一种高浓有机废水的盐资源回收系统论文和设计-刘艳梅

全文摘要

本实用新型公开了一种高浓有机废水的盐资源回收系统，包括原水池、有机膜浓缩单元、蒸发浓缩单元、氯化钠蒸发器、混盐蒸发器和杂盐结晶器。有益效果：本实用新型的处理系统结构简单，易实现；并且本实用新型系统运行稳定，受水质波动影响较小，能够充分保证出盐品质及盐资源化率；实现高浓有机废水的资源化利用。

主设计要求

1.一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其特征在于，其包括原水池、有机膜浓缩单元、蒸发浓缩单元、氯化钠蒸发器、混盐蒸发器和杂盐结晶器；所述原水池的出水口与所述有机膜浓缩单元的芯式过滤器的进水口通过进水泵连通；所述有机膜浓缩单元的膜组件的产水出口与所述蒸发浓缩单元的蒸发原水池的进水口连通，所述蒸发浓缩单元的硫酸钠蒸发器的出液口与所述氯化钠蒸发器的进液口连通，所述氯化钠蒸发器的出液口与所述混盐蒸发器的进液口连通，所述混盐蒸发器的出料口与所述原水池的进料口连通；所述混盐蒸发器的出液口与所述杂盐结晶器的进液口连通。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其特征在于，其还包括冷冻结晶罐；所述硫酸钠蒸发器的出液口与所述冷冻结晶罐的进液口连通，所述冷冻结晶罐的出料口与所述硫酸钠蒸发器的进料口连通，所述冷冻结晶罐的出液口与所述氯化钠蒸发器的进液口连通。

3.根据权利要求1所述的一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其特征在于，所述有机膜浓缩单元包括所述芯式过滤器、所述膜组件和高压泵；所述芯式过滤器的出液口与所述膜组件的进液口通过所述高压泵连通。

4.根据权利要求3所述的一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其特征在于，所述膜组件的浓水出口与生化处理系统连通。

5.根据权利要求1或2所述的一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其特征在于，所述蒸发浓缩单元包括所述蒸发原水池、袋式过滤器、换热器、所述硫酸钠蒸发器和回收罐；所述蒸发原水池的出液口与所述袋式过滤器的进液口通过输水泵连通；所述袋式过滤器的出液口与所述换热器的冷介质入口连通；所述换热器的冷介质出口与所述硫酸钠蒸发器的进液口连通；所述硫酸钠蒸发器的出气口与所述换热器的热介质入口连通；所述换热器的热介质出口与所述回收罐连通。

6.根据权利要求5所述的一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其特征在于，所述硫酸钠蒸发器为多效蒸发器或MVR蒸发器。

设计说明书

技术领域：

本实用新型专利属于工业环保领域，具体涉及一种高浓有机废水的盐资源回收系统。

背景技术：

随着制药、化工、农药、染料等工业用水量与排放量日益增加，高浓度有机废水带来的环境污染问题也越来越严重。有机物COD一般在2000mg\/L以上，甚至高达几万乃至几十万mg\/L，同时色度高，有异味，给周围环境造成不良影响。

常用的高浓有机废水处理方法包括物化处理方法、生物学方法以及催化氧化等。物化方法主要以光化学混凝法、氧化—吸附法、焚烧法为代表：光化学混凝法是通过紫外光照射产生自由基而引发聚合反应,使废水中小分子有机物转化为大分子悬浮物，继而混凝沉淀去除；氧化—吸附法主要是高浓度废水稀释后用煤粉进行初步混凝、吸附处理，然后用Fenton试剂催化氧化和酸性凝聚，再用煤粉混凝、吸附；焚烧法适用于处理高浓度有机废水，预处理后的废水经加压、过滤、计量后送至炉拱上方，由高压空气雾化专用喷嘴喷入炉膛内蒸发焚烧。生物学方法可分为好氧法和厌氧法两大类；好氧生物法一般用于处理低浓度有机废水；厌氧法是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌来降解有机物，大分子的有机物首先被水解成低分子化合物,然后被转化成CH_{4<\/sub>和CO_{2<\/sub>等。催化氧化处理法是在高效表面催化剂存在的条件下，利用二氧化氯在常温常压下氧化高浓度有机废水；在降解COD的过程中，打断有机分子中的双键发色团，如偶氮基、硝基、硫化羰基、碳亚氨基等，达到彻底脱色的目的，同时有效提高BOD_{5<\/sub>\/COD值。}}}

