公布日：2023.05.09
申请日：2022.12.30
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/60(2023.01)N;C02F5/02(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明涉及多晶硅技术领域，特别涉及晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统及方法，系统包括预浓缩单元，用于对高盐废水进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水；预处理单元，用于去除预浓缩液中的碱度、硬度和硅，以及绝大部分悬浮物；除硬装置，用于去除预处理后的预浓缩液中残留的硬度；膜浓缩单元，用于对除硬后的预浓缩液进一步浓缩，得到终浓缩液和回收淡水。本发明针对硅含量较大、硬度大、含盐量高等废水水质特点，采取“预浓缩+预处理+除硬装置+膜浓缩”的处理工艺，进行分类逐步处理；不仅能够降低废水处理的能耗，提高水回收率；而且能够有效处理高硅、高盐废水，实现废水近零排放。
权利要求书
1.一种晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：包括预浓缩单元、预处理单元、除硬装置及膜浓缩单元，预浓缩单元，用于对高盐废水进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水；预处理单元，用于去除预浓缩液中的碱度、硬度和硅，以及绝大部分悬浮物；除硬装置，用于去除预处理后的预浓缩液中残留的硬度；膜浓缩单元，用于对除硬后的预浓缩液进一步浓缩，得到终浓缩液和回收淡水，终浓缩液达到蒸发结晶进水条件。
2.根据权利要求1所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：所述预浓缩单元包括一级浓水反渗透装置，用于对废水进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水。
3.根据权利要求2所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：所述预处理单元包括调节池、高效一体化澄清装置、双介质过滤器、超滤装置；调节池，与一级浓水反渗透装置连通，用于将预浓缩液搅拌均匀；高效一体化澄清装置，与调节池连通，用于去除预浓缩液中的碱度、硬度和硅；双介质过滤器，与高效一体化澄清装置连通，用于去除部分悬浮物；超滤装置，与双介质过滤器连通，用于去除绝大部分悬浮物。
4.根据权利要求3所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：所述除硬装置包括钠床，与所述超滤装置连通，用于去除经超滤过滤后的预浓缩液中残留的钙镁离子。
5.根据权利要求4所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：所述膜浓缩单元包括二级浓水反渗透装置和STRO装置，二级浓水反渗透装置，与所述除硬装置连通，用于对除硬后的浓缩液进行浓缩和淡水回收；STRO装置，与所述二级浓水反渗透装置连通，用于对二级浓水反渗透浓缩后的浓缩液进一步进行浓缩，得到终浓缩液和回收淡水。
6.根据权利要求5所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：还包括蒸发结晶装置，与所述STRO装置连通，用于对终浓缩液进行蒸发浓缩，以分离出水分和盐分。
7.根据权利要求6所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：所述一级浓水反渗透装置的淡水出水口与回收水箱管道相连，二级浓水反渗透装置的淡水出水口与回收水箱管道相连，STRO装置的淡水出水口与回收水箱管道相连，STRO装置的终浓缩液出水口与蒸发结晶装置管道相连。
8.根据权利要求7所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，其特征在于：所述高效一体化澄清装置的排泥口连接有污泥处理装置，污泥处理装置包括通过污泥管线连接的污泥浓缩池和厢式板框压滤机；高效一体化澄清装置的排泥口与污泥浓缩池的进泥口通过污泥管道连接，所述的污泥浓缩池中的上清液及厢式板框压滤机的排水通过管道与调节池连接。
9.一种晶体硅生产的高盐废水浓缩处理方法，其特征在于：包括如下的步骤：（1）、将高盐废水排入预浓缩单元进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水；（2）、将预浓缩液排入预处理单元去除预浓缩液中的碱度、硬度和硅，以及绝大部分悬浮物；（3）、将预处理后的浓缩液排入除硬装置去除预浓缩液中残留的硬度；（4）、将除硬后的浓缩液排入膜浓缩单元进一步浓缩，得到终浓缩液和回收淡水；终浓缩液达到蒸发结晶进水条件。
