一種高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理系統及方法與流程

2023-05-12 08:02:56

本發明屬於工業廢水處理與零排放技術領域，涉及一種高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理系統及方法。

背景技術：

火電廠深度節水和廢水零排放是目前電廠水處理技術領域的發展趨勢，在節水和廢水零排放處理系統的末端，會產生少量高鹽易結垢廢水，其濃縮處理和固化處置難度大、成本高。以火電廠脫硫廢水為例，其零排放技術主要工藝路線為預處理-濃縮-固化處理。預處理的主要目的是去除脫硫廢水中的致垢離子如：鈣離子、鎂離子、硫酸根等，以避免後續濃縮、固化處理工藝結垢，主要預處理工藝包括石灰-碳酸鈉軟化、氫氧化鈉-碳酸鈉軟化等，但由於脫硫廢水中結垢性離子含量很高，採用上述化學加藥軟化工藝，化學藥劑投加量很大，運行藥劑費用很高。從火電廠廢水零排放技術發展現狀看，無論採用哪種廢水濃縮和固化處理技術路線，都必須解決廢水濃縮過程中的結垢問題。因此，需要開發無化學加藥軟化的末端廢水預處理技術，以降低廢水零排放系統的投資成本和運行費用。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供了一種高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理系統及方法，該系統及方法能夠實現高鹽易結垢廢水的零排放處理，並且投資成本及運行成本較低。

為達到上述目的，本發明所述的高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理系統包括廢水緩衝池、鹽分離置換裝置、第一反滲透裝置、回用水池、一價鹽工作液循環裝置、第一納濾裝置、第二納濾裝置、第一電滲析裝置及第二電滲析裝置；

廢水緩衝池的出口與鹽分離置換裝置的入口相連通，鹽分離置換裝置的產水出口與第一反滲透裝置的入口相連通，第一反滲透裝置的淡水出口與回用水池的入口相連通，第一反滲透裝置的濃水出口與鹽分離置換裝置的入口相連通，鹽分離置換裝置的一價鹽工作液出口與一價鹽工作液循環裝置的入口相連通，鹽分離置換裝置的第一路鹽水出口及第二路鹽水出口分別與第一納濾裝置的入口及第二納濾裝置的入口相連通，第一納濾裝置的濃水出口與第一電滲析裝置的入口相連通；第二納濾裝置的濃水出口與第二電滲析裝置的入口相連通；

第一納濾裝置的淡水出口及第二納濾裝置的淡水出口與第二反滲透裝置的入口相連通，第二反滲透裝置的濃水出口與一價鹽工作液循環裝置的入口相連通，第二反滲透裝置的淡水出口與回用水池的入口相連通，一價鹽工作液循環裝置的一價鹽工作液出口與鹽分離置換裝置的一價鹽工作液入口相連通。

還包括第一固化處理裝置，其中，第一電滲析裝置的濃水出口及產水出口分別與第一固化處理裝置的入口及鹽分離置換裝置的入口相連通。

還包括第二固化處理裝置，第二電滲析裝置的濃水出口及產水出口分別與第二固化處理裝置的入口及鹽分離置換裝置的入口相連通。

廢水緩衝池的出口經澄清過濾裝置與鹽分離置換裝置的入口相連通。

還包括一價鹽補充管道，一價鹽補充管道的出口與一價鹽工作液循環裝置的入口相連通。

本發明所述的高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理方法包括以下步驟：

廢水緩衝池輸出的高鹽易結垢廢水進入到鹽分離置換裝置中進行鹽分離置換，其中，鹽分離置換裝置輸出的產水進入到第一反滲透裝置中進行反滲透處理，第一反滲透裝置輸出的淡水進入到回用水池中，第一反滲透裝置輸出的濃水進入到鹽分離置換裝置中；鹽分離置換裝置輸出的一價鹽工作液進入到一價鹽工作液循環裝置中；鹽分離置換裝置輸出的第一路鹽水進入第一納濾裝置中進行納濾處理，第一納濾裝置輸出的濃水進入第一電滲析裝置進行濃縮；鹽分離置換裝置輸出的第二路鹽水進入第二納濾裝置進行納濾處理，第二納濾裝置產生的濃水進入第二電滲析裝置進行濃縮；

