公布日：2022.08.16
申请日：2022.05.24
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F5/02(2006.01)I;C02F5/06(2006.01)I;C01D5/16(2006.01)I;C01D3/04(2006.01)I;C01D3/14(2006.01)I;C02F101/38
(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/12(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种煤化工废水分盐零排放的工艺系统及处理方法，包括沿废水流方向依次设置的调节池、生物脱氮单元、软化除硬单元、一级过滤单元、一级反渗透浓缩单元、离子交换除硬单元、二级反渗透浓缩单元、有机物去除单元、除硅单元、二级过滤单元和一级纳滤分盐单元；一级纳滤分盐单元的浓水侧依次连接有第一蒸发浓缩结晶单元、冷冻结晶单元、二级纳滤分盐单元和浓液收集池，一级纳滤分盐单元的产水侧依次连接有三级反渗透浓缩单元、第二蒸发浓缩结晶单元、冷却结晶单元和浓液收集池；二级纳滤分盐单元产水送至第二蒸发浓缩结晶单元，第二蒸发浓缩结晶单元浓液可送至冷却结晶单元或浓液收集池，浓液收集池与调节池之间设有回流管。
权利要求书
1.一种煤化工废水分盐零排放的工艺系统，其特征在于，包括沿废水流方向依次设置的调节池、生物脱氮单元、软化除硬单元、一级过滤单元、一级反渗透浓缩单元、离子交换除硬单元、二级反渗透浓缩单元、有机物去除单元、除硅单元、二级过滤单元和一级纳滤分盐单元；所述一级纳滤分盐单元的浓水侧依次连接有第一蒸发浓缩结晶单元、冷冻结晶单元、二级纳滤分盐单元和浓液收集池；所述一级纳滤分盐单元的产水侧依次连接有三级反渗透浓缩单元、第二蒸发浓缩结晶单元、冷却结晶单元和所述浓液收集池，所述第二蒸发浓缩结晶单元还与所述浓液收集池相连；所述冷冻结晶单元与第一蒸发浓缩结晶单元之间还设有回流管，所述二级纳滤分盐单元的产水侧与所述第二蒸发浓缩结晶单元相连，所述浓液收集池与所述调节池之间设有回流管；当所述第二蒸发浓缩结晶单元的进水中氯化钾浓度含量小于0.5%时，所述第二蒸发浓缩结晶单元的浓液回流至所述浓液收集池；当所述第二蒸发浓缩结晶单元的进水中氯化钾浓度含量到达0.5%-2%时，所述第二蒸发浓缩结晶单元的浓液送至所述冷却结晶单元。
2.如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，还包括：污泥处理单元和回用水池；所述生物脱氮单元、软化除硬单元和除硅单元均与所述污泥处理单元相连，所述一级反渗透浓缩单元、二级反渗透浓缩单元和三级反渗透浓缩单元的产水侧均与所述回用水池相连。
3.如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述离子交换除硬单元、二级反渗透浓缩单元之间还设有臭氧催化氧化单元和过滤器，所述一级纳滤分盐单元与第一蒸发浓缩结晶单元之间还设有臭氧双氧水氧化单元。
4.如权利要求1所述的工艺系统，其特征在于，所述冷冻结晶单元的浓液出口与所述第二蒸发浓缩结晶单元的进口相连，所述浓液收集池的浓液出口与所述有机物去除单元的进口相连。
5.如权利要求1-4中任一项所述的工艺系统，其特征在于，所述一级过滤单元和二级过滤单元包括砂滤、多介质过滤、超滤中的一种或多种过滤装置；所述一级反渗透浓缩单元、二级反渗透浓缩单元和三级反渗透浓缩单元采用反渗透膜脱盐，浓缩1.5-7倍。
6.如权利要求1-4中任一项所述的工艺系统，其特征在于，所述离子交换除硬单元采用弱酸阳床，内部填充弱酸阳离子交换树脂或螯合树脂。
