一種高鹽廢水的零排放方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種高鹽廢水的零排放方法。尤指一種利用膜分離技術(shù)處理高鹽廢水的零排放方法，更具體地說(shuō)，涉及一種“樹脂吸附+高效反滲透+膜蒸餾+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高鹽廢水的零排放方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著膜法污水處理回用裝置的廣泛應(yīng)用，石化企業(yè)產(chǎn)生的高鹽廢水尤其是反滲透濃水成為一個(gè)處理難題，該股高鹽廢水既不能排放也不能回用，給企業(yè)帶來(lái)極大的困擾。因此，亟需尋求新型的分離技術(shù)解決該類高鹽廢水的處理排放問(wèn)題。
[0003]高效反滲透(HERO)技術(shù)是目前最先進(jìn)的反滲透技術(shù)。其核心的工藝原理是:采用離子交換將水中的硬度去除，鹽分則靠反滲透去除；同時(shí)，反滲透在高PH條件下運(yùn)行，硅主要是以離子形式存在，不會(huì)污染反滲透膜并可通過(guò)反滲透去除；而水中的有機(jī)物在高pH條件下發(fā)生皂化或弱電離，不會(huì)造成反滲透膜的有機(jī)物和生物污染，既節(jié)省了大量的酸堿，又提高了高效反滲透系統(tǒng)的回收率。采用高效反滲透技術(shù)可以將反滲透濃水進(jìn)一步濃縮到更高的水平，然而，采用該技術(shù)的前提是首先要將廢水中的硬度去除至非常低的水平，以便高效反滲透系統(tǒng)在高PH工況下運(yùn)行。
[0004]盡管高效反滲透技術(shù)能將反滲透濃水等高鹽廢水進(jìn)一步濃縮至更高的濃度，但還是會(huì)有少量更濃的高鹽濃水排放出來(lái)。膜蒸餾(MD)由于能夠脫除更高濃度的鹽分以及更高的脫鹽率而逐漸受到各國(guó)專家重視并展開了廣泛研究，它可以算是迄今為止脫鹽效率最高的膜技術(shù)，脫鹽率高達(dá)99%以上。膜蒸餾是采用微孔疏水膜，以膜兩側(cè)蒸汽壓差為驅(qū)動(dòng)力的一種新型膜分離過(guò)程。膜蒸餾所用的膜為不被待處理溶液潤(rùn)濕的疏水微孔膜，即只有蒸汽能夠進(jìn)入膜孔，液體不能透過(guò)膜孔。膜蒸餾的優(yōu)勢(shì)主要是:產(chǎn)水水質(zhì)好，脫鹽率高，水回收率高，可利用工業(yè)廢熱。和多效蒸發(fā)相比，膜蒸餾可以低溫操作，產(chǎn)水水質(zhì)更好，蒸餾效率更高，不存在蒸發(fā)塔的結(jié)垢和腐蝕問(wèn)題，設(shè)備造價(jià)也比常規(guī)蒸餾塔低；和反滲透相比，膜蒸餾可常壓運(yùn)行，對(duì)預(yù)處理要求低，可處理反滲透不能處理的高鹽廢水，水回收率更高。
[0005]中國(guó)專利CN101928087涉及一種高鹽廢水的處理方法，該方法采用“調(diào)堿除硬+浸沒(méi)式微濾+中和+膜蒸餾”的處理流程。該專利所處理高鹽廢水的電導(dǎo)率范圍為3000?ΙΟΟΟΟμ s/cm，總硬度為1000?3000mg/L，采用該處理流程處理上述高鹽廢水，對(duì)高鹽廢水進(jìn)行了深度濃縮的同時(shí)，得到了膜蒸餾產(chǎn)水。中國(guó)專利CN102936065也涉及一種處理廢水的方法，該方法也采用加堿除硬+過(guò)濾+真空膜蒸餾的工藝流程，處理的廢水體系電導(dǎo)率為10000?50000 μ s/cm,總硬度為600?1800mg/L的廢水，該股廢水的電導(dǎo)率較高。該股廢水采用氫氧化鈉和碳酸鈉去除廢水中的硬度。上述兩個(gè)專利均是針對(duì)硬度較高的高鹽廢水，采用加堿微濾除硬作為預(yù)處理，但對(duì)于膜蒸餾的濃水問(wèn)題并沒(méi)有給出處理方法，由此給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了新的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽廢水的零排放方法，旨在提供一種采用“樹脂吸附+高效反滲透+膜蒸餾+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高鹽廢水的方法。該方法首先采用樹脂吸附去除高鹽廢水中的硬度和少量有機(jī)物，之后采用高效反滲透對(duì)去除硬度后的高鹽廢水進(jìn)一步濃縮得到高效反滲透產(chǎn)水和高效反滲透濃水，高效反滲透濃水再經(jīng)過(guò)膜蒸餾深度濃縮處理得到膜蒸餾產(chǎn)水和膜蒸餾濃水，膜蒸餾濃水再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，將膜蒸餾濃水中的鹽類結(jié)晶出來(lái)，集中干化處置，得到蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水。該處理過(guò)程中產(chǎn)生的高效反滲透產(chǎn)水、膜蒸餾產(chǎn)水以及蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水均可回用于生產(chǎn)工藝。采用本發(fā)明的方法處理高鹽廢水，在解決該股高鹽廢水排放難題的同時(shí)，最大限度地回收了水資源，基本實(shí)現(xiàn)了高鹽廢水的零排放。
