一種高鹽廢水的零排放處理方法
【專利摘要】一種高鹽廢水的零排放處理方法，涉及一種廢水的處理技術(shù)。高鹽廢水經(jīng)過去除濁度，調(diào)節(jié)pH值至7后進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì)；將原水調(diào)節(jié)池的出水通過一級膜蒸餾單元轉(zhuǎn)化為水蒸氣，未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩余廢水進(jìn)入結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶，一級膜蒸餾單元反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；將結(jié)晶反應(yīng)器的上清液出水經(jīng)膜過濾反應(yīng)器送至二級膜蒸餾單元轉(zhuǎn)化為水蒸氣；未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩余廢水回流至結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶；二級膜蒸餾單元反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池。在常溫常壓條件下進(jìn)行，不需要添加化學(xué)藥劑，僅消耗少量電能，無二次污染，大幅度降低其處理成本。處理廢水時(shí)間短，效率高，處理設(shè)備投入少，占地面積小，可實(shí)現(xiàn)高鹽廢水零排放處理。
【專利說明】一種高鹽廢水的零排放處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢水的處理技術(shù)，尤其是涉及一種高鹽廢水零排放處理的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程中，水資源緊缺正在逐漸成為制約我國可持續(xù) 發(fā)展戰(zhàn)略的主要因素之一。近年來，隨著我國工業(yè)規(guī)模的不斷增大，工業(yè)用水量激增。同時(shí)， 產(chǎn)生廢水量也迅速增大，給當(dāng)前的廢水處理與回收利用技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。工業(yè)廢水 如直接排放，將對周圍土壤、水體環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染。廢水經(jīng)處理合格達(dá)標(biāo)后，如不回收 利用，則造成水資源浪費(fèi)，加劇水資源短缺。對于高鹽廢水，由于缺乏技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上的可行性 與可靠性，大多數(shù)采取稀釋外排方法。這種方法不但不能真正減少污染物的排放總量，而且 造成了淡水的浪費(fèi)，特別是含鹽廢水的排放，勢必造成淡水水資源礦化和土壤堿化（李柄 緣，等.高鹽廢水形成及其處理技術(shù)進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2014, 33 (2) :493-497)。
[0003] 膜蒸餾是近年來發(fā)展起來的一種新型膜分離技術(shù)，與反滲透工藝相比具有顯著的 優(yōu)點(diǎn)：膜蒸餾的過程幾乎在常壓下進(jìn)行，設(shè)備簡單，操作方便；膜蒸餾法可以處理極高濃度 的無機(jī)鹽水溶液，理論上通過膜蒸餾除鹽的產(chǎn)水率可以達(dá)到100%，而且獲得的水十分純 凈，這是現(xiàn)有幾種工業(yè)除鹽技術(shù)難以達(dá)到的（呂曉龍.膜蒸餾過程探討[J].膜科學(xué)與技 術(shù)，2010, 30(3) :1 - 10)。
[0004] 以電磁場作用為基礎(chǔ)的水處理方法是近幾年才發(fā)展起來的一項(xiàng)新型水處理技術(shù)， 其降解過程能耗低、成本低、易操作、無二次污染，是一項(xiàng)極具發(fā)展前景的技術(shù)。在高頻行 波磁場作用下，水中正負(fù)離子受電磁場洛侖茲力的作用而作方向相反的螺旋圓周運(yùn)動，相 當(dāng)于一方向相同的圓電流，一個(gè)小圓電流受磁場的作用可以用它的磁偶極矩（簡稱磁矩） 來說明。磁矩的方向也會隨磁場的變化發(fā)生周期性偏轉(zhuǎn)，同時(shí)正負(fù)電荷重心會隨磁場的變 化周期性振動。此外，載流線圈在非均勻強(qiáng)磁場中通常受到轉(zhuǎn)動力矩、平移力和導(dǎo)致形變 的張力3種力作用，這些力的作用都是力圖使通過小圓電流線圈中的磁通量增加。雖然有 離子熱運(yùn)動的阻礙，但隨著外磁場越強(qiáng)，離子磁矩排列得越整齊；隨著形波磁場的移動， 載流線圈在上述作用下移向磁場較強(qiáng)處。由于行波磁場是朝一個(gè)方向運(yùn)動的，故正負(fù)離 子螺旋環(huán)會隨著磁場的移動方向而向一個(gè)方向運(yùn)動，從而使大量的離子能夠聚集到一起， 起到除雜的作用（王東莉，等.電磁水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J].石油礦場機(jī)械，2007, 36(1): 9-11)。
[0005] 與傳統(tǒng)的生化、物化廢水處理工藝方法相比，膜分離技術(shù)處理廢水工藝具有顯著 的優(yōu)越性：（1)在常溫和低壓下進(jìn)行分離，因而能耗和設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用低。（2)設(shè)備體積小、 結(jié)構(gòu)簡單，故投資費(fèi)用低。（3)膜分離過程只是簡單的加壓輸送液體，工藝流程簡單，易于操 作管理。（4)膜作為過濾介質(zhì)是由高分子材料制成的均勻連續(xù)體，純物理方法過濾，物質(zhì)在 分離過程中不發(fā)生質(zhì)的變化，并且在使用過程中不會有任何雜質(zhì)脫落，保證透過液的純凈。 (5)可實(shí)現(xiàn)零排放回用（高年發(fā)，寶菊花.超過濾在葡萄酒釀造中的應(yīng)用進(jìn)展[J]，中國釀 造，2007, 7 (172) :80-95)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的旨在提供一種高鹽廢水零排放處理的方法。
