一種高濃廢水的零排放方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領域，具體說是一種高濃廢水的零排放方法。尤指一種利用膜分離技術處理高濃廢水的零排放方法。更具體地說，涉及一種“納濾+碟管式反滲透+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高濃廢水的零排放方法。
【背景技術】
[0002]近年來，石化企業(yè)產(chǎn)生的高濃廢水成為一個處理難題，該股廢水既不能排放也不能回用，給各企業(yè)帶來極大的困擾。因此，亟需尋求新型的分離技術解決該類廢水的處理排放問題。
[0003]納濾(NF)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術，其截留分子量在200?1000范圍內(nèi)，孔徑為幾納米。納濾具有以下技術特點:能截留分子量大于100的有機物以及多價離子，允許小分子有機物和單價離子透過；可在高溫，酸，堿等苛刻條件下運行，耐污染；運行壓力低，膜通量高，裝置運行費用低；納濾對于不同價態(tài)的陰離子存在道南效應。物料的荷電性、離子價數(shù)和濃度對膜的分離效應有很大影響。與超濾或反滲透相比，納濾過程對單價離子和分子量低于200的有機物截留較差，而對二價或多價離子及分子量介于200?500之間的有機物有較高脫除率?；谶@一特性，納濾過程主要應用于水的軟化、凈化以及相對分子質(zhì)量在百級的物質(zhì)的分離、分級和濃縮、脫色和去異味等。在實際廢水處理中，可以將納濾和其他污水處理過程相結(jié)合，以進一步降低費用和提高處理效果。
[0004]碟管式反滲透膜(DTR0膜)是反滲透的一種形式，是專門用來處理高濃度污水的膜組件，其核心技術是碟管式膜片膜柱。把反滲透膜片和水力導流盤疊放在一起，用中心拉桿和端板進行固定，然后置入耐壓套管中，就形成一個膜柱。DTRO膜的工作原理是:料液通過膜堆與外殼之間的間隙后通過導流通道進入底部導流盤中，被處理的液體以最短的距離快速流經(jīng)過濾膜，然后180度逆轉(zhuǎn)到另一膜面，再流入到下一個過濾膜片，從而在膜表面形成由導流盤圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的切向流過濾，濃縮液最后從進料端法蘭處流出。料液流經(jīng)過濾膜的同時，透過液通過中心收集管不斷排出。濃縮液與透過液通過安裝于導流盤上的O型密封圈隔離。和常規(guī)反滲透相比，碟管式反滲透的技術優(yōu)勢在于:
(I)避免物理堵塞現(xiàn)象。碟管式膜組件采用開放式流道設計，料液有效流道寬，避免了物理堵塞；(2)膜結(jié)垢和膜污染較少。采用帶凸點支撐的導流盤，料液在過濾過程中形成湍流狀態(tài)，最大程度上減少了膜表面結(jié)垢、污染及濃差極化現(xiàn)象的產(chǎn)生；(3)膜使用壽命長。采用碟管式膜組件能有效減少膜結(jié)垢，膜污染減輕，清洗周期長，膜組件易于清洗，清洗后通量恢復性好，從而延長了膜片壽命；(4)濃縮倍數(shù)高。碟管式膜組件是目前工業(yè)化應用壓力等級最高的膜組件，操作壓力最高可達16MPa。
[0005]鑒于碟管式反滲透膜的技術優(yōu)勢，目前該技術被廣泛用于各種場合的垃圾滲濾液處理。中國專利CN200510102945.5涉及了一種處理生活垃圾填埋場的垃圾滲濾液的方法，該專利在對垃圾滲濾液進行預曝氣的基礎上，采用了碟管式反滲透工藝來處理垃圾滲濾液；中國專利CN200510102946.X涉及了一種處理生活垃圾焚燒廠的垃圾滲濾液的設備及其方法，該方法針對垃圾滲濾液的水質(zhì)特點，主要采用預處理+膜生物反應器+碟管式反滲透的工藝流程。其中預處理主要是對垃圾滲濾液采用離心脫水進行固液分離，去除大量懸浮物；膜生物反應器主要是對預處理后的垃圾滲濾液進行好氧生化，之后通過超濾膜過濾分離泥水混合物；碟管式反滲透主要是針對經(jīng)過膜生物反應器處理后的垃圾滲濾液進行分離凈化，得到質(zhì)量較好的反滲透產(chǎn)水和反滲透濃縮液。
