使部分鹽水蒸發(fā)，壓縮蒸汽釋放潛熱后在管程外壁上冷凝成蒸餾水，蒸餾水沿管壁下降在濃縮器底部積聚后，經(jīng)換熱器加熱新流入的含鹽廢水；經(jīng)過(guò)濃縮器后的濃縮液進(jìn)入結(jié)晶干燥裝置，回收部分鹽分后殘?jiān)盥瘛?br> 所述含鹽廢水酸堿調(diào)節(jié)的目的是為了防止后續(xù)系統(tǒng)中的結(jié)垢，酸堿調(diào)節(jié)的pH值優(yōu)選為5.5～6.0。
所述含鹽廢水的預(yù)處理是使含鹽廢水中鹽濃度提高，預(yù)處理方法為反滲透膜、電滲析、超濾、膜反應(yīng)器中的一種或幾種。
所述含鹽廢水在濃縮器內(nèi)部循環(huán)時(shí)加入了晶種后，濃縮飽和的硅鹽會(huì)附著在這些晶種上選擇性結(jié)晶，而不會(huì)附著在濃縮器內(nèi)換熱管表面結(jié)垢。加入的晶種為硫酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣中的一種或者幾種。
在濃縮器底部增加循環(huán)泵的主要目的是為了維持濃縮器內(nèi)循環(huán)的晶種濃度，從而減少甚至取消晶種的加入，降低能耗。當(dāng)晶種濃度過(guò)高時(shí)，將部分濃縮液送入結(jié)晶干燥裝置。
本發(fā)明是利用機(jī)械壓縮蒸汽—再循環(huán)蒸發(fā)的原理，即通過(guò)機(jī)械驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)將壓縮機(jī)葉輪的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為蒸汽的能量，將濃縮器蒸出的蒸汽壓縮至較高壓力。
本發(fā)明的積極效果是工藝簡(jiǎn)單，在含鹽廢水中鹽含量變化范圍大時(shí)，系統(tǒng)也能穩(wěn)定操作，無(wú)二次污染，最大限度地回收含鹽廢水中的水，真正做到含鹽廢水的零排放，檢測(cè)結(jié)果完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)?？刂埔?；本發(fā)明采用晶種技術(shù)，換熱管表面不結(jié)垢，避免了整個(gè)系統(tǒng)的頻繁清洗；最后，本發(fā)明采用降膜式機(jī)械壓縮蒸汽再循環(huán)蒸發(fā)技術(shù)，以及高效換熱器回收蒸汽和冷凝水中的熱量，因此正常運(yùn)行過(guò)程中無(wú)需外源的蒸汽，能耗低。



下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的工藝作進(jìn)一步的闡述。
圖1為含鹽廢水的零排放處理工藝流程圖。
圖中1為換熱器；2為除氧器；3為濃縮器；4為壓縮機(jī)；5為循環(huán)泵；6為結(jié)晶干燥裝置。

具體實(shí)施例方式 含鹽廢水的零排放處理工藝流程如圖1，其特征在于將待處理含鹽廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理和酸堿調(diào)節(jié)后進(jìn)入換熱器1，加熱后的鹽水經(jīng)過(guò)除氧器2脫除廢水中的氧氣和二氧化碳等，然后進(jìn)入濃縮器3底槽，與濃縮器3內(nèi)部循環(huán)的濃鹽水混合后經(jīng)循環(huán)泵5送至濃縮器3頂部，鹽水通過(guò)濃縮器3頂部的液體分布器流入管程，均勻呈薄膜狀地沿管內(nèi)壁向下流至底糟，部分濃鹽水沿管壁流下時(shí)吸收管外蒸汽釋放的潛熱而蒸發(fā)，蒸汽和未蒸發(fā)的濃鹽水一起下降至底糟，底糟內(nèi)的蒸汽經(jīng)除霧器進(jìn)入壓縮機(jī)4，壓縮蒸汽進(jìn)入濃縮器3殼程加熱鹽水使部分鹽水蒸發(fā)，壓縮蒸汽釋放潛熱后在管程外壁上冷凝成蒸餾水，蒸餾水沿管壁下降在濃縮器3底部積聚后，經(jīng)換熱器1加熱新流入的含鹽廢水；經(jīng)過(guò)濃縮器3后的濃縮液進(jìn)入結(jié)晶干燥裝置6，回收部分鹽分后殘?jiān)盥瘛?br> 所述含鹽廢水的預(yù)處理為反滲透膜、電滲析、超濾、膜反應(yīng)器中的一種或幾種。
所述含鹽廢水的酸堿調(diào)節(jié)優(yōu)選pH值為5.5～6.0。
所述換熱器1為板框式換熱器、或熱管換熱器、或管殼換熱器。
所述含鹽廢水在濃縮器3內(nèi)部循環(huán)時(shí)加入了晶種，晶種為硫酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣中的一種或者幾種。