[0007] 本發(fā)明包括以下步驟：
[0008] 1)高鹽廢水經(jīng)過去除濁度，調(diào)節(jié)pH值至7后進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì)；
[0009] 2)將原水調(diào)節(jié)池的出水通過一級膜蒸餾單元轉(zhuǎn)化為水蒸氣，未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩 余廢水進(jìn)入結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶，一級膜蒸餾單元反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池；
[0010] 3)將結(jié)晶反應(yīng)器的上清液出水經(jīng)膜過濾反應(yīng)器送至二級膜蒸餾單元轉(zhuǎn)化為水蒸 氣；未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩余廢水回流至結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶；
[0011] 4)二級膜蒸餾單元反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池。
[0012] 在步驟1)中，所述高鹽廢水的水質(zhì)狀況：pH值為6. 5?8.0, 0?&為500? 3000mg/L，B0D5 為 20 ?100mg/L，SS 為 20000 ?35000mg/L，氟化物為 10 ?30mg/L，總氰化 物0· 01?1. Omg/L，總砷0· 01?3. 5mg/L，總?cè)R0· 05?100mg/L ;所述原水調(diào)節(jié)池的池體可 采用PE防腐材料，在池體的進(jìn)水口可預(yù)設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝置，用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。
[0013] 在步驟2)中，所述結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)最好定期刮除固體殘?jiān)凰鲆患壞ふ麴s單元可 選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片，所述幕簾式聚丙烯中空纖維膜片的膜孔徑可為〇. 2 μ m， 截留分子量可為6千至5萬道爾頓，出水量可為lt/d，可采用型號為HQM-MBR的膜片，生產(chǎn) 廠商為杭州浙大泓泉環(huán)境工程有限公司。
[0014] 在步驟3)中，所述二級膜蒸餾單元可選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片，所述幕簾 式聚丙烯中空纖維膜片的膜孔徑可為0. 2 μ m，截留分子量可為6千至5萬道爾頓，出水量可 為lt/d，可采用型號為HQM-MBR的膜片，生產(chǎn)廠商為杭州浙大泓泉環(huán)境工程有限公司。
[0015] 所述結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)置石墨電極板，連接電源最好選用調(diào)頻高壓交流電源，所述調(diào) 頻高壓交流電源的輸出功率可為500?1000W，輸出電壓可為AC 0?10KV可調(diào)，輸出頻率 可為25?50KHZ可調(diào)，可采用型號為DMC-400的調(diào)頻高壓交流電源，廠商為大連鼎通科技 發(fā)展有限公司。
[0016] 在步驟3)中，所述膜過濾反應(yīng)器可選用平板式PVDF膜片，所述平板式PVDF膜片 的膜孔徑可為〇. 1 μ m，截留分子量可為6千至5萬道爾頓，出水量可為0. 7t/d，可采用型號 為SINAP150的平板膜片，廠商為上海斯納普膜分離科技有限公司。
[0017] 本發(fā)明利用超離子效應(yīng)反應(yīng)器技術(shù)，即膜蒸餾單元、結(jié)晶反應(yīng)器、膜過濾反應(yīng)器技 術(shù)聯(lián)用實(shí)現(xiàn)高鹽廢水零排放處理的方法，與傳統(tǒng)采用添加化學(xué)藥劑工藝的處理方法比較， 本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：
[0018] 1、本發(fā)明在常溫常壓條件下進(jìn)行，不需要添加化學(xué)藥劑，僅消耗少量電能，無二次 污染，大幅度降低其處理成本。
[0019] 2、本發(fā)明常溫常壓運(yùn)行，主體設(shè)備材質(zhì)為PE等常規(guī)材質(zhì)，無需鎳基合金或鈦合金 等防腐材料，大幅度降低投資成本，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。
[0020] 3、處理廢水時(shí)間短，效率高，處理設(shè)備投入少，占地面積小。