常用的高浓有机废水的盐资源回收方法主要是通过蒸发结晶技术回收，但是采用上述回收盐资源方式存在以下问题：1、利用蒸发塘自然蒸发水分，但是蒸发效果并不理想，而且还会造成水资源的浪费，并且不能对废水中的盐分进行回收，造成了资源的浪费，降低了企业的经济效益；2、生产出的结晶盐的品质较差，很难达到生产标准，并且经处理后的废水仍然有部分有机物，不满足废水回用标准，无法直接回收利用。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，易实现的高浓有机废水的盐资源回收系统。

本实用新型的技术方案公开了一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其包括原水池、有机膜浓缩单元、蒸发浓缩单元、氯化钠蒸发器、混盐蒸发器和杂盐结晶器；所述原水池的出水口与所述有机膜浓缩单元的芯式过滤器的进水口通过进水泵连通；所述有机膜浓缩单元的膜组件的产水出口与所述蒸发浓缩单元的蒸发原水池的进水口连通，所述蒸发浓缩单元的硫酸钠蒸发器的出液口与所述氯化钠蒸发器的进液口连通，所述氯化钠蒸发器的出液口与所述混盐蒸发器的进液口连通，所述混盐蒸发器的出料口与所述原水池的进料口连通；所述混盐蒸发器的出液口与所述杂盐结晶器的进液口连通。

进一步的，其还包括冷冻结晶罐；所述硫酸钠蒸发器的出液口与所述冷冻结晶罐的进液口连通，所述冷冻结晶罐的出料口与所述硫酸钠蒸发器的进料口连通，所述冷冻结晶罐的出液口与所述氯化钠蒸发器的进液口连通。

进一步的，所述有机膜浓缩单元包括所述芯式过滤器、所述膜组件和高压泵；所述芯式过滤器的出液口与所述膜组件的进液口通过所述高压泵连通。

进一步的，所述膜组件的浓水出口与生化处理系统连通。

进一步的，所述蒸发浓缩单元包括所述蒸发原水池、袋式过滤器、换热器、所述硫酸钠蒸发器和回收罐；所述蒸发原水池的出液口与所述袋式过滤器的进液口通过输水泵连通；所述袋式过滤器的出液口与所述换热器的冷介质入口连通；所述换热器的冷介质出口与所述硫酸钠蒸发器的进液口连通；所述硫酸钠蒸发器的出气口与所述换热器的热介质入口连通；所述换热器的热介质出口与所述回收罐连通。

进一步的，所述硫酸钠蒸发器为多效蒸发器或MVR蒸发器。

本实用新型的优点：1、本实用新型的处理系统结构简单，易实现；2、处理成本低，同时处理效率较高；并且本实用新型系统运行稳定，受水质波动影响较小，能够充分保证出盐品质及盐资源化率，即所回收的氯化钠达到了GB\/T 5462-2015《工业盐》标准中精制工业盐工业干盐二级标准，硫酸钠达到了GB\/T 6009-2014《工业无水硫酸钠》标准中Ⅱ类盐合格品标准；通过有机膜浓缩单元、蒸发及冷冻结晶工艺联合处理，实现高浓有机废水的资源化利用，降低了杂盐量。

附图说明：

图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。

原水池1，有机膜浓缩单元2，芯式过滤器2.1，膜组件2.2，高压泵2.3，蒸发浓缩单元3，蒸发原水池3.1，袋式过滤器3.2，换热器3.3，硫酸钠蒸发器3.4，回收罐3.5，输水泵3.6，氯化钠蒸发器4，混盐蒸发器5，杂盐结晶器6，冷冻结晶罐7，进水泵8，生化处理系统9。

