申请日2015.12.29
公开(公告)日2016.03.30
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明提供了一种含盐废水的处理系统，包括澄清软化单元、膜过滤单元、阳离子树脂软化单元、除二氧化碳单元、第一反渗透单元、螯合树脂软化单元、第二反渗透单元、纳滤单元、冷冻结晶单元等处理单元。本发明还提供了一种含盐废水的处理方法。本发明的含盐废水处理系统及处理方法可以把含盐废水转化成水处理过程中需要外购的酸、碱以及芒硝等产品，不产生含有机物的无法利用的混盐，并能大大缓解反渗透和纳滤的结垢和污堵倾向，由此能保证处理系统长期、稳定、可靠地运行，不仅降低了废水处理成本，而且浓水在系统中也能全部得到处理，没有二次污染，实现了废水的零排放和资源化利用。
摘要附图
权利要求书
1.一种含盐废水的处理系统，包括以下处理单元：
澄清软化单元，用以向待处理的含盐废水投加药剂进行澄清、软化处理;
膜过滤单元，与所述澄清软化单元相连，设置有滤膜组件，用以将所述澄清软化单元的出水通过所述滤膜组件进行膜过滤处理;
阳离子树脂软化单元，与所述膜过滤单元相连，用以将所述膜过滤单元的出水通过阳离子交换树脂进行软化处理;
除二氧化碳单元，与所述阳离子树脂软化单元相连，用以将所述阳离子树脂软化单元的出水中的CO2脱除;
第一反渗透单元，与所述除二氧化碳单元相连，用以将所述除二氧化碳单元的出水进行反渗透脱盐处理;
螯合树脂软化单元，与所述第一反渗透单元相连，用以将所述第一反渗透单元的反渗透浓水通过螯合树脂进行软化处理;
第二反渗透单元，与所述螯合树脂软化单元相连，用以将所述螯合树脂软化单元的出水进行反渗透脱盐处理;
纳滤单元，与所述第二反渗透单元相连，用以将所述第二反渗透单元的反渗透浓水通过纳滤膜进行过滤处理;以及
冷冻结晶单元，与所述纳滤单元相连，用以将所述纳滤单元的纳滤截留水进行冷冻结晶处理回收硫酸钠晶体。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括氧化分解单元，分别与所述冷冻结晶单元和所述纳滤单元相连，用以使用氧化剂将所述冷冻结晶单元回收硫酸钠晶体后的废液进行有机物氧化分解处理，并将处理后出水返回所述纳滤单元。
3.根据权利要求1或2所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括第一介质过滤单元，其设置于所述澄清软化单元和所述膜过滤单元之间，含有一种或多种过滤介质。
4.根据权利要求1-3任一项所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括第二介质过滤单元，其设置于所述第一反渗透单元和所述螯合树脂软化单元之间，含有一种或多种过滤介质。
5.根据权利要求3或4所述的处理系统，其特征在于，所述第一介质过滤单元以及第二介质过滤单元采用的过滤介质为石英砂、无烟煤中的一种或两种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的处理系统，其特征在于，所述处理系统还包括电解单元，与所述纳滤单元相连，用以将所述纳滤单元的纳滤透过水进行电解处理。
7.根据权利要求1-6任一项所述的处理系统，其特征在于，所述阳离子树脂软化单元使用的阳离子交换树脂为弱酸阳离子交换树脂。
8.一种含盐废水处理方法，包括以下步骤：
澄清软化步骤，向待处理的含盐废水中投加药剂进行澄清、软化处理;
膜过滤步骤，将所述澄清软化步骤的出水通过滤膜组件进行膜过滤处理;
阳离子树脂软化步骤，将所述膜过滤步骤的出水通过阳离子交换树脂进行软化处理;
除二氧化碳步骤，向所述阳离子树脂软化步骤的出水中加入酸，并脱除生成的CO2;
第一反渗透步骤，调节所述除二氧化碳步骤的出水的pH值至8.5以上，然后进行反渗透脱盐处理，并回收反渗透透过水;
螯合树脂软化步骤，将所述第一反渗透步骤的反渗透浓水通过螯合树脂进行软化处理;
第二反渗透步骤，将所述螯合树脂软化步骤的出水进行反渗透脱盐处理，并回收反渗透透过水;
纳滤步骤，将所述第二反渗透步骤的反渗透浓水通过纳滤膜进行过滤处理;以及
冷冻结晶步骤，将所述纳滤步骤的纳滤截留水进行冷冻结晶处理回收硫酸钠晶体。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括氧化分解步骤，回收所述冷冻结晶步骤所得的硫酸钠晶体后，所得废液采用氧化剂进行有机物氧化分解处理，处理后出水返回所述纳滤步骤继续进行处理。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述氧化分解步骤中， 所述氧化剂为O3，其投加量为2000～3000g/m3.h，接触氧化时间为180～300分钟。