7.如权利要求1-4中任一项所述的工艺系统，其特征在于，所述有机物去除单元包括臭氧催化氧化、光催化氧化、电催化氧化、芬顿氧化、活性炭吸附、树脂吸附中的一种或多种去除单元。
8.如权利要求1-4中任一项所述的工艺系统，其特征在于，所述一级纳滤分盐单元和二级纳滤分盐单元采用普通纳滤膜或高压纳滤膜。
9.如权利要求1-4中任一项所述的工艺系统，其特征在于，所述第一蒸发浓缩结晶单元和第二蒸发浓缩结晶单元为一级或多级组合的蒸发器，所述蒸发器包括多效蒸发器和MVR蒸发器中的一种或多种。
10.一种如权利要求1-9中任一项所述的工艺系统的处理方法，其特征在于，包括：煤化工废水进入调节池内调节均质；调节池出水泵入生物脱氮单元，去除部分有机物、氨氮和总氮；生物脱氮出水进入软化除硬单元，去除废水中的部分硬度、碱度、硅、有机物和悬浮物；软化出水泵入一级过滤单元，去除废水中的悬浮物、胶体；一级过滤单元出水泵入一级反渗透浓缩单元，通过反渗透膜脱盐后的脱盐水回收到回用水池，浓水进入下一级单元处理；一级反渗透浓水泵入离子交换除硬单元，通过弱酸树脂离子交换去除水中的硬度；离子交换出水泵入二级反渗透浓缩单元，通过反渗透膜脱盐后的脱盐水回收到回用水池，浓水进入下一级单元处理；二级反渗透浓缩单元的浓水泵入有机物去除单元，去除废水中的有机物；有机物去除单元出水进入除硅单元，去除废水中的硅、悬浮物物质；除硅出水泵入二级过滤单元，去除废水中的悬浮物、胶体；二级过滤出水泵入一级纳滤分盐单元，将二价离子截留在浓水侧、一价离子分离至产水侧，并将有机物截留在浓水侧；纳滤产水泵入三级反渗透浓缩单元，通过反渗透膜脱盐后的脱盐水回收到回用水池，浓水进入下一级单元处理；纳滤浓水泵入第一蒸发浓缩结晶单元，将废水蒸发浓缩结晶出硫酸钠产品，蒸发的产水通过冷凝器回收至回用水池；第一蒸发浓缩结晶单元的浓液泵入冷冻结晶单元，将废水冷冻结晶出芒硝，芒硝再回流到第一蒸发浓缩结晶单元；冷冻结晶单元的浓液泵入二级纳滤分盐单元，将二价离子截留在浓水侧、一价离子分离至产水侧，并将有机物截留在浓水侧；二级纳滤产水与三级反渗透浓水混合后泵入第二蒸发浓缩结晶单元，将废水蒸发浓缩结晶出氯化钠产品，蒸发的产水通过冷凝器回收至回用水池；第二蒸发浓缩结晶单元的浓液根据氯化钾浓度泵入冷却结晶单元或浓液收集池；二级纳滤单元的浓水进入浓液收集池；浓液收集池的浓液泵入调节池循环处理。
发明内容
为有效解决煤化工零排放项目中存在的上述技术问题，本发明提供一种煤化工废水分盐零排放的工艺系统及处理方法，本发明的工艺系统及处理方法可以有效避免或减轻工艺中超滤膜、纳滤膜、反渗透膜以及蒸发结晶器的污染结垢造成的污堵问题，可以有效保证分盐产生的盐硝产品质量和产量，也可以避免杂盐的产生，从而实现煤化工零排放项目的长期稳定运行，解决了现有零排放项目中大量产生杂盐的问题。
本发明公开了一种煤化工废水分盐零排放的工艺系统，包括沿废水流方向依次设置的调节池、生物脱氮单元、软化除硬单元、一级过滤单元、一级反渗透浓缩单元、离子交换除硬单元、二级反渗透浓缩单元、有机物去除单元、除硅单元、二级过滤单元和一级纳滤分盐单元；所述一级纳滤分盐单元的浓水侧依次连接有第一蒸发浓缩结晶单元、冷冻结晶单元、二级纳滤分盐单元和浓液收集池；所述一级纳滤分盐单元的产水侧依次连接有三级反渗透浓缩单元、第二蒸发浓缩结晶单元、冷却结晶单元和所述浓液收集池，所述第二蒸发浓缩结晶单元还与所述浓液收集池相连；所述冷冻结晶单元与第一蒸发浓缩结晶单元之间还设有回流管，所述二级纳滤分盐单元的产水侧与所述第二蒸发浓缩结晶单元相连，所述浓液收集池与所述调节池之间设有回流管；当所述第二蒸发浓缩结晶单元的进水中氯化钾浓度含量小于0.5%时，所述第二蒸发浓缩结晶单元的浓液回流至所述浓液收集池；当所述第二蒸发浓缩结晶单元的进水中氯化钾浓度含量到达0.5%-2%时，所述第二蒸发浓缩结晶单元的浓液送至所述冷却结晶单元。
