公布日：2022.08.16
申請日：2022.05.24
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F5/02(2006.01)I;C02F5/06(2006.01)I;C01D5/16(2006.01)I;C01D3/04(2006.01)I;C01D3/14(2006.01)I;C02F101/38
(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/12(2006.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種煤化工廢水分鹽零排放的工藝系統及處理方法，包括沿廢水流方向依次設置的調節池、生物脫氮單元、軟化除硬單元、一級過濾單元、一級反滲透濃縮單元、離子交換除硬單元、二級反滲透濃縮單元、有機物去除單元、除硅單元、二級過濾單元和一級納濾分鹽單元；一級納濾分鹽單元的濃水側依次連接有第一蒸發濃縮結晶單元、冷凍結晶單元、二級納濾分鹽單元和濃液收集池，一級納濾分鹽單元的產水側依次連接有三級反滲透濃縮單元、第二蒸發濃縮結晶單元、冷卻結晶單元和濃液收集池；二級納濾分鹽單元產水送至第二蒸發濃縮結晶單元，第二蒸發濃縮結晶單元濃液可送至冷卻結晶單元或濃液收集池，濃液收集池與調節池之間設有回流管。
權利要求書
1.一種煤化工廢水分鹽零排放的工藝系統，其特征在于，包括沿廢水流方向依次設置的調節池、生物脫氮單元、軟化除硬單元、一級過濾單元、一級反滲透濃縮單元、離子交換除硬單元、二級反滲透濃縮單元、有機物去除單元、除硅單元、二級過濾單元和一級納濾分鹽單元；所述一級納濾分鹽單元的濃水側依次連接有第一蒸發濃縮結晶單元、冷凍結晶單元、二級納濾分鹽單元和濃液收集池；所述一級納濾分鹽單元的產水側依次連接有三級反滲透濃縮單元、第二蒸發濃縮結晶單元、冷卻結晶單元和所述濃液收集池，所述第二蒸發濃縮結晶單元還與所述濃液收集池相連；所述冷凍結晶單元與第一蒸發濃縮結晶單元之間還設有回流管，所述二級納濾分鹽單元的產水側與所述第二蒸發濃縮結晶單元相連，所述濃液收集池與所述調節池之間設有回流管；當所述第二蒸發濃縮結晶單元的進水中氯化鉀濃度含量小于0.5%時，所述第二蒸發濃縮結晶單元的濃液回流至所述濃液收集池；當所述第二蒸發濃縮結晶單元的進水中氯化鉀濃度含量到達0.5%-2%時，所述第二蒸發濃縮結晶單元的濃液送至所述冷卻結晶單元。
2.如權利要求1所述的工藝系統，其特征在于，還包括：污泥處理單元和回用水池；所述生物脫氮單元、軟化除硬單元和除硅單元均與所述污泥處理單元相連，所述一級反滲透濃縮單元、二級反滲透濃縮單元和三級反滲透濃縮單元的產水側均與所述回用水池相連。
3.如權利要求1所述的工藝系統，其特征在于，所述離子交換除硬單元、二級反滲透濃縮單元之間還設有臭氧催化氧化單元和過濾器，所述一級納濾分鹽單元與第一蒸發濃縮結晶單元之間還設有臭氧雙氧水氧化單元。
4.如權利要求1所述的工藝系統，其特征在于，所述冷凍結晶單元的濃液出口與所述第二蒸發濃縮結晶單元的進口相連，所述濃液收集池的濃液出口與所述有機物去除單元的進口相連。
5.如權利要求1-4中任一項所述的工藝系統，其特征在于，所述一級過濾單元和二級過濾單元包括砂濾、多介質過濾、超濾中的一種或多種過濾裝置；所述一級反滲透濃縮單元、二級反滲透濃縮單元和三級反滲透濃縮單元采用反滲透膜脫鹽，濃縮1.5-7倍。
6.如權利要求1-4中任一項所述的工藝系統，其特征在于，所述離子交換除硬單元采用弱酸陽床，內部填充弱酸陽離子交換樹脂或螯合樹脂。
7.如權利要求1-4中任一項所述的工藝系統，其特征在于，所述有機物去除單元包括臭氧催化氧化、光催化氧化、電催化氧化、芬頓氧化、活性炭吸附、樹脂吸附中的一種或多種去除單元。
