一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法与流程

本发明涉及工业废水处理技术领域，具体为一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法。

背景技术：

海水淡化技术的迅猛发展为解决全球水问题、开辟新水源提供了重要的手段，在许多国家已经成为淡水的重要甚至主要来源。在滨海工业带的一些企业，会产生大量的含氯化钠与硫酸钠的高盐废水。目前，虽然很多企业积极配备装置处理高盐废水，但基本上都是直接蒸发结晶得到杂盐，不但不能实现资源化利用，反而会被视为固体废弃物，甚至是危险废弃物，需要进一步的处置。

在节能减排、环境保护的时代背景下，高盐废水的零排放及资源化处理是高盐废水治理的必然趋势。

专利号zl200610114043提出了一种从na2so4-nacl-h2o体系中生产硫酸钠和氯化钠的循环蒸发结晶的盐硝联产工艺，但该工艺存在循环量大、能耗高、控制难，特别是对工业废水处理稳定性不高等问题。

专利号zl201110461060.x公布了一种基于纳滤膜的组合工艺处理含硫酸钠与氯化钠的污水，但其原水需要加水稀释，且对于氯化钠含量高于硫酸钠含量，或者两种盐含量相当的高盐废水，使用其公布的方法得到的氯化钠与硫酸钠产品的纯度及产率会受到一定的限制。由此可见，现有技术不能对高含盐废水的无机盐分质达到高回收率和高纯度的保证。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高效、稳定、自动化的控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，通过该方法可解决高盐难降解废水中硫酸钠与氯化钠杂盐在同一设备中分质结晶困难、无机盐产品纯度低等问题，从而实现资源化利用及废水趋零排放。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，包括以下步骤：

步骤1：将含有高浓度氯化钠与硫酸钠的高盐废水导入混合水箱中，在混合水箱的出口端设置预处理系统，并由预处理系统对高盐废水进行有机物与油质的去除；

步骤2：将经过预处理系统处理后的废水导入纳滤系统内进行无机盐的分质，并将纳滤后的截留液导入硫酸盐水箱继续处理，纳滤后的透过液导入反渗透系统中进行处理；

步骤3：将经过反渗透系统处理后的截留液返回氯化钠水箱继续处理，反渗透的透过液导入混合水箱中；

步骤4：将纳滤的截留液与反渗透的截留液通过热法蒸发结晶，得到硫酸钠与氯化钠结晶盐，硫酸钠与氯化钠的结晶母液返回混合水箱中继续参与循环处理；

步骤5：在纳滤系统和反渗透系统中设置废水在线监测和自动化控制组件。

更进一步地，步骤1中高盐废水的盐浓度为50-60g/l。

更进一步地，步骤1中预处理系统包括滤筒和高压泵，滤筒的入口端通过管道与混合水箱的出口端连通，并在管道上安装有球阀；所述滤筒的出口端与高压泵连接，高压泵的另一端连接纳滤系统。

更进一步地，所述滤筒内添加有酸碱调节剂和活性炭，活性炭的投加量为0-25g/l，ph调节范围为1-13。

更进一步地，步骤2中纳滤系统包括多个纳滤管，纳滤管的入口端与高压泵通过管道连接，并在管道上安装压力表；所述纳滤管的出口端分别与硫酸盐水箱、反渗透系统连接，并在管道上设置有相应的流量计和取样阀。

更进一步地，所述纳滤管内的纳滤膜选用海德能膜，型号为hydrapro421-4040，纳滤管内的压力可达到5-6mpa，温度为20-40℃，ph范围为3-9。

更进一步地，步骤2中反渗透系统包括多个反渗透管，反渗透管的入口端与纳滤管的出口端对接，反渗透管的出口端分别与混合水箱、氯化钠水箱连接。

更进一步地，所述反渗透管内的反渗透膜选用海德能膜，型号为hydrapro-4040，反渗透管内的压力可达到5-6mpa，温度为20-40℃，ph范围为3-9。

更进一步地，步骤3中反渗透系统的透过液以及蒸发结晶系统的水蒸气作为冷凝水回用。

更进一步地，步骤5中废水在线监测和自动化控制组件包括水样采样单元、水样处理单元、分析单元以及控制单元。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，根据高盐废水的压力、盐组分、温度、ph等性质，选择相适应的纳滤膜和反渗透膜，使得硫酸钠和氯化钠分质变得可控，即在无机盐废水浓度非常大并且有一定范围变化的情况下，使用本发明依然能保证分质效果，可以有效地控制一价和二价阴阳离子的截留率。

