公布日：2023.10.20
申請日：2023.04.13
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C01D3/14(2006.01)I;C01D3/06(2006.01)I;C01D5/00(2006.01)I;C01D5/16(2006.01)I;C02F1/22(2023.01)N;C02F1/04(2023.01)N;C02F1/
44(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開了的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)及方法，包括冷凍結(jié)晶系統(tǒng)、細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)、納濾分鹽系統(tǒng)、氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、混鹽結(jié)晶系統(tǒng)、熱熔系統(tǒng)、雜鹽干化系統(tǒng)。通過本發(fā)明工藝首先將水中大部分的硫酸根通過十水芒硝形式沉淀下來。這一部分細(xì)晶隨著溫度升高或反溶，增大貧硝液中的硫酸根含量，增大氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)運行難度。通過旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾，能夠有效分離十水芒硝，并省去大量的超濾前預(yù)處理；旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾產(chǎn)水進(jìn)入納濾系統(tǒng)，能夠?qū)⒇毾跻褐械穆然c:硫酸鈉質(zhì)量比拉大到100以上；混鹽結(jié)晶后的混鹽通過熱熔重新進(jìn)行分鹽，極大限度的降低了雜鹽產(chǎn)出量。
權(quán)利要求書
1.高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，其特征在于，包括冷凍結(jié)晶系統(tǒng)、細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)、納濾分鹽系統(tǒng)、氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、混鹽結(jié)晶系統(tǒng)、熱熔系統(tǒng)、雜鹽干化系統(tǒng)；所述冷凍結(jié)晶系統(tǒng)出口與細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)入口連接；所述細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)設(shè)置了三個出口分別與納濾分鹽系統(tǒng)、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)和混鹽結(jié)晶系統(tǒng)入口相連；所述納濾分鹽出口設(shè)置了兩個出口，分別與氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，混鹽結(jié)晶系統(tǒng)入口相連；所述硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)出口與混鹽結(jié)晶系統(tǒng)入口相連；所述混鹽結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)置了兩個出口，分別與熱熔系統(tǒng)和雜鹽干化系統(tǒng)相連；所述混鹽結(jié)晶系統(tǒng)產(chǎn)出混鹽在熱熔系統(tǒng)內(nèi)反溶，最大限度回收水中的無機鹽資源；所述雜鹽干化系統(tǒng)出口連接雜鹽排出系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凍結(jié)晶系統(tǒng)中冷凍結(jié)晶器內(nèi)溫度控制在-5～5℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)包括細(xì)晶澄清分離罐，所述細(xì)晶澄清分離罐為錐底，細(xì)晶澄清分離罐中上部內(nèi)置了旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾結(jié)構(gòu)，細(xì)晶澄清分離罐錐底設(shè)置了芒硝外排口，細(xì)晶澄清分離罐上、中、下設(shè)置了三個排污口，細(xì)晶澄清分離罐內(nèi)溫度控制在-5～5℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾孔徑設(shè)置在50～200nm之間，轉(zhuǎn)速設(shè)置在50～200rpm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述納濾系統(tǒng)包括冷凍納濾進(jìn)水罐、納濾進(jìn)水泵、納濾進(jìn)料泵、納濾膜、納濾產(chǎn)水罐、納濾濃水灌、納濾產(chǎn)水泵、納濾濃水泵；所述納濾系統(tǒng)孔徑選擇在0.6～1.2nm之間，所述旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾結(jié)構(gòu)與納濾系統(tǒng)耦合成一個旋轉(zhuǎn)浸沒式納濾。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，其特征在于，所述熱熔系統(tǒng)包括熱熔罐、飽和溶液輸送泵。
