一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统及方法与流程

本发明涉及煤化工高盐废水处理的技术领域，具体涉及一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统及方法。

背景技术：

煤化工、石油化工以及天然气化工生产过程中水的深度处理或者废碱液装置的处理，因水质中的盐的种类成分复杂，ph值波动大，有机物含量高等复杂特性，造成了危害性大，常规进行零排放产出的混盐和工业盐不能直接使用，也不能长时间存放，因此，高盐废水进行低成本的资源化处理系统及方法对于解决目前面临的问题很有必要。

目前，部分单位及高校零排放工艺的研究，如中国专利cn202011173907.x公开了一种用于污水处理中的零排放工艺系统，还是将污水进行直接处理产出结晶盐。cn201810344100.4公开的一种高盐废水的零排放处理工艺，针对水处理过程反应直接替换硬度离子，未先进行浓缩，运行成本较高。cn202010831763.6公开的一种高盐废水处理方法及处理系统，该方法直接在酸性条件下通过电渗析成为浓盐水和淡盐水，然后经过氧化处理，该方法的成本较高，面对混盐产生量日益增大的市场，环保压力日益提升的政策要求，低成本，具有普遍适用性的资源化处置方法很有必要。

技术实现要素：

为了解决目前高盐废水处理成本高，产品使用困难的缺点，提供一种经济、高效、操作简单的一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统及方法，去除废水中的硬度，杂质，有机物，杂盐，产出工业使用的盐酸，硫酸和氢氧化钠溶液。

本发明一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统，包括高盐废水均质池、第一浓缩装置、第二浓缩装置及第三浓缩装置，所述第一浓缩装置、第二浓缩装置及第三浓缩装置上均设置有产水出口和浓水出口；

所述高盐废水均质池通过第一过滤器连接有第一浓缩装置，第一浓缩装置的浓水出口通过除硬除杂装置连接有第二浓缩装置，所述第二浓缩装置的浓水出口通过串联的有机物脱除装置和脱碳装置连接有第三浓缩装置，所述第三浓缩装置的浓水出口上连接有纳滤装置，所述纳滤装置上设置有纳滤产水出口和纳滤浓水出口，所述纳滤产水出口上连接有产水bped装置，纳滤浓水出口上连接有浓水bped装置；

所述第一浓缩装置、第二浓缩装置及第三浓缩装置上的产水出口均与回用水管相连。

优选地，除硬除杂装置包括依次相连的高密度池、第二过滤器及超滤装置，所述高密度池与第一浓缩装置的浓水出口相连，所述超滤装置与第二浓缩装置相连。

优选地，第一过滤器和第二过滤器均为多介质过滤器或者砂滤装置。

优选地，高密度池为除硅除硬于一体的高密度沉降池。

优选地，有机物脱除装置为利用高级催化氧化或者电解脱除有机物的有机物脱除装置。

优选地，产水bped装置和浓水bped装置均为双极膜电渗析装置。

优选地，纳滤装置为蝶式纳滤装置。

优选地，第一浓缩装置、第二浓缩装置及第三浓缩装置均为反渗透膜装置，所述第一浓缩装置为蝶式反渗透膜装置，第二浓缩装置为卷式反渗透膜装置，第三浓缩装置为高盐反渗透膜装置。

一种煤化工高盐废水低成本资源化处理方法，利用一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统进行高盐废水处理，包括以下步骤：

（1）将高盐废水通入高盐废水均质池，进行水质均化，控制tds为4000-6000mg/l，经过均质处理后的高盐废水进入第一过滤器；

（2）第一过滤器进行预处理后将杂质悬浮物去除，然后使用第一浓缩装置进行浓缩，浓缩倍率为4倍，将水量降低到原水的四分之一，而后进入高密度池中；

（3）高密度池中使用双碱法处置，根据水质通过添加药剂将反应过程的ph值控制在11±0.5，将co3^2-含量控制在200-300mg/l内；高密度池污泥回流的比例为10-15%，高密度池出水ph值控制为7.5±0.5，然后进入第二过滤器和超滤装置进行处理后进入第二浓缩装置，第二浓缩装置的浓缩倍率为3倍；

（4）第二浓缩装置浓水进入有机物脱除装置，有机物脱除装置产水的有机物含量≤40mg/l，根据有机物的含量和种类进行有机物降解指标的控制，然后进入脱碳装置，通过加入脱碳药剂进行脱碳，控制碳酸根含量在≤50mg/l；

