一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置

背景技術

[0002] 工業廢水是指工業生產過程中產生的廢水、汙水和廢液，其中含有隨水流失的工 業生產用料、中間產物和產品以及生產過程中產生的汙染物。隨著工業的迅速發展，廢水的 種類和數量迅猛增加，對水體的汙染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全。因此，對 於保護環境來說，工業廢水的處理比城市汙水的處理更為重要。

[0003] 工業廢水的分類通常有以下三種：

[0004] 第一種是按工業廢水中所含主要汙染物的化學性質分類，含無機汙染物為主的為 無機廢水，含有機汙染物為主的為有機廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水是無機 廢水，食品或石油加工過程的廢水是有機廢水，印染行業生產過程中的是混合廢水，不同的 行業排除的廢水含有的成分不一樣。

[0005] 第二種是按工業企業的產品和加工對象分類，如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢 水、金屬酸洗廢水、化學肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水、製革廢水、農藥廢水、電站廢水 等。第三種是按廢水中所含汙染物的主要成分分類，如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻 廢水、含鎘廢水、含汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、含油廢水、含硫廢水、含有機磷廢水和放射 性廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含汙染物的主要成分，也不能表明廢水的危害性。

[0006] 第三種分類法，按廢水中所含汙染物的主要成分可分為酸性廢水、堿性廢水、含酚 廢水、含鉻廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。

[0007] 工業廢水造成的汙染主要有:有機需氧物質汙染，化學毒物汙染，無機固體懸浮物 汙染，重金屬汙染，酸汙染，堿汙染，植物營養物質汙染，熱汙染，病原體汙染等。許多汙染物 有顏色、臭味或易生泡沫，因此工業廢水常呈現使人厭惡的外觀，造成水體大麵積汙染，直 接威脅人民群眾的生命和健康，因此控製工業廢水尤為重要。

[0008] 工業廢水處理相當複雜，處理方法的選擇，必須根據廢水的水質和數量，排放到的 接納水體或水的用途來考慮，尤其是高鹽廢水的處理。高鹽廢水是指總含鹽質量分數至少 1%的廢水。其主要來自火力發電廠循環水排汙水回用濃縮過程產生的反滲透濃水與脫硫 廢水混合後的高鹽廢水，這種廢水含有多種物質，產生途徑廣泛，水量也逐年增加。高鹽廢 水處理過程中往往會存在對處理過程中產生的汙泥、殘渣進行處理利用、二次汙染、鹽成 分的分離利用、絮凝劑的回收利用等問題。對企業而言，在高鹽廢水的處理過程中，投入巨 大，但往往很難做到對廢水高效處理，實現零排放，從而直接影響到周邊環境和企業的經濟 效益。因此，研究一種可以實現高鹽廢水零排放且鹽分離的裝置，顯得尤為必要。 實用新型內容

[0009] 為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種高鹽廢水零排放且鹽分 離的處理裝置，該處理裝置能夠實現高鹽廢水的零排放，對廢水中液體和鹽成分進行有效 分離。

[0010] 為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案：

[0011] -種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，包括調節池、第一反應池、第二反應 池、濃縮水池、管式微濾係統、中間水池、納濾處理係統、第一碟管式反滲透處理係統、反滲 透處理係統、第二碟管式反滲透處理係統、硫酸鈉結晶係統、氯化鈉結晶係統和回用水池； 所述調節池、第一反應池、第二反應池、濃縮水池、管式微濾係統、中間水池和納濾處理係統 依次連接;所述納濾處理係統分別與第一碟管式反滲透處理係統和反滲透處理係統相連 接;所述第一碟管式反滲透處理係統與硫酸鈉結晶係統相連接;所述反滲透處理係統、第二 碟管式反滲透處理係統和氯化鈉結晶係統依次連接;所述回用水池分別與第一碟管式反滲 透處理係統、硫酸鈉結晶係統、反滲透處理係統、第二碟管式反滲透處理係統和氯化鈉結晶 係統相連接。

