一种高盐废水末端零排放的处理方法与流程

文档序号:33122106发布日期:2023-02-01 04:06阅读:25来源:国知局
一种高盐废水末端零排放的处理方法与流程

1.本发明属于高盐废水处理技术领域,具体地说,涉及一种高盐废水末端零排放的处理方法。


背景技术:

2.现有的垃圾渗滤液及高盐废水处理领域,蒸发浓缩是很重要的环节。垃圾渗滤液经过生化、超滤和反渗透后,一些高盐废水中含有大量的氯化物、硝酸盐和硫酸盐。一般情况下,高盐废水中氯化物以氯化钠最为常见,氯化钠的溶解度随温度变化较小,氯化钠浓度的增大对溶液沸点的上升影响较小。但是硝酸盐在水中溶解度受温度影响较大,且硝酸盐的溶解度随着温度升高而增大,而随着蒸发浓缩进行,硝酸盐浓度会变得很大,母液的沸点也变得很高。
3.目前的垃圾渗滤液及高盐废水处理领域中,mvr蒸发浓缩设备只有一台压缩机,二次蒸汽的温度被一台压缩机提升有限。在系统刚开始运行时,浓缩液的浓度较低,沸点较低,尚且能满足蒸发所需温度,但随着蒸发浓缩进行,氯化钠及硫酸盐形成结晶盐被分离出后,母液中硝酸盐浓度升高,母液沸点升高,二次蒸汽的温度逐渐不能满足蒸发所需温度。
4.传统工艺中,经过蒸发浓缩后的母液直接进入离心机进行结晶盐和母液的分离,但母液从蒸发室出来时仍然带有较高的温度,硝酸盐和硫酸在较高温度下溶解较大,离心机出来的母液中仍含有大量硝酸盐和硫酸盐。
5.另外,经过mvr浓缩之后,母液中含有很高浓度的cod和氨氮。特别是其中的cod,是前端工艺所不能处理掉的,这部分cod不可生化,而采用一般的物化或者氧化工艺,处理效果不佳,采用焚烧的方法不仅成本高,还会产生气体污染物,无法实现零排放。
6.因此,如何针对于高盐废水提供一种成本低,处理效果好,工艺简单流程短,能够有效去除cod等物质的实现末端零排放的处理方法是亟需解决的问题。
7.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素:

8.本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种高盐废水末端零排放的处理方法。本发明的处理工艺,流程短、简单且效率高,结晶盐产量高,能有效去除废水中的cod和氨氮等,还能节约运行成本。
9.为解决上述技术问题,本发明采用技术方案的基本构思是:
10.本发明的第一目的是提供一种高盐废水末端零排放的处理方法,包括:
11.(1)预处理后的高盐废水,进入双压缩机mvr蒸发系统进行蒸发浓缩;
12.(2)双压缩机mvr蒸发系统排出的高温母液和结晶盐进入换热冷却罐冷却;
13.(3)将换热冷却罐中的上清液排至絮凝反应池中进行絮凝反应,换热冷却罐下层的结晶盐输送至离心机进行离心,离心后的液体进入絮凝反应池,固体外运;
14.(4)絮凝反应后的混合物进入沉淀池进行沉淀,沉淀后的上层清液再次进入双压
缩机mvr蒸发系统,下层物质进行压滤,压滤液再次进入双压缩机mvr蒸发系统,固体外运。
15.进一步的方案,步骤(1)中,所述双压缩机mvr蒸发系统包括可串联使用的两台压缩机;当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度不大于20~40%时,单台压缩机工作对蒸汽进行压缩;当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度大于20~40%时,蒸汽依次进入串联的两台压缩机进行二次压缩加热;
16.优选的,当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度不大于30%时,单台压缩机工作对蒸汽进行压缩;当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度大于30%时,蒸汽依次进入串联的两台压缩机进行二次压缩加热。
17.针对于高盐废水,本发明采用双压缩机mvr蒸发系统进行蒸发浓缩,包括可串联使用的两台压缩机。蒸发初期,采用一台压缩机进行蒸发,随着蒸发浓缩的进行,当母液浓度增大,沸点升高时,采用两台压缩机串联工作,将二次蒸汽提升到更高温度,使蒸发继续进行,还可以增大母液的浓缩比,减少母液排放量。
18.进一步的方案,单台压缩机工作时,母液浓缩6~10倍后,母液温度为105~112℃;两台压缩机进行二次压缩加热时,二次蒸汽温度为130~145℃,母液被继续浓缩至12~20倍。
19.作为一种具体的实施方式,采用一台压缩机进行蒸发,随着蒸发浓缩的进行,母液浓缩6~10倍后,母液温度为105~110℃,这时,打开两台压缩机同时串联工作,经过两台压缩机加热的二次蒸汽,温度更高,二次蒸汽温度为130~145℃,母液被继续浓缩至12~20倍。使蒸发浓缩继续进行,减少了母液量,增大了结晶盐析出量,提高了蒸发系统的效率。
20.与现有的设备相比,本发明增加一台压缩机,并不会增大多少占地面积。两台压缩机同时工作的前提是母液浓缩到一定浓度,且母液沸点升高到一定值,当母液的沸点低于这个值时,只有一台压缩机工作,因此并不会大幅增加运行成本。