具体实施方式：

下面将结合附图通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1：如图1所示，一种高浓有机废水的盐资源回收系统，其包括原水池1、有机膜浓缩单元2、蒸发浓缩单元3、氯化钠蒸发器4、混盐蒸发器5、杂盐结晶器6和冷冻结晶罐7；有机膜浓缩单元2包括芯式过滤器2.1、膜组件2.2和高压泵2.3；原水池1的出水口与芯式过滤器2.1的进水口通过进水泵8连通；芯式过滤器2.1的出液口与膜组件2.2的进液口通过高压泵2.3连通；膜组件2.2的浓水出口与生化处理系统9连通；蒸发浓缩单元3包括蒸发原水池3.1、袋式过滤器3.2、换热器3.3、硫酸钠蒸发器3.4和回收罐3.5；膜组件2.2的产水出口与蒸发原水池3.1的进水口连通，蒸发原水池3.1的出液口与袋式过滤器3.2的进液口通过输水泵3.6连通；袋式过滤器3.2的出液口与换热器3.3的冷介质入口连通；换热器3.3的冷介质出口与硫酸钠蒸发器3.4的进液口连通；硫酸钠蒸发器3.4的出气口与换热器3.3的热介质入口连通；换热器3.3的热介质出口与回收罐3.5连通，将蒸汽冷却形成冷凝水之后回收，可以重新使用；硫酸钠蒸发器3.4为多效蒸发器；硫酸钠蒸发器3.4的出液口与冷冻结晶罐7的进液口连通，冷冻结晶罐7的出料口与硫酸钠蒸发器3.4的进料口连通，冷冻结晶罐7的出液口与氯化钠蒸发器4的进液口连通，氯化钠蒸发器4的出液口与混盐蒸发器5的进液口连通，混盐蒸发器5的出料口与原水池1的进料口连通；混盐蒸发器5的出液口与杂盐结晶器6的进液口连通；本实用新型的处理系统结构简单，易实现。

实施例2：利用实施例1系统回收盐资源的方法，其包括以下步骤：步骤(1)膜浓缩；步骤(2)硫酸钠蒸发结晶；步骤(3)冷冻结晶；步骤(4)氯化钠蒸发结晶；步骤(5)杂盐蒸发结晶。

步骤(1)膜浓缩：TDS＝60000mg\/L，质量比c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)＝1，COD＝30000mg\/L，pH＝8的高浓度有机废水经过有机膜浓缩处理，高浓有机废水在15℃，1MPa条件下进行有机膜浓缩处理；得到浓缩产水和浓缩浓水，浓缩产水中COD的去除率为40％，高浓有机废水中的大分子难降解有机物被有机膜截留，富集到浓缩浓水中，浓缩浓水被送到生化处理系统9中进行下一步处理。}}

步骤(2)硫酸钠蒸发结晶：将所述步骤(1)膜浓缩中得到的浓缩产水经过过滤后，在80℃进行蒸发结晶得到硫酸钠晶体和硫酸钠蒸发母液，蒸发母液中的总硅≤5000ppm、硝酸钠≤18wppm、COD≤15000ppm、氯化钠≤260000ppm；根据NaCl和Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>在水中不同温度下的的溶解度的差异，控制硫酸钠蒸发器3.4处于高温段，由于c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)≥0.67，此时随着蒸发进行，Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>析出，得到Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>结晶盐；蒸发后的水蒸气对所述步骤(1)膜浓缩中得到的浓缩产水预热后，形成凝结水并被回收。}}}}}}}}

