申请日2021.09.23
公开日期2021.11.26
IPC分类C02F9/04
摘要
本发明提供一种反渗透浓盐水回收处理新工艺，涉及反渗透浓盐水回收处理技术领域。该该反渗透浓盐水回收处理新工艺具体包括以下步骤：S1.浓盐水储存输送；S2.钙反应器除钙；S3.除镁反应器除镁；S4.沉淀物分离；S5.中和反应及再过滤；S6.反渗透处理；S7.二次浓盐水蒸发浓缩结晶；S8.净水分质回用。通过该反渗透浓盐水回收处理工艺，可实现反渗透浓盐水全部处理回用，实现液体废物零排放，二次浓盐水蒸发结晶无废盐生成，整个处理过程做到了固体产生量最小化，同时该工艺过程中利用的添加物都比较廉价，还可以用工业废弃物来代替，可以实现环境治理与综合利用相结合，通过该工艺可以将污水中的有用物质分离出来回收利用，降低了成本。
权利要求
1.一种反渗透浓盐水回收处理新工艺，包括由浓盐水箱(1)、离心泵(2)、除钙反应器(3)、除镁反应器(4)、斜管沉降器(5)、污泥脱水机(6)、砂滤器(7)、中和反应器(8)、保安过滤器(9)、高压水泵(10)、反渗透系统(11)以及回用水箱(12)组成的回收处理系统，其特征在于：该反渗透浓盐水回收处理新工艺具体包括以下步骤：
S1.浓盐水储存输送
将反渗透浓盐水在浓盐水箱(1)中储存，用离心泵(2)输送到除钙反应器(3)；
S2.钙反应器除钙
将反渗透浓盐水在除钙反应器(3)中采用化学沉淀法除钙，使溶液中的钙离子生成碳酸钙，从溶液中析出，并悬浮在溶液中；
S3.除镁反应器除镁
悬浮液物料从除钙反应器(3)依靠重力自流进入到除镁反应器(4)中，采用化学沉淀法除镁，废水中的镁离子生成不溶于水的絮状氢氧化镁，氢氧化镁与钙盐的悬浮物共同沉淀析出；
S4.沉淀物分离
将除钙除镁以后的反渗透浓盐水通入斜管沉降器(5)中，加入速沉剂，并加入杀菌灭藻剂，采用斜管沉降实现固液分离，清液从斜管沉降器(5)上部溢流，沉淀物由斜管沉降器(5)下部汇集后泵送至污泥脱水机(6)进行分离，分离出的滤液回至除硬设备入口，污泥外运处置，从斜管沉降器(5)溢流的清液再通入砂滤器(7)进行过滤，除去细微的沉淀物；
S5.中和反应及再过滤
将经过砂滤器(7)中过滤后的溶液通入中和反应器(8)中进行中和反应，中和反应产生少量沉淀物，将含有沉淀物的溶液输送到保安过滤器(9)中，除去沉淀物；
S6.反渗透处理
将上述处理后的反渗透浓盐水清液用高压水泵(10)输送进入反渗透系统(11)进行处理，得到的清水，收率在70％以上；
S7.二次浓盐水蒸发浓缩结晶
将反渗透得到的二次浓盐水送往蒸发浓缩结晶工序进行处理，结晶物为工业盐，蒸发气相经冷凝，得到冷凝水；
S8.净水分质回用
将反渗透产生的清水、蒸发浓缩结晶得到的冷凝水，一起送往回用水箱(12)，做为回用水使用。
2.根据权利要求1所述的一种反渗透浓盐水回收处理新工艺，其特征在于：所述除钙反应器(3)由除钙反应器壳体(301)、第一加药器(302)、分布器(303)、CO2管(304)组成，分布器(303)设置在除钙反应器壳体(301)内端，第一加药器(302)设置在除钙反应器壳体(301)顶端，CO2管(304)连接在除钙反应器壳体(301)，所述S2的除钙过程中，先将反渗透浓盐水加入除钙反应器(3)，再通过第一加药器(302)加入氢氧化钙溶液，提高废水的PH值，并提高废水中的钙镁比，再从CO2管(304)通入经过净化的CO2的工业废气，使溶液中的钙离子生成碳酸钙，从溶液中析出，并悬浮在溶液中。