[0006]中國專利CN201210509879.3涉及一種硫酸鋇生產(chǎn)中硫化鈉回收工藝及裝置，用于回收稀硫化鈉廢液，該專利涉及的工藝中采用碟管式反滲透濃縮硫酸鈉稀溶液，經(jīng)過濃縮后的硫酸鈉濃縮液返回到硫酸鋇生產(chǎn)工藝中。
[0007]此外，中國專利CN102557321A涉及一種高濃廢水的零排放方法，采用了結(jié)晶技術、膜蒸餾技術、微波催化燃燒技術和太陽能和風能發(fā)電技術，實現(xiàn)廢水零排放。該專利中，所述高濃廢水首先進入結(jié)晶設備進行無機物的結(jié)晶，之后經(jīng)膜蒸餾設備進行分離，透過膜蒸餾設備膜的水蒸氣冷卻后得到純水，其他未透過膜的混合蒸汽經(jīng)冷凝得到雜用水，其中混合蒸汽中的不凝氣體進入微波催化燃燒器進行分解得到無毒無害小分子物質(zhì)。盡管該專利也涉及一種高濃廢水的零排放方法，但是，該專利處理流程復雜，并且太陽能或風能發(fā)電作為膜蒸餾的熱源，使得膜蒸餾過程受到天氣條件的限制，處理效果不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高濃廢水的零排放方法，即一種最大限度回收水資源、基本實現(xiàn)零排放的采用“納濾+碟管式反滲透+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高濃廢水的方法。
[0009]為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
[0010]一種高濃廢水的零排放方法，包括以下各步驟:
[0011](I)納濾:高濃廢水進入到納濾單元進行納濾過濾處理，經(jīng)過所述納濾單元分離濃縮后，得到納濾產(chǎn)水和納濾濃水；
[0012](2)碟管式反滲透:步驟(I)得到的所述納濾產(chǎn)水進入碟管式反滲透單元進行深度濃縮，經(jīng)過所述碟管式反滲透單元分離濃縮后，得到反滲透產(chǎn)水和反滲透濃水；
[0013](3)蒸發(fā)結(jié)晶:步驟(2)得到的所述反滲透濃水進入蒸發(fā)結(jié)晶單元進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，得到鹽類晶體和蒸發(fā)結(jié)晶的產(chǎn)水。
[0014]在上述方案的基礎上，步驟(I)中所述納濾單元的納濾膜組件采用卷式膜組件。
[0015]在上述方案的基礎上，所述卷式膜組件的膜材料為聚酰胺或磺化聚醚砜。
[0016]在上述方案的基礎上，步驟⑴中所述納濾單元的操作條件為:進料液側(cè)操作壓力為0.5?IMPa0
[0017]在上述方案的基礎上，步驟(2)中所述碟管式反滲透單元采用的碟管式反滲透膜組件為高壓或超高壓碟管式反滲透膜組件。
[0018]在上述方案的基礎上，所述碟管式反滲透單元的操作壓力為12?16MPa。
[0019]在上述方案的基礎上，步驟(2)中所述碟管式反滲透單元采用的碟管式反滲透膜組件的形式為多個碟片式膜片串聯(lián)在一個中心管上構(gòu)成碟片式膜柱。
[0020]在上述方案的基礎上，步驟(3)中所述蒸發(fā)結(jié)晶單元采用蒸發(fā)結(jié)晶器，熱源采用廢蒸汽加熱。
[0021]在上述方案的基礎上，在步驟(I)得到的納濾濃水中加入鹽類將鈣離子沉淀下來，固體集中干化處置，剩余的納濾濃水的上清液進入到活性炭吸附單元進行活性炭吸附后返回到所述納濾單元前和所述高濃廢水混合進入納濾單元循環(huán)處理。
