一種高含鹽廢水的零排放處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術領域，尤其涉及一種高含鹽廢水的零排放處理方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著石化、電力、冶金、煤化工等行業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)生產過程中產生的含復雜成分的廢水量也逐年增加，這些含復雜成分的廢水如何處置和利用的問題受到了廣泛重視。特別是在水資源匱乏地區(qū)，如何利用好這部分廢水，實現(xiàn)廢水零排放，對保護我們賴以生存的周邊環(huán)境和自然水體，進一步提高水資源的綜合利用效率，緩解水資源緊張狀況具有重要意義。
[0003]廢水零排放技術通常采用反滲透膜(RO)，電滲析(EDR)，超濾(UF)和膜反應器(MBR)工藝等將生產廢水充分回收利用后，對剩余的高含鹽廢水采用蒸發(fā)等工藝進行回收處理。目前，反滲透膜法處理技術已經逐漸成為工業(yè)循環(huán)水處理、污水和廢水回用等領域中的一種非常重要的處理方法。
[0004]反滲透膜法用于處理廢水發(fā)展較快，但該技術在處理成分復雜的廢水時存在的問題也日益凸顯，主要問題表現(xiàn)在兩個方面:一是反滲透膜元件可以達到的脫鹽率在98%以上，廢水中的鹽及雜質98 %以上被截留分離在系統(tǒng)產生的濃水中，而反滲透膜法對廢水的回收利用率只能達到75%左右，仍有25%的濃水不能利用，需要直接排放。反滲透膜元件的高脫鹽率使得該部分的濃水含有大量鈣離子、鎂離子、重金屬離子、硅離子、膠體類和有機污染物等，若將該部分濃水直接排放必定會對環(huán)境造成污染。對濃水直接利用多效進行蒸發(fā)結晶，則消耗的蒸汽量大，造成廢水的處理成本增高。二是經過低壓、中壓和高壓反滲透濃縮的含鹽復雜廢水，再利用反滲透裝置處理時有機污染物和趨于飽和的無機鹽易在膜面發(fā)生結垢，導致分離難度增大、能耗增加，經濟性不佳，可靠性較低。
[0005]針對高鹽復雜廢水的處理方法，目前常用的有以下幾種:第一，對廢水中難降解的有機類物質采用強氧化性物質進行催化氧化，使廢水中的有機物質進行有效降解，經氧化處理后的廢水再進入生化裝置對其中的有機物進行去除，經過沉淀和過濾裝置后直接排放。但是，該法僅針對廢水中的有機類物質，對無機鹽成分基本無去除作用。第二，將含鈣鎂的廢水通過軟化后，再通過二次反滲透裝置進行減量化處理以進一步回收部分水量，減量化后產生的少量濃水直接排放。該法雖然可以對原水進行一定減量化處理，但是反滲透濃水中含有的鈣離子、鎂離子、重金屬離子、硅離子、有機物等的濃度已經很高，普通的反滲透膜進行二次反滲透時對其回收率不高，甚至海水淡化膜也只能做到50%左右，使得排放的濃水量仍然較大。第三，利用蒸發(fā)和結晶裝置對減量化后的高含鹽濃水進行處理，形成混鹽，實現(xiàn)廢水的零排放。該法對濃縮后的高鹽廢水處理得較徹底，技術相對成熟，但是該法需要消耗大量蒸汽，形成的混鹽為固危廢，處理成本較高，企業(yè)難以接受。綜合分析上述三種處理方法，目前均存在缺陷，難以用于工業(yè)化。