[0007]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種高鹽廢水的零排放方法，其特征在于，具體包括以下步驟:
[0009](I)樹脂吸附:所述高鹽廢水進(jìn)入樹脂吸附單元進(jìn)行吸附處理，去除高鹽廢水中的硬度和少量有機(jī)物，得到樹脂吸附后的出水；
[0010](2)高效反滲透:樹脂吸附后的出水進(jìn)行調(diào)堿處理，處理后進(jìn)入高效反滲透單元進(jìn)一步濃縮分離，得到高效反滲透產(chǎn)水和高效反滲透濃水；
[0011](3)膜蒸餾:高效反滲透濃水進(jìn)行調(diào)酸處理，處理后進(jìn)入膜蒸餾單元進(jìn)行深度濃縮分離，得到膜蒸餾產(chǎn)水和膜蒸餾濃水；
[0012](4)蒸發(fā)結(jié)晶:膜蒸餾濃水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶單元進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，得到鹽類晶體和蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，高效反滲透產(chǎn)水、膜蒸餾產(chǎn)水以及蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水均回用于生產(chǎn)工藝。
[0014]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，高鹽廢水的主要水質(zhì)特征為:pH7?8，電導(dǎo)率10000?20000 μ s/cm, CODcrO ?100mg/L，Na+2000 ?4000mg/L，Cl 2500 ?5000mg/L，總硬度(CaCO3) 200 ?1000mg/L,堿度(以 CaC03 if ) 100 ~ 300mg/L,溶硅 O ?50mg/L。
[0015]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(I)中的樹脂吸附采用一級(jí)樹脂吸附或二級(jí)樹脂吸附。
[0016]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，采用二級(jí)樹脂吸附的操作步驟為:將經(jīng)過(guò)一級(jí)樹脂吸附后的樹脂吸附出水進(jìn)入二級(jí)樹脂吸附。
[0017]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(I)中的樹脂采用弱酸性陽(yáng)離子交換樹脂；樹脂吸附單元的運(yùn)行流速為4?8BV/h。
[0018]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，樹脂吸附一段時(shí)間后進(jìn)行再生處理，再生頻率為I?5天。
[0019]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，再生處理采用5?10%的鹽酸再生液進(jìn)行洗脫，再生液的運(yùn)行流速為2?6BV/h。
[0020]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(2)中調(diào)堿處理所用的堿為氫氧化鈉，將樹脂吸附后的出水的pH調(diào)節(jié)到10?11。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(2)高效反滲透單元的操作條件為:進(jìn)料液側(cè)廢水pH1?11，進(jìn)料液側(cè)操作壓力2?5MPa。
[0022]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在步驟(2)高效反滲透單元中，其膜組件的膜材料為聚酰胺，膜組件形式為卷式膜組件。
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，高效反滲透膜組件為一組，或多組串聯(lián)，或多組并聯(lián)。