7.高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放的方法，其特征在于，具體操作步驟如下：將冷凍原料罐中TDS＞250g/L、COD≥1000mg/L的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水通過冷凍進(jìn)料泵，經(jīng)由預(yù)冷器換熱進(jìn)入冷凍結(jié)晶器的循環(huán)管道，冷凍結(jié)晶下段的十水芒硝通過冷凍稠厚進(jìn)料泵依次進(jìn)入冷凍稠厚器、冷凍離心分離機得到含水率≤5％的十水芒硝，這一部分芒硝進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；冷凍稠厚器和冷凍離心分離機分離出來的液體進(jìn)入冷凍母液罐，后通過冷凍母液泵返回冷凍原料罐；冷凍結(jié)晶器的上清液經(jīng)溢流進(jìn)入細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)；冷凍結(jié)晶器內(nèi)物料經(jīng)冷凍循環(huán)泵及其管道，在冷凍換熱器內(nèi)不斷換熱制冷；細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)的原水來自冷凍結(jié)晶系統(tǒng)的上清液溢流細(xì)晶澄清分離罐的入口管線通入到細(xì)晶澄清分離罐底部，在細(xì)晶澄清分離罐的停留時間大于1小時，細(xì)晶澄清分離罐設(shè)置了三個排污口，分別位于旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾上方、下方、細(xì)晶澄清分離罐下方，排污口連接混鹽結(jié)晶系統(tǒng)；細(xì)晶澄清分離罐內(nèi)放置旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾，超濾反洗時通過機械提取出來，放置到硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)內(nèi)的原料罐，待旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾表面攔截的十水芒硝細(xì)晶全部返溶再放置回細(xì)晶澄清分離罐，旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾產(chǎn)水連接納濾系統(tǒng)；細(xì)晶澄清分離罐底部設(shè)置含固液外排口，含固液外排口連接硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；納濾產(chǎn)水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，納濾濃水進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進(jìn)口有兩個，一個是冷凍結(jié)晶的十水芒硝、一個是細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)的含固液，硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)原料罐兼顧溶解旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾表面的十水芒硝細(xì)晶，硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液送至混鹽結(jié)晶入口；氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水來自納濾產(chǎn)水，氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液送至混鹽結(jié)晶入口；混鹽結(jié)晶入口有四個，一個是細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)的排污水、一個是納濾濃水、一個是硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液、一個是氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液；混鹽結(jié)晶產(chǎn)生的混鹽送至熱熔系統(tǒng)，混鹽結(jié)晶母液送至雜鹽干化系統(tǒng)；所述熱熔系統(tǒng)將混鹽結(jié)晶產(chǎn)生的混鹽進(jìn)行熱熔處理侯返回到冷凍結(jié)晶系統(tǒng)，雜鹽干化系統(tǒng)進(jìn)水來自混鹽結(jié)晶系統(tǒng)母液，所述混鹽結(jié)晶系統(tǒng)內(nèi)COD控制在2000mg/L以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放的方法，其特征在于，所述雜鹽干化系統(tǒng)選用真空滾筒干燥器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有工藝處理成本高、冷凍結(jié)晶分鹽效果差、雜鹽量多等問題。
本發(fā)明的目的還在于提供一種高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放方法。