[0012] 前述裝置中，還包括汙泥緩衝池和汙泥脫水機，濃縮水池、汙泥緩衝池、汙泥脫水 機和調節池依次連接設置。

[0013] 前述裝置中，還設有次氯酸鈉發生器係統，其與反滲透處理係統中的濃水池相連 接。

[0014] 前述裝置中，管式微濾係統中的管式微濾膜由PVDF過濾膜和PVDF支撐骨架構成。 高強度的複合材料，可以在更高的壓力下運行及反洗，保持更高的過濾通量，並減少占地麵 積。

[0015] 前述裝置中，納濾處理係統中，采用一級三段排列方式，一至三段壓力容器數分別 為7、4和3,每段采用6芯膜殼，可以保持更高的納濾係統回收率，回收率達到85%，減小後續 工藝的處理規模;還設有化學清洗係統和自動衝洗係統，化學清洗係統包括依次設置的化 學清洗水箱、清洗保安過濾器和清洗栗，可用於對係統的清洗，以恢複係統運行通量。

[0016] 前述裝置中，反滲透處理係統中，采用一級四段排列方式，一至四段壓力容器數別 為6、3、2和1，每段采用6芯膜殼，能夠保持更高的反滲透係統回收率，回收率達到85%，減小 後續工藝的處理規模。

[0017] 前述裝置中，第一碟管式反滲透處理係統用於處理納濾濃水，采用160bar膜柱60 根，分三套並聯，每套分兩段，膜柱比例為10:10;所述第二碟管式反滲透處理係統用於處理 反滲透濃水，采用160bar膜柱72根，分四套並聯，每套分兩段，膜柱比例為9:9,可以保持更 高的碟管式反滲透係統回收率，回收率達到50-60%，減小後續工藝蒸發結晶的處理規模。

[0018] 前述裝置中，第一碟管式反滲透處理係統和第二碟管式反滲透處理係統中，膜柱 組的進、出水口均設置有流量傳感計、壓力傳感器和流量調節閥。可以確保整個係統運行的 可靠性。

[0019] 采用前述高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置進行的一種高鹽廢水零排放且鹽 分離的處理方法，包括以下步驟:Sl廢水預處理;S2廢水減量濃縮;S3結晶。

[0020] 前述處理方法中，步驟Sl的廢水預處理工藝為化學軟化-管式微濾處理工藝，包括 以下步驟：

[0021 ] Sl-I高鹽廢水先進入調節池，調節池內加入次氯酸鈉;調節池出水進入第一反應 池，第一反應池內加入氫氧化鈉進行反應;第一反應池出水進入第二反應池，第二反應池內 加入碳酸鈉溶液進行反應；

[0022] S1-2經過第二反應池反應後的出水溢流到濃縮池內，濃縮池與管式微濾係統通過 循環栗進行水循環，濃縮池內的水栗提升進入管式微濾係統進行固液分離;部分水透過微 濾膜經pH調節後進入中間水池，隨後送往後續處理係統進行步驟S2處理；

[0023]前述處理方法中，步驟Sl還包括步驟S1-3:濃縮池內部分濃縮液進入汙泥緩衝池， 經汙泥緩衝池排泥後進入汙泥脫水係統，汙泥經過脫水後，泥餅委外處理或直接填埋;濾液 回流進入調節池。

[0024]前述處理方法中，步驟S1-2中部分水透過微濾膜經鹽酸調節pH後進入中間水池。 [0025]前述處理方法中，步驟S2的廢水減量濃縮工藝為納濾-反滲透-碟管式反滲透減量 濃縮工藝，包括以下步驟:經過Sl預處理後的廢水進入納濾處理係統，經過納濾處理係統得 到的納濾濃水進入第一碟管式反滲透處理係統，所得第一碟管式反滲透處理係統濃水進入 後續處理係統進行步驟S3處理;經過納濾處理係統得到的納濾產水進入反滲透處理係統， 得到的反滲透濃水進入第二碟管式反滲透處理係統，所得到的第二碟管式反滲透處理係統 濃水進入後續處理係統進行步驟S3處理。

[0026]前述處理方法中，步驟S2中所得第一碟管式反滲透處理係統產水、反滲透處理係 統產水和第二碟管式反滲透處理係統產水進入回收水池進行回收利用。

[0027]進一步地，步驟S2中，部分反滲透濃水進入次氯酸鈉發生器係統生產次氯酸鈉。 [0028] 前述處理方法中，步驟S3的結晶工藝為機械蒸汽再壓縮結晶工藝，即經過S2步驟 處理後的濃水，送到強製循環結晶器係統進行進一步濃縮結晶，將水中高含量的鹽分結晶 成固體，出水回用，固體鹽分經離心分離、幹燥後外運出售。