[0006]中國專利(公布號為CN104445788A)公布了一種高含鹽廢水處理回用零排放集成工藝。該專利提供的工藝方法首先對高含鹽廢水進行軟化預處理后，依次經過活性炭吸附和超濾裝置，獲得預處理產水;經過納濾裝置獲得納濾軟水和納濾濃水;經過反滲透裝置獲得反滲透軟水和反滲透濃水;經過電滲析裝置獲得電滲析軟水和電滲析濃水;最后通過蒸發(fā)結晶裝置對電滲析濃水進行蒸發(fā)結晶處理，蒸發(fā)結晶產生的鹽定期外運，產生的水進入回用水箱中，最終完成高含鹽廢水處理回用。該專利提供的處理方法采用了高密度澄清池工藝、過濾工藝、納濾處理工藝和反滲透處理工藝的集成工藝，通過上述工藝雖然可以使廢水達到零排放的要求，但是，該專利提供的方法至少還存在如下缺陷:(I)該處理方法僅針對低濃度有機物反滲透濃水，對含有難降解有機物的高鹽廢水處理效果不明顯；(2)經處理后的濃水易使裝置中的膜元件發(fā)生結垢和有機物污堵，影響廢水回收率；(3)該專利缺少對廢水進一步的減量化措施，使得進入蒸發(fā)結晶裝置的濃水量大，蒸發(fā)水量時發(fā)生了相變過程，蒸發(fā)結晶時消耗的能耗高，處理成本增加。
[0007]因此，提供一種針對含復雜成分的高含鹽濃水回用并實現(xiàn)廢水零排放的經濟型和環(huán)境友好型處理工藝，成為亟待解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0008]針對現(xiàn)有技術之不足，本發(fā)明提供了一種高含鹽廢水的零排放處理方法，所述方法包括廢水的預處理工藝，廢水的減量化工藝和高含鹽濃水的蒸發(fā)結晶工藝，經所述廢水的預處理工藝后通過所述廢水的減量化工藝和所述高含鹽濃水的蒸發(fā)結晶工藝以回收高含鹽廢水中的水分和鹽類，從而實現(xiàn)廢水的零排放，其中，所述廢水的預處理工藝是通過加入絮凝和/或沉淀藥劑并由化學反應器去除高含鹽廢水中的重金屬離子、硬度離子和有機物質后再調節(jié)廢水的PH為堿性;所述廢水的減量化工藝是通過中壓反滲透裝置和高壓反滲透裝置對經預處理后的廢水進行初步減量化處理后形成高壓反滲透濃水，所述高壓反滲透濃水再經一級電驅動離子膜裝置和二級電驅動離子膜裝置進行深度濃縮處理后濃縮成高含鹽濃水，并且所述廢水的減量化工藝還回收減量化過程中的產水至回用水箱;所述蒸發(fā)結晶工藝是通過硝蒸發(fā)結晶裝置和鹽蒸發(fā)結晶裝置在負壓或微正壓條件下對所述高含鹽濃水中的鹽類分別回收并形成商品硫酸鈉和商品氯化鈉。
[0009]根據一個優(yōu)選實施方式，所述中壓反滲透裝置的操作壓力為2.0?3.5MPa，所述中壓反滲透裝置膜元件的材質為芳香族聚酰胺復合材料，并且所述膜元件的流道寬度為1.60?1.70mm;所述高壓反滲透裝置的操作壓力為3.5?4.5MPa，所述高壓反滲透裝置膜元件的材質為芳香族聚酰胺復合材料，并且所述膜元件的流道寬度為2.00?2.10mm。優(yōu)選地，所述中壓反滲透裝置膜元件的流道寬度為1.65mm，所述高壓反滲透裝置膜元件的流道寬度為2.03mmo
