申请日2016.07.25
公开(公告)日2017.04.05
IPC分类号C02F1/44; C02F101/10
摘要
本实用新型涉及一种工业酸性废水的回收利用装置，特别是涉及溶解有杂质无机盐的硫酸废水的回收利用，属于水处理技术领域。包括有：反渗透膜，用于对工业酸性废水过滤;第一纳滤膜，用于对工业酸性废水过滤;混合部，用于对反渗透膜和第一纳滤膜的渗透液进行混料。通过本实用新型的装置可以实现含有无机盐的酸性废水的成分回收利用，能够有效地获得多价盐离子和浓酸，并能减轻反渗透膜负荷。
权利要求书
1.一种工业酸性废水的回收利用装置，其特征在于，包括有：
反渗透膜，用于对工业酸性废水过滤;
第一纳滤膜，用于对工业酸性废水过滤;
混合部，用于对反渗透膜和第一纳滤膜的渗透液进行混料。
2.根据权利要求1所述的工业酸性废水的回收利用装置，其特征在于，还包括有预过滤器和/或精密过滤器，用于对进入反渗透膜和/或第一纳滤膜的工业酸性废水进行过滤，去除颗粒物。
3.根据权利要求1所述的工业酸性废水的回收利用装置，其特征在于，还包括有第二纳滤膜，用于对反渗透膜和第一纳滤膜的浓缩液进行过滤;第二纳滤膜的渗透液侧与反渗透膜的料液入口连接。
4.根据权利要求1所述的工业酸性废水的回收利用装置，其特征在于，第一纳滤膜是指两级以上纳滤，上一级的渗透液送入下一级过滤，下一级的浓缩液返回上一级的进料过滤。
5.根据权利要求1所述的工业酸性废水的回收利用装置，其特征在于，反渗透膜是指两级以上反渗透，上一级的反渗透送入下一级过滤，下一级的浓缩液返回上一级的进料过滤。
6.根据权利要求2所述的工业酸性废水的回收利用装置，其特征在于，精密过滤器是指用微滤膜或者超滤膜。
7.根据权利要求1所述的工业酸性废水的回收利用装置，其特征在于，微滤膜为平均孔径是0.01～5μm的膜，超滤膜为截留分子量是1000～200000的膜。
说明书
一种工业酸性废水的回收利用装置
技术领域
本实用新型涉及一种工业酸性废水的回收利用装置，特别是涉及溶解有杂质无机盐的硫酸废水的回收利用，属于水处理技术领域。
背景技术
随着国家节能减排政策的实施，让大量的工艺用水进行回用，便是工业废水处理的一个方向。在工业过程中，特别是冶金、金属加工、无机化工领域，会有大量的酸性废水的产生，其中以硫酸居多，这些酸性废水中除了含有一定量的硫酸之外，还会含有一定量的溶解的无机盐。
以下举例说明：
1、硫酸法生产钛白粉行业
在硫酸法生产钛白的过程中，每生产1t钛白将产生40～60t的2～6%的酸性废水，废水主要来自水洗工段和尾气洗涤工段，酸性废水中除了含有主要成分H2SO4外，还含有一定量的硫酸亚铁、偏钛酸和其他重金属离子的硫酸盐。这些废水不仅量大，而且酸浓度低，且含有一定浓度的铁及其他重金属离子硫酸盐。因此回收的价值不大。现阶段这些废水大都采用石灰中和沉淀法处理。但中和沉淀后不仅消耗了大量的石灰，增加了处理成本，而且产生了大量的石灰渣，无法使用而造成二次污染，因此大量的低浓度酸性废水的处理成为制约硫酸法生产钛白粉的一个瓶颈。
膜分离作为一种新型的分离手段，在钛白粉酸性废水的处理中早有研究。CN103663547A公布了这种膜分离处理工艺，它是先通过10～1000nm过滤膜去除偏钛酸离子后，再用纳滤和离子交换树脂法除盐后进入反渗透浓缩，反渗透滤液水可以回用，反渗透浓液为经过浓缩过的硫酸，作为配酸、漂白和洗涤用。这种工艺比较典型，一方面去除了硫酸中的铁盐，另一方面浓缩了硫酸回用。但这种工艺存在着一定的缺点，即单级膜工艺回收率低，尤其反渗透。而且反渗透的操作压力大，单支膜通量低，全部纳滤后的废水进入反渗透会造成吨水投资和运行成本偏高。CN104692456A也公布了一种纳滤膜的钛白粉废酸处理工艺，它是用50～500nm微滤膜回收偏钛酸粒子后，再用耐酸膜去除亚铁盐后清液回用为二洗水循环使用，浓液则会酸浸工序。这种工艺的去除偏钛酸的膜过程与上面一个专利一样的，但下面的耐酸膜其实就是纳滤膜，由于纳滤膜对酸的截留率低，因而就造成酸在作为二洗水循环使用过程中浓度越来越高，发生累积，一方面影响了洗涤后钛白粉所夹带的酸碱性，影响后道工序，另一方面造成了酸的回收率低，酸损失增大。
2. 金属材料生产过程的酸性过程
