申请日2015.08.06
公开(公告)日2015.11.25
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明提供了一种高含盐废水的处理方法及设备，处理方法包括：(A)先对高含盐废水加药预处理以降低硬度，然后进行纳滤软化处理得到第一分离液与第一浓缩液;(B)将第一分离液进一步净化处理得到净水以回用，第一浓缩液返回(A)步骤中作为部分药剂对高含盐废水进行加药预处理以降低硬度。处理设备包括加药预处理装置、纳滤软化装置、净化装置，纳滤软化装置包括第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口，第一浓缩液出口连接加药预处理装置，第一分离液出口连接净化装置。处理方法具有方法简单，操作方便，将纳滤产水循环利用，降低了药剂加药量还避免了外排对环境造成污染充分绿色环保，废水处理能力强，可以实现废水零排放等优点。
权利要求书
1.一种高含盐废水的处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(A)先对高含盐废水加药预处理以降低硬度，然后进行纳滤 软化处理得到第一分离液与第一浓缩液;
(B)将第一分离液进一步净化处理得到净水以回用，第一浓 缩液返回(A)步骤中作为部分药剂对高含盐废水进行加药预处理 以降低硬度。
2.根据权利要求1所述的高含盐废水的处理方法，其特征在于， 所述步骤(A)中加药预处理所加的药剂为石灰、硫酸钠以及重金 属去除剂。
3.根据权利要求2所述的高含盐废水的处理方法，其特征在于， 所述步骤(A)中加药预处理中所加的药剂还有絮凝剂、碳酸钠以 及助凝剂;
优选地，对高含盐废水加药预处理以降低硬度的步骤包括：先 添加石灰、硫酸钠以及重金属去除剂后，进行沉淀澄清处理，再添 加絮凝剂、碳酸钠以及助凝剂后再一次沉淀澄清处理。
4.根据权利要求1-3任一项所述的高含盐废水的处理方法，其 特征在于，所述步骤(B)中的第一分离液部分返回(A)步骤中的 对高含盐废水加药预处理以降低硬度的环节作为配药的用水，另一 部分进一步净化处理得到净水返回用于生产。
5.根据权利要求1-3任一项所述的高含盐废水的处理方法，其 特征在于，所述步骤(B)中，第一分离液进一步净化处理的步骤 包括：将第一分离液进行反渗透浓缩处理得到第二分离液以及第二 浓缩液，第二分离液返回用于生产，第二浓缩液继续进行正渗透浓 缩处理。
6.根据权利要求5所述的高含盐废水的处理方法，其特征在于， 所述步骤(B)中，第二浓缩液进行正渗透浓缩处理得到第三浓缩 液以及第三分离液，第三分离液重新返回反渗透浓缩处理，第三浓 缩液进一步结晶处理;
优选地，第三浓缩液进一步结晶处理后还经过干燥、打包步骤。
7.采用权利要求1-6任一项的处理方法处理所述高含盐废水的 处理设备，其特征在于，包括加药预处理装置、纳滤软化装置、净 化装置;所述纳滤软化装置包括用于加药预处理后的高含盐废水进 入的第一进水口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口，所述第一 浓缩液出口连接所述加药预处理装置以作为部分药剂进行加药预处 理，所述第一分离液出口连接所述净化装置用于净化处理后回用。
8.根据权利要求7所述的高含盐废水的处理设备，其特征在于， 所述加药预处理装置包括原水池以及一级反应箱、一级澄清池、二 级反应箱以及二级澄清池，且依次通过管道连接;
所述第一浓缩液出口连接所述原水池的底部，所述一级反应箱 的顶部设置有石灰药剂进口、硫酸钠进口以及重金属去除剂进口， 所述一级澄清池的底部设置有一级污泥排出口，所述二级反应箱的 顶部设置有碳酸钠进口以及絮凝剂进口，所述二级澄清池的底部设 置有二级污泥排出口，顶部设置有用于加药预处理后的高含盐废水 出去的澄清液出口以及助凝剂进口，所述澄清液出口连接第一进水 口。