（5）经脱碳处理后的产水进入第三浓缩装置，第三浓缩装置的浓缩倍率为2倍；

（6）第三浓缩装置的浓水进入纳滤装置处理，纳滤装置产水为氯化钠，浓水为硫酸钠，然后利用产水bped装置和浓水bped装置根据水质中氯离子和硫酸根的含量比例进行相应的浓缩倍率调整，控制双向浓缩，产水bped装置产出盐酸和氢氧化钠溶液，浓水进入浓水bped装置产出硫酸和氢氧化钠溶液。

本发明通过预处理后并利用第一浓缩装置将水量缩减至四分之一，然后进行逐级预处理，将杂质和结垢性离子，有机物和杂盐进行了深度处理，得到了主要成分为硫酸钠和氯化钠的盐溶液，经过纳滤装置浓缩分离后得到纯度较高的硫酸钠溶液和氯化钠溶液，最后的经过双极膜电渗析进行制备酸碱。本发明具有操作简单、处理效果好、运行成本低等优点。

附图说明

图1为本发明一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统示意图。

附图标记：1-高盐废水均质池，2-第一过滤器，3-第一浓缩装置，4-高密度池，5-第二过滤器，6-超滤装置，7-第二浓缩装置，8-有机物脱除装置，9-脱碳装置，10-第三浓缩装置、11-纳滤装置，12-产水bped装置，13-浓水bped装置，14-药剂，15-回用水管，16-脱碳药剂。

具体实施方式

本发明一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统，包括高盐废水均质池1、第一浓缩装置3、第二浓缩装置7及第三浓缩装置10，所述第一浓缩装置3、第二浓缩装置7及第三浓缩装置10上均设置有产水出口和浓水出口；

所述高盐废水均质池1通过第一过滤器2连接有第一浓缩装置3，第一浓缩装置3的浓水出口通过除硬除杂装置连接有第二浓缩装置7，所述第二浓缩装置7的浓水出口通过串联的有机物脱除装置8和脱碳装置9连接有第三浓缩装置10，所述第三浓缩装置10的浓水出口上连接有纳滤装置11，所述纳滤装置11上设置有纳滤产水出口和纳滤浓水出口，所述纳滤产水出口上连接有产水bped装置12，纳滤浓水出口上连接有浓水bped装置13；

所述第一浓缩装置3、第二浓缩装置7及第三浓缩装置10上的产水出口均与回用水管15相连。

除硬除杂装置包括依次相连的高密度池4、第二过滤器5及超滤装置6，所述高密度池4与第一浓缩装置3的浓水出口相连，所述超滤装置6与第二浓缩装置7相连。

第一过滤器2和第二过滤器5均为多介质过滤器或者砂滤装置。

高密度池4为除硅除硬于一体的高密度沉降池。

有机物脱除装置8为利用高级催化氧化或者电解脱除有机物的有机物脱除装置8。

产水bped装置12和浓水bped装置13均为双极膜电渗析器。

纳滤装置11为蝶式纳滤装置11。

第一浓缩装置3、第二浓缩装置7及第三浓缩装置10均为反渗透膜装置，所述第一浓缩装置3为蝶式反渗透膜装置，第二浓缩装置7为卷式反渗透膜装置，第三浓缩装置10为高盐反渗透膜装置。

一种煤化工高盐废水低成本资源化处理方法，利用一种煤化工高盐废水低成本资源化处理系统进行高盐废水处理，包括以下步骤：

（1）将高盐废水通入高盐废水均质池1，进行水质均化，控制tds为4000-6000mg/l，经过均质处理后的高盐废水进入第一过滤器2；

（2）第一过滤器2进行预处理后将杂质悬浮物去除，然后使用第一浓缩装置3进行浓缩，浓缩倍率为4倍，将水量降低到原水的四分之一，而后进入高密度池4中；

（3）高密度池4中使用双碱法处置，根据水质通过添加药剂14将反应过程的ph值控制在11±0.5，将co3^2-含量控制在200-300mg/l内；高密度池4污泥回流的比例为10-15%，高密度池4出水ph值控制为7.5±0.5，然后进入第二过滤器5和超滤装置6进行处理后进入第二浓缩装置7，第二浓缩装置7的浓缩倍率为3倍；

（4）第二浓缩装置7浓水进入有机物脱除装置8，有机物脱除装置8产水的有机物含量≤40mg/l，根据有机物的含量和种类进行有机物降解指标的控制，然后进入脱碳装置9，通过加入脱碳药剂16进行脱碳，控制碳酸根含量在≤50mg/l；