3.根据权利要求1所述的一种反渗透浓盐水回收处理新工艺，其特征在于：所述除镁反应器(4)包括除镁反应器壳体(401)、第二加药器(402)和第一搅拌器(403)，所述第二加药器(402)设置在除镁反应器壳体(401)顶端，所述第一搅拌器(403)设置在除镁反应器壳体(401)内端，所述S3的除镁过程中，通过第二加药器(402)加入少量氢氧化钠，废水中的镁离子生成不溶于水的絮状氢氧化镁，氢氧化镁与钙盐的悬浮物共同沉淀析出。
4.根据权利要求1所述的一种反渗透浓盐水回收处理新工艺，其特征在于：所述中和反应器(8)由中和反应器壳体(801)、第三加药器(802)、第二搅拌器(803)组成，所述第三加药器(802)设置在中和反应器壳体(801)顶端，所述第二搅拌器(803)设置在中和反应器壳体(801)内端，所述S5中，在处理后的溶液进入中和反应器(8)后，向反应器内加入盐酸，进行搅拌，直至将溶液PH值调整到7～8。
说明书
一种反渗透浓盐水回收处理新工艺
技术领域
本发明涉及反渗透浓盐水回收处理技术领域，具体为一种反渗透浓盐水回收处理新工艺。
背景技术
目前，工业污水，特别是高盐组分工业污水的深度处理，一般采用超滤、纳滤和反渗透等膜处理工艺。高盐组分工业污水含有较高的盐浓度，经过反渗透处理，约70％的水可以回收利用，同时产生约30％的浓盐水。浓盐水中Na+、Mg2+、Ca2+、Cl一、SO42一等各种离子浓度进一步提高，再处理的难度很大。随着国家对环境保护要求的提高，工矿企业污水零排放处理已经逐渐展开实施，反渗透浓盐水回收和利用是一个重要的方面。煤矿、化工等企业浓盐水现有的零排放处理工艺可分为两大类，一类是固液分离除盐，另类是液液分离浓缩回用。固液分离除盐包括蒸发浓缩结晶除盐处理、冷冻结晶除盐处理。固液分离除盐工艺将结晶后的浓缩液与晶体颗粒进行固液分离，母液返回原液池或继续蒸发结晶，晶体进行脱水干燥，最后得到净化水和满足工业用盐标准的盐产品。液液分离浓缩回用工艺包括膜分离技术和离子交换技术，浓盐水处理后得到净化水和高浓盐水，将净化水回收利用，高浓盐水用作生产工艺水，多余部分需要再处理。
上述工艺存在以下缺点：(1)固液分离除盐工艺流程复杂，系统操作弹性小，设备多，建设投资高，运行能耗高成本高。(2)蒸发浓缩结晶除盐处理过程设备易结垢、易阻塞、运行故障多，开车率低。(3)反渗透膜浓缩系统操作压力高，只能将盐含量(TDS)浓缩至50000mg/L左右，水的回收率低，能耗大，成本高。(4)反渗透膜易污染，膜处理周期短，效率低生产成本高。(5)二次浓水蒸发浓缩结晶除盐所盐一般为混合杂盐，难以提纯，不能作为工艺盐使用，需要按固体废物处理。
对于煤矿企业高矿化度矿井水处理中反渗透浓盐水，目前大部分企业将浓盐水用作井下黄泥灌浆用水。但是一般企业反渗透浓盐水的产出量大于黄泥灌浆用水的需要，仍有部分浓盐水外排。少量煤矿企业采用蒸发浓缩结晶除盐处理技术，生产实践表明这种工艺建设投资高，工艺操作难度大，运行能耗高成本高，结晶盐需要按危废处理。因此，环境保护和工业生产都需要我们研究开发新的反渗透浓盐水处理技术。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种反渗透浓盐水回收处理新工艺，解决了目前工业污水处理工艺得到的反渗透浓盐水量大，无法有效利用，处理成本高，操作复杂，而且处理效果不佳的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种反渗透浓盐水回收处理新工艺，包括由浓盐水箱、离心泵、除钙反应器、除镁反应器、斜管沉降器、污泥脱水机、砂滤器、中和反应器、保安过滤器、高压水泵、反渗透系统以及回用水箱组成的回收处理系统，该反渗透浓盐水回收处理新工艺具体包括以下步骤：
S1.浓盐水储存输送
将反渗透浓盐水在浓盐水箱中储存，用离心泵输送到除钙反应器；
