公布日：2022.03.11

申请日：2021.12.15

分类号：C02F9/06(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)N;C02F1/44(2006.01)N;C02F1/469(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;

C02F101/10(2006.01)N

摘要

本发明公开了一种高盐废水浓缩系统及浓缩方法，涉及高盐废水处理技术领域；浓缩系统包括锅炉、沉淀箱、PH调节箱、纳滤系统和电渗析系统，锅炉通过第一水管与沉淀箱连通，沉淀箱通过第二水管与PH调节箱连通，PH调节箱通过第三水管与纳滤系统连通，纳滤系统通过淡水管与电渗析系统连通；先将高盐废水通入锅炉中进行初步除硬，再将盐水通入沉淀箱进一步除硬，其后通过PH调节箱调节盐水PH，最后使盐水依次经纳滤系统和电渗析系统进行浓缩处理，该浓缩方法能够极大程度降低废水中的含盐量，使得到的三级淡水满足排放标准；同时降低纳滤膜以及电渗透膜发生堵塞概率，确保浓缩工作顺利进行。

权利要求书

1.一种高盐废水浓缩系统，其特征在于，包括预处理装置、纳滤系统(400)和电渗析系统(500)，所述预处理装置包括锅炉(100)、沉淀箱(200)、PH调节箱(300)和废气处理箱(600)，所述锅炉(100)与所述沉淀箱(200)之间连通有用于将锅炉中的盐水输送至沉淀箱(200)的第一水管(110)，所述沉淀箱(200)与所述PH调节箱(300)之间连通有用于将所述沉淀箱(200)内的盐水输送至PH调节箱(300)的第二水管(210)；所述PH调节箱(300)与所述纳滤系统(400)之间连通有用于将所述PH调节箱(300)中的盐水输送至纳滤系统(500)的第三水管(310)，所述纳滤系统(400)还连通有浓水管(420)和淡水管(410)，所述浓水管(420)远离所述纳滤系统(400)的一端与所述沉淀箱(200)连通，所述淡水管(410)远离所述纳滤系统(400)的一端与所述电渗析系统(500)的淡水室(510)连通；所述PH调节箱内(300)设置有换热管(120)，所述换热管(120)的一端与所述锅炉(100)顶部连通，所述换热管(120)的另一端与设置在所述PH外部的所述废气回收箱连通(600)；所述第二水管(210)和所述第一水管(110)均设置有过滤装置(220)。

2.根据权利要求1所述的一种高盐废水浓缩系统，其特征在于，位于所述PH调节箱(300)内的一段换热管(120)呈竖螺纹状设置。

3.根据权利要求2所述的一种高盐废水浓缩系统，其特征在于，所述沉淀箱(200)和所述PH调节箱(300)内设置有搅拌装置(230)，所述PH调节箱(300)内的搅拌装置(230)同轴设置在所述换热管(120)内部。

4.一种高盐废水浓缩方法，其特征在于，由权利要求1-3中任一项所述的浓缩系统进行处理，包括如下步骤：S1将高盐废水沿进水管(130)加入锅炉(100)中，进行初步除硬，得到初步除硬水；S2将所述初步除硬水经第一水管(110)过滤后通入沉淀箱(200)中，向沉淀箱(200)中的初步除硬水中加入活性炭和沉淀剂，待初步除硬水充分沉淀后，得到进一步除硬水；S3将所述进一步除硬水经第二水管(210)过滤后通入PH调节箱(300)中调节PH，获得PH调节水；在此过程中，锅炉(100)中产生的废气连通废热一同沿换热管(120)输入PH调节箱(300)，对PH调节箱(300)中的进一步除硬水进行加热，其后使废气和废热一同进入废气处理箱(600)中进行处理；S4将所述PH调节水通过第三水管(310)通入纳滤系统(400)中，经纳滤膜过滤后，得到浓水和纳滤产水，浓水经浓水管(420)排至沉淀箱(200)中，纳滤产水经淡水管(410)排入电渗析系统(500)中进行三级电渗析处理。

5.根据权利要求4所述的一种高盐废水浓缩方法，其特征在于，所述沉淀剂为氧化钙、碳酸钠和改性镁铝型滑石粉混合物；所述改性镁铝型滑石粉为镁铝型滑石粉经500℃煅烧所得。

6.根据权利要求5所述的一种高盐废水浓缩方法，其特征在于，通过加入所述沉淀剂使所述沉淀箱(200)中的PH为8.3-10.3。

7.根据权利要求4所述的一种高盐废水浓缩方法，其特征在于，所述PH调节箱(300)中的PH为5.5-6.5。

8.根据权利要求4所述的一种高盐废水浓缩方法，其特征在于，所述PH调节箱(300)中的温度为65-75℃。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种高盐废水浓缩系统及浓缩方法，通过将高盐废水经过充分的预处理，再使其经过纳滤系统和电渗析系统进行充分浓缩，使得浓缩后的淡水满足排放标准，极大程度降低纳滤膜和电渗析膜的堵塞，提高浓缩效率，确保浓缩工作的顺利进行。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种高盐废水浓缩系统，包括预处理装置、纳滤系统和电渗析系统，所述预处理装置包括锅炉、沉淀箱、PH调节箱和废气处理箱，所述锅炉与所述沉淀箱之间连通有用于将锅炉中的盐水输送至沉淀箱的第一水管，所述沉淀箱与所述PH调节箱之间连通有用于将所述沉淀箱内的盐水输送至PH调节箱的第二水管；所述PH调节箱与所述纳滤系统之间连通有用于将所述PH调节箱中的盐水输送至纳滤系统的第三水管，所述纳滤系统还连通有浓水管和淡水管，所述浓水管远离所述纳滤系统的一端与所述沉淀箱连通，所述淡水管远离所述纳滤系统的一端与所述电渗析系统的淡水室连通；所述PH调节箱内设置有换热管，所述换热管的一端与所述锅炉顶部连通，所述换热管的另一端与设置在所述PH外部的所述废气回收箱连通；所述第二水管和所述第一水管均设置有过滤装置。