随着我国工业经济建设的不断发展，冶金行业的规模也不断扩大，作为重要后处理工序的金属酸洗的生产规模也不断扩大，金属酸洗过程需要用到硫酸，使用后的硫酸成为废酸液。目前，大部分从事金属酸洗处理的企业都是把废稀硫酸加于液碱中或者直接废弃处理，处理废稀硫酸的成本比较大，如每处理一吨含硫酸为20%左右重量百分比浓度的废酸液，就会额外增加企业成本上千元，而且也造成了原料的浪费。这些硫酸废水中除了含有硫酸外，还含有一定量的溶解的无机金属盐，例如硫酸亚铁等。若需要将废水进行回收利用，当采用反渗透工艺时，由于废水中酸和盐的浓度大，会造成反渗透压力过大。例如，专利CN101759315A公开了一种钢材酸洗废稀硫酸的循环利用方法包括如下步骤：(1)初沉淀过滤：将钢材酸洗后的废酸液通入一级沉淀池中，冷却至室温，废酸液再通入二级沉淀池;(2)二次沉淀：在二级沉淀池中的废酸液内加入次氯酸钙并搅拌均匀，去除杂质;(3)冷却结晶：将冷却结晶器中的废酸液进行冷却处理;(4)酸液重配：将冷却结晶器中分离过硫酸亚铁水合结晶体的稀硫酸母液重新通入酸洗液配制容器内，配制成符合工艺要求的酸洗液。但是这种工艺对于废水回收时存在着步骤复杂、连续性差的问题。
3. 冶金行业
有色金属的生产过程中，会产生大量的含硫酸根离子的酸性废液，其浓度高的污酸废液pH值甚至低至1以下，具有极强的腐蚀性，中不仅含硫酸，而且还含有大量的重金属，如铅、锌、镉、氟、氯等等，是一种对环境有极大破坏力的工业废液。目前处理该废酸基本采用的都是石灰中和法，即：分多次加入石灰，将污酸的pH值提升至中性后再调至10～11左右再做处理。例如：在铅、锌冶炼工艺烟气回收SO2生产硫酸作为副产品的同时，将会产生大量的含铅等离子的废酸水，铅、锌冶炼企业规模的不断扩大，使其废酸水的排出量也逐渐增多。
发明内容
本实用新型的目的是利用纳滤和反渗透膜混合集成技术使用，来处理工业生产过程中的含有杂质无机盐的硫酸酸性废水，一方面在将大量的酸性废水中的杂质无机盐去除的同时，使无机盐在浓酸中的浓度提高，可以提高对无机盐利用效率，也能将浓酸水回用;另一方面可得到高质量的低盐和低酸浓度的稀酸水进行回用。而且这种工艺由于将反渗透和纳滤同时按一定进料比例进行浓缩，且对浓缩后浓缩液又一次采用纳滤膜进行脱盐回收其中的清液，采用这种工艺，降低了反渗透膜的负荷和结垢可能性，从而降低了投资和运行成本。既有利于环保的节能减排，又节省了工艺的用水量，回用了硫酸，产生了很好的经济环境效益。
技术方案：
一种工业酸性废水的回收利用方法，所述的工业酸性废水为含有硫酸且含有溶解性多价无机盐的废水，包括如下步骤：
将工业酸性废水的一部分送入第一纳滤膜进行过滤处理，再将剩余的部分送入反渗透膜过滤处理;
将第一纳滤膜和反渗透膜的透过液混合。
在一个实施例中，将第一纳滤膜和反渗透膜的浓缩液送入第二纳滤膜进行过滤处理，得到第二纳滤膜的浓缩液和透过液。
在一个实施例中，将第二纳滤膜的透过液送入反渗透膜中进行过滤。
在一个实施例中，所述的的工业酸性废水的主要酸性成分是硫酸;所述的硫酸的浓度范围可以是在1～100g/L，也可以是5～80g/L，20～50g/L等。
在一个实施例中，所述的多价无机盐是指含有2价以上阳离子的无机盐。
在一个实施例中，所述的多价无机盐是指Fe2+、Fe3+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Ni2+、Cd2+的无机盐。
在一个实施例中，多价无机盐的浓度可以是0.01～10g/L，也可以是0.1～5g/L，也可以是1～3g/L等。
在一个实施例中，工业酸性废水需要经过预过滤和/或精密过滤处理。
在一个实施例中，工业酸性废水送入第一纳滤膜和反渗透膜中的体积比(60～99)：(40～1)。
在一个实施例中，第一纳滤膜是指两级以上纳滤，上一级的渗透液送入下一级过滤，下一级的浓缩液返回上一级的进料过滤。
在一个实施例中，反渗透膜是指两级以上反渗透，上一级的反渗透送入下一级过滤，下一级的浓缩液返回上一级的进料过滤。
一种工业酸性废水的回收利用装置，包括有：
反渗透膜，用于对工业酸性废水过滤;
第一纳滤膜，用于对工业酸性废水过滤;
混合部，用于对反渗透膜和第一纳滤膜的渗透液进行混料。
在一个实施例中，还包括有预过滤器和/或精密过滤器，用于对进入反渗透膜和第一纳滤膜的工业酸性废水进行过滤，去除颗粒物。
在一个实施例中，还包括有第二纳滤膜，用于对反渗透膜和第一纳滤膜的浓缩液进行过滤。
在一个实施例中，第二纳滤膜的渗透液侧与反渗透膜的料液入口连接。
有益效果
本实用新型的方法，将反渗透膜和纳滤膜一起作为脱盐的方法同时使用，通过调节两者的进料比和两个系统内的工艺组合，既得到低盐低酸浓度的滤液，又减轻了系统反渗透的压力，提高了回收率和酸的浓度。降低了投资和运行成本。最后又将以上反渗透和纳滤系统的浓液再一次用纳滤膜除盐，除盐后的滤液回到反渗透一级进水。这样更提高了水的回收率。总回收率80%以上。