21.进一步的方案,步骤(2)中,从双压缩机mvr蒸发浓缩系统出来的母液,进入换热冷却罐,使母液的温度降低至室温;
22.优选的,使母液的温度降低至20-25℃。
23.本发明中双压缩机mvr蒸发系统的蒸发室排出的母液先进入换热冷却罐中,冷却后,大量硝酸盐和硫酸盐会从母液中析出,母液中盐含量降低,此时换热冷却罐底部的结晶盐进入离心机,会离心出更多的结晶盐,结晶盐的得率更高。
24.进一步的方案,预处理后的高盐废水先流经换热冷却罐,对换热冷却罐中的高温母液进行冷却,同时高温母液对高盐废水进行第一次预热;
25.经过第一次预热后的高盐废水再与双压缩机mvr蒸发系统产生的高温冷凝水换热,进行第二次预热;经过两次预热后的高盐废水进入双压缩机mvr蒸发系统的蒸发器中,进行蒸发浓缩。
26.本发明中,高盐废水先经过换热冷却罐,利用高盐废水对蒸发浓缩母液降温的同时,对高盐废水进行第一次预热,然后再与双压缩机mvr蒸发装置产生的高温冷凝水进行换热,进行第二次预热,如此对系统产生的热量进行二次利用,避免对热量和水资源的浪费,降低成本。
27.进一步的方案,絮凝反应池中,加入絮凝反应剂,搅拌均匀,进行絮凝反应,絮凝反应时间为10~40min;
28.优选的,所述絮凝反应池包括一个或多个,进行一次或者依次进行多次絮凝反应。
29.进一步的方案,絮凝反应后的混合物进入沉淀池进行沉淀,沉淀时间为30min~5h。
30.进一步的方案,絮凝反应池中加入絮凝反应剂,所述的絮凝反应剂为由γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷和氯化铝组成的共价键型无机有机复合絮凝剂。具体的,本发明的絮凝反应剂采用申请号为200810115990.8,名称为《一种共价键型无机有机复合絮凝剂、制备工艺及其应用》(发明人:赵华章、彭建雄、孙娟娟;)的实施例1中制备的絮凝剂。
31.絮凝反应剂的用量是2~10g/l。
32.传统工艺中,母液不做絮凝工艺处理。如果用传统絮凝工艺处理母液,采用的絮凝药剂一般为pac和pam等,只能除掉悬浮物,并不能将cod和氨氮有效去除。
33.母液经过两级压缩机mvr系统高效浓缩后,浓缩倍数会很高,母液中的cod和氨氮含量也会变得很高,特别是其中的cod,是经过前面一系列处理后剩余不能被处理掉的,生化和普通的氧化技术已经很难处理掉这些cod。这部分母液若是返回到mvr系统中继续浓缩,会使产生的冷凝水中含有较高的cod和氨氮,致使蒸发产水的水质不合格。
34.为了去除母液中高含量的cod和氨氮,本发明中将冷却后的上清液排至絮凝反应池中进行絮凝反应,采用深度絮凝技术,采用的絮凝剂不同于传统意义上的有机和无机絮凝剂,为一种无机-有机复合在一起的共价键型絮凝剂,具有有机絮凝剂和无机絮凝剂的优点,不仅具有良好的絮凝效果,而且产生的污泥沉降速度更快。这种新型的药剂,除了具有絮凝效果外,还具有吸附作用,可有效吸附水质种难处理的cod和氨氮,对水质脱色效果明显,水体中高浓度的盐也不会影响其处理效果。
35.进一步的方案,沉淀后的上层清液中,cod为0~50mg/l,氨氮≤5mg/l;
36.优选的,cod为0~20mg/l,氨氮≤3mg/l。
37.经过冷却、深度絮凝、沉淀后,液体中大部分是沸点不高的氯化钠,硝酸盐和硫酸盐含量很低,因此沉淀后的上清液以及下层物质的压滤液可以再返回mvr蒸发浓缩系统,不会对蒸发系统产生影响。
38.进一步的方案,本发明中,所述的高盐废水为垃圾渗滤液。
39.采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
40.1、本发明的处理方法中采用双压缩机mvr蒸发浓缩系统,提升二次蒸汽的温度,减少母液排放量。
41.一开始母液浓度较低时,采用一台压缩机加热二次蒸汽,当母液浓缩到一定浓度后,母液温度升高,启动另一台压缩机,两台压缩机同时启动,将二次蒸汽提升到更高温度,使蒸发继续进行。如此,既能够满足蒸发浓缩前期温度较低的需要,也能够满足后期温度较高的需要,提高了蒸发效率,提高了母液的浓缩比,提高了母液浓度,降低了产生的母液量。该系统对于盐分复杂的废水处理,具有较佳的处理效果。
42.本发明的双压缩机mvr蒸发浓缩系统,可以根据工况而切换一级压缩或两级压缩,避免能量浪费,整体上降低了能耗,降低了综合成本。
43.2、本发明的处理方法中增加了冷却步骤,降低蒸发后排除的母液温度,降低母液含盐量。从双压缩机mvr蒸发浓缩系统的蒸发室排出的母液先进入母液换热冷却罐中,冷却后,大量硝酸盐和硫酸盐会从母液中析出,母液中盐含量降低,析出更多受温度影响较大的
结晶盐,此时母液换热冷却罐底部的结晶盐进入离心机,会离心出更多的结晶盐,提高结晶盐的得率。
44.3、本发明的处理方法中采用深度絮凝技术去除母液中含量较高的cod和氨氮。
45.本发明将冷却后的母液采用有机-无机复合共价絮凝剂进行絮凝,同时具有絮凝和吸附的效果,可以除去母液中的cod和氨氮,具有良好的水质脱色效果,同时还可去除水中的ss和部分钙镁离子。