10.根据权利要求9所述的晶体硅生产的高盐废水浓缩处理方法，其特征在于：包括如下的步骤：（1）、将高盐废水排入一级浓水反渗透装置进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水；（2）、将预浓缩液排入调节池搅拌均匀；然后进入高效一体化澄清装置，投加氢氧化钠及碳酸钠去除预浓缩液中的碱度和硬度；投加氧化镁药剂强化除硅；接着进入双介质过滤器去除部分悬浮物，使预浓缩液浊度降到1NTU以内；再进入超滤装置去除绝大部分悬浮物，使浊度降至0.1NTU以内；（3）、将超滤处理后的浓缩液排入钠床去除预浓缩液中残留的钙镁离子，使硬度降至0.02mmol/L以内；（4）、将除硬后的浓缩液排入二级浓水反渗透装置对除硬后的浓缩液进行浓缩和淡水回收；然后进入STRO装置对浓缩液再次进行浓缩，得到终浓缩液和回收淡水；终浓缩液达到蒸发结晶进水条件后进入蒸发结晶装置。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统及方法，它不仅能够降低废水处理的能耗，提高水回收率；而且能够有效处理高硅、高盐废水，实现废水近零排放。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统，包括预浓缩单元、预处理单元、除硬装置及膜浓缩单元，预浓缩单元，用于对高盐废水进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水；预处理单元，用于去除预浓缩液中的碱度、硬度和硅，以及绝大部分悬浮物；除硬装置，用于去除预处理后的预浓缩液中残留的硬度；膜浓缩单元，用于对除硬后的预浓缩液进一步浓缩，得到终浓缩液和回收淡水，终浓缩液达到蒸发结晶进水条件。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统的一种优选方案，所述预浓缩单元包括一级浓水反渗透装置，用于对废水进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统的一种优选方案，所述预处理单元包括调节池、高效一体化澄清装置、双介质过滤器、超滤装置；调节池，与一级浓水反渗透装置连通，用于将预浓缩液搅拌均匀；高效一体化澄清装置，与调节池连通，用于去除预浓缩液中的碱度、硬度和硅；双介质过滤器，与高效一体化澄清装置连通，用于去除部分悬浮物；超滤装置，与双介质过滤器连通，用于去除绝大部分悬浮物。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统的一种优选方案，所述除硬装置包括钠床，与所述超滤装置连通，用于去除经超滤过滤后的预浓缩液中残留的钙镁离子。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统的一种优选方案，所述膜浓缩单元包括二级浓水反渗透装置和STRO装置，二级浓水反渗透装置，与所述除硬装置连通，用于对除硬后的浓缩液进行浓缩和淡水回收；STRO装置，与所述二级浓水反渗透装置连通，用于对二级浓水反渗透浓缩后的浓缩液进一步进行浓缩，得到终浓缩液和回收淡水。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统的一种优选方案，还包括蒸发结晶装置，与所述STRO装置连通，用于对终浓缩液进行蒸发浓缩，以分离出水分和盐分。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统的一种优选方案，所述一级浓水反渗透装置的淡水出水口与回收水箱管道相连，二级浓水反渗透装置的淡水出水口与回收水箱管道相连，STRO装置的淡水出水口与回收水箱管道相连，STRO装置的终浓缩液出水口与蒸发结晶装置管道相连。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理系统的一种优选方案，所述高效一体化澄清装置的排泥口连接有污泥处理装置，污泥处理装置包括通过污泥管线连接的污泥浓缩池和厢式板框压滤机；高效一体化澄清装置的排泥口与污泥浓缩池的进泥口通过污泥管道连接，所述的污泥浓缩池中的上清液及厢式板框压滤机的排水通过管道与调节池连接。
一种晶体硅生产的高盐废水浓缩处理方法，包括如下的步骤：（1）、将高盐废水排入预浓缩单元进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水；（2）、将预浓缩液排入预处理单元去除预浓缩液中的碱度、硬度和硅，以及绝大部分悬浮物；（3）、将预处理后的浓缩液排入除硬装置去除预浓缩液中残留的硬度；（4）、将除硬后的浓缩液排入膜浓缩单元进一步浓缩，得到终浓缩液和回收淡水；终浓缩液达到蒸发结晶进水条件进入蒸发结晶装置。
作为本发明所述晶体硅生产的高盐废水浓缩处理方法的一种优选方案，包括如下的步骤：（1）、将高盐废水排入一级浓水反渗透装置进行初步浓缩分离，得到预浓缩液和回收淡水；（2）、将预浓缩液排入调节池搅拌均匀；然后进入高效一体化澄清装置，投加氢氧化钠及碳酸钠去除预浓缩液中的碱度和硬度；投加氧化镁药剂强化除硅；接着进入双介质过滤器去除部分悬浮物，使预浓缩液浊度降到1NTU以内；再进入超滤装置去除绝大部分悬浮物，使浊度降至0.1NTU以内；（3）、将超滤处理后的浓缩液排入钠床去除预浓缩液中残留的钙镁离子，使硬度降至0.02mmol/L以内；（4）、将除硬后的浓缩液排入二级浓水反渗透装置对除硬后的浓缩液进行浓缩和淡水回收；然后进入STRO装置对浓缩液再次进行浓缩，得到终浓缩液和回收淡水；终浓缩液达到蒸发结晶进水条件后进入蒸发结晶装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明针对硅含量较大、硬度大、含盐量高等废水水质特点，采取“预浓缩+预处理+除硬装置+膜浓缩”的处理工艺，进行分类逐步处理；不仅能够降低废水处理的能耗，提高水回收率；而且能够有效处理高硅、高盐废水，实现废水近零排放。
（2）本发明采用钠床去除水中硬度，可以有效避免膜浓缩系统及蒸发结晶装置出现结垢风险。
（3）本发明膜浓缩采用二级浓水反渗透装置和STRO装置组合，STRO浓水测硅含量未超过200mg/L，不会对膜浓缩系统产生结垢和污堵风险，其出水TDS含量在90000mg/L以上，能满足蒸发结晶装置进水要求。
（发明人：汪旭;向磊;甘露;李中柱;陈院林;方世俊;田彬）
