一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺的制作方法

本发明涉及一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺，属于污水处理工艺技术领域。

背景技术：

工业生产过程中不可避免地会产生大量的高盐废水，如火电厂脱硫废水、采矿矿井水、煤化工废水等。高盐废水对环境的危害较大，目前常进行以预处理-浓缩减量-蒸发结晶为主的废水“零排放”处理工艺。通常高盐废水中含有大量的ca2+、mg2+，废水的高硬度会造成水处理设备的结垢和腐蚀。因此预处理常加入大量的药剂如na2co3、naoh等进行除硬，然后经物理过滤后进行浓缩减量，最后末端浓水进行固化处理。一方面药剂的大量使用提高了运行成本，且产生大量污泥，另一方面目前常用的以高压反渗透为主的浓缩技术产生的浓水量依然较大(浓缩至30-50％左右)，加大了后续的蒸发结晶成本。因此现有技术中如何有效地降低高盐废水“零排放”的投资和运行成本是一个亟待解决的难题，既关乎着高盐废水处理技术的推广和应用，又关乎着我国水环境保护战略的实施和推进。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺，采用置换电渗析系统对高盐废水进行浓缩，并将易结垢的caso4、caco3等转化为易溶的cacl2，从而降低设备的结垢和腐蚀，并且可以大大的降低药剂投放量，从而降低废水处理成本。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺，包括下述方法：

将高盐废水通过预处理系统进行过滤，在预处理系统中不需要加入化学药剂如na2co3、naoh等进行软化，仅需要物理截留，如多介质过滤器、活性炭过滤器、微滤、超滤等，去除浊度、悬浮物、大分子有机物等即可；

将经过预处理的高盐废水导入置换电渗析系统的料液隔室，在料液隔室相间的氯化钠隔室导入原料氯化钠溶液，通过置换电渗析系统的电场力作用于高盐废水和原料氯化钠溶液，将高盐废水中易结垢化合物转化为易溶解的氯化物；置换电渗析(electrodialysismetathesis,edm)系统和离子交换膜并无不同，只是将两股不同的溶液分在相间的隔室进入，在电场力的作用下不同溶液的阴阳离子分别进入相邻隔室发生置换反应。可将高盐废水中易于结垢的caso4、caco3等转化为易溶的cacl2，置换电渗析系统的浓室中分别得到cl型浓液和na型浓液，从根本上避免了离子交换膜潜在的结垢风险。

将置换电渗析系统的淡室产水通过反渗透系统处理，将反渗透系统的产出淡水回收利用，将反渗透系统的产出浓水导入所述预处理系统；

对置换电渗析系统产出的钠离子型浓水进行蒸发结晶处理；钠离子型浓水主要成分为nacl、na2so4、na2co3等，对其进行蒸发结晶的零排放处理，如烟气蒸发、多级闪蒸、机械蒸汽再压缩等。

对置换电渗析系统产出的氯离子型浓水采用化学沉淀法提纯氯化钠，并将提纯后的氯化钠溶液导入置换电渗析系统的氯化钠隔室。氯离子型浓水主要成分为nacl、cacl2和mgcl2等。由于本工艺的运行成本主要为nacl的消耗，因此考虑对其分离回收，然后回用。分离方法主要为化学沉淀法。加入药剂为可引入po43-的工业磷酸、磷酸钠等。也可以是引入co32-的na2co3和co2(如电厂烟气)等。po43-可与ca2+、mg2+形成极其难溶的盐，可实现nacl的提纯，且产物可用作缓冲剂、ph值调节剂，亦可作家禽饲料添加剂、制酸剂等。其反应方程如下：