[0010]根據一個優(yōu)選實施方式，所述一級電驅動離子膜裝置和所述二級電驅動離子膜裝置包括間隔設置的一陽極和一陰極，所述陽極和所述陰極之間有規(guī)律地排列著由陽膜、陰膜和隔板組合的多個膜對，所述陽膜和所述陰膜為低膜阻高性能的均相膜，兩膜間為流態(tài)均勻的隔板，并且所述一級電驅動離子膜裝置和所述二級電驅動離子膜裝置的電源采用正負極性自動切換高頻直流電源，并利用數字程序控制電源，采用可調間隙高頻震蕩輸出高頻倒極性直流電流以擾亂易在膜表面形成的極化層，破壞極化層中的高濃縮倍數下的鈣鎂陽離子，破壞晶體化過程致其分子歧化。發(fā)揮物理阻垢，優(yōu)化水動力條件的作用，有效降低動力消耗30-50 %。
[0011]根據一個優(yōu)選實施方式，所述廢水的預處理工藝是按如下步驟完成的:在調節(jié)池中將廢水進行均質和均量調節(jié)后送入高密池，通過加藥裝置向所述高密池中依次加入石灰或氫氧化鈉、碳酸鈉、聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺并通過化學反應器對廢水進行絮凝和/或沉淀處理，經所述化學反應器處理后產生的濃水經管式微濾器和濾芯過濾器過濾后進入第一中間水池，并將所述第一中間水池中廢水的pH調節(jié)為8.0?9.5。優(yōu)選地，所述管式微濾器的濾膜孔徑為I?5μπι，可將化學反應生成的沉淀物、混凝膠體等物質進一步去除。
[0012]根據一個優(yōu)選實施方式，所述高密池中產生的污泥以及所述管式微濾器中產生的污泥排入污泥池中并經污泥脫水裝置進行泥水分離后，產生的泥餅進行干污泥處置，產生的水進入所述調節(jié)池中與未處理的廢水混合以進行循環(huán)處理。
[0013]根據一個優(yōu)選實施方式，所述廢水的減量化處理工藝是按如下步驟完成的:第一中間水池收集的經預處理后的廢水通過所述中壓反滲透裝置進行初步減量化處理形成中壓反滲透濃水并排入中壓濃水池，所述中壓濃水池收集的中壓反滲透濃水通過所述高壓反滲透裝置進一步進行初步減量化處理形成高壓反滲透濃水并排入高壓濃水池，所述中壓反滲透裝置和所述高壓反滲透裝置形成的中壓反滲透產水和高壓反滲透產水經二級反滲透裝置和淡水水箱后進入回用水箱。
[0014]根據一個優(yōu)選實施方式，所述高壓濃水池中的高壓反滲透濃水經活性炭過濾器和樹脂罐處理后排入第二中間水池以進行深度濃縮處理，所述第二中間水池中經預處理后的高壓反滲透濃水通過所述一級電驅動離子膜裝置處理后形成的一級電驅動膜濃水并通過第一濃鹽水箱進入所述二級電驅動離子膜裝置進一步進行深度濃縮處理，經所述二級電驅動離子膜裝置處理后濃縮成高含鹽濃水并進入第二濃鹽水箱，通過所述一級電驅動離子膜裝置處理后形成的一級電驅動產水經所述二級反滲透裝置和所述淡水水箱后進入所述回用水箱。
[0015]根據一個優(yōu)選實施方式，所述第一中間水池中經預處理后的廢水通過第一增壓栗進入第一保安過濾器過濾后再進入所述中壓反滲透裝置，并且所述第一保安過濾器的保安過濾濾芯為三層階梯式濾芯，所述三層階梯式濾芯的尺寸分別為ΙΟμπι、15μηι和20μηι;所述中壓濃水池中的中壓反滲透濃水通過第二增壓栗進入第二保安過濾器過濾后再進入所述高壓反滲透裝置，并且所述第二保安過濾器的保安過濾濾芯為三層階梯式濾芯，所述三層階梯式濾芯的尺寸分別為5μπι、10μπι和15μπι;所述第二中間水池中經預處理后的高壓反滲透濃水通過第三增壓栗進入第三保安過濾器過濾后再進入所述一級電驅動離子膜裝置，并且所述第三保安過濾器的保安過濾濾芯為三層階梯式濾芯，所述三層階梯式濾芯的尺寸分別為1μηι、5μηι#ΡΙ10μηιο
[0016]根據一個優(yōu)選