公布日：2023.08.29

申請日：2023.01.03

分類號：C02F1/44(2023.01)I;C02F1/16(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F103/10(2006.01)N

摘要

本發(fā)明提供了一種高礦化度廢水的處理方法。該處理方法包括：對高礦化度廢水進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后廢水；對預(yù)處理后廢水進(jìn)行膜蒸餾處理，得到凈化水；其中，高礦化度廢水的礦化度為3000～6000mg/L。采用膜蒸餾工藝處理高礦化度礦水，處理過程可以在較低的溫度下進(jìn)行，不需要把高鹽水加熱到很高的溫度，一是可以利用西部礦區(qū)擁有大量的廉價(jià)熱源，降低水處理成本，二是處理后的水質(zhì)可以達(dá)到或基本達(dá)到蒸餾水回用的標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了產(chǎn)水水質(zhì)；三是高鹽水可濃縮到很高的倍數(shù)，甚至能夠使高鹽水中的鹽分結(jié)晶析出，實(shí)現(xiàn)廢水零排放處理技術(shù)。

權(quán)利要求書

1.一種高礦化度廢水的處理方法，其特征在于，所述處理方法包括：對高礦化度廢水進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后廢水；對所述預(yù)處理后廢水進(jìn)行膜蒸餾處理，得到凈化水；其中，所述高礦化度廢水的礦化度為3000～6000mg/L。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于，所述預(yù)處理的過程包括：將所述高礦化度廢水與沉淀劑進(jìn)行沉淀反應(yīng)后過濾，得到上清液，即為所述預(yù)處理后廢水，優(yōu)選對所述預(yù)處理的過程進(jìn)行優(yōu)化：所述優(yōu)化的過程包括：調(diào)整所述沉淀劑的總量至所述上清液中

離子的總濃度≤30mg/L，

離子的總濃度≤70mg/L。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理方法，其特征在于，所述優(yōu)化的過程包括：將所述高礦化度廢水與CaO進(jìn)行第一沉淀反應(yīng)后過濾，得到第一上清液；將所述第一上清液與Na2CO3進(jìn)行第二沉淀反應(yīng)后過濾，得到第二上清液；調(diào)整所述CaO的量使所述第一上清液中所述