[0021] 4、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)高鹽廢水零排放處理，實(shí)現(xiàn)不向環(huán)境中排放污染物質(zhì)，保護(hù)生態(tài) 環(huán)境，為商鹽廢水處理解決了關(guān)鍵性問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例處理工序流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0024] 參見圖1，本發(fā)明所涉及的主要處理設(shè)備是：
[0025] 原水調(diào)節(jié)池1、一級膜蒸餾單元2、二級膜蒸餾單元5、結(jié)晶反應(yīng)器3、膜過濾反應(yīng)器 4。上述處理設(shè)備可根據(jù)相關(guān)要求選購，其中 ：
[0026] 原水調(diào)節(jié)池1的池體最好為PE防腐材料，在池體的進(jìn)水口預(yù)設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝 置，用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。
[0027] -級膜蒸餾單元2和二級膜蒸餾單元5最好選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片，膜 孔徑0. 2 μ m，截留分子量為6千至5萬道爾頓，出水量lt/d，型號為HQM-MBR膜片，生產(chǎn)廠 商為杭州浙大泓泉環(huán)境工程有限公司。
[0028] 結(jié)晶反應(yīng)器3內(nèi)置石墨電極板，連接電源最好選用調(diào)頻高壓交流電源，調(diào)頻高壓 交流電源型號為DMC-400,輸出功率為500-1000W，輸出電壓AC 0-10KV可調(diào)，輸出頻率 25KHZ-50KHZ可調(diào)，廠商為大連鼎通科技發(fā)展有限公司。
[0029] 膜過濾反應(yīng)器4最好選用平板式PVDF膜片，膜孔徑0. 1 μ m，截留分子量為6千至 5萬道爾頓，出水量0. 7t/d，型號為SINAP150平板膜片，廠商為上海斯納普膜分離科技有限 公司。
[0030] 參見圖1，本發(fā)明包括以下步驟：
[0031] 1)高鹽廢水經(jīng)過去除濁度，調(diào)節(jié)pH值至7后進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池1穩(wěn)定水量和水質(zhì)； 所述原水調(diào)節(jié)池1的池體可采用PE防腐材料，在池體的進(jìn)水口可預(yù)設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝置， 用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。
[0032] 2)將原水調(diào)節(jié)池1的出水通過一級膜蒸餾單元2轉(zhuǎn)化為水蒸氣，未轉(zhuǎn)化為水蒸氣 的剩余廢水進(jìn)入結(jié)晶反應(yīng)器3進(jìn)行結(jié)晶，一級膜蒸餾單元2反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池1 ; 所述結(jié)晶反應(yīng)器3內(nèi)最好定期刮除固體殘?jiān)?；所述一級膜蒸餾單元2可選用幕簾式聚丙烯 中空纖維膜片，所述幕簾式聚丙烯中空纖維膜片可采用膜孔徑〇. 2 μ m，截留分子量為6千 至5萬道爾頓，出水量lt/d，型號為HQM-MBR的膜片，生產(chǎn)廠商為杭州浙大泓泉環(huán)境工程有 限公司。
[0033] 3)將結(jié)晶反應(yīng)器3的上清液出水經(jīng)膜過濾反應(yīng)器4送至二級膜蒸餾單元5轉(zhuǎn)化 為水蒸氣；未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩余廢水回流至結(jié)晶反應(yīng)器3進(jìn)行結(jié)晶；所述二級膜蒸餾單 元5可選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片，所述幕簾式聚丙烯中空纖維膜片可采用膜孔徑 0. 2 μ m，截留分子量為6千至5萬道爾頓，出水量lt/d，型號為HQM-MBR的膜片，生產(chǎn)廠商為 杭州浙大泓泉環(huán)境工程有限公司。結(jié)晶反應(yīng)器3內(nèi)置石墨電極板，連接電源最好選用調(diào)頻 高壓交流電源，所述調(diào)頻高壓交流電源可采用型號為DMC-400,輸出功率為500?1000W，輸 出電壓為AC0?10KV可調(diào)，輸出頻率為25?50KHZ可調(diào)的調(diào)頻高壓交流電源，廠商為大連 鼎通科技發(fā)展有限公司。所述膜過濾反應(yīng)器可選用平板式PVDF膜片，所述平板式PVDF膜 片可采用膜孔徑〇. 1 μ m，截留分子量6千至5萬道爾頓，出水量0. 7t/d，型號為SINAP150 的平板膜片，廠商為上海斯納普膜分離科技有限公司。
[0034] 4)二級膜蒸餾單元5反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池1。
[0035] 以下給出具體實(shí)施例。
[0036] 實(shí)施例1
