一種高鹽廢水的零排放方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種高鹽廢水的零排放方法。尤指一種“浸沒(méi)式超濾+碟管式反滲透+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高鹽廢水的零排放方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，石化企業(yè)產(chǎn)生的高鹽廢水成為一個(gè)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(lái)極大的困擾。因此，亟需尋求新型的分離技術(shù)解決該類廢水的處理排放問(wèn)題。
[0003]碟管式反滲透膜(DTR0膜)是反滲透的一種形式，是專門用來(lái)處理高濃度污水的膜組件，其核心技術(shù)是碟管式膜片膜柱。把反滲透膜片和水力導(dǎo)流盤疊放在一起，用中心拉桿和端板進(jìn)行固定，然后置入耐壓套管中，就形成一個(gè)膜柱。DTRO膜的工作原理是:料液通過(guò)膜堆與外殼之間的間隙后通過(guò)導(dǎo)流通道進(jìn)入底部導(dǎo)流盤中，被處理的液體以最短的距離快速流經(jīng)過(guò)濾膜，然后180度逆轉(zhuǎn)到另一膜面，再流入到下一個(gè)過(guò)濾膜片，從而在膜表面形成由導(dǎo)流盤圓周到圓中心，再到圓周，再到圓中心的切向流過(guò)濾，濃縮液最后從進(jìn)料端法蘭處流出。料液流經(jīng)過(guò)濾膜的同時(shí)，透過(guò)液通過(guò)中心收集管不斷排出。濃縮液與透過(guò)液通過(guò)安裝于導(dǎo)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(shù)優(yōu)勢(shì)在于:
(I)避免物理堵塞現(xiàn)象。碟管式膜組件采用開(kāi)放式流道設(shè)計(jì)，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(diǎn)支撐的導(dǎo)流盤，料液在過(guò)濾過(guò)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(zhǎng)。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(zhǎng)，膜組件易于清洗，清洗后通量恢復(fù)性好，從而延長(zhǎng)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(yīng)用壓力等級(jí)最高的膜組件，操作壓力最高可達(dá)16MPa。
[0004]鑒于碟管式反滲透膜的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，目前該技術(shù)被廣泛用于各種場(chǎng)合的垃圾滲濾液處理。中國(guó)專利CN200510102945.5涉及了一種處理生活垃圾填埋場(chǎng)的垃圾滲濾液的方法，該專利在對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行預(yù)曝氣的基礎(chǔ)上，采用了碟管式反滲透工藝來(lái)處理垃圾滲濾液；中國(guó)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(shè)備及其方法，該方法針對(duì)垃圾滲濾液的水質(zhì)特點(diǎn)，主要采用預(yù)處理+膜生物反應(yīng)器+碟管式反滲透的工藝流程。其中預(yù)處理主要是對(duì)垃圾滲濾液采用離心脫水進(jìn)行固液分離，去除大量懸浮物；膜生物反應(yīng)器主要是對(duì)預(yù)處理后的垃圾滲濾液進(jìn)行好氧生化，之后通過(guò)超濾膜過(guò)濾分離泥水混合物；碟管式反滲透主要是針對(duì)經(jīng)過(guò)膜生物反應(yīng)器處理后的垃圾滲濾液進(jìn)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。
[0005]中國(guó)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，本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(guò)濃縮后的硫酸鈉濃縮液返回到硫酸鋇生產(chǎn)工藝中。
[0006]中國(guó)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(shù)、膜蒸餾技術(shù)、微波催化燃燒技術(shù)和太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)廢水零排放。該專利中，所述高濃廢水首先進(jìn)入結(jié)晶設(shè)備進(jìn)行無(wú)機(jī)物的結(jié)晶，之后經(jīng)膜蒸餾設(shè)備進(jìn)行分離，透過(guò)膜蒸餾設(shè)備膜的水蒸氣冷卻后得到純水，其他未透過(guò)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(jìn)入微波催化燃燒器進(jìn)行分解得到無(wú)毒無(wú)害小分子物質(zhì)。
[0007]中國(guó)專利CN101928087涉及一種高鹽廢水的處理方法，所處理高鹽廢水的電導(dǎo)率范圍為3000?10000 μ s/cm,總硬度為1000?3000mg/L，采用“調(diào)堿除硬+浸沒(méi)式微濾+中和+膜蒸餾”的處理流程處理上述高鹽廢水，對(duì)高鹽廢水進(jìn)行了深度濃縮的同時(shí)，得到了膜蒸餾產(chǎn)水。中國(guó)專利CN102936065也涉及一種處理廢水的方法，該方法也采用加堿除硬+過(guò)濾+真空膜蒸餾的工藝流程，加堿除硬所用的堿為氫氧化鈉和碳酸鈉，處理的廢水體系電導(dǎo)率為10000?50000 μ s/cm,總硬度為600?1800mg/L。上述兩個(gè)專利均是針對(duì)硬度較高的的高鹽廢水，采用加堿微濾除硬作為預(yù)處理，但對(duì)于膜蒸餾的濃水問(wèn)題并沒(méi)有給出處理方法，由此給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了新的困擾。此外，膜蒸餾技術(shù)特別適用于有工業(yè)廢熱或其他余熱的場(chǎng)地，在沒(méi)有廢熱或余熱的情況下，其運(yùn)行成本偏高，限制了其進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽廢水的零排放方法，該方法解決了高鹽廢水的難以處理問(wèn)題，最大限度地回收水資源、運(yùn)行費(fèi)用低。