po43-+ca2+＝(ca)3(po4)2↓ksp＝2.07×10-33

po43-+mg2+＝(mg)3(po4)2↓ksp＝2.07×10-24

co32-也可与ca2+、mg2+离子形成较难溶的盐，但需要在碱性条件下，且沉降效果略差，其反应方程如下：

co32-+ca2+＝caco3↓ksp≈2.8×10-9

oh-+mg2+＝mg(oh)2↓ksp＝1.8×10-11

前述的一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺中，对置换电渗析系统产出的氯离子型浓水采用化学沉淀法提纯氯化钠具体采用下述方法：在氯离子型浓水浓水中加入工业磷酸、磷酸钠、碳酸钠或二氧化碳，然后采用物理节留工艺将形成的沉淀物固液分离，固液分离可以采用的装置如多介质过滤器、高效纤维过滤器、微滤等，去除浊度、悬浮物、大分子有机物等即可。将固态产物用作缓冲剂、ph值调节剂，亦可作家禽饲料添加剂或制酸剂。提纯氯化钠溶液采用浓液净化系统，该系统主要包括加药系统、搅拌系统和沉淀系统。可实现本步骤的反应器包括机械搅拌澄清器、高密度澄清池等，该步骤虽然也通过加药对cl室浓液进行化学沉淀，达到净化目的，但由于cl室浓液的量极少，通过试验发现，当高盐废水tds从18g/l浓缩到200g/l时，浓水量仅占原水量的5％以下，且cl室浓液的量在3％以下，相比于预处理加药软化，此工艺加药成本是极低的。

前述的一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺中，所述原料氯化钠溶液采用下述方法制备：将纯度是99.9％以上的氯化钠药剂加入反渗透产水，配置溶液的电导率在高盐废水料液的1.2-1.5之间。

与现有技术相比，本发明采用置换电渗析系统对高盐废水进行浓缩，并将易结垢的caso4、caco3等转化为易溶的cacl2，从而降低设备的结垢和腐蚀，并且可以大大的降低药剂投放量，从而降低废水处理成本。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的流程图；

图2是置换电渗析系统的工作原理示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

本发明的实施例：1.一种基于沉淀回用盐的不软化浓缩高盐废水处理工艺，包括下述方法：

将高盐废水通过预处理系统进行过滤；所述预处理系统是多介质过滤器、活性炭过滤器、微滤装置或超滤装置，用于去除高盐废水中的浊度、悬浮物、大分子有机物。

将经过预处理的高盐废水导入置换电渗析系统的料液隔室，在置换电渗析系统的氯化钠隔室中导入原料氯化钠溶液，通过置换电渗析系统的电场力作用于高盐废水和原料氯化钠溶液，将高盐废水中易结垢化合物转化为易溶解的氯化物；所述原料氯化钠溶液采用下述方法制备：将纯度是99.9％以上的氯化钠药剂加入反渗透产水，配置的溶液的电导率维持在高盐废水的1.2倍至1.5倍之间。

将置换电渗析系统的淡室产水通过反渗透系统处理，将反渗透系统的产出淡水回收利用，将反渗透系统的产出浓水导入所述预处理系统；

对置换电渗析系统产出的钠离子型浓水进行蒸发结晶处理；

对置换电渗析系统产出的氯离子型浓水采用化学沉淀法提纯氯化钠，并将提纯后的氯化钠溶液导入置换电渗析系统的氯化钠隔室。具体采用下述方法：在氯离子型浓水浓水中加入工业磷酸、磷酸钠、碳酸钠或二氧化碳，然后采用物理节留工艺将形成的沉淀物固液分离，将固态产物用作缓冲剂、ph值调节剂，亦可作家禽饲料添加剂或制酸剂。

采用上述工艺方法处理某煤矿矿井水反渗透浓水，水质为：电导率18ms/cm、tds为18g/l、硬度约为500mg/l(以caco3计)，进水水量为1m3/h。氯化钠室采用99.9％的氯化钠药剂，并以反渗透产水配置而成，电导率30ms/cm。经过此工艺处理，产生了约950l/h的产水，tds为10g/l，经反渗透处理后回用，淡水回收率高达95％以上。高盐废水浓缩并减量至5％以下，主要为约20l/h的na型浓液，tds为200g/l，对其进行零排放处理，极大地降低了蒸发浓缩阶段的投资和运行成本。还包括约23l/h的cl型浓液，tds为200g/l，经加药分离过滤后回用，大大地降低了浓缩段的运行成本，可使得每吨高盐废水浓缩需要的运行成本从16-18元降低至3-5元。