（5）经脱碳处理后的产水进入第三浓缩装置10，第三浓缩装置10的浓缩倍率为2倍；

（6）第三浓缩装置10的浓水进入纳滤装置11处理，纳滤装置11产水为氯化钠，浓水为硫酸钠，然后利用产水bped装置12和浓水bped装置13根据水质中氯离子和硫酸根的含量比例进行相应的浓缩倍率调整，控制双向浓缩，产水bped装置12产出盐酸和氢氧化钠溶液，浓水进入浓水bped装置13产出硫酸和氢氧化钠溶液。

实施例1

装置前端来水进入高盐废水均质池1中混合均匀，经过第一过滤器2后进入蝶式反渗透膜装置浓缩减量，蝶式反渗透膜装置浓水进入高密度池4，在高密池中加入药剂14进行除硬，产水打入第二过滤器5，后续进入超滤装置6，除去杂质和悬浮物后进入卷式反渗透膜装置浓缩，浓水进入有机物脱除装置8和脱碳装置9，后续进入蝶式反渗透膜装置浓缩，浓水进入蝶式纳滤装置11将水分成产水和浓水，产水进入产水bped装置12，浓水进入浓水bped装置13。

进入系统的高盐废水经过均质后首先通过第一过滤器2预处理后使用蝶式反渗透膜装置进行浓缩减量，高密度池4为除硅除硬于一体的高密度沉降池，后续紧接第二过滤器5、超滤装置6进行除硬除杂，第一过滤器2和第二过滤器5为多介质过滤器，第二浓缩装置7为卷式反渗透膜装置，进行浓缩，卷式反渗透膜装置产出的浓水经过有机物脱除装置8和脱碳装置9进行深度处理，分别去除掉浓缩后的有机物和因高密池除硬加入的碳酸根和碳酸氢根；有机物脱除装置8使用的电解脱除有机物装置，第三浓缩装置10为高盐反渗透膜装置，对浓水进行再浓缩，蝶式纳滤装置11将浓水中的一价氯离子和二价硫酸根离子进行分离，bped装置为双极膜电渗析，产水bped装置12产出盐酸和氢氧化钠溶液，浓水进入浓水bped装置13产出硫酸和氢氧化钠溶液。第一浓缩装置3、第二浓缩装置7及第三浓缩装置10的产水为回用水，可以作为中水回用。

实施例2

某煤化工厂高盐废水的水质，其中：tds为5000mg/l，cod为80mg/l，氯化钠和硫酸钠的比例为6:4，ph值为7.5。

采用本发明的处理方法，包括以下步骤：

将高盐废水通入高盐废水均质池1，进行水质均化，控制tds在4000-6000mg/l，经过均质处理后的高盐废水进入第一过滤器2即多介质过滤器；

多介质过滤器进行预处理后将杂质悬浮物去除后使用蝶式反渗透膜装置进行浓缩4倍，将水量降低到原水的四分之一，盐含量约20000mg/l；

高密度池4中使用双碱法处置，根据水质将反应过程的ph值控制在11±0.5，将co3^2-含量控制在200-300mg/l；在高密度池4污泥回流的比例为10-15%，出水ph值控制为7.5±0.5.

卷式反渗透膜装置的浓缩倍率为3倍，出水的tds约60000mg/l；

有机物脱除装置8产水的有机物含量≤40mg/l，根据有机物的含量和种类进行有机物降解指标的控制，脱碳装置9通过加入脱碳药剂16进行脱碳，碳酸根含量控制在≤50mg/l；

高盐反渗透膜装置的浓缩倍率为2倍浓缩，浓水的tds约12000mg/l；

纳滤装置11为蝶式纳滤装置11，产水为氯化钠，浓水为硫酸钠，根据水质中氯离子和硫酸根的含量比例进行相应的浓缩倍率调整，控制双向浓缩，产水中氯化钠的回收率≥98%，浓水中硫酸根的回收率≥90%.

bped装置产出的盐酸和硫酸的浓度5-8%，氢氧化钠的浓度为5-8%，后续可以进行再提浓，使产品的浓度达到20%.

本发明通过预处理后并利用第一浓缩装置3将水量缩减至四分之一，然后进行逐级预处理，将杂质和结垢性离子，有机物和杂盐进行了深度处理，得到了主要成分为硫酸钠和氯化钠的盐溶液，经过纳滤装置11浓缩分离后得到纯度较高的硫酸钠溶液和氯化钠溶液，最后的经过双极膜电渗析进行制备酸碱。本发明具有操作简单、处理效果好、运行成本低等优点。