[0029]前述處理方法中，步驟S2中，第一碟管式反滲透處理係統濃水進入步驟S3的硫酸 鈉結晶係統進行處理;第二碟管式反滲透處理係統濃水進入步驟S3的氯化鈉結晶係統處 理。

[0030] 為了確保本實用新型的方法科學、合理，發明人進行了相應的實驗研究和篩選，才 得以確定本實用新型的技術方案。具體實驗內容如下：

[0031] 本實用新型中采用高鹽廢水作為處理對象。總溶解固體（TDS)含量為20000-30000mg/L。工藝流程如圖1所示，裝置圖如圖2所示。

[0032] 一、高鹽廢水預處理工藝

[0033]本實用新型的預處理工藝采用的是化學軟化-管式微濾處理工藝。

[0034] 1、工藝概述

[0035]高鹽廢水首先進入調節池，在調節池內需要添加一定量次氯酸鈉用於抑製微生物 生長;調節池出水進入第一反應池，在第一反應池內投加 NaOH。第一反應池出水進入第二反 應池，在第二反應池內投加 Na2CO3溶液。在兩個反應池中分別進行攪拌和pH監控，使得廢水 中的鈣、鎂、和矽等易結垢成分形成沉澱。經過兩個反應池反應後的水溢流到濃縮池內，用 循環栗輸送到管式微濾膜進行固液分離。此時大流量的水在廢水濃縮池和管式膜之間循 環，而部分水透過微濾膜經pH調整後進入中間水池，隨後送往後續處理係統。同時，濃縮池 內為維持一定量的汙泥濃度，部分濃縮液還需要外排進入汙泥緩衝池，汙泥緩衝池排泥進 入汙泥脫水係統，汙泥經過脫水後，泥餅委外處理或直接填埋，濾液則回流到調節池再次處 理。

[0036] 2、預處理工藝中各項設置

[0037] 2.1化學軟化-管式微濾處理工藝設計

[0038] (1)設計水量及水質

[0039]高鹽廢水總量設計為120m3/h，設計水質按照高鹽廢水水質考慮。

[0040] (2)各段水量設計為：

[0041 ]①化學軟化單元:按I X 120m3/h設計；

[0042] ②管式微濾單元:3 X 40m3/h，過濾精度為0.05μπι;

[0043]③汙泥處理單元:基於120m3/h的廢水總量和相關水質考慮。

[0044] 2.2預處理工藝中各單元的設置及作用

[0045] (1)調節池

[0046] 調節池主要進行水質、水量的調節，調節池出水經栗提升至第一反應池。調節池壁 安裝雷達液位計監測水位。雷達液位計與調節池提升栗聯鎖，雷達液位計液位信號控製提 升栗啟停，低液位停栗，中液位起栗，高液位報警，出口母管安裝超聲波流量計監測出水水 量。為抑製微生物滋生，調節池內需要添加一定量次氯酸鈉進行滅菌。

[0047] (2)第一反應池

[0048]第一反應池主要用於降低鎂離子、二氧化矽等易結垢組分的含量。通過向第一反 應池中投加 NaOH等，形成氫氧化鎂沉澱並與二氧化矽作用發生共沉澱，從而達到除矽和鎂 的作用。第一反應池水力停留時間不小於15min，並設置有攪拌和pH監控。

[0049] (3)第二反應池

[0050]第二反應池主要用於降低鈣離子的含量。通過向第二反應池中投加碳酸鈉，形成 碳酸鈣沉澱，從而達到除鈣的作用。第二反應池水力停留時間不小於15min，並設置有攪拌 和pH監控。

[0051 ] (4)濃縮水池

[0052]濃縮水池主要用於接收經過軟化處理後的的廢水，同時接收從膜係統不斷回流的 高濃度水，還起到暫時存放濃縮汙泥的功能。濃縮水池有效容積應不小於循環栗3min吸水 量，設置有液位控製。