9.根据权利要求7所述的高含盐废水的处理设备，其特征在于， 所述加药预处理装置还包括石灰配药箱以及硫酸钠配药箱，从所述 第一分离液出口出来的部分分离液去往石灰配药箱以及硫酸钠配药 箱中用以溶解药剂，另一部分分离液去往所述净化装置用于净化处 理后回用。
10.根据权利要求7所述的高含盐废水的处理设备，其特征在 于，所述净化装置包括反渗透浓缩系统、正渗透浓缩系统、结晶器 以及回用水箱，所述反渗透浓缩系统包括第二分离液出口，第二浓 缩液出口以及第二进水口，所述正渗透浓缩系统包括第三进水口， 第三分离液出口以及第三浓缩液出口;
则所述第一分离液出口以及第三分离液出口同时连接第二进水 口，所述第二分离液出口连接回用水箱，所述第二浓缩液出口连接 第三进水口，第三浓缩液出口连接结晶器。
说明书
一种高含盐废水的处理方法及设备
技术领域
本发明涉及工业废水处理领域，具体而言，涉及一种高含盐废 水的处理方法及设备。
背景技术
电力、冶金、化工、海水淡化、印染、造纸等工业生产过程中 产生的废水通常含有较高的硬度和较高的盐分，较高的硬度主要是 指污水中的钙、镁离子的总浓度高，这样的废水如果未经处理直接 排放，会造成水体和土壤的盐碱化，危害自然环境。
目前，对于这种高含盐废水的软化方法主要包括化学法和离子 交换法，化学法在各种高含盐废水去除钙镁的实际应用中最为普遍， 其主要机理是向废水中投加一定的化学药剂，使钙镁离子形成难溶 盐而沉淀或絮凝除去。高含盐废水中硬度较高且水量较大，采用化 学法需要投入的化学品量也相应较大，费用较高;同时化学法往往 产生大量的污泥对环境造成二次污染。离子交换法在废水去硬度生 产软化水方面应用广泛。离子交换法能有效去除钙镁结垢离子，但 是树脂或载体在使用过程中都存在再生问题。再生过程中一般都需 要再生药剂，费用昂贵且存在对环境的二次污染，不适用高硬度废 水软化的需要。
可见，现有技术中针对高含盐废水的处理方法主要将化学法与 热浓缩法进行组合，但是这种组合方式不仅消耗大量的化学药剂和 蒸汽，无形之中增加了运行成本，而且还会污染环境。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种高含盐废水的处理方法，所述 方法具有处理方法简单，操作方便，将纳滤产水循环利用，降低了 药剂加药量还避免了外排对环境造成污染充分绿色环保，废水处理 能力强，可以实现废水零排放等优点。
本发明的第二目的在于提供一种高含盐废水的处理设备，所述 废水处理设备可很好的与处理方法配合实现了废水的零排放的优 点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种高含盐废水的处理方法，包括如下步 骤：(A)先对高含盐废水加药预处理以降低硬度，然后进行纳滤软 化处理得到第一分离液与第一浓缩液;
(B)将第一分离液进一步净化处理得到净水以回用，第一浓 缩液返回(A)步骤中作为部分药剂对高含盐废水进行加药预处理 以降低硬度。
现有技术中，高含盐废水中含有的主要离子有Na+、Mg2+、Ca2+、 SO42-，所以一般都采用将化学法与热浓缩法相结合的方式进行处理 废水，为了降低废水硬度加的药剂一般为硫酸钠以及氢氧化钙，但 是这种方式不仅消耗大量的化学药剂和蒸汽，无形之中增加了运行 成本，还会污染环境。而且纳滤处理高含盐废水后得到的浓水中除 了含有硫酸钠以外，还含有其他杂离子，含量也不低，比如Mg2+离子含量为60-70mg/L，Ca2+离子含量为100-110mg/L，因此如果将 纳滤得到的浓水直接结晶处理那么得到的物质属于混合物，没有任 何利用价值也不能形成销售，只能当做废弃物丢弃，既不环保还需 额外寻找处理区域，额外增加了劳动量。