所述結(jié)晶干燥裝置6為結(jié)晶器、蒸發(fā)塘或者干燥器中的一種或者幾種。
實(shí)施例1 本發(fā)明零排放處理工藝的含鹽廢水來(lái)源于某公司廢水回用裝置，工況條件如表1所示。
含鹽廢水經(jīng)膜反應(yīng)器和酸堿調(diào)節(jié)pH值為5.5后進(jìn)入板框式換熱器1，加熱到140℃的鹽水經(jīng)過(guò)除氧器2脫除廢水中的氧氣和二氧化碳等不凝性氣體，然后與硫酸鈣晶種一起進(jìn)入濃縮器3底槽，與濃縮器3內(nèi)部循環(huán)的濃鹽水混合后經(jīng)循環(huán)泵5以550m3/h的流速送至濃縮器3頂部，鹽水通過(guò)濃縮器3頂部的液體分布器流入管程，均勻呈薄膜狀地沿管內(nèi)壁向下流至底糟，部分濃鹽水沿管壁流下時(shí)吸收管外蒸汽釋放的潛熱而蒸發(fā)，蒸汽和未蒸發(fā)的濃鹽水一起下降至底糟，底糟內(nèi)的蒸汽經(jīng)除霧器進(jìn)入壓縮機(jī)4壓縮至400kPa(G)，壓縮蒸汽進(jìn)入濃縮器3殼程加熱鹽水至148℃使部分鹽水蒸發(fā)，壓縮蒸汽釋放潛熱后在管程外壁上冷凝成蒸餾水，蒸餾水沿管壁下降在濃縮器3底部積聚后，經(jīng)換熱器1加熱新流入的含鹽廢水，蒸餾水作為鍋爐用水回用至主裝置；經(jīng)過(guò)濃縮器3后的濃縮液進(jìn)入結(jié)晶干燥裝置6結(jié)晶成固體，固體殘?jiān)\(yùn)送至堆填區(qū)填埋。
表1某公司廢水回用裝置的高含鹽水組成 經(jīng)過(guò)本系統(tǒng)回收脫鹽水340m3/h，固體殘?jiān)鼮?3544kg/h(干基)，達(dá)到了零排放要求。
實(shí)施例2 含鹽廢水經(jīng)電滲析和酸堿調(diào)節(jié)pH值為5.7后進(jìn)入管殼換熱器1，含鹽廢水加熱到147℃，晶種為磷酸鈣，循環(huán)泵5流速為600m3/h，壓縮機(jī)4壓縮出口壓力為500kPa(G)，濃縮器3管程含鹽廢水溫度為149℃；結(jié)晶干燥裝置6為蒸發(fā)塘，其余同實(shí)施例1，固體殘?jiān)\(yùn)送至堆填區(qū)填埋。
經(jīng)過(guò)本系統(tǒng)回收脫鹽水350m3/h，固體殘?jiān)鼮?772kg/h(干基)，達(dá)到了零排放要求。
實(shí)施例3 本發(fā)明零排放處理工藝的含鹽廢水來(lái)源于某公司高含鹽礦井排水，工況條件如表2所示。
表2某公司廢水回用裝置的高含鹽水組成 含鹽廢水經(jīng)電滲析和酸堿調(diào)節(jié)pH值為6.0后進(jìn)入熱管換熱器1，含鹽廢水加熱到143℃，晶種為碳酸鈣，循環(huán)泵5流速為700m3/h，壓縮機(jī)4壓縮出口壓力為550kPa(G)，濃縮器3管程含鹽廢水溫度為146℃；結(jié)晶干燥裝置6為干燥器，除高含鹽水組成外其余同實(shí)施例1，回收部分NaCl后固體殘?jiān)\(yùn)送至堆填區(qū)填埋。
經(jīng)過(guò)本系統(tǒng)回收脫鹽水430m3/h，回收NaCl達(dá)1250kg/h，固體殘?jiān)鼮?3062kg/h(干基)，達(dá)到了零排放要求。
實(shí)施例4 含鹽廢水經(jīng)反滲透膜、電滲析、超濾和酸堿調(diào)節(jié)pH值為5.9后進(jìn)入板框式換熱器1，含鹽廢水加熱到142℃，晶種為硫酸鈣和碳酸鈣，循環(huán)泵5流速為750m3/h，壓縮機(jī)4壓縮出口壓力為520kPa(G)，濃縮器3管程含鹽廢水溫度為148℃；結(jié)晶干燥裝置6為結(jié)晶器和干燥器，其余同實(shí)施例3，固體殘?jiān)\(yùn)送至堆填區(qū)填埋。
經(jīng)過(guò)本系統(tǒng)回收脫鹽水460m3/h，回收NaCl達(dá)1250kg/h，固體殘?jiān)鼮?3062kg/h(干基)，達(dá)到了零排放要求。
某公司含鹽廢水的零排放處理裝置2010年1月5日建成投入試運(yùn)行，受中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的委托，某省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站按照中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站的要求，對(duì)含鹽廢水的零排放處理裝置進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)采樣監(jiān)測(cè)驗(yàn)收，檢測(cè)結(jié)果完全滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的環(huán)?？刂埔蟆?br> 權(quán)利要求