2、本发明提供的一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，纳滤的截留液进入到硫酸盐水箱，反渗透的截留液进入到氯化钠水箱，既可以提高氯化钠产品的回收率，同时也可以提高硫酸钠产品的纯度。

3、本发明提供的一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，通过循环处理，可进一步截留纳滤透过液中的硫酸钠，从而在提高氯化钠产品纯度的同时提高硫酸钠产品的回收率。

4、本发明提供的一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，还采用了废水在线监测和自动化控制组件，使得方法更加先进、便捷，节省了人工劳动力。

5、本发明提供的一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，对不同浓度的高盐废水均有很好的适应性和稳定性，具有流程合理，可资源回收，经济高效的特点。

6、本发明提供的一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，通过纳滤、反渗透系统对高盐废水的循环处理，可以使硫酸钠和氯化钠有效分质，得到纯度较好的工业盐，实现废水的资源化利用。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

图中：1混合水箱中、2预处理系统、201滤筒、202高压泵、203球阀、3纳滤系统、301纳滤管、302压力表、303流量计、304取样阀、4硫酸盐水箱、5反渗透系统、501反渗透管、6氯化钠水箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中：提供一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，包括以下步骤：

步骤一：将含有高浓度氯化钠与硫酸钠的高盐废水导入混合水箱1中，在混合水箱1的出口端设置预处理系统2，并由预处理系统2对高盐废水进行有机物与油质的去除；其中，高盐废水的盐浓度可达到50-60g/l；

步骤二：将经过预处理系统2处理后的废水导入纳滤系统3内进行无机盐的分质，并将纳滤后的截留液导入硫酸盐水箱4继续处理，纳滤后的透过液导入反渗透系统5中进行处理；

步骤三：将经过反渗透系统5处理后的截留液返回氯化钠水箱6继续处理，反渗透的透过液导入混合水箱1中；

步骤四：将纳滤的截留液与反渗透的截留液通过热法蒸发结晶，得到硫酸钠与氯化钠结晶盐，硫酸钠与氯化钠的结晶母液返回混合水箱1中继续参与循环处理；其中，得到的硫酸钠与氯化钠结晶盐干盐纯度可以达到工业干盐二级(ⅱ类)标准以上；

步骤五：在纳滤系统3和反渗透系统5中设置废水在线监测和自动化控制组件，废水在线监测和自动化控制组件包括水样采样单元、水样处理单元、分析单元以及控制单元，使得整个处理方法更加先进、便捷，节省了人工劳动力。

本实施例中，预处理系统2包括滤筒201和高压泵202，滤筒201的入口端通过管道与混合水箱1的出口端连通，并在管道上安装有球阀203；滤筒201的出口端与高压泵202连接，高压泵202的另一端连接纳滤系统3，其中，滤筒201内添加有酸碱调节剂和活性炭，活性炭的投加量为0-25g/l，ph调节范围为1-13。

本实施例中，纳滤系统3包括多个纳滤管301，纳滤管301的入口端与高压泵202通过管道连接，并在管道上安装压力表302；所述纳滤管301的出口端分别与硫酸盐水箱4、反渗透系统5连接，并在管道上设置有相应的流量计303和取样阀304，其中，纳滤管301内的纳滤膜选用海德能膜，型号为hydrapro421-4040，对二价盐硫酸钠的脱除率可达到90％以上，纳滤管301内的压力可达到5-6mpa，温度为20-40℃，ph范围为3-9。

