申请日 20200318
公开（公告）日 20201218
IPC分类号 C02F9/10; C01D3/04; C01D3/14; C01D5/16; C02F101/20; C02F103/36
摘要
本实用新型属于煤化工技术领域，具体涉及一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，其包括臭氧催化氧化装置、高密除硅单元、多介质过滤器、超滤装置、纳滤单元、DTRO单元、高压反渗透单元、蒸发结晶装置、冷冻结晶单元、重金属去除器等；本实用新型通过设置臭氧催化氧化装置，对高效反渗透浓盐水中的高含量COD进行处理，同时采用高密除硅单元对含盐废水硅离子进行去除，保障了后续膜浓缩结晶操作的稳定性，同时也提高了硫酸钠及氯化钠产品的纯度；采用纳滤单元和高压反渗透单元大幅提高了氯化钠的纯度和浓度，降低了蒸发结晶装置的能耗；同时也提高了氯化钠盐的回收率，为工业化使用提供保障。
权利要求书
1.一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，其特征在于，包括臭氧催化氧化装置、高密除硅单元、多介质过滤器、超滤装置、纳滤单元、高压反渗透单元、蒸发结晶装置、DTRO单元、冷冻结晶单元、重金属去除器，各装置及单元通过管道依次连接；
臭氧催化氧化进水缓冲罐的进水口与高效反渗透浓盐水管道连接；所述臭氧催化氧化装置的臭氧进口与臭氧管道连接，用于通入臭氧；
所述高密除硅单元包括依次通过管道连接的高密除硅反应池、高效沉淀池、高密产水池、衬氟处理的超滤送水泵，所述臭氧催化氧化装置与高密除硅反应池通过管道连接，所述高密除硅反应池设有镁剂管道，用于加入镁剂，高效沉淀池内设有刮泥机，高效沉淀池底设有排泥管口，高密产水池与超滤送水泵进口通过管道连接；
所述多介质过滤器进水口与超滤送水泵出口通过管道连接，多介质过滤器出水口与超滤装置进水口通过管道连接，所述多介质过滤器设有排水口，多介质过滤器的排水口通过管道连接至臭氧催化氧化进水缓冲罐，所述超滤装置设有排水口，超滤装置排水口通过管道连接至臭氧催化氧化进水缓冲罐；
所述纳滤单元包括依次通过管道连接的纳滤进水缓冲罐、纳滤给水泵、保安过滤器、纳滤高压泵、纳滤膜装置，所述纳滤进水缓冲罐进水口与超滤装置出水口通过管道连接，所述纳滤给水泵与保安过滤器连接的管道上设有管道混合器A，所述纳滤膜装置设有浓水排出口和贫硝排水口，浓水排出口与DTRO盐水缓冲罐的进口通过管道连接，贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐通过管道连接，贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上设有管道混合器B，所述纳滤膜装置浓水排出口与DTRO盐水缓冲罐连接的管道上设有排水口，排水口通过管道连接至DTRO装置与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上；
所述高压反渗透单元包括依次通过管道连接的贫硝盐水缓冲罐、高压反渗透给水泵、高压反渗透装置，所述高压反渗透装置设有浓水排水口、产水排水口，高压反渗透装置的浓水排水口与蒸发结晶装置连接，高压反渗透装置的产水排水口通过管道与高效反渗透产水池连接；
所述的DTRO单元包括依次通过管道连接的DTRO盐水缓冲罐、DTRO给水泵、DTRO装置，所述DTRO装置设有浓水排出口、产水排出口，DTRO装置的浓水排出口通过管道连接至浓硝盐水缓冲罐，DTRO装置的产水排出口通过管道与高效反渗透产水池连接；
所述冷冻结晶单元包括依次通过管道连接的浓硝盐水缓冲罐、浓硝盐水送水泵、冷冻换热器、冷冻结晶器、离心机、离心母液罐、离心母液泵，冷冻制冷装置与冷冻换热器通过管道连接，给冷冻换热器提供冷量，离心母液泵的出口与冷冻结晶器的进口的通过管道连接；
所述重金属去除器的进口通过管道连接至冷冻结晶器的清水排出口，重金属去除器的出口通过管道连接至臭氧催化氧化进水缓冲罐。
2.根据权利要求1所述的一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，其特征在于，所述高密除硅反应池设置两个串联的反应池，两个反应池的顶部均设置搅拌装置。
3.根据权利要求1所述的一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，其特征在于，所述贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上、DTRO装置的产水排出口与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上、所述高压反渗透装置的浓水排水口与蒸发结晶装置连接的管道上设有防爆膜设。