步骤(3)冷冻结晶：将所述步骤(2)硫酸钠蒸发结晶中得到的硫酸钠蒸发母液降温到-5℃，冷冻结晶得到十水硫酸钠和冷冻结晶母液，冷冻结晶母液中总硅≤5000ppm、硝酸钠≤18wppm、COD≤15000ppm、硫酸钠≤46000ppm；在步骤(2)硫酸钠蒸发结晶后期，c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)逐渐减小，NaCl也逐渐被析出，此时降低硫酸钠蒸发母液温度，硫酸钠溶解度随温度下降而急剧下降，因而过饱和析出十水硫酸钠，可以返回步骤(2)硫酸钠蒸发结晶中继续结晶。}}

步骤(4)氯化钠蒸发结晶：将所述步骤(3)冷冻结晶中得到的冷冻结晶母液升温到80℃进行蒸发结晶，得到氯化钠晶体和氯化钠蒸发母液；所述步骤(3)冷冻结晶后，冷冻结晶母液中以氯化钠为主，升温后随着蒸发进行氯化钠大量析出，得到氯化钠结晶盐。

步骤(5)杂盐蒸发结晶：将所述步骤(4)氯化钠蒸发结晶中得到的氯化钠蒸发母液在温度为80℃的条件下继续蒸发，得到混盐晶体和混盐母液，混盐晶体被输送回到原水中继续处理；所述混盐母液继续蒸发结晶，得到固废杂盐。

实施例3：利用实施例1系统回收盐资源的方法，其包括以下步骤：步骤(1)膜浓缩；步骤(2)硫酸钠蒸发结晶；步骤(3)冷冻结晶；步骤(4)氯化钠蒸发结晶；步骤(5)杂盐蒸发结晶。

步骤(1)膜浓缩：TDS＝65000mg\/L，质量比c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)＝1.5，COD＝35000mg\/L，pH＝6.7的高浓度有机废水经过有机膜浓缩处理，高浓有机废水在20℃，2MPa条件下进行有机膜浓缩处理；得到浓缩产水和浓缩浓水，浓缩产水中COD的去除率为40％，高浓有机废水中的大分子难降解有机物被有机膜截留，富集到浓缩浓水中，浓缩浓水被送到生化处理系统9中进行下一步处理。}}

步骤(2)硫酸钠蒸发结晶：将所述步骤(1)膜浓缩中得到的浓缩产水经过过滤后，在90℃进行蒸发结晶得到硫酸钠晶体和硫酸钠蒸发母液，蒸发母液中的总硅≤5000ppm、硝酸钠≤18wppm、COD≤15000ppm、氯化钠≤260000ppm；根据NaCl和Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>在水中不同温度下的的溶解度的差异，控制硫酸钠蒸发器3.4处于高温段，由于c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)≥0.6，此时随着蒸发进行，Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>析出，得到Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>结晶盐；蒸发后的水蒸气对所述步骤(1)膜浓缩中得到的浓缩产水预热后，形成凝结水并被回收。}}}}}}}}

步骤(3)冷冻结晶：将所述步骤(2)硫酸钠蒸发结晶中得到的硫酸钠蒸发母液降温到-2.5℃，冷冻结晶得到十水硫酸钠和冷冻结晶母液，冷冻结晶母液中总硅≤5000ppm、硝酸钠≤18wppm、COD≤15000ppm、硫酸钠≤46000ppm；在步骤(2)硫酸钠蒸发结晶后期，c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)逐渐减小，NaCl也逐渐被析出，此时降低硫酸钠蒸发母液温度，硫酸钠溶解度随温度下降而急剧下降，因而过饱和析出十水硫酸钠，可以返回步骤(2)硫酸钠蒸发结晶中继续结晶。}}

步骤(4)氯化钠蒸发结晶：将所述步骤(3)冷冻结晶中得到的冷冻结晶母液升温到90℃进行蒸发结晶，得到氯化钠晶体和氯化钠蒸发母液；所述步骤(3)冷冻结晶后，冷冻结晶母液中以氯化钠为主，升温后随着蒸发进行氯化钠大量析出，得到氯化钠结晶盐。