本实施例中，反渗透系统5包括多个反渗透管501，反渗透管501的入口端与纳滤管301的出口端对接，反渗透管501的出口端分别与混合水箱1、氯化钠水箱6连接，反渗透管501内的反渗透膜选用海德能膜，型号为hydrapro-4040，对一价盐氯化钠的脱盐率为70％-90％，反渗透管501内的压力可达到5-6mpa，温度为20-40℃，ph范围为3-9。

本实施例中，反渗透系统5的透过液以及蒸发结晶系统的水蒸气作为冷凝水回用。

基于上述描述，为了进一步更好的解释说明上述发明，还提供如下具体实施案例一：

请参阅表1，取某工业区排放的高盐废水导入至混合水箱1中，主要含有na2so4与nacl，其中nacl浓度为6000mg/l，na2so4浓度为50000mg/l，toc为1442mg/l，总油为588mg/l；

第一步：将上述高盐废水导入到预处理系统2中，添加适量酸碱调节剂和活性炭对高盐废水进行酸碱调节以及活性炭吸附的预处理，并且通过滤筒201进行有机物筛分；

通过对ph值的调控：发现在ph＝3的条件下，废液中的toc和总油去除效果最好，toc去除率达到30.3％，总油的去除率达到29％；在活性炭投加量为20g/l，吸附时间为4小时的条件下效果最好，对toc的去除率为45％，对总油的去除率达到61％，经过预处理系统2处理，水样中toc由初始值的1442mg/l降至115mg/l，toc去除率高达92％，水样中总油含量由初始值的588mg/l降至40mg/l，总油去除率高达93％，预处理效果较好；

第二步：将上述预处理后的高盐废水通过纳滤系统3，纳滤管301中的纳滤膜选用型号是hydrapro421-4040的海德能膜，温度为20℃，ph为6.5-7，操作压力为5.8mpa，得到富含na2so4的截留液以及富含nacl的透过液；

通过检测发现：截留液的na2so4浓度为4250mg/l，透过液的nacl浓度为5600mg/l；

第三步：将上述纳滤的截留液导入硫酸盐水箱4，纳滤的透过液进入反渗透系统5中，经反渗透的处理后，出口水质的nacl浓度降低到950mg/l；

第四步：纳滤的截留液和反渗透的截留液经过热法盐硝分离系统，即通过结晶、离心分离、洗涤、转晶和干燥处理后得到硫酸钠、氯化钠结晶盐，其干盐纯度可以达到工业干盐二级(ⅱ类)标准以上；

在上述检测过程中，采用由水样采样单元、水样处理单元、分析单元以及控制单元组成的废水在线监测和自动化控制组件，便于实时记录废水处理情况，自动清洗装置，实现整机自动控制和联网功能。

表1某工业区排放的高盐废水处理表

工作原理：本发明提供的一种控制高盐废水中氯化钠与硫酸钠截留率的处理方法，通过前期对含盐废水的成分分析并进行预处理，最终确定的步骤是酸碱调节和活性炭吸附，废水经预处理后进入纳滤、反渗透组件，得到浓水和淡水，浓水返回到原水箱继续循环，淡水流入淡水箱，实验过程中记录压力、浓水流速、淡水流速、淡水电导率和废水温度，浓水和淡水出口溶液的含盐量，利用纳滤膜特性将二价盐和有机物从一价盐中分离出来，除去废水中含有的大量有机物质，然后进行蒸发浓缩和结晶步骤，分别得到杂质较少的氯化钠固体和硫酸钠固体；本发明利用纳滤-反渗透组合分离浓缩淡盐水的方法，充分有效地运用膜法分离技术，另外，在本发明中加入了废水在线监测和自动化控制组件，使得该处理技术更加科技先进，操作便捷，该方法具有流程合理，可资源回收，经济高效，运行稳定的特点，其作为一种深度处理技术，有效去除了高盐废水中的有机物及以无机盐为主的溶解性固体，可以很好的弥补现有高盐废水处理技术中的不足，从而实现资源化利用及废水趋零排放的目标，本发明得到的氯化钠、硫酸钠结晶盐干盐纯度可以达到工业干盐二级(ⅱ类)标准以上，实现废水的资源化利用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。