为了解决以上问题，本发明实施例提供了一种高含盐废水的处 理方法，通过将纳滤软化处理得到的浓水返回到加药预处理步骤中， 作为部分药剂循环利用起来，从而减少加药量，既利于环保而且不 用将浓水额外寻找处理区域，减少了工作劳动量，避免了外排对环 境造成污染充分绿色环保。其中，由于浓水中含有大量的硫酸钠因 此这也是其可以作为部分药剂对高含盐废水进行预处理的主要原 因，也不会额外引进其他杂离子，对高含盐废水处理效果好，处理 方法也比较简单，降低操作成本。
在本发明中，采用钠滤软化法处理高含盐废水，纳滤膜分离对 二价离子(如钙离子、镁离子和硫酸根离子等)和多价离子有很好 的截留性，可以去除钙、镁、硅和硫酸根等离子，大大降低水垢形 成的可能性，可以更加高效的去除废水中钙、镁等离子，大大降低 水垢形成的可能性。同时，纳滤技术具有绿色环保，不会对环境造 成污染的优点。
优选地，加药预处理所加的药剂为石灰、硫酸钠以及重金属去 除剂，其中重金属去除剂一般选用TMT15，这种重金属去除剂能在 常温下与废水中的各种重金属离子(汞、铅、铜、镉、镍、锰、锌、 铬等)迅速反应，生成不溶于水，且具有良好的化学稳定性的螯合 物，从而达到捕捉去除重金属的目的，能够彻底去除高含盐废水中 的重金属离子。石灰的添加目的是去除Mg2+，使之形成沉淀 Mg(OH)2，硫酸钠的加入是为了去除Ca2+，使之形成CaSO4，当然 采用本发明的废水处理方法，将纳滤浓水循环利用，如果已完全达 到去除目的，也可不用再额外添加硫酸钠。其中，Mg2+的去除是通 过监控pH值来确定高含盐废水中的Mg2+的含量，当pH在11-12 之间时，其Mg2+的含量可控制在几十个ppm值以下，以达到去除 Mg2+的目的。
另外，为了彻底降低高含盐废水中的硬度，最好再添加絮凝剂、 碳酸钠以及助凝剂。优选地，在添加石灰、硫酸钠以及重金属去除 剂后，会形成大量沉淀，因此最好进行沉淀澄清处理后，再添加絮 凝剂、碳酸钠以及助凝剂后再一次沉淀澄清处理。每一次沉淀澄清 处理得到的污泥通过污泥脱水机外排。
还有，纳滤产水中含有的均为一价离子，因此可返回(A)步 骤中的对高含盐废水加药预处理以降低硬度环节作为配药的用水， 另一部分进一步净化处理得到净水返回用于生产。这样既不会对石 灰、硫酸钠等药剂有任何影响，还不用额外引进界外水来配药，这 样也不会增加后续处理废水的负担。
在本发明中，净化处理步骤具体为：将第一分离液进行反渗透 浓缩处理得到第二分离液以及第二浓缩液，第二分离液返回用于生 产，第二浓缩液继续进行正渗透浓缩处理。优选地，第二浓缩液进 行正渗透浓缩处理得到第三浓缩液以及第三分离液，第三分离液重 新返回反渗透浓缩处理，第三浓缩液进一步结晶处理;第三浓缩液 进一步结晶处理后最好还经过干燥、打包步骤。为了提高废水处理 效果，净化处理过程中最好将反渗透与正渗透浓缩处理方法进行结 合使用，通过添加了反渗透浓缩处理方法，此时正渗透浓缩处理后 的产水要先返回进行反渗透处理后再返回生产，以充分提高产水的 洁静度，满足对水质要求高的用户的需求。其中，反渗透预浓缩处 理方法可将纳滤产水的含盐量由10000mg/L提升至50000mg/L。 而反渗透的产水作为工业回用水直接使用，反渗透的浓缩液继续进 入正渗透膜浓缩处理。正渗透浓缩处理后的浓缩液的浓度是反渗透 浓缩液的4-5倍，此时正渗透浓缩液含盐量可达到200000-250000 mg/L，正渗透产水回流至反渗透预浓缩进行精制，正渗透浓缩液则 可直接进行结晶处理，不用额外寻找其他处理方法，不但节约了人 力物力，还降低了废水处理成本，这种优势是现如今任何一种废水 处理方法所不能比拟的。这样将正渗透与反渗透处理结合，即保证 了产水的水质可直接回用，又提高了浓缩液的浓度，一举两得，非 常环保。
反渗透优选为2级处理，去除水中绝大部分的TDS，产水TDS <20mg/L，比较纯净，如果想要进一步提高水质，可设计为多级， 还有在反渗透进水时进水中的COD和氨氮无法穿透RO膜，不会进 入产品水中，这更加保证了产品的水质。
