一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺，将工业废水经超滤预处理后经过高压泵输送至反渗透过程，渗透侧出水回用，对过滤多次后的浓缩液进行电渗析处理，经电渗析浓缩后的物料进行蒸发和结晶，得到盐泥和冷凝水，对盐泥进行后处理，冷凝水回用。本发明将膜与蒸发结晶耦合不仅能从高盐浓度的工业废水中回收高质量的净水，也能实现高盐废水的零排放，具有能耗低，生产成本低，工艺先进的特点。
【专利说明】一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种污水处理方法，尤其涉及一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺，采用膜技术与蒸发结晶集成工艺对氯碱、造纸等化工领域产生的工业废水进行处理，从高TDS的工业废水中回收高质量的净水，实现高盐废水的零排放。
【背景技术】
[0002]目前，氯碱、造纸、电镀等化工领域产生的工业废水的处理方法主要包括化学沉淀法、氧化还原法、膜分离法和离子交换法，但这些传统工艺很难达到零排放的要求。
[0003]所谓的零排放，就其内容而言，一方面要控制生产过程中不得已产生的废弃物排放，将其减少到零；另一方面将不得已排放的废弃物充分利用，最终杜绝不可再生资源和能源的产生。零排放技术是综合应用膜分离，蒸发结晶和/或干燥等物理、化学、生化过程，将废水当中的固体杂质浓缩至很高浓度，大部分水已返回循环回用，剩下少量伴随固体废料的水，可以通过蒸发/结晶、蒸发/干燥、固体废料吸收等途径处理回收利用，而不排出系统。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述废水处理方法的不足，本发明提出了一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺，实现高质量的净水回收及高盐废水的零排放。
[0005]本发明的技术方案为:一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺，其具体步骤如下:
[0006]I)对高盐度工业废水进行超滤预处理，过滤去除水中的不溶性固体杂质，得到渗透液和截留液；
[0007]2)采用高压泵将经过超滤预处理后的渗透液输送至反渗透膜过滤装置进行浓缩处理；渗透侧的净水回用；
[0008]3 )当反渗透膜浓缩液总溶解固体TDS达到27000~72000mg/L时，将反渗透装置内的浓缩物料输送至电渗析装置进行浓缩处理，浓缩至物料中TDS达到100000~172000mg/L，渗透侧出水输送至供水系统回用；
[0009]4)将经过电渗析处理后的浓缩液进行蒸发处理，得到的蒸馏水输送到供水系统回用，蒸发塔底部储水槽内的盐泥通过循环水泵排出，并对盐泥进行后处理。
[0010]上述高盐度工业废水的TDS为1500~4000mg/L,固体悬浮物浓度SS为5~50mg/L，CODcr为20~100mg/L ;经超滤处理后渗透液的TDS为1500~4000mg/L，SS为O~IOmg/L, CODcr 为 15 ~90mg/L。
[0011]优选超滤预处理过程采用压力驱动装置为循环泵，操作压力为0.05~0.5MPa ;超滤膜为有机膜或无机膜，膜平均孔径为10~IOOnm ;膜组件为管式膜、卷式膜或中空纤维膜。
[0012]优选反渗透浓缩液C0D&为500~1000mg/L ;反渗透所出净水TDS为50~450mg/L，CODcr在0~50mg/L ;反渗透膜材料为聚酰胺、醋酸纤维素或由聚酰胺、醋酸纤维素两者构成的复合膜；反渗透过滤过程的压力驱动装置为循环泵，压力驱动装置对待过滤的物料加压至0.5~4MPa。
[0013]优选电渗析浓水CODra在100~1500mg/L ；电渗析产水的TDS为1000~4000mg/L, CODcr 在 50 ~600mg/L。
[0014]优选所述的电渗析系统采用倒极电渗析、填充床电渗析、无极水电渗析或双极性膜电渗析工艺。
[0015]优选蒸发过程采用降膜式蒸发器或/和刮板蒸发器；蒸发过程为I~8效蒸发，蒸汽条件为120~180°C，压力为0.2~0.4MPa。一般体积浓缩倍数为10~30倍。
[0016]有益效果:
[0017]本发明将工业废水经超滤预处理后经过高压泵输送至膜过滤系统进行RO过程，渗透侧的纯化水回用，对过滤多次后的浓缩液进行电渗析处理，对浓缩后的物料进行蒸发，得到盐泥和冷凝水，对盐泥进行后处理，冷凝水回用。本发明将膜与蒸发耦合不仅能从高TDS的工业废水中回收高质量的净水，也能实现高盐废水的零排放，具有能耗低，生产成本低，工艺先进的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放工艺流程图。
【具体实施方式】
[0019]实施例1`
[0020]对TDS为1500mg/L、SS为5mg/L、C0D&为35mg/L的工业废水进行超滤预处理，采用膜孔径为IOnm的中空纤维有机膜在跨膜压差为0.5MPa的条件下过滤，产水TDS为1500mg/L，SS约lmg/L，C0D&S 18mg/L;将经过超滤预处理后的渗透液通过高压泵输送至反渗透膜过滤装置，采用聚酰胺反渗透膜进行浓缩处理，浓水的TDS达到27000mg/L、C0D&为500mg/L时停止浓缩，其中渗透侧淡水的TDS为50mg/L、CODcr为5mg/L，该淡水回用；将经过反渗透处理后的渗透液通过高压泵输送至填充床电渗析装置进行浓缩处理，浓水中TDS达到100000mg/L,C0DCr 达到 120mg/L 时停止，淡水侧出水 TDS 为 1000mg/L，CODcr 为 600mg/L，该淡水输送至供水系统回用。将经过电渗析处理后的浓缩液通过循环泵输送至单效降膜式蒸发器进行蒸发处理，蒸汽温度为120°C，压力为0.22MPa。蒸发结晶过程的盐泥通过循环水泵排出，并对盐泥进行后处理。蒸发过程得到的蒸馏水，输送到供水系统回用；其工艺流程图如图1所示。
