一種高溫高鹽廢水的零排放方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用膜分離技術(shù)處理高溫高鹽廢水，具體說是一種高溫高鹽廢水的零排放方法。尤指利用“納濾+膜蒸餾+蒸發(fā)結(jié)晶”處理高溫高鹽廢水的零排放方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，石化企業(yè)產(chǎn)生的高鹽廢水成為一個處理難題，有的高鹽廢水還帶有一定溫度，該類廢水如果直接排放，不僅帶來鹽對生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染，并且也造成極大的能源浪費(fèi)。因此，亟需尋求新型的分離技術(shù)解決該類廢水的處理排放問題。
[0003]納濾(NF)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其截留分子量在200?1000范圍內(nèi)，孔徑為幾納米。納濾具有以下技術(shù)特點(diǎn):能截留分子量大于100的有機(jī)物以及多價離子，允許小分子有機(jī)物和單價離子透過；可在高溫、酸、堿等苛刻條件下運(yùn)行，耐污染；運(yùn)行壓力低，膜通量高，裝置運(yùn)行費(fèi)用低；納濾對于不同價態(tài)的陰離子存在道南效應(yīng)。物料的荷電性、離子價數(shù)和濃度對膜的分離效應(yīng)有很大影響。與超濾或反滲透相比，納濾過程對單價離子和分子量低于200的有機(jī)物截留較差，而對二價或多價離子及分子量介于200?500之間的有機(jī)物有較高脫除率?；谶@一特性，納濾過程主要應(yīng)用于水的軟化、凈化以及相對分子質(zhì)量在百級的物質(zhì)的分離、分級和濃縮、脫色和去異味等。在實(shí)際廢水處理中，可以將納濾和其他污水處理過程相結(jié)合，以進(jìn)一步降低費(fèi)用和提高處理效果。
[0004]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)動力的一種新型膜分離過程。膜蒸餾所用的膜為不被待處理溶液潤濕的疏水微孔膜，即只有蒸汽能夠進(jìn)入膜孔，液體不能透過膜孔。膜蒸餾的優(yōu)勢主要是: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)垢和腐蝕問題，設(shè)備造價也比常規(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+浸沒式微濾+中和+膜蒸餾”的處理流程。該專利所處理廢水的電導(dǎo)率范圍為3000?ΙΟΟΟΟμ s/cm，總硬度1000?3000mg/L，采用該處理流程處理專利中所述廢水，對高鹽廢水進(jìn)行了深度濃縮的同時，得到了膜蒸餾產(chǎn)水。中國專利CN102936065也涉及一種處理廢水的方法，該方法也采用加堿除硬+過濾+真空膜蒸餾的工藝流程，處理的廢水體系為電導(dǎo)率10000-50000 μ s/cm,總硬度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。上述兩個專利對于膜蒸餾的濃水問題并沒有給出處理方法，由此給生態(tài)環(huán)境帶來了新的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(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溫高鹽廢水的零排放方法，在實(shí)現(xiàn)該類廢水零排放的同時，有效利用了廢水自身余熱，降低了整個工藝流程的能耗，實(shí)現(xiàn)了廢水資源化和能源化的高效利用，具有顯著社會效益和環(huán)境效益。
[0007]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0008]一種高溫高鹽廢水的零排放方法，其特征在于:首先采用耐高溫納濾膜去除高溫高鹽廢水中的多價離子和少量有機(jī)物，之后采用膜蒸餾技術(shù)對去除硬度和部分有機(jī)物后的高溫高鹽廢水進(jìn)行深度濃縮處理，經(jīng)過膜蒸餾深度濃縮處理后的膜蒸餾濃水再進(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，集中干化處置。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，納濾處理過程中產(chǎn)生的納濾濃水加鹽進(jìn)行沉淀處理，得到鈣渣，集中干化處置，沉淀后的上清液進(jìn)行活性炭吸附，活性炭吸附后的產(chǎn)水和納濾進(jìn)水混合進(jìn)入納濾單元循環(huán)處理。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，膜蒸餾處理過程中產(chǎn)生的膜蒸餾產(chǎn)水以及蒸發(fā)結(jié)晶處理過程中產(chǎn)生的蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)水均可回用于生產(chǎn)工藝。
[0011]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，具體包括以下步驟:
[0012](I)納濾；將所述具有一定溫度的高溫高鹽廢水進(jìn)入到納濾單元進(jìn)行納濾過濾處理，去除高溫高鹽廢水中的硬度等多價離子和少量有機(jī)物；
[0013]經(jīng)過納濾單元分離濃縮后，得到納濾產(chǎn)水和納濾濃水，其中納濾產(chǎn)水進(jìn)入步驟(2)進(jìn)行膜蒸餾處理；
[0014](2)膜蒸餾；將步驟(I)中經(jīng)過納濾單元去除硬度等多價離子后的納濾產(chǎn)水，進(jìn)行調(diào)酸處理，之后進(jìn)入膜蒸餾單元進(jìn)行深度濃縮處理；
[0015]經(jīng)過膜蒸餾單元分離濃縮后，得到膜蒸餾產(chǎn)水和膜蒸餾濃水；
