申请日2017.09.07
公开(公告)日2017.11.17
IPC分类号C02F9/10
摘要
本发明公开了煤化工废水出盐零排放系统，该系统包括浓缩系统以及分盐系统，所述分盐系统包括一价盐蒸发装置与二价盐蒸发装置，将煤化工废水通过浓缩系统以及分盐系统的共同作用下，将水体中的有害污染物分离、再回收利用，实现工业零排放的过程。其能够完全分离并回收有用物质，极大地减轻环境压力，形成新的工业原料，降低工业生产成本。本发明还公开了实现煤化工废水出盐零排放的方法，包括步骤废水预处理、原液的浓缩即原液中盐的蒸发。其反复循环处理过程，能够实现完全回收可回收物的同时，保障固体排放无在回收利用以及溶液排放的唯一性，避免达标的排放物重复叠加后再次反应产生新的污染物。
权利要求书
1.一种煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：该系统包括用于浓缩煤化工废水的浓缩系统以及用于分离盐成分的分盐系统，所述分盐系统包括相互连接的一价盐蒸发装置与二价盐蒸发装置;所述浓缩系统包括预处理阶段，所述预处理阶段依次连接树脂软化设备与第一反渗透设备;所述预处理阶段包括高效沉淀池，所述高效沉淀池依次连接调节池、氧化池以及超滤设备，所述超滤设备与所述树脂软化设备连接，浓缩系统的多个设备之间相互配合除去废水中的固体颗粒以及金属离子形成原液。
2.如权利要求1所述的煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：所述高效沉淀池内添加有絮凝剂，所述调节池为中性调节池。
3.如权利要求2所述的煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：所述氧化池与超滤设备之间还设有多介质过滤设备，所述多介质过滤设备上设有液相出口和固相出口，所述液相出口连接所述超滤设备，所述固相出口与固体收集设备连接。
4.如权利要求2所述的煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：所述第一反渗透设备的低浓度溶液出口连接回收池，所述第一反渗透设备的高浓度溶液出口依次连接抗污染反渗透设备与纳滤装置，所述纳滤设备分别连接所述二价盐蒸发装置与海淡膜，海淡膜连接高压平板膜装置，所述高压平板膜装置连接一价盐蒸发装置。
5.如权利要求4所述的煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：所述高压平板膜装置还连接第二反渗透设备，所述第二反渗透设备的低浓度溶液出口连接回收池，所述第二反渗透设备的高浓度溶液出口连接抗污染反渗透设备。
6.如权利要求1或4所述的煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：所述一价盐蒸发装置包括第一换热器，所述第一换热器依次连接第一进气脱气器、降膜换热器、降膜分离器、第一结晶分离器、第一稠厚器以及第一离心机，所述第一离心机的固相出口连接自装系统，所述第一离心机的液相出口连接母液罐，所述第一换热器、降膜换热器与降膜分离器均为蒸汽板式换热器，所述降膜换热器还连接第一换热器，将部分蒸汽再次回流至第一换热器重复利用。
7.如权利要求6所述的煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：所述降膜分离器与第一结晶分离器之间还设有第一强制循环换热器，所述第一强制循环换热器蒸汽的出口还分别连接所述第一换热器与降膜换热器。
8.如权利要求1或4所述的煤化工污水出盐零排放系统，其特征在于：所述二价盐蒸发装置包括第二换热器，所述第二换热器依次连接第二进气脱气器、第二强制循环换热器、第二结晶分离器、第二稠厚器以及第二离心机，所述第二离心机的固相出口连接包装系统，所述第一离心机的液相出口连接母液罐，所述第二强制循环换热器还连接第二换热器。
9.如权利要求8所述的煤化工废水出盐零排放系统，其特征在于：所述第二结晶分离器的蒸汽出口还连接压缩机，所述压缩机连接第二强制循环换热器，所述第二强制循环换热器为蒸汽板式换热器，所述第二强制循环换热器还连接第二换热器。