[0037] 利用超離子效應(yīng)反應(yīng)器進(jìn)行電廠脫硫高鹽廢水處理，水質(zhì)如下：pH值為6. 5，C0D& 為 2250mg/L，氯化物為 20000mg/L，B0D5 為 83. 9mg/L，SS 為 25000mg/L，氟化物為 11. 8mg/L， 總氰化物〇. 63mg/L，總砷3. 32mg/L，總?cè)R0. 05mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：運(yùn)行24h后廢水零排放率 為99. 9 %，CODcr平均去除率99. 9 %，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 利用超離子效應(yīng)反應(yīng)器進(jìn)行反滲透濃縮高鹽廢水處理，水質(zhì)如下：pH值為7. 2， C0D& 為 862mg/L，B0D5 為 33. 8mg/L，TDS 為 35000mg/L，氯化物為 17500mg/L，氟化物為 22. 2mg/L，總氰化物0· 06mg/L，總砷0· 13mg/L，總?cè)R0· 09mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：運(yùn)行24h后廢水 零排放率為99. 8%，CODcr平均去除率99. 9%，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 利用超離子效應(yīng)反應(yīng)器進(jìn)行化工高鹽廢水處理，水質(zhì)如下：pH值為8. 0, C0D&為 564. 6mg/L，B0D5 為 42. 3mg/L，SS 為 20600mgL，銅離子為 29600mg/L，氟化物為 12. 8mg/L，總 氰化物0. 92mg/L，總砷0. 87mg/L，總汞97. lmg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：運(yùn)行24h后SS的平均去除率 為99. 3%，CODcr平均去除率98. 9%，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。
【權(quán)利要求】
1. 一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 高鹽廢水經(jīng)過去除濁度，調(diào)節(jié)pH值至7后進(jìn)入原水調(diào)節(jié)池穩(wěn)定水量和水質(zhì)； 2) 將原水調(diào)節(jié)池的出水通過一級膜蒸餾單元轉(zhuǎn)化為水蒸氣，未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩余廢 水進(jìn)入結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶，一級膜蒸餾單元反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池； 3) 將結(jié)晶反應(yīng)器的上清液出水經(jīng)膜過濾反應(yīng)器送至二級膜蒸餾單元轉(zhuǎn)化為水蒸氣； 未轉(zhuǎn)化為水蒸氣的剩余廢水回流至結(jié)晶反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)晶； 4) 二級膜蒸餾單元反沖洗水回流至原水調(diào)節(jié)池。
2. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟1)中，所述 高鹽廢水的水質(zhì)狀況：pH值為6. 5?8. 0，C0D&為500?3000mg/L，B0D5為20?100mg/L， SS為20000?35000mg/L，氟化物為10?30mg/L，總氰化物(λ 01?L Omg/L，總砷(λ 01? 3. 5mg/L，總?cè)R 0· 05 ?100mg/L。
3. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟1)中，所述 原水調(diào)節(jié)池的池體采用PE防腐材料。
4. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟1)中，在池 體的進(jìn)水口預(yù)設(shè)pH調(diào)節(jié)劑投加裝置，用于調(diào)節(jié)水質(zhì)水量和pH值。
5. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟2)中，所述 結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)定期刮除固體殘?jiān)?br> 6. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟2)中，所述 一級膜蒸餾單元選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片；所述幕簾式聚丙烯中空纖維膜片的膜孔 徑可為0. 2 μ m，截留分子量可為6千至5萬道爾頓，出水量可為lt/d。
7. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述 二級膜蒸餾單元選用幕簾式聚丙烯中空纖維膜片；所述幕簾式聚丙烯中空纖維膜片的膜孔 徑可為0. 2 μ m，截留分子量可為6千至5萬道爾頓，出水量可為lt/d。
8. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述 結(jié)晶反應(yīng)器內(nèi)置石墨電極板；連接電源可選用調(diào)頻高壓交流電源。
9. 如權(quán)利要求8所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于所述調(diào)頻高壓交流 電源的輸出功率為500?1000W，輸出電壓為AC 0?10kV可調(diào)，輸出頻率為25?50kHz可 調(diào)。
10. 如權(quán)利要求1所述一種高鹽廢水的零排放處理方法，其特征在于在步驟3)中，所述 膜過濾反應(yīng)器選用平板式PVDF膜片；所述平板式PVDF膜片的膜孔徑可為0. 1 μ m，截留分 子量可為6千至5萬道爾頓，出水量可為0. 7t/d。
【文檔編號】C02F9/10GK104118959SQ201410381187
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月5日
【發(fā)明者】孔健 申請人:廈門諾迪膜科技有限公司