[0053] (5)管式微濾係統

[0054]濃縮水池裏的廢水通過栗提升進入管式微濾係統，在壓力和速度的驅使下，廢水 通過管式微濾膜以錯流過濾的方式，使懸浮固體物質與液體分離。在每一個膜組列中，廢水 經栗抽送經過膜管的流速很高，在膜表麵形成平行湍流，產生一個剪切作用，起到清洗膜的 作用。管式微濾係統主要由循環栗、管式微濾膜、膜架、清洗裝置、相關控製閥門及匹配管道 組成。常用管式微濾膜孔徑為〇.〇5μπι和Ο.ΐμπι，在錯流模式下進行固液分離，錯流流速不小 於3.5m/s〇

[0055]管式微濾膜由PVDF過濾膜與PVDF支撐骨架結合形成，其特點在於：1)高通量:一般 運行通量可以達到300~500L/(m2 · h); 2)處理高固體含量的廢水，固體物含量可以達到 5% (重量比）；3)優異的化學性能，可在pH從1到14範圍內運行;化學清洗可采用極高濃度的 酸堿藥液或氧化劑，可*大程度的恢複原始通量;4)產水濁度低，一般產水濁度等同於中空 纖維超濾膜產水，可直接送往後續係統，從而縮短回收係統工藝流程，減少投資費用和空 間；5)與傳統的沉澱池相比，減少了藥劑投加，又由於界麵過濾，能獲得更好的出水水質。6) 可反洗:通過反洗，可將運行期間在膜表麵累計的餅層衝回到膜管內，從而延長膜的清洗周 期。通過設計反洗柱，采用壓縮空氣作為驅動力，推動反洗柱內水逆向反衝，可對膜進行極 短時間的反衝，節約了反洗栗和反洗水的消耗。

[0056] (6)中間水池

[0057]管式微濾係統產水通過管道混合器加鹽酸中和後進入中間水池暫存，並輸送到後 續處理係統。同時根據產水水質狀況，添加適量的NaHSO3以除去水中殘留的氯。中間水池產 水停留時間應不小於30min，並設置有液位控製。

[0058] (7)汙泥處理係統

[0059] 由於高鹽廢水中的Ca2+和Mg2+濃度較高，在添加藥劑反應之後形成了大量的碳酸 鈣和氫氧化鎂沉澱，為了維持濃縮水池內合適的汙泥濃度(大約3%~5%)，廢水經管式微 濾處理後，濃縮液不斷循環進入濃縮水池，導致濃縮水池內的汙泥濃度不斷升高，當濃縮水 池裏的汙泥濃度達到一定程度時就會影響膜的通量，需要排掉部分汙泥至汙泥儲池。汙泥 儲池內汙泥經過汙泥進料栗提升至脫水機入口，期間經過管道混合器引入絮凝藥劑以調理 汙泥特性。脫水機產生的濾液及衝洗排水重力排入調節池。

[0060] 汙泥脫水間為二層結構，二層放置脫水機及自動清洗裝置，一層對應廂式自動壓 濾機下方設汙泥鬥，汙泥直接卸入停在一層的汽車上外運。

[0061 ] 3、預處理工藝的比較及選擇

[0062]傳統沉澱-過濾-超濾處理係統和管式微濾係統的區別如表1所示。由於化學軟化 過程中生成的氫氧化鎂晶體細小，存在沉降緩慢、過濾性能差的問題，采用傳統的沉澱-過 濾-超濾處理係統工藝流程較長，涉及的處理設施較多，運行較為複雜。而采用管式微濾係 統，經過化學軟化處理後的汙水無需經沉澱池、多介質過濾，砂濾等處理設施就可以直接進 入管式微濾係統，產水排出一步到位。管式微濾係統采用內壓式固液分離，管內流速較高， 顆粒不易積存在膜表麵，清洗後通量幾乎可以恢複到1〇〇%，並且膜壽命較長，出水水質滿 足直接進入反滲透係統的要求，可以取代傳統的沉澱-過濾-超濾係統。

[0063]除此之外，和傳統的沉澱-過濾-超濾預處理相比，采用管式微濾係統可以自動隨 時開/停機，瞬時完成過濾，並且不需要投加 PAM等助凝劑，減少了化學藥劑的費用，大大縮 短簡化了工藝流程，運行維護方便、簡單，減輕了操作負擔，並且占地麵積明顯減少，特別適 合於用地緊張的企業。