第一納濾裝置輸出的淡水及第二納濾裝置輸出的淡水均進入第二反滲透裝置中進行濃縮，其中，第二反滲透裝置輸出的濃水進入一價鹽工作液循環裝置中，並與鹽分離置換裝置輸出的一價鹽工作液匯流後進入到鹽分離置換裝置中，第二反滲透裝置輸出的淡水進入到回用水池中。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理系統及方法在具體操作時，通過將高鹽易結垢廢水在鹽分離置換裝置進行易結垢鹽的分離置換，並利用一價鹽工作液中的一價離子置換廢水中的結垢性二價離子，使鹽分離置換裝置輸出的第一路鹽水中含有鈣、鎂離子及一價陰離子，鹽分離置換裝置輸出的第二路鹽水中含有一價陽離子、硫酸根及碳酸根，從而通過第一路鹽水及第二路鹽水將鈣及鎂陽離子與硫酸根及碳酸根分離，進而將鹽水中的鹽類分離為兩種無結垢風險的鹽水，徹底解決廢水的結垢問題，並且無需投加化學藥劑，降低廢水處理的投資成本及運行成本。然後再將第一路鹽水經第一納濾裝置及第一電滲析裝置進行進一步處理，並將第二路鹽水經第二納濾裝置及第二電滲析裝置進行進一步處理，實現廢水的零排放。經檢測，本發明可以將廢水濃水減量90％以上，並且可以結合蒸髮結晶或煙氣蒸發技術，最終實現廢水的低成本零排放，節約運行費用的效益明顯。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

其中，1為廢水緩衝池、2為澄清過濾裝置、3為鹽分離置換裝置、4為第一反滲透裝置、5為第一納濾裝置、6為第二納濾裝置、7為一價鹽工作液循環裝置、8為第一電滲析裝置、9為第二電滲析裝置、10為第二反滲透裝置、11為第一固化處理裝置、12為第二固化處理裝置、13為回用水池。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

參考圖1，本發明所述的高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理系統包括廢水緩衝池1、鹽分離置換裝置3、第一反滲透裝置4、回用水池13、一價鹽工作液循環裝置7、第一納濾裝置5、第二納濾裝置6、第一電滲析裝置8及第二電滲析裝置9；廢水緩衝池1的出口與鹽分離置換裝置3的入口相連通，鹽分離置換裝置3的產水出口與第一反滲透裝置4的入口相連通，第一反滲透裝置4的淡水出口與回用水池13的入口相連通，第一反滲透裝置4的濃水出口與鹽分離置換裝置3的入口相連通，鹽分離置換裝置3的一價鹽工作液出口與一價鹽工作液循環裝置7的入口相連通，鹽分離置換裝置3的第一路鹽水出口及第二路鹽水出口分別與第一納濾裝置5的入口及第二納濾裝置6的入口相連通，第一納濾裝置5的濃水出口與第一電滲析裝置8的入口相連通；第二納濾裝置6的濃水出口與第二電滲析裝置9的入口相連通；第一納濾裝置5的淡水出口及第二納濾裝置6的淡水出口與第二反滲透裝置10的入口相連通，第二反滲透裝置10的濃水出口與一價鹽工作液循環裝置7的入口相連通，第二反滲透裝置10的淡水出口與回用水池13的入口相連通，一價鹽工作液循環裝置7的一價鹽工作液出口與鹽分離置換裝置3的一價鹽工作液入口相連通。

本發明還包第一固化處理裝置11及第二固化處理裝置12，其中，第一電滲析裝置8的濃水出口及產水出口分別與第一固化處理裝置11的入口及鹽分離置換裝置3的入口相連通；第二電滲析裝置9的濃水出口及產水出口分別與第二固化處理裝置12的入口及鹽分離置換裝置3的入口相連通。

廢水緩衝池1的出口經澄清過濾裝置2與鹽分離置換裝置3的入口相連通；本發明還包括一價鹽補充管道，一價鹽補充管道的出口與一價鹽工作液循環裝置7的入口相連通。

所述一價鹽工作液可選用nacl、kcl、nano3或kno3的鹽溶液；澄清裝置可選用高密度澄清池、一體化澄清器及懸浮澄清池，過濾裝置可選用機械過濾器、纖維過濾器、超濾及微濾的工藝設備。