[0021]实施例2
[0022]对TDS为4000mg/L，SS为50mg/L、C0D&为72mg/L的工业废水进行超滤预处理，采用膜孔径为IOOnm的管式陶瓷膜在跨膜压差为0.1MPa的条件下过滤，产水TDS为4000mg/L，SS为10mg/L，C0D&为45mg/L ;将经过超滤预处理后的渗透液通过高压泵，输送至反渗透膜过滤装置，采用醋酸纤维素反渗透膜进行浓缩处理，浓水的TDS达到72000mg/L、CODcr达到690mg/L时停止浓缩，渗透测出水的TDS为420mg/L，CODcr为30mg/L，将渗透侧出水回用；将经过反渗透处理后的渗透液通过高压泵输送至双极性膜电渗析装置进行浓缩处理，浓水中TDS达到172000mg/L、C0DCr780mg/L时停止浓缩，淡水侧出水的TDS为4000mg/L，CODcr为80mg/L，该淡水输送至供水系统回用。将经过电渗析处理后的浓缩液通过循环泵输送至八效降膜式蒸发器进行蒸发处理，蒸汽温度为180°C，压力为0.4MPa。盐泥通过循环水泵排出，并对盐泥进行后处理。蒸发过程得到的蒸馏水，输送到供水系统回用。
[0023]实施例3
[0024]对TDS为2000mg/L，SS为30mg/L、CODcr为86mg/L的工业废水进行超滤预处理，采用膜孔径为50nm的卷式有机膜在跨膜压差为0.2MPa的条件下过滤，产水TDS为2000mg/L，SS为4mg/L，CODcr为80mg/L ;将经过超滤预处理后的渗透液通过高压泵，输送至反渗透膜过滤装置，采用聚酰胺、醋酸纤维素复合反渗透膜进行浓缩处理，直到浓水的TDS达到36000mg/L、CODcr达到950mg/L时将渗透侧的净水回用，其中渗透侧出水的TDS为235mg/L，CODcr为50mg/L ;将经过反渗透处理后的浓水通过高压泵输送至倒极电渗析装置进行浓缩处理，浓缩至浓水中TDS达到138000mg/L、CODcr为1500mg/L时停止，淡水侧出水TDS为2800mg/L, CODcr为400mg/L，出水输送至供水系统回用。将经过电渗析处理后的浓水通过循环泵输送至三效刮板式蒸发器进行蒸发处理，蒸汽温度为150°C，压力为0.3MPa。盐泥通过循环水泵排出，并对盐泥 进行后处理。蒸发过程得到的蒸馏水，输送到供水系统回用。
【权利要求】
1.一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺，其具体步骤如下: 1)对高盐度工业废水进行超滤预处理，过滤去除水中的不溶性固体杂质，得到渗透液和截留液； 2)采用高压泵将经过超滤预处理后的渗透液输送至反渗透膜过滤装置进行浓缩处理；渗透侧的净水回用； 3)当反渗透膜浓缩液总溶解固体TDS达到27000~72000mg/L时，将反渗透装置内的浓缩物料输送至电渗析装置进行浓缩处理，浓缩至物料中TDS达到100000~172000mg/L，渗透侧出水输送至供水系统回用； 4)将经过电渗析处理后的浓缩液进行蒸发处理，得到的蒸馏水输送到供水系统回用，蒸发塔底部储水槽内的盐泥通过循环水泵排出，并对盐泥进行后处理。
2.根据权利要求1所述一种膜与蒸发结晶集成的高盐度工业废水零排放的工艺，其特征在于高盐度工业废水的TDS为1500~4000mg/L，固体悬浮物浓度SS为5~50mg/L，CODcr为20~100mg/L ;经超滤处理后渗透液的TDS为1500~4000mg/L，SS为O~10mg/L，CODcr为 15 ~90mg/L。
3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于超滤预处理过程采用压力驱动装置为循环泵，操作压力为0.05~0.5MPa ;超滤膜为有机膜或无机膜，膜平均孔径为10~IOOnm ;膜组件为管式膜、卷式膜或中空纤维膜。
4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于反渗透浓缩液C0D&为500~1000mg/L;反渗透所出净水TDS为50~450mg/L，CODcr在O~50mg/L ;反渗透膜材料为聚酰胺、醋酸纤维素或由聚酰胺、醋酸纤维素两者构成的复合膜；反渗透过滤过程的压力驱动装置为循环泵，压力驱动装置对待过滤的物料`加压至0.5~4MPa。
5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于电渗析浓水CODra在100~1500mg/L；电渗析产水的 TDS 为 1000 ~4000mg/L，CODcr 在 50 ~600mg/L。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于所述的电渗析系统采用倒极电渗析、填充床电渗析、无极水电渗析或双极性膜电渗析工艺。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于蒸发过程采用降膜式蒸发器或刮板蒸发器；蒸发过程为I~8效蒸发，蒸汽条件为120~180°C，压力为0.2~0.4MPa。
【文档编号】C02F9/10GK103508602SQ201310311089
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】李卫星, 杨刚, 张荟钦, 邢卫红 申请人:南京九思高科技有限公司, 南京工业大学