S2.钙反应器除钙
将反渗透浓盐水在除钙反应器中采用化学沉淀法除钙，使溶液中的钙离子生成碳酸钙，从溶液中析出，并悬浮在溶液中；
S3.除镁反应器除镁
悬浮液物料从除钙反应器依靠重力自流进入到除镁反应器中，采用化学沉淀法除镁，废水中的镁离子生成不溶于水的絮状氢氧化镁，氢氧化镁与钙盐的悬浮物共同沉淀析出；
S4.沉淀物分离
将除钙除镁以后的反渗透浓盐水通入斜管沉降器中，加入速沉剂，并加入杀菌灭藻剂，采用斜管沉降实现固液分离，清液从斜管沉降器上部溢流，沉淀物由斜管沉降器下部汇集后泵送至污泥脱水机进行分离，分离出的滤液回至除硬设备入口，污泥外运处置，从斜管沉降器溢流的清液再通入砂滤器进行过滤，除去细微的沉淀物；
S5.中和反应及再过滤
将经过砂滤器中过滤后的溶液通入中和反应器中进行中和反应，中和反应产生少量沉淀物，将含有沉淀物的溶液输送到保安过滤器中，除去沉淀物；
S6.反渗透处理
将上述处理后的反渗透浓盐水清液用高压水泵输送进入反渗透系统进行处理，得到的清水，收率在70％以上；
S7.二次浓盐水蒸发浓缩结晶
将反渗透得到的二次浓盐水送往蒸发浓缩结晶工序进行处理，结晶物为工业盐，蒸发气相经冷凝，得到冷凝水；
S8.净水分质回用
将反渗透产生的清水、蒸发浓缩结晶得到的冷凝水，一起送往回用水箱，做为回用水使用。
优选的，所述除钙反应器由除钙反应器壳体、第一加药器、分布器、CO2管组成，分布器设置在除钙反应器壳体内端，第一加药器设置在除钙反应器壳体顶端，CO2管连接在除钙反应器壳体，所述S2的除钙过程中，先将反渗透浓盐水加入除钙反应器，再通过第一加药器加入氢氧化钙溶液，提高废水的PH值，并提高废水中的钙镁比，再从CO2管通入经过净化的CO2的工业废气，使溶液中的钙离子生成碳酸钙，从溶液中析出，并悬浮在溶液中。
优选的，所述除镁反应器包括除镁反应器壳体、第二加药器和第一搅拌器，所述第二加药器设置在除镁反应器壳体顶端，所述第一搅拌器设置在除镁反应器壳体内端，所述S3的除镁过程中，通过第二加药器加入少量氢氧化钠，废水中的镁离子生成不溶于水的絮状氢氧化镁，氢氧化镁与钙盐的悬浮物共同沉淀析出。
优选的，所述中和反应器由中和反应器壳体、第三加药器、第二搅拌器组成，所述第三加药器设置在中和反应器壳体顶端，所述第二搅拌器设置在中和反应器壳体内端，所述S5中，在处理后的溶液进入中和反应器后，向反应器内加入盐酸，进行搅拌，直至将溶液PH值调整到7～8。
(三)有益效果
本发明提供了一种反渗透浓盐水回收处理新工艺。具备以下有益效果：
1、本发明设计的工艺可实现反渗透浓盐水全部处理回用，实现液体废物零排放。二次浓盐水蒸发结晶无废盐生成，整个处理过程做到了固体产生量最小化。
2、本发明设计的工艺的处理过程使用氢氧化钙、CO2等廉价物质，也可使用含有氢氧化钙的工业废弃物，含有CO2的工业废气，可以实现环境治理与综合利用相结合。
3、本发明设计工艺的处理过程水回收利用率达到100％，固体产物为工业盐，可实现资源的最大化利用。
4、本发明在工艺上先除去钙、镁等易结垢物质，使所处理浓盐水的总硬度大幅度降低，大大降低了进入反渗透处理工序的工艺水结垢特性，便于实现低压反渗透处理，在运行中反渗透高压水泵的压力可以降低，电机所需功率下降，节约电费，使处理成本大幅度降低。
5、在沉淀物分离工序，采用速沉剂与杀菌灭藻剂协同作用技术，不仅能够提高分离沉降速度，也可以提高固体沉淀物分离率，分离出的清水与二次浓盐水分别回收利用，可以降低处理综合运行成本。
6、与其他的直接将浓盐水蒸发浓缩结晶处理工业相比，本发明需要蒸发浓缩结晶处理的盐水减少了70％，设备投入少，运行费用低，经济效益更高。