46.4、本发明中经过蒸发出的母液经过冷却、深度絮凝、沉淀后,去除了cod和氨氮,水质颜色也变得澄清透明,水质中剩余大多是受温度影响变化不大的氯化钠等盐份,硝酸盐和硫酸盐含量很低,因此沉淀后的上清液以及下层物质的压滤液可以再返回mvr蒸发浓缩系统,将这部分母液回流到双压缩机mvr蒸发浓缩系统,不会使蒸发母液的沸点升高,也不会因为cod和氨氮的问题影响蒸发出水的水质。因此,不会对蒸发系统产生影响,还极大缩短了后续的工艺流程,整个工艺过程简单,易于推广。
47.5、本发明中高盐废水先经过换热冷却罐,利用高盐废水对蒸发浓缩母液降温的同时,对高盐废水进行第一次预热,然后再与双压缩机mvr蒸发装置产生的高温冷凝水进行换热,进行第二次预热,如此对系统产生的热量进行二次利用,提高高盐废水进入蒸发器的温度,降低能量消耗,避免对热量和水资源的浪费,降低成本。
48.因此,本发明的方法中,产生的固体,如结晶盐、泥饼,可以通过外运处理,而离心机分离的液体进入絮凝反应池,沉淀池、压滤机产生的液体均可以返回双压缩机mvr蒸发浓缩系统进行再处理,因此实现了末端完全零排放。
49.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
50.附图作为本发明的一部分,用来提供对本发明的进一步的理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但不构成对本发明的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中:
51.图1是本发明高盐废水末端零排放的处理系统的结构示意图;
52.图2是本发明高盐废水末端零排放的处理方法的流程示意图。
53.图中:100高盐废水的存储装置,101双压缩机mvr蒸发装置,102换热冷却罐,103离心装置,104絮凝反应池,105沉淀池,106压滤装置,107絮凝剂装载装置,108搅拌装置,109废水管路;;
54.双压缩机mvr蒸发装置包括:1-蒸发器,2-第一加热器,3第二加热器,4-第一压缩机,5-第二压缩机,6-第一控制装置,7-第二控制装置,8-第二控制装置,9-第一蒸汽管道,10-第二蒸汽管道,11-第三蒸汽管道,12-第四蒸汽管道,13-进料口,14-排料口,15-循环泵,16冷凝水罐,17-换热器,18-冷凝水管路。
55.需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
56.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
57.在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
58.在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
59.第一方面,如图1所示,本发明提供一种高盐废水末端零排放的处理设备,包括:
60.双压缩机mvr蒸发装置101,包括蒸发器1和两台串联的加热器,所述蒸发器1和两台加热器之间通过管路连接,形成液体循环,对液体进行蒸发浓缩;
61.换热冷却罐102,与所述蒸发器1连通,蒸发浓缩后的母液排入换热冷却罐102;
62.离心装置103,与所述换热冷却罐102的下部连通;
63.絮凝反应池104,与所述换热冷却罐102连通,换热冷却罐102中的液体排入絮凝反应池104;
64.沉淀池105,与所述絮凝反应池104连通;
65.压滤装置106,与所述沉淀池105连通。
66.本发明的高盐废水末端零排放的处理设备中包括换热冷却罐102,双压缩机mvr蒸发装置101的蒸发器1排出的母液先进入换热冷却罐102中,先经过冷却步骤后,大量硝酸盐和硫酸盐会从母液中析出,母液中盐含量降低,此时换热冷却罐102底部的结晶盐进入离心机,会离心出更多的结晶盐,结晶盐的得率更高。换热冷却罐102中的液体排入絮凝反应池104进行絮凝,可以有效去除废水中的cod和氨氮,且不产生气体污染物。沉淀池105和压滤装置106等产生的固体外运,液体可以再返回设备重新进行处理,从而实现末端零排放。
67.进一步的方案,所述换热冷却罐102包括罐体和设置在罐体外部的夹套,所述罐体的进口与蒸发器1连通,蒸发浓缩后的母液排入罐体中;所述夹套的进口与高盐废水的存储装置100连通,所述夹套的出口连接废水管路109,废水管路109的另一端与蒸发器1的进料口13连通;高盐废水先流经夹套与罐体中的母液换热,得到第一次预热后再进入废水管路109。
68.本发明中,高盐废水的存储装置100的出口与换热冷却罐102的夹套进口连接。与高盐废水的量相比,罐体中蒸发浓缩的母液量少,因此通过夹套换热,高盐废水能够很好地对母液进行降温,同时高盐废水还得到了第一次预热,可以避免热量浪费,无需额外的水资源对母液进行降温,避免水资源浪费,降低成本。
69.进一步的方案,所述双压缩机mvr蒸发装置101还包括冷凝水罐16和冷凝水管路18,所述冷凝水罐16的进口与两台加热器的冷凝水出口连通,所述冷凝水罐16的出口与冷凝水管路18连通;所述冷凝水管路18与废水管路109之间设置换热器17,冷凝水管路18中的
高温冷凝水通过换热器17对废水管路109中的高盐废水进行第二次预热。
