申请日2014.11.07
公开(公告)日2015.01.21
IPC分类号C02F9/06; C02F9/10
摘要
本发明属于废水处理及中水回用领域，具体是一种零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法及装置。零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法，包括步骤如下：1)依次采用双碱法和离子交换法将废水中的钙、镁离子置换为钠离子，同时去除大部分碱度,水中阴离子主要剩余硫酸根与氯离子，阳离子主要以钠离子为主;2)采用反渗透将步骤1)制得的废水浓缩，产水回用;3)将步骤2)反渗透后的浓水用纳滤进行分离并浓缩，得到主要成分为硫酸钠的纳滤浓水，以及主要成分为氯化钠的纳滤产水;4)将步骤3)纳滤产水用反渗透或正渗透浓缩后，再进行蒸发浓缩;5)将步骤3)纳滤浓水去除硫酸根。本发明尽量增大废水的浓缩倍数，减少废水的蒸发量。
权利要求书
1.一种零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法，其特征是，包括步骤如下：
1)依次采用双碱法和离子交换法将废水中的钙、镁离子置换为钠离子，同 时去除大部分碱度,水中阴离子主要剩余硫酸根与氯离子，阳离子主要以钠离子 为主;
2)采用反渗透将步骤1)制得的废水浓缩，产水回用;
3)将步骤2)反渗透后的浓水用纳滤进行分离并浓缩，得到主要成分为硫 酸钠的纳滤浓水，以及主要成分为氯化钠的纳滤产水;
4)将步骤3)纳滤产水用反渗透或正渗透浓缩后，再进行蒸发浓缩;
5)将步骤3)纳滤浓水去除硫酸根。
2.根据权利要求1所述的零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法，其特征 是，所述步骤5)采用石灰乳去除硫酸根：加入石灰乳，硫酸钠与氢氧化钙反应 生成硫酸钙沉淀，剩余部分硫酸钙微溶于水，再加入碳酸钠形成碳酸钙沉淀。
3.根据权利要求1所述的零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法，其特征 是，所述步骤5)采用冷冻法去除硫酸根：降低浓水温度，硫酸钠析出，将结晶 后的母液升温后用纳滤、反渗透或正渗透浓缩后再蒸发浓缩。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征是，其中反渗透为卷式、管式、 碟管式或中空纤维式，材质为芳香族聚酰胺或醋酸纤维素;纳滤为卷式、管式、 碟管式或中空纤维式，材质为芳香族聚酰胺或醋酸纤维素;正渗透为卷式，管 式，碟管式或中空纤维式，材质为芳香族聚酰胺或醋酸纤维素。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征是，所述步骤5)中降低浓水温度 和结晶母液升温通过换热器循环进行。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤1)中双碱法使用的 双碱为氢氧化钠和碳酸钠，或氢氧化钙和碳酸钠，离子交换法为钠离子交换法 或弱酸阳离子交换法。
7.一种实施权利要求1所述的零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法的装 置，其特征是，包括通过管路依次连接的原水池、原水泵、第一反应池、电絮 凝、第一沉淀池、过滤池、第一清水池、第一增压泵、砂滤器、离子交换器、 反渗透、浓水箱、第二增压泵、纳滤，所述原水泵及第一反应池之间设置有第 一加碱泵及第二加碱泵，所述反渗透产水输出端连接外部管道，纳滤输出端分 别连接去硫酸根装置及纳滤产水处理装置。
8.根据权利要求7所述的零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法的装置， 其特征是，所述去硫酸根装置包括依次通过管道连接的加石灰乳装置、第二反 应池、第三反应池、第二沉淀池、第二清水池、第三增压泵，第二反应池及第 三反应池之间设置有加碱装置。