1.含鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于將待處理含鹽廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理和酸堿調(diào)節(jié)后進(jìn)入換熱器(1)，加熱后的鹽水經(jīng)過(guò)除氧器(2)脫除廢水中的氧氣和二氧化碳，然后進(jìn)入濃縮器(3)底槽，與所述濃縮器(3)內(nèi)部循環(huán)的濃鹽水混合后經(jīng)循環(huán)泵(5)送至濃縮器(3)頂部，鹽水通過(guò)濃縮器(3)頂部的液體分布器流入管程，均勻呈薄膜狀地沿管內(nèi)壁向下流至底糟，部分濃鹽水沿管壁流下時(shí)吸收管外蒸汽釋放的潛熱而蒸發(fā)，蒸汽和未蒸發(fā)的濃鹽水一起下降至底糟，底糟內(nèi)的蒸汽經(jīng)除霧器進(jìn)入壓縮機(jī)(4)，壓縮蒸汽進(jìn)入濃縮器(3)殼程加熱鹽水使部分鹽水蒸發(fā)，壓縮蒸汽釋放潛熱后在管程外壁上冷凝成蒸餾水，蒸餾水沿管壁下降在濃縮器(3)底部積聚后，經(jīng)換熱器(1)加熱新流入的含鹽廢水；經(jīng)過(guò)濃縮器(3)后的濃縮液進(jìn)入結(jié)晶干燥裝置(6)，回收部分鹽分后殘?jiān)盥瘛?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于所述含鹽廢水的預(yù)處理為反滲透膜、電滲析、超濾、膜反應(yīng)器中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于所述含鹽廢水的酸堿調(diào)節(jié)，pH值優(yōu)選為5.5～6.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于所述換熱器(1)為板框式換熱器、或熱管換熱器、或管殼換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于所述含鹽廢水在濃縮器(3)內(nèi)部循環(huán)時(shí)加入了晶種，晶種為硫酸鈣、磷酸鈣、碳酸鈣中的一種或者幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述含鹽廢水的零排放處理工藝，其特征在于所述結(jié)晶干燥裝置(6)為結(jié)晶器、蒸發(fā)塘或者干燥器中的一種或者幾種。
全文摘要
含鹽廢水的零排放處理工藝，其特點(diǎn)在于含鹽廢水經(jīng)過(guò)預(yù)處理和酸堿調(diào)節(jié)后進(jìn)入換熱器，經(jīng)除氧器脫除廢水中的氧氣和二氧化碳等，進(jìn)入濃縮器底槽，與濃縮器內(nèi)部循環(huán)的濃鹽水混合后經(jīng)循環(huán)泵送至濃縮器頂部，呈薄膜狀均勻地沿管內(nèi)壁向下流至底糟，蒸汽和未蒸發(fā)的濃鹽水一起下降至底糟，底糟內(nèi)的蒸汽經(jīng)除霧器進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)過(guò)濃縮器后的濃縮液進(jìn)入結(jié)晶干燥裝置，回收部分鹽分后殘?jiān)盥?。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，無(wú)二次污染，最大限度地回收含鹽廢水中的水，真正做到含鹽廢水的零排放，檢測(cè)結(jié)果符合國(guó)家環(huán)保要求；本發(fā)明采用晶種技術(shù)，換熱管表面不結(jié)垢，避免了整個(gè)系統(tǒng)的頻繁清洗；以及高效換熱器回收蒸汽和冷凝水中的熱量，無(wú)需外源蒸汽，能耗低。
文檔編號(hào)C02F1/469GK101786754SQ20101010940
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者趙小平, 吳利軍, 岳曉日, 吳小東 申請(qǐng)人:上海東化環(huán)境工程有限公司