11.根据权利要求8-10任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法在所述澄清软化步骤和所述膜过滤步骤之间还包括第一介质过滤步骤，向所述澄清软化步骤的出水中投入一种或多种过滤介质进行过滤处理，然后将所述第一介质过滤步骤的出水进行所述膜过滤步骤处理。
12.根据权利要求8-11任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法在所述第一反渗透步骤和所述螯合树脂软化步骤之间还包括第二介质过滤步骤，向所述第一反渗透步骤的反渗透浓水中投入一种或多种过滤介质进行过滤处理，然后将所述第二介质过滤步骤的出水进行所述螯合树脂软化步骤处理。
13.根据权利要求11或12所述的处理方法，其特征在于，所述第一介质过滤步骤以及第二介质过滤步骤中采用的过滤介质为石英砂、无烟煤中的一种或两种。
14.根据权利要求8-13任一项所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括电解步骤，将所述纳滤步骤的纳滤透过水进行电解处理。
15.根据权利要求8-14任一项所述的处理方法，其特征在于，所述澄清软化步骤中投加的药剂为软化剂、可选的纯碱、可选的絮凝剂、可选的混凝剂以及可选的氧化剂;所述软化剂优选为石灰或氢氧化钠;所述澄清软化步骤的出水硬度小于100mg/L。
16.根据权利要求8-15任一项所述的处理方法，其特征在于，所述阳离子树脂软化步骤中的所述阳离子交换树脂为弱酸阳离子交换树脂。
17.根据权利要求8-16任一项所述的处理方法，其特征在于，所述螯合树脂软化步骤中通过螯合树脂进行软化处理后的出水硬度降为0.1mg/L以下。
18.根据权利要求8-17任一项所述的处理方法，其特征在于，所述纳滤截留水中SO42-的浓度范围为13.6～488g/L;优选为20～110g/L。
19.根据权利要求8-18任一项所述的处理方法，其特征在于，所述冷冻结晶步骤中的冷冻结晶温度为0～25℃;优选为0～10℃。
说明书
一种含盐废水处理系统及处理方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种含盐废水处理系统以及处理方法。
背景技术
随着水资源的紧缺和环保标准的进一步提高，在工业项目中对水的回用率逐步提高，目前普遍对污水处理场出水或循环水排污水进行深度处理和回用，在回用过程中，水中的盐分、难生物降解有机物等污染物不断浓缩富集，形成了高含盐含有机物废水，对这些高含盐含有机物废水的处理要求日益迫切，尤其是在煤化工项目中，由于其水资源消耗量巨大，普遍要求实现废水的零排放，而目前的高含盐高有机物废水的零排放处理技术主要是将废水提浓后蒸发结晶出混盐。蒸发过程能耗巨大，设备投资和运行费用很高，而且这种方法形成的混盐成分复杂，并含大量有机物，难以利用。此外，在含盐废水的提浓及蒸发结晶过程中，由于废水中存在Ca2+、Mg2+、F-、SiO2、HCO3-等结垢离子，由于提浓工艺的不合理，会导致在废水提浓和蒸发结晶过程中出现结垢和设备腐蚀，致使提浓及蒸发结晶工艺难以长周期稳定运行，并增加运行、设备清洗及维护费用。
发明内容
鉴于上述含盐废水处理技术中存在的缺陷，本发明的目的之一是提供一种含盐废水的处理系统，能够将含盐废水中的有机物、盐与水分离，并生产高附加值产品，同时实现废水的零排放。
本发明的另一个目的是，提供一种含盐废水的处理方法。
本发明提供的含盐废水的处理系统，包括以下处理单元：
澄清软化单元，用以向待处理的含盐废水投加药剂进行澄清、软化处理;
膜过滤单元，与所述澄清软化单元相连，设置有滤膜组件，用以将所述澄清软化单元的出水通过所述滤膜组件进行膜过滤处理;
阳离子树脂软化单元，与所述膜过滤单元相连，用以将所述膜过滤单元的出水通过阳离子交换树脂进行软化处理;
除二氧化碳单元，与所述阳离子树脂软化单元相连，用以将所述阳离子树脂软化单元的出水中的CO2脱除;
第一反渗透单元，与所述除二氧化碳单元相连，用以将所述除二氧化碳单元的出水进行反渗透脱盐处理;
螯合树脂软化单元，与所述第一反渗透单元相连，用以将所述第一反渗透单元的反渗透浓水通过螯合树脂进行软化处理;
第二反渗透单元，与所述螯合树脂软化单元相连，用以将所述螯合树脂软化单元的出水进行反渗透脱盐处理;
纳滤单元，与所述第二反渗透单元相连，用以将所述第二反渗透单元的反渗透浓水通过纳滤膜进行过滤处理;以及
冷冻结晶单元，与所述纳滤单元相连，用以将所述纳滤单元的纳滤截留水进行冷冻结晶处理回收硫酸钠晶体。
本发明提供的含盐废水的处理系统中，还包括氧化分解单元，分别与所述冷冻结晶单元和所述纳滤单元相连，用以使用氧化剂将所述冷冻结晶单元回收硫酸钠晶体后的废液进行有机物氧化分解处理，并将处理后出水返回所述纳滤单元。