[0016](3)蒸發(fā)結(jié)晶；將步驟(2)中經(jīng)過膜蒸餾深度濃縮后的膜蒸餾濃水進(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。
[0017]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，納濾濃水中加入鹽類將鈣離子沉淀下來得到鈣渣，集中干化處置；
[0018]經(jīng)過鈣離子沉淀后的納濾濃水的上清液直接返回到納濾單元前和納濾進(jìn)水混合進(jìn)入納濾單元循環(huán)處理，或上清液先進(jìn)入活性炭吸附單元進(jìn)行活性炭吸附后再返回到納濾單元前和納濾進(jìn)水混合進(jìn)入納濾單元循環(huán)處理。
[0019]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，吸附飽和后的活性炭進(jìn)行再生或作為燃料直接進(jìn)行燃燒處理。
[0020]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述納濾進(jìn)水即高溫高鹽廢水，其水質(zhì)特征為:廢水溫度 60 ?80 °C，廢水 ρΗ6.5 ?7.5，電導(dǎo)率 10000 ?20000 μ s/cm, CODcrO ?100mg/L，Na+2000 ?4000mg/L, Cl 2500 ?5000mg/L,以 CaCO3 計(jì)總硬度 1000 ?3000mg/L。
[0021]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，納濾單元中的納濾膜組件采用耐高溫納濾膜組件，膜材料為聚酰胺。
[0022]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，納濾單元的操作條件為:進(jìn)料液側(cè)操作壓力0.3?1.0MPa0
[0023]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，向納濾濃水中加入的鹽類為硫酸鈉或碳酸鈉或兩者的混合物，鹽類的投加量為Ca2+:鹽的摩爾比為1:1 ；
[0024]添加兩者的混合物時，硫酸鈉、碳酸鈉的配比任意。
[0025]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，經(jīng)過鈣渣沉淀后的納濾濃水的上清液，在廢水中不含COD時，直接返回到納濾單元前和納濾進(jìn)水混合進(jìn)入納濾單元循環(huán)處理；
[0026]在廢水中含有COD時，則先進(jìn)入活性炭吸附單元進(jìn)行活性炭吸附后再返回到納濾單元前和納濾進(jìn)水混合進(jìn)入納濾單元循環(huán)處理。
[0027]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述的活性炭為粉末活性炭或顆?；钚蕴?，投加量為活性炭=COD的質(zhì)量比為2:1?10:1。
[0028]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述的調(diào)酸處理所用的酸為鹽酸；
[0029]調(diào)酸處理為將納濾產(chǎn)水的pH調(diào)節(jié)到6.0?6.5。
[0030]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述膜蒸餾單元的操作條件為:進(jìn)料液側(cè)廢水PH6.0?6.5，進(jìn)料液側(cè)廢水溫度60°C?80°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。
[0031]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述膜蒸餾單元的膜蒸餾組件的膜材料為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或聚丙烯；膜孔徑范圍為0.15 μ m?0.2 μ m ;
[0032]所述的膜蒸餾組件形式為中空纖維式或板式；
[0033]所述的膜蒸餾組件為一組或多組串聯(lián)或并聯(lián)；
[0034]所述膜蒸餾單元的膜蒸餾形式為內(nèi)壓式真空膜蒸餾。
[0035]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述蒸發(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。
[0036]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述高溫高鹽廢水經(jīng)過納濾單元循環(huán)處理，水回收率聞于85 % ；
[0037]所述高溫高鹽廢水經(jīng)過膜蒸餾單元處理，水回收率高于90%。
[0038]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，處理后的高溫高鹽廢水，產(chǎn)水電導(dǎo)率< 300μ S/cm，產(chǎn)水C0D?〈10mg/L，產(chǎn)水T0C〈3mg/L，整個系統(tǒng)水回收率高于90%
[0039]本發(fā)明所述的高溫高鹽廢水的零排放方法，在實(shí)現(xiàn)該類廢水零排放的同時，有效利用了廢水自身余熱，降低了整個工藝流程的能耗，實(shí)現(xiàn)了廢水資源化和能源化的高效利用，具有顯著社會效益和環(huán)境效益。
[0040]采用本發(fā)明的方法處理高溫高鹽廢水，在解決該股廢水排放難題的同時，最大限度地回收了水資源，并有效利用了廢水自身余熱，基本實(shí)現(xiàn)了高溫高鹽廢水的零排放，實(shí)現(xiàn)了廢水資源化和能源化的高效利用。
【附圖說明】
[0041]本發(fā)明有如下附圖:
[0042]圖1本發(fā)明的處理流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)