70.双压缩机mvr蒸发装置101在蒸发浓缩过程中,加热器会产生大量冷凝水,收集到冷凝水罐16中,而该冷凝水的温度很高,本发明通过设置换热器17,可以利用该部分冷凝水的热量对废水管路109中的高盐废水进行第二次预热,从而实现了对热量的重复利用,降低成本。
71.本发明中,所述换热器17可以为板式换热器17。废水管路109中的高盐废水和冷凝水管路18中的高温冷凝水逆向流动,提高换热的效率。
72.进一步的方案,所述双压缩机mvr蒸发装置101还包括并联设置的第一蒸汽管道和第二蒸汽管道,所述第一蒸汽管道和第二蒸汽管道的一端通过第三蒸汽管道与蒸发器1上部连通,另一端通过第四蒸汽管道分别与两台加热器连通;
73.所述第四蒸汽管道上设有第一压缩机,所述第一蒸汽管道上设有控制管道通断的第一控制装置,所述第二蒸汽管道上设有第二压缩机和控制管道通断的第二控制装置。
74.针对于高盐废水,本发明采用双压缩机mvr蒸发装置101进行蒸发浓缩,包括可串联使用的两台压缩机。蒸发初期,采用一台压缩机进行蒸发,随着蒸发浓缩的进行,当母液浓度增大,沸点升高时,采用两台压缩机串联工作,将二次蒸汽提升到更高温度,使蒸发继续进行,还可以增大母液的浓缩比,减少母液排放量。
75.与现有的设备相比,本发明增加一台压缩机,并不会增大多少占地面积。两台压缩机同时工作的前提是母液浓缩到一定浓度,且母液沸点升高到一定值,当母液的沸点低于这个值时,只有一台压缩机工作,因此并不会大幅增加运行成本。
76.具体的,蒸发器11中出来的蒸汽,经过第三蒸汽管道11后可以分为两路,一路进入第一蒸汽管道9,然后经过第四蒸汽管道12上的第一压缩机4,进入加热器2,3;另一路进入第二蒸汽管路,依次经过第二压缩机5和第一压缩机4,再进入加热器2,3。蒸汽可以进入以上两路的任意一路,并不会同时进行。
77.需要说明的是,本发明中的“第一”“第二”仅为示例,不限定具体设置位置。例如,第二压缩机5和控制管道通断的第二控制装置7,8可以设置在第二蒸汽管道10上,也可以设置在第一蒸汽管道9上;第一控制装置6可以设置在第一蒸汽管道9上,也可以设置在第二蒸汽管道10上。
78.其中,所述第一压缩机4为主压缩机,第二压缩机5为辅压缩机,所述第一压缩机4和第二压缩机5的型号相同或不同。第一压缩机4和第二压缩机5的型号可以根据系统中的物料情况具体选择,但两者之间差异不可太大。
79.作为一种具体的实施方式,所述第一压缩机4和第二压缩机5均为离心式压缩机。
80.所述第一控制装置6和第二控制装置7,8均为电动蝶阀,第一控制装置6和第二控制装置7,8不能同时开启或者关闭。
81.也就是说,两路需要择一使用,具体的:打开第一控制装置6,关闭第二控制装置7,8时,单独使用第一压缩机4;关闭第一控制装置6,打开第二控制装置7,8时,第一压缩机4和第二压缩机5同时使用。
82.所述第二蒸汽管道10上设有两个第二控制装置7,8,分别设置在第二压缩机5的上游和下游。
83.本发明中,在第二压缩机5的上游和下游均设有控制装置,如此,在单独使用第一
压缩机4时,需要同时关闭两个第二控制装置7,8,从而能够避免蒸汽流入第二蒸汽管道10,避免蒸汽的浪费,降低整体能耗。
84.所述第四蒸汽通道与加热器2的上部连通,如此,经过第一压缩机4或者经过第一压缩机4和第二压缩机5压缩后的蒸汽进入加热器2的上部,能够更好的对加热器2中的液体进行加热,提高效率。
85.进一步的方案,所述加热器包括第一加热器2和第二加热器3,所述第一加热器2和第二加热器3的上部分别通过管路与蒸发器1连通;第一加热器2和第二加热器3的下部通过管路相互连通,第一加热器2和第二加热器3之间连通的管路上设有循环泵15。
86.本发明的双压缩机mvr蒸发装置101包括两台加热器,可以降低单台加热器的设置高度,降低设备的设置难度,有利于生产安全,同时还能够起到更好的加热效果。
87.通过上述设置,蒸汽和液体在第一和第二加热器3中进行分离,浓缩液体经过管路进入加热器,与经过一次压缩或者二次压缩后的蒸汽进行热交换后,再经管路泵回蒸发器1,如此循环往复,逐步浓缩,完成对高盐废水的处理。
88.所述蒸发器1的上部设有进料口13,所述进料口13与废水管路109连接,蒸发器1的底部设有排料口14,所述排料口14与换热冷却罐102的罐体的进口连通。
89.所述第一加热器2和第二加热器3下部还设有冷凝水出口,通过管路与冷凝水罐16连通。
90.本发明的双压缩机mvr蒸发浓缩系统的具体运行过程如下:
91.工况1,系统刚运行,系统中母液浓度不是很高,硝酸盐等引起母液沸点升高的物质浓度较低,启动第一压缩机单独运行。
92.具体的:打开第一控制装置(电动蝶阀)6,关闭第二控制装置(电动蝶阀)7,8,第一压缩机4单独运行。蒸发器11产生的二次蒸汽,经过第一控制装置(电动蝶阀)6所在的第一蒸汽管道,进入第一压缩机4,被加热的二次蒸汽进入加热器2,3。
93.工况2,系统运行了一段时间,随着蒸发浓缩的进行,母液中的氯化物和硫酸盐结晶析出,排出系统。硝酸盐溶解度较大,不能结晶析出,母液中硝酸盐浓度变得较大,使母液沸点升高,若二次蒸汽仅被第一压缩机4压缩,温度被提升有限,不能满足蒸发传热所需的温度,需要启动第一压缩机4和第二压缩机5同时运行工作。