作为本发明的进一步改进，还包括：污泥处理单元和回用水池；所述生物脱氮单元、软化除硬单元和除硅单元均与所述污泥处理单元相连，所述一级反渗透浓缩单元、二级反渗透浓缩单元和三级反渗透浓缩单元的产水侧均与所述回用水池相连。
作为本发明的进一步改进，所述离子交换除硬单元、二级反渗透浓缩单元之间还设有臭氧催化氧化单元和过滤器，所述一级纳滤分盐单元与第一蒸发浓缩结晶单元之间还设有臭氧双氧水氧化单元。
作为本发明的进一步改进，所述冷冻结晶单元的浓液出口与所述第二蒸发浓缩结晶单元的进口相连，所述浓液收集池的浓液出口与所述有机物去除单元的进口相连。
作为本发明的进一步改进，所述一级过滤单元和二级过滤单元包括砂滤、多介质过滤、超滤中的一种或多种过滤装置；所述一级反渗透浓缩单元、二级反渗透浓缩单元和三级反渗透浓缩单元采用反渗透膜脱盐，浓缩1.5-7倍。
作为本发明的进一步改进，所述离子交换除硬单元采用弱酸阳床，内部填充弱酸阳离子交换树脂或螯合树脂。
作为本发明的进一步改进，所述有机物去除单元包括臭氧催化氧化、光催化氧化、电催化氧化、芬顿氧化、活性炭吸附、树脂吸附中的一种或多种去除单元。
作为本发明的进一步改进，所述一级纳滤分盐单元和二级纳滤分盐单元采用普通纳滤膜或高压纳滤膜。
作为本发明的进一步改进，所述第一蒸发浓缩结晶单元和第二蒸发浓缩结晶单元为一级或多级组合的蒸发器，所述蒸发器包括多效蒸发器和MVR蒸发器中的一种或多种。
本发明还公开了一种基于上述工艺系统的处理方法，包括：煤化工废水进入调节池内调节均质；调节池出水泵入生物脱氮单元，去除部分有机物、氨氮和总氮；生物脱氮出水进入软化除硬单元，去除废水中的部分硬度、碱度、硅、有机物和悬浮物；软化出水泵入一级过滤单元，去除废水中的悬浮物、胶体；一级过滤单元出水泵入一级反渗透浓缩单元，通过反渗透膜脱盐后的脱盐水回收到回用水池，浓水进入下一级单元处理；一级反渗透浓水泵入离子交换除硬单元，通过弱酸树脂离子交换去除水中的硬度；离子交换出水泵入二级反渗透浓缩单元，通过反渗透膜脱盐后的脱盐水回收到回用水池，浓水进入下一级单元处理；二级反渗透浓缩单元的浓水泵入有机物去除单元，去除废水中的有机物；有机物去除单元出水进入除硅单元，去除废水中的硅、悬浮物物质；除硅出水泵入二级过滤单元，去除废水中的悬浮物、胶体；二级过滤出水泵入一级纳滤分盐单元，将二价离子截留在浓水侧、一价离子分离至产水侧，并将有机物截留在浓水侧；纳滤产水泵入三级反渗透浓缩单元，通过反渗透膜脱盐后的脱盐水回收到回用水池，浓水进入下一级单元处理；纳滤浓水泵入第一蒸发浓缩结晶单元，将废水蒸发浓缩结晶出硫酸钠产品，蒸发的产水通过冷凝器回收至回用水池；第一蒸发浓缩结晶单元的浓液泵入冷冻结晶单元，将废水冷冻结晶出芒硝，芒硝再回流到第一蒸发浓缩结晶单元；冷冻结晶单元的浓液泵入二级纳滤分盐单元，将二价离子截留在浓水侧、一价离子分离至产水侧，并将有机物截留在浓水侧；二级纳滤产水与三级反渗透浓水混合后泵入第二蒸发浓缩结晶单元，将废水蒸发浓缩结晶出氯化钠产品，蒸发的产水通过冷凝器回收至回用水池；第二蒸发浓缩结晶单元的浓液根据氯化钾浓度泵入冷却结晶单元或浓液收集池；二级纳滤单元的浓水进入浓液收集池；浓液收集池的浓液泵入调节池循环处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：煤化工废水通过本发明的煤化工废水零排放工艺系统处理后，可以有效避免或减轻膜及蒸发器的结垢污堵问题，反渗透的产水可以全部供园区或企业生产使用，硫酸钠和氯化钠产品可以稳定达到国家产品质量标准要求外售，有效避免杂盐的产生，有效的解决了该园区的废水处理问题，达到了水资源的循环利用和废水的零排放。
（发明人：贾永强;李骎;王铸;杨悦;曾琼飞;赵颖超;贾云霞;高大雨;李锴琦;冯靖轩;徐伟娜;马林;王彬）