[0064]表1管式微濾係統和傳統沉降-過濾-超濾係統區別 [0065]

[0067] 管式微濾膜工藝的技術優勢在於：

[0068] ①不需沉澱和預過濾，可直接進行過濾實現固體顆粒和液體的分離，水中汙染物 不需要沉澱就能有效去除；

[0069]②管式微濾工藝可一次性取代沉澱池、砂濾和超濾等多道前處理及過濾設備，可 直接作為主係統的RO或回收係統的RO的前處理；

[0070] ③可在高pH條件下持續運行(pH大於10)，因此更能保證有效去除鈣、鎂、矽等的沉 澱，以及鍶、鋇等有結垢傾向的離子成分；

[0071] ④無需投加絮凝劑、PAM，無需考慮礬花沉降效率；

[0072]⑤回收率高，僅汙泥帶走少量水；

[0073] ⑥無需大流量水反衝洗，自用水率很低；

[0074] ⑦采用管式大流量錯流過濾，水流切向高速流過膜表麵，在過濾的同時還有衝刷 清潔膜表麵的作用，汙染物不易累積，膜麵不易汙染；

[0075]⑧采用堅固的管式結構和燒結法成膜，從原理上杜絕了斷絲泄漏現象的發生；

[0076]⑨膜的材質堅硬，耐高強度化學藥劑清洗，可使用壽命較長。

[0077] 管式微濾膜的透過水在濁度方麵遠遠優於沉澱池出水，透過水的水質相當於傳統 工藝中經過沉澱池、砂濾器和超濾後的出水水質，可以直接送往納濾係統或反滲透係統進 行脫鹽處理。

[0078] 4、經預處理工藝後產水水質

[0079] 本實用新型的管式微濾膜的特點在於高濃度懸浮物下良好的固液分離效果，以及 經過化學加藥軟化預處理之後，對於鈣、鎂、矽、鋇、鍶等易結垢成分的有效去除，保證了後 續反滲透處理單元良好的運行。根據管式微濾膜技術特點列出預處理之後的預期水質，如 表2所示。

[0080] 表2化學軟化-管式微濾預處理出水水質

[0082]綜上，本實用新型采用化學軟化-管式微濾預處理工藝，相較於其他微濾或超濾膜 組件，管式微濾膜具有強度好、耐摩擦、耐高濃度藥劑清洗、可在極高懸浮固體濃度下穩定 運行、可耐受進水水質波動等優良性能。管式微濾膜采用錯流方式運行，在運行和反衝洗時 並無水的損耗，僅配套的汙泥脫水係統產生的泥餅帶走少量水分，因此幾乎所有進水都將 通過管式微濾膜過濾後，送往後續處理單元或回用。

[0083] 二、高鹽廢水減量濃縮工藝 [0084] 1、高鹽廢水減量濃縮方案

[0085]由於采用熱法蒸發技術需要消耗大量的能量，運行成本較高，而高鹽廢水經過化 學軟化預處理後，廢水中的Ca2+、Mg2+、Si等物質濃度預計分別不大於20mg/L、20mg/L和 10mg/L，易結垢物質得到明顯去除，可以采用膜法對預處理後的廢水進行進一步減量處理。 [0086]高鹽廢水經過化學軟化處理後，鈣、鎂和矽等易結垢成分明顯降低，但是化學軟化 對廢水中COD去除效果較差，由於納濾膜對COD具有有較高的耐受性，可以在化學軟化工藝 後采用納濾-反滲透處理工藝。廢水通過納濾處理可以截留廢水中的大部分二價離子和部 分一價離子，起到預濃縮的作用，同時產水的含鹽量以及鈣、鎂等易結垢組分含量明顯降 低，有助於提高後續反滲透處理工藝的回收率以及運行穩定性。納濾濃水可以采用DTRO(碟 管式反滲透處理係統)膜進一步濃縮減量。