94.具体的:关闭第一控制装置(电动蝶阀)6,打开第二控制装置(电动蝶阀)7,8,启动第二压缩机5,从蒸发器11出来的二次蒸汽先被第二压缩机5压缩,然后再被第一压缩机4压缩,产生更高温度的二次蒸汽,蒸汽进入加热器2,3,加热母液。该过程中,二次蒸汽的温度被提高,与母液之间的温差增大,传热动力增大,提高了传热效率,减少了系统的母液量。
95.本发明的双压缩机mvr蒸发浓缩系统中采用两台压缩机。一般情况下,一台压缩机可将二次蒸汽温度提升15~25℃,两台压缩机串联使用后可将二次蒸汽温度提升30~45℃。并且本发明中所述的mvr蒸发浓缩系统,两台压缩机的启动是有条件的,蒸发系统刚开始运行时,母液浓度较低,沸点也较低,此时一台压缩机给二次蒸汽加热即可满足蒸发需求,只有当母液增大到一定浓度时,母液沸点升高,一台压缩机不足以满足蒸发需求时,两台压缩机才同时启动,串联工作,这样不仅满足了蒸发需求,而且也可节约运行成本。
96.进一步的方案,所述离心装置103通过管路与絮凝反应池104连通,或者与换热冷却罐102和絮凝反应池104之间的管路相连通,离心装置103离心后的液体通过管路进入絮
凝反应池104。
97.本发明中,离心装置103离心后,固体为结晶盐,运走,而液体通过管路进入絮凝反应池104,进行絮凝处理,因此不产生排放。
98.进一步的方案,所述的絮凝反应池104包括一个或多个;所述的絮凝反应池104中设有搅拌装置108。
99.进一步的方案,还包括絮凝剂装载装置107,所述絮凝剂装载装置107通过管路与絮凝反应池104连通,向絮凝反应池104中投放絮凝剂。
100.进一步的方案,所述的沉淀池105包括一个或多个,或者一个沉淀池105包括多格;每个或者每格沉淀池105的底部自上向下呈由四周向中心逐渐倾斜的锥形。
101.进一步的方案,沉淀池105的上部通过管路与高盐废水的存储装置100连通,沉淀后的上层液体返回高盐废水的存储装置100;沉淀池105的底部通过管路与压滤装置106连通,下层物质进入压滤装置106。
102.进一步的方案,压滤装置106通过管路与高盐废水的存储装置100连通,压滤装置106的压滤液返回高盐废水的存储装置100,固体外运。
103.压滤装置106可以为板框压滤机,沉淀池105底部的污泥进入板框压滤机,压滤液水质和上清液水质相同,再次返回高盐废水的存储装置100,进入双压缩机mvr蒸发装置101的蒸发器1进行蒸发浓缩,而经过板框压滤机出来的干泥外运处理。
104.本发明中,沉淀池105和压滤装置106的液体均可以返回到高盐废水的存储装置100,再次经过换热冷却罐102的夹套、废水管路109进入蒸发器1中,重新进行处理。因此,整个高盐废水末端零排放的处理设备除了运出的结晶盐和泥饼,设备末端无废水、废气的排放,实现了末端零排放。
105.第二方面,如图2所示,本发明提供一种高盐废水末端零排放的处理方法,包括:
106.(1)预处理后的高盐废水,进入双压缩机mvr蒸发系统进行蒸发浓缩,
107.(2)双压缩机mvr蒸发系统排出的高温母液和结晶盐进入换热冷却罐,冷却至室温;
108.(3)将换热冷却罐中的上清液排至絮凝反应池中进行絮凝反应,换热冷却罐下层的结晶盐输送至离心机进行离心,离心后的液体进入絮凝反应池,固体外运;
109.(4)絮凝反应后的混合物进入沉淀池进行沉淀,上层清液再次进入双压缩机mvr蒸发系统,下层物质进行压滤,压滤液再次进入双压缩机mvr蒸发系统,固体外运。
110.进一步的方案,所述双压缩机mvr蒸发系统包括可串联使用的两台压缩机;当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度不大于20~40%时,单台压缩机工作对蒸汽进行压缩;当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度大于20~40%时,蒸汽依次进入串联的两台压缩机进行二次压缩加热。
111.进一步的方案,当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度不大于30%时,单台压缩机工作对蒸汽进行压缩;当蒸发浓缩的母液中硝酸盐浓度大于30%时,蒸汽依次进入串联的两台压缩机进行二次压缩加热。
112.针对于高盐废水,本发明采用双压缩机mvr蒸发系统进行蒸发浓缩,包括可串联使用的两台压缩机。蒸发初期,采用一台压缩机进行蒸发,随着蒸发浓缩的进行,当母液浓度增大,沸点升高时,采用两台压缩机串联工作,将二次蒸汽提升到更高温度,使蒸发继续进
行,还可以增大母液的浓缩比,减少母液排放量。
113.传统mvr蒸发浓缩装置,母液浓缩到一定浓度后,蒸发浓缩后会直接进如离心机,进行母液和结晶盐的分离,这种工艺对于以氯化钠为主的母液来说影响不大。但是垃圾渗滤液、脱硫废水以及其他高盐废水中,不仅由氯化钠,还有硫酸盐和硝酸盐,特别是硝酸盐,温度对其溶解度影响很大。高温条件下对母液进行离心,会使这些溶解度受温度影响较大的盐无法离心出来,造成母液中盐含量很高。后续处理中,若是将母液回流到mvr蒸发系统,会增大母液中硝酸盐和硫酸的浓度,使母液沸点升高,这对于整个mvr蒸发浓缩系统来说是极其不利的;若是母液进行其他处理,例如进入去除cod的工段,母液中高浓度的盐会对后续处理工段产生不利影响,降低去除cod效率,甚至影响这些工段的运行。