8.如權利要求1-4中任一項所述的工藝系統，其特征在于，所述一級納濾分鹽單元和二級納濾分鹽單元采用普通納濾膜或高壓納濾膜。
9.如權利要求1-4中任一項所述的工藝系統，其特征在于，所述第一蒸發濃縮結晶單元和第二蒸發濃縮結晶單元為一級或多級組合的蒸發器，所述蒸發器包括多效蒸發器和MVR蒸發器中的一種或多種。
10.一種如權利要求1-9中任一項所述的工藝系統的處理方法，其特征在于，包括：煤化工廢水進入調節池內調節均質；調節池出水泵入生物脫氮單元，去除部分有機物、氨氮和總氮；生物脫氮出水進入軟化除硬單元，去除廢水中的部分硬度、堿度、硅、有機物和懸浮物；軟化出水泵入一級過濾單元，去除廢水中的懸浮物、膠體；一級過濾單元出水泵入一級反滲透濃縮單元，通過反滲透膜脫鹽后的脫鹽水回收到回用水池，濃水進入下一級單元處理；一級反滲透濃水泵入離子交換除硬單元，通過弱酸樹脂離子交換去除水中的硬度；離子交換出水泵入二級反滲透濃縮單元，通過反滲透膜脫鹽后的脫鹽水回收到回用水池，濃水進入下一級單元處理；二級反滲透濃縮單元的濃水泵入有機物去除單元，去除廢水中的有機物；有機物去除單元出水進入除硅單元，去除廢水中的硅、懸浮物物質；除硅出水泵入二級過濾單元，去除廢水中的懸浮物、膠體；二級過濾出水泵入一級納濾分鹽單元，將二價離子截留在濃水側、一價離子分離至產水側，并將有機物截留在濃水側；納濾產水泵入三級反滲透濃縮單元，通過反滲透膜脫鹽后的脫鹽水回收到回用水池，濃水進入下一級單元處理；納濾濃水泵入第一蒸發濃縮結晶單元，將廢水蒸發濃縮結晶出硫酸鈉產品，蒸發的產水通過冷凝器回收至回用水池；第一蒸發濃縮結晶單元的濃液泵入冷凍結晶單元，將廢水冷凍結晶出芒硝，芒硝再回流到第一蒸發濃縮結晶單元；冷凍結晶單元的濃液泵入二級納濾分鹽單元，將二價離子截留在濃水側、一價離子分離至產水側，并將有機物截留在濃水側；二級納濾產水與三級反滲透濃水混合后泵入第二蒸發濃縮結晶單元，將廢水蒸發濃縮結晶出氯化鈉產品，蒸發的產水通過冷凝器回收至回用水池；第二蒸發濃縮結晶單元的濃液根據氯化鉀濃度泵入冷卻結晶單元或濃液收集池；二級納濾單元的濃水進入濃液收集池；濃液收集池的濃液泵入調節池循環處理。
發明內容
為有效解決煤化工零排放項目中存在的上述技術問題，本發明提供一種煤化工廢水分鹽零排放的工藝系統及處理方法，本發明的工藝系統及處理方法可以有效避免或減輕工藝中超濾膜、納濾膜、反滲透膜以及蒸發結晶器的污染結垢造成的污堵問題，可以有效保證分鹽產生的鹽硝產品質量和產量，也可以避免雜鹽的產生，從而實現煤化工零排放項目的長期穩定運行，解決了現有零排放項目中大量產生雜鹽的問題。
本發明公開了一種煤化工廢水分鹽零排放的工藝系統，包括沿廢水流方向依次設置的調節池、生物脫氮單元、軟化除硬單元、一級過濾單元、一級反滲透濃縮單元、離子交換除硬單元、二級反滲透濃縮單元、有機物去除單元、除硅單元、二級過濾單元和一級納濾分鹽單元；所述一級納濾分鹽單元的濃水側依次連接有第一蒸發濃縮結晶單元、冷凍結晶單元、二級納濾分鹽單元和濃液收集池；所述一級納濾分鹽單元的產水側依次連接有三級反滲透濃縮單元、第二蒸發濃縮結晶單元、冷卻結晶單元和所述濃液收集池，所述第二蒸發濃縮結晶單元還與所述濃液收集池相連；所述冷凍結晶單元與第一蒸發濃縮結晶單元之間還設有回流管，所述二級納濾分鹽單元的產水側與所述第二蒸發濃縮結晶單元相連，所述濃液收集池與所述調節池之間設有回流管；當所述第二蒸發濃縮結晶單元的進水中氯化鉀濃度含量小于0.5%時，所述第二蒸發濃縮結晶單元的濃液回流至所述濃液收集池；當所述第二蒸發濃縮結晶單元的進水中氯化鉀濃度含量到達0.5%-2%時，所述第二蒸發濃縮結晶單元的濃液送至所述冷卻結晶單元。