10.一种实现煤化工废水出盐零排放的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、废水预处理：将煤化工废水导入至所述高效沉淀池中，向高效沉淀池内加入絮凝剂，使混合液中的颗粒物聚集沉淀形成悬浊液，将悬浊液过滤，所得的溶液导入调节池与氧化池，在所述调节池内调节溶液呈中性的混合液，氧化池为臭氧曝气池，同时将混合液中的部分有机物氧化成短链分子或者二氧化碳，部分金属离子还原形成不溶物;然后混合液再通过超滤设备，分离后得到固体以及原液，原液导入树脂软化设备;
S2、原液的浓缩：经过树脂软化设备软化后的原液进入第一反渗透设备，并将第一反渗透设备中所得到的低浓度的原液导入所述回收池内，高浓度的饱和原液导入抗污染反渗透设备进行进一步浓缩分离，去除饱和原液中的杂质得到溶液，溶液经过所述纳滤装置，所述纳滤装置将二价盐截留，并导入二价盐蒸发设备，通过所述纳滤设备的溶液分别经过所述海淡膜以及高压平板膜装置，最后得到高浓度液体和低浓度液体，将高浓度液体导入所述一价盐蒸发装置，将低浓度液体经过所述二级反渗透装置进行二次浓缩后，浓缩液导入所述抗污染反渗透装置，清夜导入回收池内;
S3、原液中盐的蒸发：一价盐蒸发：一价盐溶液进入所述第一换热器内提升温度，使溶液在原温度的基础上提升10-20℃，然后经过第一进气脱气器分离蒸汽，再经过降膜换热器再次升温，使温度达到80-100℃，进入降膜分离器与第一强制循环换热器中进行二次蒸发浓缩，其中，第一强制循环换热器的二次蒸汽经过压缩提温后再次循环返回所述第一换热器与降膜换热器循环利用，溶液浓缩达到出料浓度后，浓缩液进入稠厚器，再通过离心机分离出结晶体一价盐，母液进入母液罐;
二价盐蒸发：二价盐溶液进入所述第二换热器内提升温度，使温度达到80-100℃，然后经过第二进气脱气器分离蒸汽，升温脱气后的溶液直接进入第二强制循环换热器，在所述结晶分离器中进行蒸发浓缩，结晶分离器分离后的蒸汽经过压缩机返回至第二强制循环换热器内，第二强制循环换热器的二次蒸汽冷凝下来的冷凝水进入第二换热器再次利用，经过浓缩后物料达到较高的浓度，在分离器完成气液分离，溶液浓缩达到出料浓度后进入稠厚器，再通过离心机分离出结晶体二价盐，母液进入母液罐。
说明书
一种煤化工废水出盐零排放系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及环保领域的煤化工废水的回收处理无污染排放技术，尤其涉及一种煤化工废水出盐零排放系统及其实现方法。
背景技术
环境污染已经是当今社会存在的重大问题之一，主要包括生活垃圾污染以及工业排污污染，尤其在于工业排污，工业生产中的废水中含有大量的有机物、无机物、金属类、以及工业盐类，其直接排放给环境造成巨大压力。
现如今的工业污水处理大部分为添加化学制剂，析出金属沉积分离后将水体排放，固体直接回收为水泥原料，此种方法在排放之初的检测能够符合工业废水排放标准，但在排放后，由于溶液中存在大量盐类物质，当工业盐类累计过多时即会对环境带来压力，呈负增长化，而直接用于作为水泥原料的固体残渣，由于其中含有大量的金属，在煅烧过程中与其他物质反应，直接影响水泥质量，并且在此种方法中，金属与盐也是重要的工业原料，而其将两类物质直接排放，也导致资源的浪费，且再回收的难度大。
发明内容
结合现有技术的不足，本发明提供了一种煤化工废水出盐零排放系统及其实现方法，有效解决，煤化工废水处理排放后二次污染以及可回收物回收利用难度大的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种煤化工废水出盐零排放系统，该系统包括用于浓缩煤化工废水的浓缩系统以及用于分离盐成分的分盐系统，所述分盐系统包括相互连接的一价盐蒸发装置与二价盐蒸发装置;所述浓缩系统包括预处理阶段，所述预处理阶段依次连接树脂软化设备与第一反渗透设备;所述预处理阶段包括高效沉淀池，所述高效沉淀池依次连接调节池、氧化池以及超滤设备，所述超滤设备与所述树脂软化设备连接，浓缩系统的多个设备之间相互配合除去废水中的固体颗粒以及金属离子形成原液。
进一步的，所述高效沉淀池为含有絮凝剂，所述调节池为中性调节池。
进一步的，所述氧化池与超滤设备之间还设有多介质过滤设备，所述多介质过滤设备上设有液相出口和固相出口，所述液相出口连接所述超滤设备，所述固相出口与固体收集设备连接。