114.本发明中双压缩机mvr蒸发系统的蒸发室排出的母液先进入母液换热冷却罐中,冷却后,大量硝酸盐和硫酸盐会从母液中析出,母液中盐含量降低,此时母液换热冷却罐底部的结晶盐进入离心机,会离心出更多的结晶盐,结晶盐的得率更高。
115.进入换热冷却罐,降低母液的温度至室温;优选的,降低母液的温度至20-25℃。
116.絮凝反应时间为10~40min,沉淀时间为30min~5h。
117.絮凝反应池中加入絮凝反应剂,所述的絮凝反应剂为由γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷和氯化铝组成的共价键型无机有机复合絮凝剂。具体的,本发明的絮凝反应剂采用申请号为200810115990.8,名称为《一种共价键型无机有机复合絮凝剂、制备工艺及其应用》(发明人:赵华章、彭建雄、孙娟娟;)的实施例1中制备的絮凝剂。
118.所述的絮凝反应剂的用量2~10g/l。
119.优选的,所述絮凝反应池包括一个或多个。
120.沉淀后的上层清液中,cod为0~50mg/l,氨氮≤5mg/l;
121.优选的,cod为0~20mg/l,氨氮≤3mg/l。
122.经过冷却、深度絮凝、沉淀后,液体中大部分是沸点不大的氯化钠,硝酸盐和硫酸盐含量很低,因此沉淀后的上清液以及下层物质的压滤液可以再返回mvr蒸发浓缩系统,不会对蒸发系统产生影响。
123.实施例1
124.某垃圾渗滤液处理场,垃圾渗滤液经过预处理后,进入本发明的双压缩机mvr蒸发浓缩系统,进水量为200m3/天。进水主要指标:cod:10~100mg/l;tds:30~50g/l;nh
3-n:3~10mg/l。双压缩机mvr蒸发浓缩系统的结构如图1所示。
125.高盐废水进入蒸发器1,蒸发系统刚开始运行时,系统中的母液浓度较低,母液沸点较低,此时关闭电动蝶阀7和8,打开阀门6,压缩机4独立工作。母液温度为100~103℃,一台压缩机工作时,二次蒸汽温度为115~125℃。随着蒸发浓缩的进行,母液浓度逐渐增大,母液中的硝酸盐浓度也逐渐增大,这样就会使母液的沸点升高,由压缩机4单独加热的二次蒸汽已经不能满足继续蒸发的需求。母液浓缩6~10倍后,母液温度为105~110℃,这时,打开阀门7和8,关闭阀门6,启动压缩机4和5同时串联工作,经过两台压缩机加热的二次蒸汽,温度更高,二次蒸汽温度为130~145℃,母液被继续浓缩至12~20倍。使蒸发浓缩继续进行,减少了母液量,增大了结晶盐析出量,提高了蒸发系统的效率。
126.从双压缩机mvr蒸发浓缩系统出来的母液,进入母液换热冷却罐,降低母液的温度至常温,可使母液中受温度影响较大的硝酸盐和硫酸盐析出。母液冷却后水质的主要指标
为:cod:200~2000mg/l;tds:200~350g/l;nh
3-n:60~200mg/l。
127.母液换热冷却罐上层的清液进入絮凝反应池,下层的结晶盐进入离心机处理,离心机出来的母液进入絮凝反应池,离心机处理后的较干的结晶盐进入后续工艺处理(外运处理)。
128.母液换热冷却罐上层清液和离心机出来的母液进入深度絮凝反应池中,从絮凝剂装载装置中输送过来一定量的深度絮凝药剂2~10g/l(200810115990.8实施例1制备的絮凝剂),药剂和母液进行深度絮凝反应,去除母液中的cod、氨氮、ss和部分钙镁离子,同时对水质进行脱色,使母液变得澄清透明。深度絮凝反应池出来的泥水混合物进入沉淀池,静置,使泥水分离。深度絮凝反应时间为10~40min,沉淀时间为30min~5h。沉淀池上清液进入蒸发室,继续蒸发,沉淀池底的污泥进入板框压滤机进行更深一步泥水分离,压滤夜同沉淀池上清液一起进入蒸发浓缩系统,压滤后的干泥进入后续工艺(外运处理)。母液经过深度絮凝处理以后,上清液和板框压滤机压滤液混合水质的主要指标为:cod:0~20mg/l;tds:200~350g/l;nh
3-n:0~3mg/l。
129.实施例2
130.某餐厨废水处理项目,餐厨废水经过预处理后,进入蒸发浓缩系统,进水量为600m3/天。
131.进水主要指标:
132.cod:100~250mg/l;
133.tds:15~30g/l(硝酸钾含量为3.5%)
134.nh
3-n:4~15mg/l
135.水质进入蒸发室后,母液温度为100~102℃,一台压缩机工作时,二次蒸汽温度为115~125℃。母液浓缩8~10倍后,母液温度为107~112℃。启动两台压缩机同时工作,二次蒸汽温度为130~145℃,母液被继续浓缩至14~20倍。
136.从双压缩机mvr蒸发浓缩系统出来的母液,进入母液换热冷却罐,降低母液的温度至常温,母液冷却后水质的主要指标为:
137.cod:1400~5000mg/l;
138.tds:130~320g/l;
139.nh
3-n:60~300mg/l。