[0087] 2、高鹽廢水減量濃縮係統回收率的確定

[0088] 管式微濾係統出水進入納濾係統，由於廢水中鈣、鎂和矽等易結垢物質濃度較低， 納濾回收率設計為85%，納濾濃水約為18m 3/h，TDS(總溶解固體)含量約73600mg/L，再經 DTRO( -）（即第一碟管式反滲透處理係統）進一步濃縮減量，DTRO( -）係統設計回收率為 55%，剩餘8. lm3/h的高鹽廢水需進行後續處理;納濾產水約102m3/h進入RO(反滲透)係統進 一步濃縮減量，RO係統設計回收率為85%，R0係統濃水產量約15.3m 3/h，TDS含量約為 72300mg/L，再經過DTRO(二）（即第二碟管式反滲透處理係統）係統濃縮減量，DTRO(二)係統 設計回收率為50%，剩餘濃水約7.65m3/h需進一步處理。整個係統產水回用。

[0089] 3、高鹽廢水減量濃縮係統的設置

[0090] 3.1納濾係統

[0091]納濾係統主要部件為納濾膜元件，納濾膜為專有納濾三層複合膜，截留分子量約 為150~300道爾頓（中性有機物分子）。優先截留二價及多價陰離子，一價離子的截留率取 決於進水濃度和成分。一價離子會透過膜，不會產生滲透壓，納濾膜係統可在低於反滲透係 統壓力的進水壓力下操作。

[0092] 典型運行通量為8~34L/(m2 · h);*高操作壓力3.010^;*高連續運行溫度50°〇 (化學清洗溫度40°C) ; pH範圍：連續運行3~9，化學清洗2~10.5 ;單支元件*大壓降 103KPa，耐氯性500ppm · hr。

[0093]納濾係統設計為2X60m3/h，每級分為3段，一段進水壓力15.63bar，二段進水壓力 18.936&^三段進水壓力為29.766&^每套納濾係統一至三段壓力容器數分別為7、4和3，每 段采用6芯膜殼，納濾運行通量18lV(m 2 · h)，采用一級三段排列方式，回收率可以達到 85%。納濾配套有相應的化學清洗係統和自動衝洗係統。化學清洗係統包括化學清洗水箱、 清洗保安過濾器和清洗栗。可用於對係統的清洗，以恢複係統運行通量。

[0094] 3.2反滲透係統

[0095] 反滲透係統主要部件為反滲透膜元件，本設計選用特殊的工業級反滲透膜元件， 單隻膜元件產水量為34.4m3/日，平均脫鹽率(測試溶液為2000ppm的氯化鈉)為99.5%，* 小脫鹽率為99%，膜麵積為31m 2,流道寬度為0.9_。該膜元件主要用於廢水濃縮，減少濃水 的排放量，同時增大反滲透濃水的濃度，便於後續工藝係統規模的減小。

[0096] 反滲透係統包括保安過濾器，高壓栗，壓力容器以及相應的段間增壓栗。反滲透係 統設計為2 X 5 lm3/h，進水壓力IObar，每級分為4段，一段進水壓力25 · 93bar，二段進水壓力 35 · 16bar，三段進水壓力為52 · 23bar，四段進水壓力為66 · 44bar。一至四段壓力容器數分別 為6、3、2和1，共采用壓力容器12個，每段采用6芯膜殼。同時，配套相應的自動衝洗係統和化 學清洗係統。高壓栗與衝洗栗聯鎖，當高壓栗停止運行時，啟動衝洗栗，以置換膜元件內部 的濃水，防止在反滲透膜表麵結垢。當膜元件的運行壓差增加15%或係統產水量下降10% 的工況下，需要啟動化學清洗係統，根據汙染情況配備相應的化學清洗液進行化學清洗，以 便恢複膜元件的運行通量。

[0097] 3.3碟管式反滲透係統

[0098]為了進一步濃縮減量，納濾係統的濃水(主要成分為硫酸鈉)送入第一高壓碟管式 反滲透係統即DTRO( - )處理係統（用於處理納濾濃水，流量為18m3/h) JF濃水由栗輸送至 保安過濾器後，去除細小顆粒後經過高壓栗，首先進入一段膜元件，一段濃水進入二段膜元 件，二段濃水進入後續的蒸發係統，兩段的產水合並進入後續的處理單元。DTRO( - )處理係 統共采用160bar膜柱60根，分三套並聯，每套分兩段，膜柱比例為10:10。