本發明的具體工作過程為：

工廠產生的高鹽易結垢廢水送至廢水緩衝池1中，廢水緩衝池1輸出的高鹽易結垢廢水進入到澄清過濾裝置2中，並在澄清過濾裝置2中去除懸浮物，其中，澄清過濾裝置2輸出的高鹽易結垢廢水的濁度小於0.3ntu，sdi小於3，澄清過濾裝置2輸出的高鹽易結垢廢水進入到鹽分離置換裝置3中，並通過鹽分離置換裝置3對所述高鹽易結垢廢水進行鹽分離置換，其中，鹽分離置換裝置3輸出的產水進入到第一反滲透裝置4中進行反滲透處理，第一反滲透裝置4輸出的淡水進入到回用水池13中，第一反滲透裝置4輸出的濃水進入到鹽分離置換裝置3中；鹽分離置換裝置3輸出的一價鹽工作液進入一價鹽工作液循環裝置7中，其中，所述一階鹽工作液為nacl溶液；

鹽分離置換裝置3輸出的第一路鹽水進入到第一納濾裝置5中，鹽分離置換裝置3輸出的第二路鹽水進入到第二納濾裝置6中，其中，所述第一路鹽水主要含nacl、mgcl2及cacl2，第二路鹽水主要含nacl及na2so4，通過鹽分離置換裝置3進行鹽分離置換，將結垢性很強的脫硫廢水分離置換成兩種無結垢性的鹽水，從而徹底解決脫硫廢水的結垢問題，並且無需投加化學藥劑；

第一路鹽水進入第一納濾裝置5中進行納濾處理，其中，第一納濾裝置5的回收率為50％-75％，第一納濾裝置5產生的淡水的主要成分為nacl，第一納濾裝置5產生的濃水的主要成分為mgcl2及cacl2，其中，第一納濾裝置5產生的濃水進入第一電滲析裝置8中進行濃縮，使濃水含鹽量達到15％-20％；第一電滲析裝置8輸出的濃水進入第一固化處理裝置11中生成固體物，第一電滲析裝置8輸出的產水進入到鹽分離置換裝置3中；

第二路鹽水進入第二納濾裝置6中進行納濾處理，所述第二納濾裝置6的回收率為50％-75％，第二納濾裝置6產生的淡水的主要成分為nacl，第二納濾裝置6產生的濃水的主要成分為na2so4，其中，第二納濾裝置6產生的濃水進入第二電滲析裝置9中進行濃縮，使濃水含鹽量達到15％-20％，第二電滲析裝置9輸出的濃水進入第二固化處理裝置12中生成固體物，第二電滲析裝置9輸出的產水進入鹽分離置換裝置3中；

第一納濾裝置5輸出的淡水及第二納濾裝置6輸出的淡水的主要成分均為nacl，第一納濾裝置5輸出的淡水及第二納濾裝置6輸出的淡水進入第二反滲透裝置10中進行濃縮，使其含鹽量濃縮至8％左右，第二反滲透裝置10產生的濃水進入一價鹽工作液循環裝置7中，並與鹽分離置換裝置3輸出的一價鹽工作液混合後進入到鹽分離置換裝置3中，第二反滲透裝置10輸出的淡水進入到回用水池13中，回用水池13中的淡水可回用為電廠工業水，從而實現高鹽易結垢廢水的零排放。

本發明所述的高鹽易結垢廢水的鹽分離及濃縮固化處理方法包括以下步驟：

廢水緩衝池1輸出的高鹽易結垢廢水進入到鹽分離置換裝置3中進行鹽分離置換，其中，鹽分離置換裝置3輸出的產水進入到第一反滲透裝置4中進行反滲透處理，第一反滲透裝置4輸出的淡水進入到回用水池13中，第一反滲透裝置4輸出的濃水進入到鹽分離置換裝置3中；鹽分離置換裝置3輸出的一價鹽工作液進入到一價鹽工作液循環裝置7中；鹽分離置換裝置3輸出的第一路鹽水進入第一納濾裝置5中進行納濾處理，第一納濾裝置5輸出的濃水進入第一電滲析裝置8進行濃縮；鹽分離置換裝置3輸出的第二路鹽水進入第二納濾裝置6進行納濾處理，第二納濾裝置6產生的濃水進入第二電滲析裝置9進行濃縮；

第一納濾裝置5輸出的淡水及第二納濾裝置6輸出的淡水均進入第二反滲透裝置10中進行濃縮，其中，第二反滲透裝置10輸出的濃水進入一價鹽工作液循環裝置7中，並與鹽分離置換裝置3輸出的一價鹽工作液匯流後進入到鹽分離置換裝置3中，第二反滲透裝置10輸出的淡水進入到回用水池13中。