140.母液换热冷却罐上层的清液进入絮凝反应池,下层的结晶盐进入离心机处理,离心机出来的母液进入絮凝反应池,离心机处理后的较干的结晶盐进入后续工艺处理(外运处理)。
141.母液换热冷却罐上层清液和离心机出来的母液进入深度絮凝反应池中,从絮凝剂装载装置中输送过来一定量的深度絮凝药剂2~10g/l(200810115990.8实施例1制备的絮凝剂),深度絮凝反应时间为10~40min,沉淀时间为30min~5h。母液经过深度絮凝处理以后,上清液和板框压滤机压滤液混合水质的主要指标为:
142.cod:0~20mg/l;
143.tds:130~320g/l;
144.nh
3-n:0~5mg/l。
145.对比例1
146.传统工艺:
147.某垃圾渗滤液处理场,垃圾渗滤液经过预处理后,进入蒸发浓缩系统,进水量为200m3/天。
148.进水主要指标:
149.cod:10~100mg/l;
150.tds:30~50g/l;
151.nh
3-n:3~10mg/l。
152.水质进入蒸发室后,母液温度为100~103℃,传统工艺只有一台压缩机工作时,二次蒸汽温度为115~125℃。母液浓缩6~10倍后,母液温度为105~110℃。母液从蒸发室出来以后,不经过降温直接进入离心机进行母液和结晶盐的分离。
153.母液的主要指标:
154.cod:60~1000mg/l;
155.tds:180~350g/l;
156.nh
3-n:18~100mg/l。
157.离心机出来的母液不做絮凝除cod和氨氮处理,只能用其他工艺处理,且处理成本较高。
158.其他处理工艺常用的是回灌和焚烧法。回灌法是将离心机出来的母液直接回灌或者喷洒在填埋场,在填埋场的覆土层和垃圾层中经过微生物降解、物理化学作用,可对母液中有机物进行降解,促进填埋场稳定性。但是回灌也有明显的缺点,回灌后,后续产生的渗滤中cod会升高,而且越来越难处理;渗滤液中的氨氮会升高;渗滤液中电导率、tds和含盐量会升高。焚烧法就是将离心机出来的母液打入焚烧炉中进行焚烧。焚烧法处理离心后的母液具有高效、污染物处理彻底的优点。但焚烧法缺点也比较明显,焚烧法初期投资比较大,焚烧过程中产生的污染物仍需要处理,其中二恶英和汞污染物的处理面临着一定的技术难题;如果将离心后的母液运输到废液焚烧厂处理公司进行处理,则运输成本较高。
159.与双压缩机相比,单台压缩机产生的冷凝水较少,产生的母液较多。
160.传统方法中,mvr蒸发浓缩系统只有一台压缩机,母液从蒸发室出来后,不经过降温直接进入离心机进行母液和结晶盐的分离,母液中含有较高浓度cod和氨氮,需采用其他工艺除cod和氨氮,由于母液中盐分较高,除cod和氨氮的工艺比较复杂,且处理后的母液不能进入蒸发系统继续蒸发,给母液的后续处理带来一定困难。
161.对比例2
162.本对比例与实施例1的区别在于,缺少冷却步骤。
163.具体案例:某垃圾渗滤液处理场,垃圾渗滤液经过预处理后,进入蒸发浓缩系统,进水量为200m3/天。
164.进水主要指标:
165.cod:10~100mg/l;
166.tds:30~50g/l;
167.nh
3-n:3~10mg/l。
168.水质进入蒸发室后,母液温度为100~103℃,一台压缩机工作时,二次蒸汽温度为115~125℃。母液浓缩6~10倍后,母液温度为105~110℃。启动两台压缩机同时工作,二次
蒸汽温度为130~145℃,母液被继续浓缩至12~20倍。母液未经过冷却直接进入离心机进行盐和母液分离,离心后母液进入絮凝反应池与絮凝药剂发生反应,反应时间为10~40min,反应后进入沉淀池沉淀,沉淀时间为30min~5h,沉淀池上清液进入双压缩机mvr蒸发系统。
169.由于自离心机离心后的母液温度较高,部分结晶盐未从溶液中析出,含盐量较大,会使絮凝效果降低。与母液温度先降低时比较,高温母液多用絮凝剂0.5~1g/l。
170.由于絮凝反应时间和沉淀时间不足以使母液降低到较低温度,絮凝沉淀池上清液中含盐量较高,特别是温度对溶解度影响较大的硝酸盐含量较高。
171.上清液水质主要指标为:
172.cod:0~20mg/l;
173.tds:240~390g/l;
174.nh
3-n:0~5mg/l。
175.沉淀池出来的上清液中硝酸盐含量较高,又会影响蒸发浓缩系统中母液的温度,蒸发水量减小,系统处理量降低。
176.对比例3
177.本对比例与实施例1的区别在于,未经过絮凝步骤。
178.具体案例:
179.某垃圾渗滤液处理场,垃圾渗滤液经过预处理后,进入蒸发浓缩系统,进水量为200m3/天。
180.进水主要指标:
181.cod:10~100mg/l;
182.tds:30~50g/l;
183.nh
3-n:3~10mg/l。
184.水质进入蒸发室后,母液温度为100~103℃,一台压缩机工作时,二次蒸汽温度为115~125℃。母液浓缩6~10倍后,母液温度为105~110℃。启动两台压缩机同时工作,二次蒸汽温度为130~145℃,母液被继续浓缩至12~20倍。母液冷却后水质的主要指标为:
185.cod:200~2000mg/l;
186.tds:200~350g/l;