[0024]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述經(jīng)過(guò)調(diào)堿處理后的樹脂吸附后的出水經(jīng)過(guò)高效反滲透單元處理，水回收率高于75%。
[0025]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中調(diào)酸處理所用的酸為鹽酸，調(diào)酸處理后將高效反滲透濃水的pH調(diào)節(jié)到7?9。
[0026]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中膜蒸餾單元的操作條件為:進(jìn)料液側(cè)廢水:pH7?9，溫度65°C?85°C ;進(jìn)料液側(cè)膜面流速0.6?1.2m/s ;滲透液側(cè)真空度-0.075 ?-0.095MPa。
[0027]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(3)中膜蒸餾單元的膜蒸餾形式為內(nèi)壓式真空膜蒸餾。
[0028]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，在步驟(3)膜蒸餾單元中，膜蒸餾組件的膜材料為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯；膜蒸餾組件的形式為中空纖維式或板式，膜孔徑范圍為0.15 μ m ?0.2 μ m0
[0029]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，膜蒸餾組件為一組，或多組串聯(lián)，或多組并聯(lián)。
[0030]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述經(jīng)過(guò)調(diào)酸處理后的高效反滲透濃水經(jīng)過(guò)膜蒸餾單元處理,水回收率高于75%。
[0031]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟(4)中蒸發(fā)結(jié)晶單元采用現(xiàn)有市售蒸發(fā)結(jié)晶器，熱源采用廢蒸汽加熱或電加熱。
[0032]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述膜蒸餾濃水經(jīng)過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶單元處理，水回收率高于 80%。
[0033]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)質(zhì)性區(qū)別在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)高鹽廢水的難處理問(wèn)題，采用“樹脂吸附+高效反滲透+膜蒸餾+蒸發(fā)結(jié)晶”的工藝流程進(jìn)行處理。首先，采用樹脂吸附去除高鹽廢水中的硬度和少量有機(jī)物，之后采用高效反滲透技術(shù)對(duì)去除硬度和少量有機(jī)物后的高鹽廢水進(jìn)一步濃縮，高效反滲透產(chǎn)生的高效反滲透濃水再經(jīng)過(guò)膜蒸餾深度濃縮處理，膜蒸餾產(chǎn)生的膜蒸餾濃水再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，將膜蒸餾濃水中的鹽類結(jié)晶出來(lái)，集中干化處置。通過(guò)上述工藝流程，在解決該股高鹽廢水排放難題的同時(shí)，最大限度地回收了水資源，基本實(shí)現(xiàn)了高鹽廢水的零排放。
[0034]本發(fā)明所述的高鹽廢水的零排放方法，適用于具有一定硬度、有機(jī)物含量較低、而電導(dǎo)率較高的高鹽廢水體系，針對(duì)這種高鹽廢水體系,本申請(qǐng)采用樹脂吸附去除高鹽廢水中大部分硬度和少量有機(jī)物，之后采用高效反滲透技術(shù)耦合膜蒸餾技術(shù)對(duì)高鹽廢水進(jìn)行深度濃縮處理，在此基礎(chǔ)上，針對(duì)膜蒸餾濃水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶處理，通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶，基本實(shí)現(xiàn)高鹽廢水的零排放。本發(fā)明的處理方法有效耦合了各種處理工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在對(duì)高鹽廢水深度處理回用的基