进一步的，所述第一反渗透设备的低浓度溶液出口连接回收池，所述第一反渗透设备的高浓度溶液出口依次连接抗污染反渗透设备与纳滤装置，所述纳滤设备分别连接所述二价盐蒸发装置与海淡膜、海淡膜连接高压平板膜装置，所述高压平板膜装置连接一价盐蒸发装置。
进一步的，所述高压平板膜装置还连接第二反渗透设备，所述第二反渗透设备的低浓度溶液出口连接回收池，所述第二反渗透设备的高浓度溶液出口连接抗污染反渗透设备。
进一步的，所述一价盐蒸发装置包括第一换热器，所述第一换热器依次连接第一进气脱气器、降膜换热器、降膜分离器、第一结晶分离器、第一稠厚器以及第一离心机，所述第一离心机的固相出口连接自装系统，所述第一离心机的液相出口连接母液罐，所述第一换热器、降膜换热器与降膜分离器均为蒸汽板式换热器，所述降膜换热器还连接第一换热器，将部分蒸汽再次回流至第一换热器重复利用。
进一步的，所述降膜分离器与第一结晶分离器之间还设有第一强制循环换热器，所述第一强制循环换热器蒸汽的出口还分别连接所述第一换热器与降膜换热器。
进一步的，所述二价盐蒸发装置包括第二换热器，所述第二换热器依次连接第二进气脱气器、第二强制循环换热器、第二结晶分离器、第二稠厚器以及第二离心机，所述第二离心机的固相出口连接包装系统，所述第一离心机的液相出口连接母液罐，所述第二强制循环换热器还连接第二换热器。
进一步的，所述第二结晶分离器的蒸汽出口还连接压缩机，所述压缩机连接第二强制循环换热器，所述第二强制循环换热器为蒸汽板式换热器，所述第二强制循环换热器还连接第二换热器。
一种实现煤化工废水出盐零排放的方法，包括以下步骤：
S1、废水预处理：将煤化工废水导入至所述高效沉淀池中，向高效沉淀池内加入絮凝剂，使混合液中的颗粒物聚集沉淀形成悬浊液，将悬浊液过滤，所得的溶液导入调节池与氧化池，在所述调节池内调节溶液呈中性的混合液，氧化池为臭氧曝气池，同时将混合液中的部分有机物氧化成短链分子或者二氧化碳，部分金属离子还原形成不溶物;然后混合液再通过超滤设备，分离后得到固体以及原液，原液导入树脂软化设备;
S2、原液的浓缩：经过树脂软化设备软化后的原液进入第一反渗透设备，并将第一反渗透设备中所得到的低浓度的原液导入所述回收池内，高浓度的饱和原液导入抗污染反渗透设备进行进一步浓缩分离，去除饱和原液中的杂质得到溶液，溶液经过所述纳滤装置，所述纳滤装置将二价盐截留，并导入二价盐蒸发设备，通过所述纳滤设备的溶液分别经过所述海淡膜以及高压平板膜装置，最后得到高浓度液体和低浓度液体，将高浓度液体导入所述一价盐蒸发装置，将低浓度液体经过所述二级反渗透装置进行二次浓缩后，浓缩液导入所述抗污染反渗透装置，清夜导入回收池内;
S3、原液中盐的蒸发：一价盐蒸发：一价盐溶液进入所述第一换热器内提升温度，使溶液在原温度的基础上提升10-20℃，然后经过第一进气脱气器分离蒸汽，再经过降膜换热器再次升温，使温度达到80-100℃，进入降膜分离器与第一强制循环换热器中进行二次蒸发浓缩，其中，第一强制循环换热器的二次蒸汽经过压缩提温后再次循环返回所述第一换热器与降膜换热器循环利用，溶液浓缩达到出料浓度后，浓缩液进入稠厚器，再通过离心机分离出结晶体一价盐，母液进入母液罐;
二价盐蒸发：二价盐溶液进入所述第二换热器内提升温度，使温度达到80-100℃，然后经过第二进气脱气器分离蒸汽，升温脱气后的溶液直接进入第二强制循环换热器，在所述结晶分离器中进行蒸发浓缩，结晶分离器分离后的蒸汽经过压缩机返回至第二强制循环换热器内，第二强制循环换热器的二次蒸汽冷凝下来的冷凝水进入第二换热器再次利用，经过浓缩后物料达到较高的浓度，在分离器完成气液分离，溶液浓缩达到出料浓度后进入稠厚器，再通过离心机分离出结晶体二价盐，母液进入母液罐。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用固液连续分离系统，先洗出固体不溶物再提纯溶液的顺序，有效的回收废水中的可利用物质90%以上，极大地减轻环境压力，同时，产生新的工业原料，降低工业生产成本;
2、本发明的分盐蒸发系统，采用分效降膜的蒸发工艺，大大降低系统储液量，通过区分不同浓度对应的沸点，最大限度的利用有效温差，压缩机采用高效的离心压缩机组，提供温差即可满足使用要求，和传统MVR蒸发器相比，大大降低了系统的能耗;
3、本发明的方法中，其连续处理的方法，反复循环处理过程，能够实现完全回收可回收物的同时，保障固体排放无在回收利用以及溶液排放的唯一性，避免达标的排放物重复叠加后再次反应产生新的污染物。