4.根据权利要求1所述的一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，其特征在于，所述臭氧催化氧化装置与臭氧催化氧化进水缓冲罐连接的管道上、超滤送水泵进口与高密产水池连接的管道上、高压反渗透给水泵与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上、浓硝盐水送水泵与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上、纳滤膜装置与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上设有氧化还原电位在线分析仪。
5.根据权利要求1所述的一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，其特征在于，所述纳滤给水泵出口与保安过滤器连接的管道上、贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上、DTRO装置的浓水排出口与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上设有PH在线分析仪。
6.根据权利要求1所述的一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，其特征在于，所述超滤装置出水口与纳滤进水缓冲罐进水口连接的管道上设有PH在线分析仪、浊度仪、SDI。
说明书
一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置
技术领域
本实用新型属于煤化工技术领域，具体涉及一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置。
背景技术
近年来我国环境污染问题日益突出，生态环境破坏加剧的趋势尚未得到有效控制，因而国家将会采取更加严格的环保标准和监管措施。新型煤化工耗水量巨大，年用水量通常高达几千万立方米甚至更高，煤化工的快速发展引发了区域水资源的失衡。因此煤化工废水脱盐处理，加强废水再利用势在必行。但在煤化工废水处理领域中，废水盐分较复杂，仅靠单纯的简单蒸发来实现是非常困难，如果不对盐进行分盐处理，最终得到的固体杂盐基本都应作为固体危废进行处理，而当前处理危废的成本基本在3000元/吨以上，其代价比前段膜浓缩、蒸发结晶各工段成本之和还要高，给企业带来沉重的经济负担。
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，混盐的主要成分是氯化钠，还含有少量硝酸盐以及硫酸盐，成分复杂，例如，煤化工低温低压气化工艺过程中所产生的废水处理后，所得混盐中硝酸盐的含量可能达到氯化物的10％。这些混盐不符合国家相关产品标准，且含有大量有机物，基本上定义为危险废物，难以利用，也不允许销售，由于混盐的处置费用高昂，目前大多临时堆放，形成了新的固废污染物。此外，在混盐蒸发结晶过程中，有机物以及Ca2+、Mg2+、F-、SiO2、HCO3-等结垢离子不断浓缩和富集，为了不影响蒸发结晶装置的运行，通常需要排放一定量的蒸发母液。以煤化工废水零排放为例，目前运行的混盐蒸发结晶装置中，母液排放量可达蒸发原料水量的15～18％，这些母液没有出路，除了个别项目中经喷雾干燥成废盐外，大部分都难以处理，成为头痛的问题。同时，由于处理工艺的不合理，在含盐废水的提浓及蒸发结晶过程中，有机物和结垢离子会导致在废水提浓和蒸发结晶过程中出现发泡、沸点升高、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。内蒙古某项目由于有机物在零排放过程中未得到很好分离，终端结晶工序的稳定运行难以得到保障，回收冷凝液水质达标困难，产出结晶盐呈褐色。新疆某项目由于冷冻运行中硫酸钠浓度低，冷冻过程中硫酸钠达不到设计温度下的结晶温度，盐组分未分离，这种情况若得不到有效改善，对环境造成影响的同时，也会严重影响工厂的经济效益。
实用新型内容
为了克服现有技术的缺陷，针对目前国内煤化工项目废水特点（主要含盐组分为氯化钠及硫酸钠），本实用新型提供了一种回收率高，提纯效果好，操作稳定的煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置。
为了解决现有技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