9.根据权利要求7所述的零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法的装置， 其特征是，所述去硫酸根装置包括依次通过管道连接的换热器、冷冻装置、结 晶罐、清水箱。
10.根据权利要求7所述的零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法的装置， 其特征是，所述纳滤产水处理装置包括依次通过管路连接的纳滤水箱、第四增 压泵、膜浓缩装置、蒸发装置。
说明书
零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法及装置
技术领域
本发明属于废水处理及中水回用领域，具体是一种零排放处理含硫酸盐和 高硬废水的方法及装置。
背景技术
在废水处理领域，排放要求越来越严格，有些区域甚至不允许排放，这就 要求企业要做到零排放。零排放传统的办法是采用反渗透将水的含盐量浓缩到 8%左右，再经过蒸发浓缩，然而蒸发浓缩设备投资大，运行费用高，成为零排 放技术推广的制约因素。
因此，需要一种能尽量增大废水的浓缩倍数，减少废水蒸发量，尽量做到 废水零排放的方法及装置。
发明内容
本发明提供一种零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法及装置，尽量增大 废水的浓缩倍数，减少废水的蒸发量，可将废水的量大大减少，既减少了蒸发 设备的投资，又节省了运行费用。
本发明采用的技术方案是：
一种零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法，包括步骤如下：
1)依次采用双碱法和离子交换法将废水中的钙、镁离子置换为钠离子，同 时去除大部分碱度,水中阴离子主要剩余硫酸根与氯离子，阳离子主要以钠离子 为主;
2)采用反渗透将步骤1)制得的废水浓缩，产水回用;
3)将步骤2)反渗透后的浓水用纳滤进行分离并浓缩，得到主要成分为硫 酸钠的纳滤浓水，以及主要成分为氯化钠的纳滤产水;
4)将步骤3)纳滤产水用反渗透或正渗透浓缩后，再进行蒸发浓缩;
5)将步骤3)纳滤浓水去除硫酸根。
所述步骤5)采用石灰乳去除硫酸根：加入石灰乳，硫酸钠与氢氧化钙反应 生成硫酸钙沉淀，剩余部分硫酸钙微溶于水，再加入碳酸钠形成碳酸钙沉淀。 上清液主要含有氢氧化钠和微量硫酸钠，可以作为氢氧化钠循环使用。
所述步骤5)采用冷冻法去除硫酸根：利用硫酸钠在低温时结晶析出的特性， 降低浓水温度，使硫酸钠析出，将结晶后的母液升温后用纳滤、反渗透或正渗 透浓缩后再蒸发浓缩。
优选的，所述步骤1)中双碱法使用的双碱为氢氧化钠和碳酸钠，或氢氧化 钙和碳酸钠。
所述步骤1)中离子交换法为钠离子交换法或弱酸阳离子交换法。
所述步骤2)、4)、5)中反渗透为卷式、管式、碟管式或中空纤维式，材质 为芳香族聚酰胺或醋酸纤维素;所述步骤3)中纳滤为卷式、管式、碟管式或中 空纤维式，材质为芳香族聚酰胺或醋酸纤维素;所述步骤4)、5)中正渗透为卷 式，管式，碟管式或中空纤维式，材质为芳香族聚酰胺或醋酸纤维素。
优选的，所述步骤5)中降低浓水温度和结晶母液升温通过换热器进行，从 而循环使用热能。
一种零排放处理含硫酸盐和高硬废水的方法的装置，包括通过管路依次连 接的原水池、原水泵、第一反应池、电絮凝、第一沉淀池、过滤池、第一清水 池、第一增压泵、砂滤器、离子交换器、反渗透、浓水箱、第二增压泵、纳滤， 所述原水泵及第一反应池之间设置有第一加碱泵及第二加碱泵，所述反渗透产 水输出端连接外部管道，纳滤输出端分别连接去硫酸根装置及纳滤产水处理装 置。
所述去硫酸根装置包括依次通过管道连接的加石灰乳装置、第二反应池、 第三反应池、第二沉淀池、第二清水池、第三增压泵，第二反应池及第三反应 池之间设置有加碱装置。
所述去硫酸根装置包括依次通过管道连接的换热器、冷冻装置、结晶罐、 清水箱。
所述纳滤产水处理装置包括依次通过管路连接的纳滤水箱、第四增压泵、 膜浓缩装置、蒸发装置。
本发明具有的优点及有益效果为：
本发明经过多次过滤浓缩，并将硫酸盐与氯化物等其他物质分开处理，使 废水整体浓缩倍数大大提高，剩余废水量减少，可回收利用的水量增加，因此， 也节省了蒸发设备的投资和运行。