正渗透是在半透膜两侧产生的渗透压差为驱动力下，水分子自 发的从高盐水向汲取液渗透的过程，而主要产生动力源的物质为汲 取液，该浓缩处理方法的优点是不需要高压泵便可运行，并且在能 耗小于热法的情况下，能够有选择性的去除水中溶解的物质。这些 特点保证正渗透浓缩技术具有更高的抗污染性能，并且相对与已有 的脱盐工艺而言，这种技术的能耗和化学药剂的消耗更低。能保证 正渗透膜与反渗透膜具有相似的脱盐率。同样的，正渗透浓缩也可 设计为单级或多级处理，但是处于成本以及浓缩效果考虑，单级处 理即可满足要求。
本发明实施例还提供了一种与上述处理方法配套的高含盐废水 处理设备，包括加药预处理装置、纳滤软化装置、净化装置;所述 纳滤软化装置包括用于加药预处理后的高含盐废水进入的第一进水 口、第一浓缩液出口以及第一分离液出口，所述第一浓缩液出口连 接所述加药预处理装置以作为部分药剂进行加药预处理，所述第一 分离液出口连接所述净化装置用于净化处理后回用。
进一步的，所述加药预处理装置包括原水池以及一级反应箱、 一级澄清池、二级反应箱以及二级澄清池，且依次通过管道连接;
所述第一浓缩液出口连接所述原水池的底部，所述一级反应箱 的顶部设置有石灰进口、硫酸钠进口以及重金属去除剂进口，所述 一级澄清池的底部设置有一级污泥排出口，所述二级反应箱的顶部 设置有碳酸钠进口以及絮凝剂进口，所述二级澄清池的底部设置有 二级污泥排出口，顶部设置有用于加药预处理后的高含盐废水出去 的澄清液出口以及助凝剂进口，所述澄清液出口连接第一进水口。
更进一步的，加药预处理装置还包括石灰配药箱以及硫酸钠配 药箱，从所述第一分离液出口出来的部分分离液去往石灰配药箱以 及硫酸钠配药箱中用以溶解药剂，另一部分分离液去往所述净化装 置用于净化处理后回用。
还有，所述净化装置具体包括反渗透浓缩系统、正渗透浓缩系 统、结晶器以及回用水箱，所述反渗透浓缩系统包括第二分离液出 口，第二浓缩液出口以及第二进水口，所述正渗透浓缩系统包括第 三进水口，第三分离液出口以及第三浓缩液出口;
则所述第一分离液出口以及第三分离液出口同时连接第二进水 口，所述第二分离液出口连接回用水箱，所述第二浓缩液出口连接 第三进水口，第三浓缩液出口连接结晶器。
本发明实施例的高含盐废水处理设备，占地面积小，造价便宜， 可实现纳滤产水与浓水的循环利用，避免外排对环境的污染也提高 了浓水的利用率。与本发明的废水处理方法相配合，处理废水能力 强，整个工艺过程中可实现废水零排放，所有产品均可回收或通过 进一步分离直接进行销售，经济效益良好，适于广泛推广使用，满 足不同用户对水质质量的要求。
现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明实施例提供了一种高含盐废水的处理方法，通过将 纳滤软化处理得到的浓水返回到加药预处理步骤中，作为部分药剂 使用，从而减少加药量，既利于环保而且不用将浓水额外寻找处理 区域，减少了工作劳动量，避免了外排对环境造成污染充分绿色环 保;
(2)本发明实施例还将纳滤产水有效的利用起来，由于纳滤产 水中含有的均为K+、Na+、NO3-等一价离子，可用于高含盐废水加 药预处理以降低硬度环节作为配药的用水，而且不与药剂发生任何 化学反应，不用额外引进界外水来配药，这样也不会增加后续处理 废水的负担，还不会浪费水资源;
(3)本发明通过将纳滤、反渗透和正渗透进行有机的组合，实 现了对高含盐废水的软化与浓缩，不仅操作方便，处理方法简单， 而且绿色环保，通过不同人群对水质要求的不同实时调整工艺，非 常灵活，整个处理过程中无废水排放，还能产出附加值巨大的化工 副产品，形成销售额，创造经济效益;
(4)本发明实施例还提供了一种与上述高含盐废水处理方法相 配套的废水处理设备，占地面积小，造价便宜，可实现纳滤产水与 浓水的循环利用，避免外排对环境的污染也提高了浓水的利用率。 与本发明的废水处理方法相配合，处理废水能力强，整个工艺过程 中可实现废水零排放，所有产品均可回收或通过进一步分离直接进 行销售，经济效益良好，适于广泛推广使用，满足不同用户对水质 质量的要求。