作為本發明的進一步改進，還包括：污泥處理單元和回用水池；所述生物脫氮單元、軟化除硬單元和除硅單元均與所述污泥處理單元相連，所述一級反滲透濃縮單元、二級反滲透濃縮單元和三級反滲透濃縮單元的產水側均與所述回用水池相連。
作為本發明的進一步改進，所述離子交換除硬單元、二級反滲透濃縮單元之間還設有臭氧催化氧化單元和過濾器，所述一級納濾分鹽單元與第一蒸發濃縮結晶單元之間還設有臭氧雙氧水氧化單元。
作為本發明的進一步改進，所述冷凍結晶單元的濃液出口與所述第二蒸發濃縮結晶單元的進口相連，所述濃液收集池的濃液出口與所述有機物去除單元的進口相連。
作為本發明的進一步改進，所述一級過濾單元和二級過濾單元包括砂濾、多介質過濾、超濾中的一種或多種過濾裝置；所述一級反滲透濃縮單元、二級反滲透濃縮單元和三級反滲透濃縮單元采用反滲透膜脫鹽，濃縮1.5-7倍。
作為本發明的進一步改進，所述離子交換除硬單元采用弱酸陽床，內部填充弱酸陽離子交換樹脂或螯合樹脂。
作為本發明的進一步改進，所述有機物去除單元包括臭氧催化氧化、光催化氧化、電催化氧化、芬頓氧化、活性炭吸附、樹脂吸附中的一種或多種去除單元。
作為本發明的進一步改進，所述一級納濾分鹽單元和二級納濾分鹽單元采用普通納濾膜或高壓納濾膜。
作為本發明的進一步改進，所述第一蒸發濃縮結晶單元和第二蒸發濃縮結晶單元為一級或多級組合的蒸發器，所述蒸發器包括多效蒸發器和MVR蒸發器中的一種或多種。
本發明還公開了一種基于上述工藝系統的處理方法，包括：煤化工廢水進入調節池內調節均質；調節池出水泵入生物脫氮單元，去除部分有機物、氨氮和總氮；生物脫氮出水進入軟化除硬單元，去除廢水中的部分硬度、堿度、硅、有機物和懸浮物；軟化出水泵入一級過濾單元，去除廢水中的懸浮物、膠體；一級過濾單元出水泵入一級反滲透濃縮單元，通過反滲透膜脫鹽后的脫鹽水回收到回用水池，濃水進入下一級單元處理；一級反滲透濃水泵入離子交換除硬單元，通過弱酸樹脂離子交換去除水中的硬度；離子交換出水泵入二級反滲透濃縮單元，通過反滲透膜脫鹽后的脫鹽水回收到回用水池，濃水進入下一級單元處理；二級反滲透濃縮單元的濃水泵入有機物去除單元，去除廢水中的有機物；有機物去除單元出水進入除硅單元，去除廢水中的硅、懸浮物物質；除硅出水泵入二級過濾單元，去除廢水中的懸浮物、膠體；二級過濾出水泵入一級納濾分鹽單元，將二價離子截留在濃水側、一價離子分離至產水側，并將有機物截留在濃水側；納濾產水泵入三級反滲透濃縮單元，通過反滲透膜脫鹽后的脫鹽水回收到回用水池，濃水進入下一級單元處理；納濾濃水泵入第一蒸發濃縮結晶單元，將廢水蒸發濃縮結晶出硫酸鈉產品，蒸發的產水通過冷凝器回收至回用水池；第一蒸發濃縮結晶單元的濃液泵入冷凍結晶單元，將廢水冷凍結晶出芒硝，芒硝再回流到第一蒸發濃縮結晶單元；冷凍結晶單元的濃液泵入二級納濾分鹽單元，將二價離子截留在濃水側、一價離子分離至產水側，并將有機物截留在濃水側；二級納濾產水與三級反滲透濃水混合后泵入第二蒸發濃縮結晶單元，將廢水蒸發濃縮結晶出氯化鈉產品，蒸發的產水通過冷凝器回收至回用水池；第二蒸發濃縮結晶單元的濃液根據氯化鉀濃度泵入冷卻結晶單元或濃液收集池；二級納濾單元的濃水進入濃液收集池；濃液收集池的濃液泵入調節池循環處理。
與現有技術相比，本發明的有益效果為：煤化工廢水通過本發明的煤化工廢水零排放工藝系統處理后，可以有效避免或減輕膜及蒸發器的結垢污堵問題，反滲透的產水可以全部供園區或企業生產使用，硫酸鈉和氯化鈉產品可以穩定達到國家產品質量標準要求外售，有效避免雜鹽的產生，有效的解決了該園區的廢水處理問題，達到了水資源的循環利用和廢水的零排放。
（發明人：賈永強;李骎;王鑄;楊悅;曾瓊飛;趙穎超;賈云霞;高大雨;李鍇琦;馮靖軒;徐偉娜;馬林;王彬）