一种煤化工高盐废水中氯化钠盐、硫酸钠盐的分离装置，包括臭氧催化氧化装置、高密除硅单元、多介质过滤器、超滤装置、纳滤单元、DTRO单元、高压反渗透单元、蒸发结晶装置、冷冻结晶单元、重金属去除器，各装置及单元通过管道依次连接；
臭氧催化氧化进水缓冲罐的进水口与高效反渗透浓盐水管道连接；所述臭氧催化氧化装置的臭氧进口与臭氧管道连接，用于通入臭氧；
所述高密除硅单元包括依次通过管道连接的高密除硅反应池、高效沉淀池、高密产水池、衬氟处理的超滤送水泵，所述臭氧催化氧化装置与高密除硅反应池通过管道连接，所述高密除硅反应池设有镁剂管道，用于加入镁剂，高效沉淀池内设有刮泥机，高效沉淀池底设有排泥管口，高密产水池与超滤送水泵进口通过管道连接；
所述多介质过滤器进水口与超滤送水泵出口通过管道连接，多介质过滤器出水口与超滤装置进水口通过管道连接，所述多介质过滤器设有排水口，多介质过滤器的排水口通过管道连接至臭氧催化氧化进水缓冲罐，所述超滤装置设有排水口，超滤装置排水口通过管道连接至臭氧催化氧化进水缓冲罐；
所述纳滤单元包括依次通过管道连接的纳滤进水缓冲罐、纳滤给水泵、保安过滤器、纳滤高压泵、纳滤膜装置，所述纳滤进水缓冲罐进水口与超滤装置出水口通过管道连接，所述纳滤给水泵与保安过滤器连接的管道上设有管道混合器A，所述纳滤膜装置设有浓水排出口和贫硝排水口，浓水排出口与DTRO盐水缓冲罐的进口通过管道连接，贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐通过管道连接，贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上设有管道混合器B，所述纳滤膜装置浓水排出口与DTRO盐水缓冲罐连接的管道上设有排水口，排水口通过管道连接至DTRO装置浓水排出口与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上；
所述高压反渗透单元包括依次通过管道连接的贫硝盐水缓冲罐、高压反渗透给水泵、高压反渗透装置，所述高压反渗透装置设有浓水排水口、产水排水口，高压反渗透装置的浓水排水口与蒸发结晶装置连接，所述高压反渗透装置14的浓盐水出口与蒸发结晶装置15连接的管道上设有防爆膜，高压反渗透装置的产水排水口通过管道与高效反渗透产水池连接；
所述的DTRO单元包括依次通过管道连接的DTRO盐水缓冲罐、DTRO给水泵、DTRO装置，所述DTRO装置设有浓水排出口、产水排出口，DTRO装置的浓水排出口通过管道连接至浓硝盐水缓冲罐，DTRO装置的产水排出口通过管道与高效反渗透产水池连接；
所述冷冻结晶单元包括依次通过管道连接的浓硝盐水缓冲罐、浓硝盐水送水泵、冷冻换热器、冷冻结晶器、离心机、离心母液罐、离心母液泵，冷冻制冷装置与冷冻换热器通过管道连接，给冷冻换热器提供冷量，离心母液泵的出口与冷冻结晶器的进口的通过管道连接；
所述重金属去除器的进口通过管道连接至冷冻结晶器的清水排出口，重金属去除器的出口通过管道连接至臭氧催化氧化进水缓冲罐。
所述高密除硅反应池设置两个串联的反应池，两个反应池的顶部均设置搅拌装置。
所述贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上、DTRO装置的浓水排出口与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上、所述高压反渗透装置的浓浓水排水口与蒸发结晶装置连接的管道上设有防爆膜。
所述臭氧催化氧化装置与臭氧催化氧化进水缓冲罐连接的管道上、超滤送水泵进口与高密产水池连接的管道上、高压反渗透给水泵与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上、浓硝盐水送水泵与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上、贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上设有氧化还原电位在线分析仪。
所述纳滤给水泵出口与保安过滤器连接的管道上、贫硝排水口与贫硝盐水缓冲罐连接的管道上、DTRO装置的浓水排出口与浓硝盐水缓冲罐连接的管道上设有PH在线分析仪。
所述超滤装置出水口与纳滤进水缓冲罐进水口连接的管道上设有PH在线分析仪、浊度仪、SDI。
有益效果：
本实用新型通过臭氧催化氧化装置去除高盐废水中有机物，通过高密除硅装置除去废水中的硅盐，保证了膜处理系统稳定运行，有效分离氯化钠、硫酸钠，通过蒸发结晶装置和冷冻结晶装置获得可工业化使用的氯化钠、硫酸钠盐，为高盐废水处理找到回收利用的途径。
发明人 （宋晓玲;张立;李芳;黄宗秋;唐红建;金华;张永龙;董进前;邱俊杰;马银山;巨文章;）