[0009]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0010]—種高鹽廢水的零排放方法，包括以下各步驟:
[0011](I)浸沒(méi)式超濾:高鹽廢水進(jìn)入到浸沒(méi)式超濾單元進(jìn)行過(guò)濾處理，去除所述高鹽廢水中的濁度和懸浮物，經(jīng)過(guò)所述浸沒(méi)式超濾單元分離后，得到的超濾產(chǎn)水進(jìn)入步驟(2)進(jìn)行處理，浸沒(méi)式超濾系統(tǒng)定期排泥；
[0012](2)碟管式反滲透:步驟(I)中的所述超濾產(chǎn)水進(jìn)入碟管式反滲透單元進(jìn)行深度濃縮，經(jīng)過(guò)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)中的所述反滲透濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)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(chǔ)上，高鹽廢水的水質(zhì)特征為:廢水pH 6.5?7.5，電導(dǎo)率10000 ?20000 μ s/cm, CODcrO ?100mg/L，Na+2000 ?4000mg/L，Cl 2500 ?5000mg/L，以CaC(U+總硬度 100 ?1000mg/L，SS500 ?1000mg/L，溶硅 50 ?100mg/L，NH4-N 50 ?500mg/
L0
[0015]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述高鹽廢水的懸浮物含量較高而硬度、有機(jī)物含量相對(duì)較低。
[0016]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(I)中所述浸沒(méi)式超濾單元的浸沒(méi)式超濾膜組件采用外壓式、浸沒(méi)式中空纖維簾式膜組件。
[0017]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(I)中所述浸沒(méi)式超濾單元的浸沒(méi)式超濾膜組件的膜材料為聚砜、聚丙稀腈、聚偏氟乙稀或聚四氟乙稀，膜孔徑范圍為0.01?0.05 μπι。
[0018]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(I)中所述浸沒(méi)式超濾單元的超濾池底部設(shè)曝氣系統(tǒng)，采用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生壓縮空氣，氣水體積比為10:1?20:1。
[0019]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述曝氣系統(tǒng)為曝氣管或曝氣盤。
[0020]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(I)中所述浸沒(méi)式超濾單元的運(yùn)行壓力為-0.06 ?-0.02MPa。
[0021]在上述方案的基礎(chǔ)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。
[0022]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(2)中所述碟管式反滲透單元的操作壓力為12?16MPa。
[0023]在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟(2)中所述碟管式反滲透膜組件形式為多個(gè)碟片式膜片串聯(lián)在一個(gè)中心管上構(gòu)成碟片式膜柱。
[0024]在上述方案的基礎(chǔ)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。
[0025]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述高鹽廢水經(jīng)過(guò)所述浸沒(méi)式超濾單元處理，水回收率高于 95%o
[0026]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述超濾產(chǎn)水經(jīng)過(guò)所述碟管式反滲透單元處理，水回收率尚于80 %。
[0027]在上述方案的基礎(chǔ)上，所述反滲透濃水經(jīng)過(guò)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(chǔ)上，系統(tǒng)產(chǎn)水電導(dǎo)率彡30(^3/011，產(chǎn)水0)0?〈1011^/1，整個(gè)系統(tǒng)水回收率高于90%。
[0029]本發(fā)明所述的高鹽廢水的零排放方法的有益效果是:
[0030]1、本發(fā)明針對(duì)高鹽廢水，在采用浸沒(méi)式超濾去除廢水中的大部分濁度和懸浮物的基礎(chǔ)上，通過(guò)碟管式反滲透技術(shù)和蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)深度濃縮處理，最大限度的回收了水資源，解決了高鹽廢水的深度處理甚至零排放問(wèn)題；
[0031]2、本發(fā)明充分利用了浸沒(méi)式超濾可耐受高濁度和懸浮物廢水的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)浸沒(méi)式超濾去除了廢水中的大部分濁度和懸浮物，便于后續(xù)的碟管式反滲透處理；
[0032]3、本發(fā)明中的浸沒(méi)式超濾工藝有效降低了碟管式反滲透過(guò)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(guò)采用碟管式反滲透膜組件，有效減緩了膜污染，延長(zhǎng)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(shí)也解決了高