離子的總濃度≤100mg/L，調(diào)整所述Na2CO3的量使所述第二上清液中的所述

離子的總濃度≤30mg/L，所述

離子的總濃度≤70mg/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，所述高礦化度廢水包括：10～20mg/L的K+、200～800mg/L的Na+、80～200mg/L的Ca2+、100～400mg/L的Mg2+、200～800mg/L的Cl-、300～1000mg/L的SO42-、50～200mg/L的HCO3-，優(yōu)選所述預(yù)處理后廢水中的Ca2+與Mg2+離子的總濃度＜100mg/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于，對所述膜蒸餾處理的溫度進(jìn)行優(yōu)化，所述優(yōu)化的過程包括：步驟a1，將所述預(yù)處理后廢水加熱到溫度t1，按流量L將所述預(yù)處理后廢水注入到膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)1，總能量消耗記為J1；步驟a2，清洗所述膜蒸餾組件后，另取所述預(yù)處理后廢水加熱到溫度t2，按流量L將所述預(yù)處理后廢水注入到膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)2，總能量消耗記為J2；步驟a3，按t1＜t2＜t3……＜tn的次序重復(fù)所述步驟a1、所述步驟a2，n≥2；步驟a4，計(jì)算各溫度ti下的總產(chǎn)水量V產(chǎn)i與總能量消耗Ji的比值：V產(chǎn)i/Ji，i為1至n；當(dāng)所述V產(chǎn)i/Ji的比值≤1.2L/kwh時(shí)，對應(yīng)的溫度ti即為所述膜蒸餾處理的優(yōu)化溫度t0。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的處理方法，其特征在于，對所述膜蒸餾處理的流量進(jìn)行優(yōu)化，所述優(yōu)化的過程包括：步驟b1，將所述預(yù)處理后廢水加熱到所述溫度t0，按流量L1將所述預(yù)處理后廢水注入膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)1，總能量消耗記為J1；步驟b2，依次按流量L1＜L2＜L3……＜Ln的次序重復(fù)所述步驟b1，獲得各流量Lk下對應(yīng)的總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)k，總能量消耗記為Jk，n≥2；步驟b3，計(jì)算各流量Lk下的總產(chǎn)水量V產(chǎn)k與總能量消耗Jk的比值：V產(chǎn)k/Jk，k為1至n；當(dāng)所述V產(chǎn)k/Jk的比值≤1.2L/kwh時(shí)，對應(yīng)的流量即為Lk所述膜蒸餾處理的優(yōu)化流量L0。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于，對所述膜蒸餾處理的氣壓進(jìn)行優(yōu)化，所述優(yōu)化的過程包括：步驟c1，將所述預(yù)處理后廢水加熱到所述溫度t0，按流量L0將所述預(yù)處理后廢水注入膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)1，總能量消耗記為J1；步驟c2，依次按壓力P1＜P2＜P3……＜Pn的次序重復(fù)所述步驟c1，獲得各壓力Pm下對應(yīng)的總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)m，總能量消耗記為Jm，n≥2；步驟c3，計(jì)算各壓力Pm下的總產(chǎn)水量V產(chǎn)m與總能量消耗Jm的比值：V產(chǎn)m/Jm，m為1至n；當(dāng)所述V產(chǎn)m/Jm的比值≤1.2L/kwh時(shí)，對應(yīng)的壓力Pm即為所述膜蒸餾處理的優(yōu)化氣壓P0。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處理方法，其特征在于，在所述優(yōu)化溫度t0、所述優(yōu)化流量L0、所述優(yōu)化氣壓P0的運(yùn)行參數(shù)條件下進(jìn)行所述膜蒸餾處理。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，所述膜蒸餾處理的方法選自直接接觸式膜蒸餾法、氣隙式膜蒸餾法、真空式膜蒸餾法和氣掃式膜蒸餾法中的任意一種或多種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于，所述膜蒸餾處理的熱源選自廠區(qū)50～80℃的蒸汽和/或熱水。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種高礦化度廢水的處理方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中高礦化度礦水的處理耗能、處理成本高的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種高礦化度廢水的處理方法，該處理方法包括：對高礦化度廢水進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后廢水；對預(yù)處理后廢水進(jìn)行膜蒸餾處理，得到凈化水；其中，高礦化度廢水的礦化度為3000～6000mg/L。

進(jìn)一步地，上述預(yù)處理的過程包括：將上述高礦化度廢水與沉淀劑進(jìn)行沉淀反應(yīng)后過濾，得到上清液，即為預(yù)處理后廢水，優(yōu)選對預(yù)處理的過程進(jìn)行優(yōu)化：優(yōu)化的過程包括：調(diào)整沉淀劑的總量至上清液中

離子的總濃度≤30mg/L，

離子的總濃度≤70mg/L。

進(jìn)一步地，上述優(yōu)化的過程包括：將高礦化度廢水與CaO進(jìn)行第一沉淀反應(yīng)后過濾，得到第一上清液；將第一上清液與Na2CO3進(jìn)行第二沉淀反應(yīng)后過濾，得到第二上清液；調(diào)整CaO的量使第一上清液中

離子的總濃度≤100mg/L，調(diào)整Na2CO3的量使第二上清液中的

離子的總濃度≤30mg/L，

離子的總濃度≤70mg/L。

進(jìn)一步地，上述高礦化度廢水包括：10～20mg/L的K+、200～800mg/L的Na+、80～200mg/L的Ca2+、100～400mg/L的Mg2+、200～800mg/L的Cl-、300～1000mg/L的SO42-、50～200mg/L的HCO3-，優(yōu)選預(yù)處理后廢水中的Ca2+與Mg2+離子的總濃度＜100mg/L。