187.nh
3-n:60~200mg/l。
188.离心机出来的母液不做絮凝除cod和氨氮处理,只能用其他工艺处理,且处理成本较高。
189.其他处理工艺常用的是回灌和焚烧法。回灌法是将离心机出来的母液直接回灌或者喷洒在填埋场,在填埋场的覆土层和垃圾层中经过微生物降解、物理化学作用,可对母液中有机物进行降解,促进填埋场稳定性。但是回灌也有明显的缺点,回灌后,后续产生的渗滤中cod会升高,而且越来越难处理;渗滤液中的氨氮会升高;渗滤液中电导率、tds和含盐量会升高。焚烧法就是将离心机出来的母液打入焚烧炉中进行焚烧。焚烧法处理离心后的母液具有高效、污染物处理彻底的优点。但焚烧法缺点也比较明显,焚烧法初期投资比较大,焚烧过程中产生的污染物仍需要处理,其中二恶英和汞污染物的处理面临着一定的技术难题;如果将离心后的母液运输到废液焚烧厂处理公司进行处理,则运输成本较高。
190.对比例4
191.采用市面上常用的pam和pac的组合与本专利中所用的共价键型无机有机复合絮凝剂进行效果对比。
192.具体案例:
193.某垃圾渗滤液处理场,垃圾渗滤液经过预处理后,进入蒸发浓缩系统,进水量为200m3/天。
194.进水主要指标:
195.cod:10~100mg/l;
196.tds:30~50g/l;
197.nh
3-n:3~10mg/l。
198.水质进入蒸发室后,母液温度为100~103℃,一台压缩机工作时,二次蒸汽温度为115~125℃。母液浓缩6~10倍后,母液温度为105~110℃。启动两台压缩机同时工作,二次蒸汽温度为130~145℃,母液被继续浓缩至12~20倍。母液冷却后水质的主要指标为:
199.cod:200~2000mg/l;
200.tds:200~350g/l;
201.nh
3-n:60~200mg/l。
202.(1)母液采用本发明中所述的共价键型无机有机复合絮凝剂,经过深度絮凝处理以后,上清液和板框压滤机压滤液混合水质的主要指标为:
203.cod:0~20mg/l;
204.tds:200~350g/l;
205.nh3-n:0~3mg/l。
206.(2)母液采用市面上常用的pac和pam组合,经过絮凝处理以后,上清液和板框压滤机压滤液混合水质的主要指标为:
207.cod:140~1400mg/l;
208.tds:200~350g/l;
209.nh
3-n:58~195mg/l。
210.采用本专利中所述的共价键型无机有机复合絮凝剂与pac和pam组合絮凝剂,效果对比见下表1所示。
211.表1
212.水质处理后cod处理后tds处理后nh
3-n离心后母液200~2000mg/l200~350g/l60~200mg/l本发明所述絮凝剂处理后0~20mg/l200~350g/l0~3mg/lpac和pam组合处理后140~1400mg/l200~350g/l58~195mg/l
213.由表中结果可知:本发明所述的共价键型无机有机复合絮凝剂能有效去除母液中cod和氨氮;市面上常用的pam和pac对cod有一定的去除率,但去除率较低,一般去除率为20~45%,不同的水质cod的去除也不相同,对氨氮几乎没有去除效果。
214.另外,实施例和各对比例的效果对比结果如表2所示。
215.表2
[0216] 结晶盐析出量处理后cod处理后tds处理后nh
3-n
实施例14500~7500kg/天0~20mg/l200~350g/l0~3mg/l对比例13000~6000kg/天60~1000mg/l180~350g/l18~100mg/l对比例23500~6500kg/天0~20mg/l240~390g/l0~5mg/l对比例33200~6200kg/天200~2000mg/l200~350g/l60~200mg/l
[0217]
分析:
[0218]
与对比例1的传统方法相比,本发明实施例采用的工艺比传统工艺产生更多的结晶盐,更少的母液量,且最后母液经过絮凝处理后,重新回到蒸发室,继续进行蒸发浓缩,真正做到了零排放处理。
[0219]
与对比例2相比,本发明采用的工艺中,母液冷却后再进入离心机进行母液和结晶盐的分离,母液中含盐量降低,有利于絮凝过程中对cod和氨氮的去除,且絮凝剂用量较少,母液进入蒸发室携带的盐分较少,浓缩到一定浓度时,冷凝液产生量更高,处理量增大,结晶盐的产量增大。
[0220]
与对比例3相比,本发明的工艺中,母液经过絮凝工艺处理后,可以将cod和氨氮含量降到很低水平,满足进入蒸发系统的条件,母液不用再经过其他工艺处理,直接进入蒸发浓缩系统继续处理,可实现真正的零排放处理。另外,传统处理母液的工艺中很少有絮凝工艺处理,如果采用传统的pac和pam等絮凝剂处理母液,只能去除掉悬浮物,并不能将cod和氨氮有效去除。
[0221]
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本发明的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。
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