本發(fā)明所采用的第一種技術(shù)方案是，高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放系統(tǒng)，包括冷凍結(jié)晶系統(tǒng)、細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)、納濾分鹽系統(tǒng)、氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、混鹽結(jié)晶系統(tǒng)、熱熔系統(tǒng)、雜鹽干化系統(tǒng)；冷凍結(jié)晶系統(tǒng)出口與細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)入口連接；細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)設(shè)置了三個出口分別與納濾分鹽系統(tǒng)、硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)和混鹽結(jié)晶系統(tǒng)入口相連；納濾分鹽出口設(shè)置了兩個出口，分別與氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，混鹽結(jié)晶系統(tǒng)入口相連；硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)出口與混鹽結(jié)晶系統(tǒng)入口相連；混鹽結(jié)晶系統(tǒng)設(shè)置了兩個出口，分別與熱熔系統(tǒng)和雜鹽干化系統(tǒng)相連；混鹽結(jié)晶系統(tǒng)產(chǎn)出混鹽在熱熔系統(tǒng)內(nèi)反溶，最大限度回收水中的無機鹽資源；雜鹽干化系統(tǒng)出口連接雜鹽排出系統(tǒng)。
本發(fā)明的特點還在于，
優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾孔徑設(shè)置在50～200nm之間，其余范圍孔徑的超濾膜也在本專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
優(yōu)選地，所述納濾系統(tǒng)包括冷凍納濾進(jìn)水罐、納濾進(jìn)水泵、納濾進(jìn)料泵、納濾膜、納濾產(chǎn)水罐、納濾濃水灌、納濾產(chǎn)水泵、納濾濃水泵；
優(yōu)選地，納濾系統(tǒng)孔徑選擇在0.6～1.2nm之間，其余范圍孔徑的納濾膜也在本專利保護(hù)范圍之內(nèi)，所述旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾與納濾系統(tǒng)耦合成一個旋轉(zhuǎn)浸沒式納濾、其余浸沒式過濾器后耦合超濾、納濾系統(tǒng)也在本專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
優(yōu)選地，所述熱熔系統(tǒng)包括熱熔罐、飽和溶液輸送泵。
本發(fā)明所采用的第二種技術(shù)方案是，高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水近零排放方法，將冷凍原料罐中TDS＞250g/L、COD≥1000mg/L的高含鹽高濃度有機物工業(yè)廢水通過冷凍進(jìn)料泵，經(jīng)由預(yù)冷器換熱進(jìn)入冷凍結(jié)晶器的循環(huán)管道，冷凍結(jié)晶下段的十水芒硝通過冷凍稠厚進(jìn)料泵依次進(jìn)入冷凍稠厚器、冷凍離心分離機得到含水率≤5％的十水芒硝，這一部分芒硝進(jìn)入硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；冷凍稠厚器和冷凍離心分離機分離出來的液體進(jìn)入冷凍母液罐，后通過冷凍母液泵返回冷凍原料罐；冷凍結(jié)晶器的上清液經(jīng)溢流進(jìn)入細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)；冷凍結(jié)晶器內(nèi)物料經(jīng)冷凍循環(huán)泵及其管道，在冷凍換熱器內(nèi)不斷換熱制冷；
細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)的原水來自冷凍結(jié)晶系統(tǒng)的上清液溢流至細(xì)晶澄清分離罐的入口管線通入到細(xì)晶澄清分離罐底部，在細(xì)晶澄清分離罐的停留時間大于1小時，細(xì)晶澄清分離罐設(shè)置了三個排污口，分別位于旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾上方、下方、細(xì)晶澄清分離罐下方，排污口連接混鹽結(jié)晶系統(tǒng)；細(xì)晶澄清分離罐內(nèi)放置旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾，超濾反洗時通過機械提取出來，放置到硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)內(nèi)的原料罐，待旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾表面攔截的十水芒硝細(xì)晶全部返溶再放置回細(xì)晶澄清分離罐，旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾產(chǎn)水連接納濾系統(tǒng)；細(xì)晶澄清分離罐底部設(shè)置含固液外排口，含固液外排口連接硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)；
優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾具有設(shè)置為旋轉(zhuǎn)形式，避免結(jié)晶鹽短時間內(nèi)在旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾膜表面形成結(jié)晶鹽致密層。