优选的，位于所述PH调节箱内的一段换热管呈竖螺纹状设置。螺纹状设置能够增大换热管与PH调节箱中的水的接触面积，进而确保水加热迅速且均匀，提高加热效率。

优选的，所述沉淀箱和所述PH调节箱内设置有搅拌装置，所述PH调节箱内的搅拌装置同轴设置在所述换热管内部。沉淀箱内的搅拌装置能够加快沉淀箱内的水的沉淀速度；PH调节箱内的搅拌装置能够加快水的PH调节速度；通过将PH调节箱内的搅拌装置同轴设置在所述换热管内部，能够最大程度发挥二者的协同作用，即在通过螺纹状换热管增大换热面积的同时通过搅拌装置在其内部加以搅拌，能够最大程度加快PH调节箱内的换热速度。

本发明还提供一种高盐废水浓缩方法，包括如下步骤：

S1将高盐废水沿进水管加入锅炉中，进行初步除硬，得到初步除硬水；

S2将所述初步除硬水经第一水管过滤后通入沉淀箱中，向沉淀箱中的初步除硬水中加入活性炭和沉淀剂，待初步除硬水充分沉淀后，得到进一步除硬水；

S3将所述进一步除硬水经第二水管过滤后通入PH调节箱中调节PH，获得PH调节水；在此过程中，锅炉中产生的废气连通废热一同沿换热管输入PH调节箱，对PH调节箱中的进一步除硬水进行加热，其后使废气和废热一同进入废气处理箱中进行处理；

S4将所述PH调节水通过第三水管通入纳滤系统中，经纳滤膜过滤后，得到浓水和纳滤产水，浓水经浓水管排至沉淀箱中，纳滤产水经淡水管排入电渗析系统中进行三级电渗析处理。

优选的，所述沉淀剂为氧化钙、碳酸钠和改性镁铝型滑石粉混合物；所述改性镁铝型滑石粉为镁铝型滑石粉经500℃煅烧所得。加入氧化钙后使初步除硬水中的镁离子变为氢氧化镁沉淀，部分钙离子变为氢氧化钙沉淀，硅酸盐变为硅酸钙和硅酸镁沉淀，其后，加入碳酸钠使溶液中的钙离子变为碳酸钙沉淀，提高结垢型离子的沉淀程度；改性镁铝滑石粉具有极大的孔径，能够吸附初步除硬水中的结垢型离子，进而降低锅初步除硬水中的结垢型离子的含量。

优选的，通过加入所述沉淀剂使所述沉淀箱中的PH为8.3-10.3。在此PH下，碳酸盐能够持续发挥稳定的沉淀作用，当PH过低时，碳酸盐生成碳酸氢盐影响沉淀效率，当PH过高时，氧化钙的量加入过多，会导致水中含有的钙离子浓度增加，且pH＞10.3后水中镁离子的非碳酸盐硬度通过氢氧化钙转化为等量钙离子的非碳酸盐硬度，沉淀难以再生成。

优选的，所述PH调节箱中的PH为5.5-6.5。该PH下能使碳酸盐转化为碳酸氢盐，避免在纳滤膜和电渗析膜上结垢，导致膜污染，进而影响浓缩效率。

优选的，所述PH调节箱中的温度为65-75℃。该温度下能提高水的流动性，确保水在纳滤系统和电渗析系统中顺利浓缩。

本发明的有益效果是：

1.通过将高盐废水经锅炉进行初步软化，再经沉淀池进一步软化，能够极大程度降低水中的结垢离子，同时通过调整除硬后的水的PH，确保未去除的结垢离子在浓缩的过程中不会沉淀，避免结垢离子在纳滤和电渗透膜上结垢，导致膜污染，影响浓缩的效率。

2.通过将盐水通入纳滤膜进行初步浓缩，能够将盐水中的二价或多价离子及分子量介于200～500之间的有机物进行初步去除，为电渗析浓缩打下坚实的基础；同时能够将有机胶体、多糖及微生物等易粘附和沉积于电渗透膜上的物质进行有效去除，避免其在电渗透过程中造成膜堵塞或者严重的浓差极化。

3.通过使经纳滤系统处理后的盐水在电渗析系统中进行三级电渗析除盐，能够极大程度降低含盐量，且多级操作模式除盐能够降低电渗析浓缩过程中浓、淡室的浓度差，从而降低电渗析过程中的水迁移，实现电渗析过程较高的浓缩性能，将浓缩液的盐含量尽可能的提高。

4.通过将锅炉中的高热废气引入PH调节箱中进行加热，能够减少废热的损失，极大程度结余能源。

经过本发明方法处理后的高盐废水，产水电导率≤200μS/cm，COD＜10mg/L，Cl-＜300mg/L，总硬度(以CaCO3计)＜20mg/L，整个系统水回收率高于94％。

（发明人：杨寿冬;刘云辉）