[0022]在上述方案的基礎上，在所述納濾濃水中加入的鹽類為硫酸鈉和/或碳酸鈉，鹽類的投加量為Ca2+:鹽的摩爾比為1:1。
[0023]在上述方案的基礎上，所述活性炭為粉末活性炭或顆?；钚蕴浚都恿繛榛钚蕴?COD的質(zhì)量比為2:1?10:1。
[0024]在上述方案的基礎上，高濃廢水的水質(zhì)特征為:廢水pH 7?8，電導率10000?20000 μ s/cm, CODcr 100 ?500mg/L，Na+2000 ?4000mg/L，Cl 2500 ?5000mg/L，以 CaCO3計總硬度 1500 ?3000mg/L，SS100 ?500mg/L，溶硅 50 ?100mg/L，NH4-N 50 ?500mg/L。
[0025]在上述方案的基礎上，所述高濃廢水經(jīng)過所述納濾單元處理，水回收率高于85%。
[0026]在上述方案的基礎上，所述納濾產(chǎn)水經(jīng)過所述碟管式反滲透單元處理，水回收率高于85%。
[0027]在上述方案的基礎上，所述反滲透濃水經(jīng)過所述蒸發(fā)結(jié)晶單元處理，水回收率高于 80%o
[0028]在上述方案的基礎上，系統(tǒng)產(chǎn)水電導率彡30(^3/011，產(chǎn)水0)0?〈1011^/1，產(chǎn)水T0C〈3mg/L，整個系統(tǒng)水回收率高于90%。
[0029]本發(fā)明所述的高濃廢水的零排放方法具有以下的有益效果:
[0030]1、本發(fā)明針對高濃廢水，在采用納濾去除高濃廢水中的硬度等多價離子和部分有機物的基礎上，通過碟管式反滲透技術和蒸發(fā)結(jié)晶技術深度濃縮處理，最大限度的回收了水資源，解決了高濃廢水的深度處理甚至零排放問題；
[0031]2、本發(fā)明充分利用了納濾去除硬度等多價離子和部分有機物的優(yōu)勢，去除高濃廢水中的硬度和部分有機物，便于后續(xù)的碟管式反滲透處理；
[0032]3、本發(fā)明中的納濾工藝有效降低了碟管式反滲透過程的膜污染，提高了碟管式反滲透系統(tǒng)的回收率；
[0033]4、本發(fā)明中采用碟管式反滲透工藝，和常規(guī)反滲透相比，碟管式反滲透通過采用碟管式反滲透膜組件，有效減緩了膜污染，延長了膜的清洗周期和使用壽命，提高了系統(tǒng)回收率；
[0034]5、采用本發(fā)明的方法，不僅可以獲得大量滿足回用需求的產(chǎn)水，同時也解決了高濃廢水的難以處理問題，在最大限度回收水資源的同時，基本實現(xiàn)零排放，具有重要環(huán)境效益；
[0035]6、本發(fā)明的方法有效整合了各自的技術優(yōu)勢，優(yōu)化了高濃廢水深度處理回用的工藝流程。本發(fā)明的方法相對于廢水直接進行多效蒸發(fā)而言，運行費用低，并有效減少了結(jié)垢和有機物的污染。
[0036]高濃廢水經(jīng)過本發(fā)明方法處理后，產(chǎn)水電導率彡300 μ S/cm，產(chǎn)水CODraX 10mg/L，產(chǎn)水T0C〈3mg/L，整個系統(tǒng)水回收率高于90%。
【附圖說明】
[0037]本發(fā)明有如下附圖:
[0038]圖1是本發(fā)明高濃廢水的零排放方法的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0039]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0040]本發(fā)明的一種高濃廢水的零排放方法，包括以下各步驟:
[0041](I)納濾:高濃廢水進入到納濾單元進行納濾過濾處