優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾轉(zhuǎn)速為50～200rpm；
納濾產(chǎn)水進(jìn)入氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，納濾濃水進(jìn)入混鹽結(jié)晶系統(tǒng)；硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的進(jìn)口有兩個，一個是冷凍結(jié)晶的十水芒硝、一個是細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)的含固液，硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)原料罐兼顧溶解旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾表面的十水芒硝細(xì)晶，硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液送至混鹽結(jié)晶入口；
氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶進(jìn)水來自納濾產(chǎn)水，氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液送至混鹽結(jié)晶入口；混鹽結(jié)晶入口有四個，一個是細(xì)晶澄清分離系統(tǒng)的排污水、一個是納濾濃水、一個是硫酸鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液、一個是氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液；混鹽結(jié)晶產(chǎn)生的混鹽送至熱熔系統(tǒng)，混鹽結(jié)晶母液送至雜鹽干化系統(tǒng)；所述熱熔系統(tǒng)將混鹽結(jié)晶產(chǎn)生的混鹽進(jìn)行熱熔處理侯返回到冷凍結(jié)晶系統(tǒng)，雜鹽干化系統(tǒng)進(jìn)水來自混鹽結(jié)晶系統(tǒng)母液，所述混鹽結(jié)晶系統(tǒng)內(nèi)COD控制在2000mg/L以內(nèi)。
本發(fā)明的高鹽廢水零排放蒸發(fā)結(jié)晶鹽分質(zhì)方法分離出的硫酸鈉及商業(yè)鹽作為工業(yè)可回收原料加以利用，重復(fù)利用水資源，達(dá)到工業(yè)廢水低成本零排放，防止污水排放對環(huán)境造成的不利影響。本發(fā)明專利工藝產(chǎn)出硫酸鈉可穩(wěn)定滿足GB/T6009-2014工業(yè)無水硫酸鈉Ⅰ類一等品要求，氯化鈉可穩(wěn)定滿足GB/T5462-2015工業(yè)干鹽一級品要求，雜鹽量較先運行工藝系統(tǒng)減少2％的問題。
因此，本發(fā)明結(jié)合納濾分鹽和冷凍結(jié)晶分鹽兩者優(yōu)點，提出了高含鹽(TDS＞250g/L)，高濃度有機物工業(yè)廢水先經(jīng)過冷凍結(jié)晶系統(tǒng)，將十水芒硝冷凍結(jié)晶出來，貧硝液進(jìn)入細(xì)晶澄清分離罐，通過細(xì)晶澄清分離罐內(nèi)的旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾，攔截十水硫酸鈉細(xì)晶和COD，旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾產(chǎn)水進(jìn)水納濾系統(tǒng)，納濾產(chǎn)水送至氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，得到合格的氯化鈉溶液。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明工藝采用的細(xì)晶澄清分離罐內(nèi)的旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾具有抗污染、低溫度穩(wěn)定運行、分離十水芒硝細(xì)晶等功能。通過本發(fā)明工藝首先將水中大部分的硫酸根通過十水芒硝形式沉淀下來。在低溫環(huán)境，尤其是-5～0℃之間，冷凍結(jié)晶會不可避免的產(chǎn)生一定量的細(xì)晶，這一部分細(xì)晶直徑通常＜50um，難以通過旋流器、稠厚器和離心分離機等固液分離設(shè)備分離，也難以直接進(jìn)入普通超濾膜/納濾膜。這一部分細(xì)晶隨著溫度升高或反溶，增大貧硝液中的硫酸根含量，增大氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)運行難度。通過本發(fā)明專利特有的旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾，能夠有效分離十水芒硝，減緩結(jié)晶鹽在旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾表面形成致密層速度，并省去大量的超濾前預(yù)處理；旋轉(zhuǎn)浸沒式超濾產(chǎn)水進(jìn)入納濾系統(tǒng)，能夠?qū)⒇毾跻褐械穆然c:硫酸鈉質(zhì)量比拉大到100以上，保障氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)副產(chǎn)鹽滿足GB/T5462-2015所述的標(biāo)準(zhǔn)；混鹽結(jié)晶后的混鹽通過熱熔重新進(jìn)行分鹽，極大限度的降低了雜鹽產(chǎn)出量。
（發(fā)明人：趙澤盟;邴喆;孫朋;孟陸;韓新陽）