步骤(5)杂盐蒸发结晶：将所述步骤(4)氯化钠蒸发结晶中得到的氯化钠蒸发母液在温度为90℃的条件下继续蒸发，得到混盐晶体和混盐母液，混盐晶体被输送回到原水中继续处理；所述混盐母液继续蒸发结晶，得到固废杂盐。

实施例4：利用实施例1系统回收盐资源的方法，其包括以下步骤：步骤(1)膜浓缩；步骤(2)硫酸钠蒸发结晶；步骤(3)冷冻结晶；步骤(4)氯化钠蒸发结晶；步骤(5)杂盐蒸发结晶。

步骤(1)膜浓缩：TDS＝70000mg\/L，质量比c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)＝2，COD＝40000mg\/L，pH＝7的高浓度有机废水经过有机膜浓缩处理，高浓有机废水在25℃，3MPa条件下进行有机膜浓缩处理；得到浓缩产水和浓缩浓水，浓缩产水中COD的去除率为40％，高浓有机废水中的大分子难降解有机物被有机膜截留，富集到浓缩浓水中，浓缩浓水被送到生化处理系统9中进行下一步处理。}}

步骤(2)硫酸钠蒸发结晶：将所述步骤(1)膜浓缩中得到的浓缩产水经过过滤后，在100℃进行蒸发结晶得到硫酸钠晶体和硫酸钠蒸发母液，蒸发母液中的总硅≤5000ppm、硝酸钠≤18wppm、COD≤15000ppm、氯化钠≤260000ppm；根据NaCl和Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>在水中不同温度下的的溶解度的差异，控制硫酸钠蒸发器3.4处于高温段，由于c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)≥0.6，此时随着蒸发进行，Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>析出，得到Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>结晶盐；蒸发后的水蒸气对所述步骤(1)膜浓缩中得到的浓缩产水预热后，形成凝结水并被回收。}}}}}}}}

步骤(3)冷冻结晶：将所述步骤(2)硫酸钠蒸发结晶中得到的硫酸钠蒸发母液降温到0℃，冷冻结晶得到十水硫酸钠和冷冻结晶母液，冷冻结晶母液中总硅≤5000ppm、硝酸钠≤18wppm、COD≤15000ppm、硫酸钠≤46000ppm；在步骤(2)硫酸钠蒸发结晶后期，c(Na_{2<\/sub>SO_{4<\/sub>)：c(NaCl)逐渐减小，NaCl也逐渐被析出，此时降低硫酸钠蒸发母液温度，硫酸钠溶解度随温度下降而急剧下降，因而过饱和析出十水硫酸钠，可以返回步骤(2)硫酸钠蒸发结晶中继续结晶。}}

步骤(4)氯化钠蒸发结晶：将所述步骤(3)冷冻结晶中得到的冷冻结晶母液升温到100℃进行蒸发结晶，得到氯化钠晶体和氯化钠蒸发母液；所述步骤(3)冷冻结晶后，冷冻结晶母液中以氯化钠为主，升温后随着蒸发进行氯化钠大量析出，得到氯化钠结晶盐。

步骤(5)杂盐蒸发结晶：将所述步骤(4)氯化钠蒸发结晶中得到的氯化钠蒸发母液在温度为100℃的条件下继续蒸发，得到混盐晶体和混盐母液，混盐晶体被输送回到原水中继续处理；所述混盐母液继续蒸发结晶，得到固废杂盐。

处理方法简单，处理成本低，同时处理效率较高；并且本实用新型系统运行稳定，受水质波动影响较小，能够充分保证出盐品质及盐资源化率，即所回收的氯化钠达到GB\/T5462-2015《工业盐》标准中精制工业盐工业干盐二级标准，硫酸钠达到GB\/T 6009-2014《工业无水硫酸钠》标准中Ⅱ类盐合格品标准；通过有机膜浓缩单元2、蒸发及冷冻结晶工艺联合处理，实现高浓有机废水的资源化利用，降低了杂盐量。

以上是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

一种高浓有机废水的盐资源回收系统论文和设计

一种高浓有机废水的盐资源回收系统论文和设计-刘艳梅

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