本发明提供的含盐废水的处理系统中，还包括第一介质过滤单元，其设置于所述澄清软化单元和所述膜过滤单元之间，含有一种或多种过滤介质。
本发明提供的含盐废水的处理系统中，还包括第二介质过滤单元，其设置于所述第一反渗透单元和所述螯合树脂软化单元之间，含有一种或多种过滤介质。
本发明提供的含盐废水的处理系统中，所述第一介质过滤单元以及第二介质过滤单元采用的过滤介质为石英砂、无烟煤中的一种或两种。
本发明提供的含盐废水的处理系统中，还包括电解单元，与所述纳滤单元相连，用以将所述纳滤单元的纳滤透过水进行电解处理。
本发明提供的含盐废水的处理系统中，所述阳离子树脂软化单元使用的阳离子交换树脂为弱酸阳离子交换树脂。
本发明提供的含盐废水处理方法，包括以下步骤：
澄清软化步骤，向待处理的含盐废水中投加药剂进行澄清、软化处理;
膜过滤步骤，将所述澄清软化步骤的出水通过滤膜组件进行膜过滤处理;
阳离子树脂软化步骤，将所述膜过滤步骤的出水通过阳离子交换树脂进行软化处理;
除二氧化碳步骤，向所述阳离子树脂软化步骤的出水中加入酸，并脱除生成的CO2;
第一反渗透步骤，调节所述除二氧化碳步骤的出水的pH值至8.5以上，然后进行反渗透脱盐处理，并回收反渗透透过水;
螯合树脂软化步骤，将所述第一反渗透步骤的反渗透浓水通过螯合树脂进行软化处理;
第二反渗透步骤，将所述螯合树脂软化步骤的出水进行反渗透脱盐处理，并回收反渗透透过水;
纳滤步骤，将所述第二反渗透步骤的反渗透浓水通过纳滤膜进行过滤处理;以及
冷冻结晶步骤，将所述纳滤步骤的纳滤截留水进行冷冻结晶处理回收硫酸钠晶体。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，还包括氧化分解步骤，回收所述冷冻结晶步骤所得的硫酸钠晶体后，所得废液采用氧化剂进行有机物氧化分解处理，处理后出水返回所述纳滤步骤继续进行处理。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，所述氧化分解步骤中，所述氧化剂为O3，其投加量为2000～3000g/m3.h，接触氧化时间为180～300分钟。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，在所述澄清软化步骤和所述膜过滤步骤之间还包括第一介质过滤步骤，向所述澄清软化步骤的出水中投入一种或多种过滤介质进行过滤处理，然后将所述第一介质过滤步骤的出水进行所述膜过滤步骤处理。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，在所述第一反渗透步骤和所述螯合树脂软化步骤之间还包括第二介质过滤步骤，向所述第一反渗透步骤的反渗透浓水中投入一种或多种过滤介质进行过滤处理，然后将所述第二介质 过滤步骤的出水进行所述螯合树脂软化步骤处理。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，所述第一介质过滤步骤以及第二介质过滤步骤中采用的过滤介质为石英砂、无烟煤中的一种或两种。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，还包括电解步骤，将所述纳滤步骤的纳滤透过水进行电解处理。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，所述澄清软化步骤中投加的药剂为软化剂、可选的纯碱、可选的絮凝剂、可选的混凝剂以及可选的氧化剂;所述软化剂优选为石灰或氢氧化钠;所述澄清软化步骤的出水硬度小于100mg/L。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，所述阳离子树脂软化步骤中的所述阳离子交换树脂为弱酸阳离子交换树脂。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，所述螯合树脂软化步骤中通过螯合树脂进行软化处理后的出水硬度降为0.1mg/L以下。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，所述纳滤截留水中SO42-的浓度范围为13.6～488g/L;优选为20～110g/L。
本发明提供的含盐废水的处理方法中，所述冷冻结晶步骤中的冷冻结晶温度为0～25℃;优选为0～10℃。
本发明的废水处理系统以及处理方法不需要常规的蒸发结晶处理，可以把含盐废水转化成水处理过程中需要外购的酸、碱以及芒硝等产品，不产生含有机物的无法利用的混盐，并能大大缓解反渗透和纳滤的结垢和污堵倾向，由此能保证处理系统长期、稳定、可靠地运行，不仅降低了废水处理成本，而且浓水在系统中也能全部得到处理，没有二次污染，实现了废水的零排放和资源化利用。