進(jìn)一步地，對上述膜蒸餾處理的溫度進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的過程包括：步驟a1，將預(yù)處理后廢水加熱到溫度t1，按流量L將預(yù)處理后廢水注入到膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)1，總能量消耗記為J1；步驟a2，清洗膜蒸餾組件后，另取預(yù)處理后廢水加熱到溫度t2，按流量L將預(yù)處理后廢水注入到膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)2，總能量消耗記為J2；步驟a3，按t1＜t2＜t3……＜tn的次序重復(fù)步驟a1、步驟a2，n≥2；步驟a4，計(jì)算各溫度ti下的總產(chǎn)水量V產(chǎn)i與總能量消耗Ji的比值：V產(chǎn)i/Ji，i為1至n；當(dāng)V產(chǎn)i/Ji的比值≤1.2L/kwh時(shí)，對應(yīng)的溫度ti即為膜蒸餾處理的優(yōu)化溫度t0。

進(jìn)一步地，對上述膜蒸餾處理的流量進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的過程包括：步驟b1，將預(yù)處理后廢水加熱到溫度t0，按流量L1將預(yù)處理后廢水注入膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)1，總能量消耗記為J1；步驟b2，依次按流量L1＜L2＜L3……＜Ln的次序重復(fù)步驟b1，獲得各流量Lk下對應(yīng)的總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)k，總能量消耗記為Jk，n≥2；步驟b3，計(jì)算各流量Lk下的總產(chǎn)水量V產(chǎn)k與總能量消耗Jk的比值：V產(chǎn)k/Jk，k為1至n；當(dāng)V產(chǎn)k/Jk的比值≤1.2L/kwh時(shí)，對應(yīng)的流量即為Lk膜蒸餾處理的優(yōu)化流量L0。

進(jìn)一步地，對上述膜蒸餾處理的氣壓進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化的過程包括：步驟c1，將預(yù)處理后廢水加熱到溫度t0，按流量L0將預(yù)處理后廢水注入膜蒸餾組件內(nèi)，運(yùn)行時(shí)間為T后，得到總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)1，總能量消耗記為J1；步驟c2，依次按壓力P1＜P2＜P3……＜Pn的次序重復(fù)步驟c1，獲得各壓力Pm下對應(yīng)的總產(chǎn)水量記為V產(chǎn)m，總能量消耗記為Jm，n≥2；步驟c3，計(jì)算各壓力Pm下的總產(chǎn)水量V產(chǎn)m與總能量消耗Jm的比值：V產(chǎn)m/Jm，m為1至n；當(dāng)V產(chǎn)m/Jm的比值≤1.2L/kwh時(shí)，對應(yīng)的壓力Pm即為膜蒸餾處理的優(yōu)化氣壓P0。

進(jìn)一步地，在上述優(yōu)化溫度t0、優(yōu)化流量L0、優(yōu)化氣壓P0的運(yùn)行參數(shù)條件下進(jìn)行膜蒸餾處理。

進(jìn)一步地，上述膜蒸餾處理的方法選自直接接觸式膜蒸餾法、氣隙式膜蒸餾法、真空式膜蒸餾法和氣掃式膜蒸餾法中的任意一種或多種。

進(jìn)一步地，上述膜蒸餾處理的熱源選自廠區(qū)50～80℃的蒸汽和/或熱水。

應(yīng)用本申請的技術(shù)方案，采用膜蒸餾工藝處理高礦化度礦水，處理過程可以在較低的溫度下進(jìn)行，不需要把高鹽水加熱到很高的溫度，一是可以利用西部礦區(qū)擁有大量的廉價(jià)熱源，降低水處理成本，二是處理后的水質(zhì)可以達(dá)到或基本達(dá)到蒸餾水回用的標(biāo)準(zhǔn)，大大提高了產(chǎn)水水質(zhì)；三是高鹽水可濃縮到很高的倍數(shù)，甚至能夠使高鹽水中的鹽分結(jié)晶析出，實(shí)現(xiàn)廢水零排放處理技術(shù)。

（發(fā)明人：董愛青;郭強(qiáng);李杰;李井峰;何瑞敏;王小龍;劉兆峰;王霄）