[0099]反滲透係統的濃水送入第二高壓碟管式反滲透係統即DTRO(二)處理係統（用於處 理反滲透濃水，流量為15m3/h)，該係統采用160bar膜柱72根。分四套並聯，每套分兩段，膜 柱比例為9:9。

[0100] DTRO膜柱特性： 膜柱直徑i S英寸 膜柱長度： WOO毫米 pH操作範圍： 1~1:2 過濾類型: 壓力式反滲透膜

[0101] 水回收率 >20% 膜通量： K3 ~50QL/li/単裉膜柱 操作溫度： 5~40°C 清洗方式： 正向衝洗 預期膜壽命::： 5年

[0102] DTRO係統由水栗係統、預過濾係統、膜/閥組件係統、衝洗係統、化學清洗係統、手 動/自動閥門係統、各類儀表和控製檢測元器件、計算機控製係統以及必要的設備附件組 成。

[0103] DTRO係統運行為全自動運行方式，包括過濾、衝洗、化學清洗等。

[0104] DTRO係統采用供水栗定量運行、反滲透膜元件恒流過濾的原則，係統配有的儀表 測量點及數量滿足係統的安全、運行穩定可靠的需要。

[0105] 在整個反滲透膜柱組的進出水口設置有流量傳感計、壓力傳感器，流量調節閥，保 證係統恒流安全運行;在整個反滲透膜柱組的出水口設有壓力傳感器、電導率檢測儀等，檢 測反滲透膜柱的運行狀況及出水水質，保證係統的可靠性;整個係統配有溫度傳感器、壓力 變送器、液位變送器，及係統總的出水口配有電導率檢測儀、流量傳感器等，確保整個係統 運行的可靠性。

[0106] 係統按照全自動運行的需求配備有一係列氣動自動閥，係統安裝設定的自動程 序，全自動運行。

[0107] 由於反滲透濃水中NaCl含量較高，經過RO處理後，其濃水中NaCl含量約為7%，可 以作為次氯酸鈉發生器的原料用來生產次氯酸鈉。產生的次氯酸鈉可用作殺菌劑，一方麵 減少了外購次氯酸鈉的量，另一方麵充分利用了濃水中的NaCl，減少了濃水的處理量。

[0108] 三、結晶工藝

[0109] 高鹽廢水經DTRO係統處理後，含鹽量約為150000-170000mg/L，廢水中的主要離子 為Na+、C1_和SOA等。可以看出廢水含鹽量距離NaCl和Na2SO4的結晶析出濃度差距較大，還 需要進一步濃縮處理。

[0110] 1、機械蒸汽再壓縮結晶工藝

[0111] 機械蒸汽再壓縮結晶技術適用於高鹽廢水的結晶，濃鹽水送到強製循環結晶器係 統進行濃縮結晶，將水中高含量的鹽分結晶成固體，出水回用，固體鹽分經離心分離、幹燥 後外運回用或其他安置處理。

[0112] 來自DTRO的濃水進入結晶器進料罐，罐內可通蒸汽進行加熱。進料罐內的濃鹽水 由栗送至結晶器濃鹽水循環管，進入結晶器。

[0113] 在強製循環結晶係統中，結晶器的閃蒸罐通過循環管連接一台管殼式換熱器，循 環栗將濃鹽水從閃蒸罐送至換熱器進行熱交換，因此為"強製循環結晶器"。本實用新型中 管殼式換熱器為臥式兩管程換熱器。結晶器進水與係統內循環的濃鹽漿混合，經管殼式換 熱器加熱後，有幾度溫升(顯熱），再次進入到閃蒸罐，發生閃蒸，析出鹽份結晶。從換熱器出 來的濃鹽漿從閃蒸罐中部切線進入，在罐內產生渦流。渦流的產生有助於形成更大的液體 閃蒸表麵。工廠蒸汽連續進入換熱器殼程，將潛熱釋放給循環的濃鹽漿。蒸汽冷凝液在冷凝 液罐內收集後，由栗送回用戶的蒸汽冷凝液係統。

[0114] 蒸汽在閃蒸罐內積聚，經除霧分離器，進入一台蒸汽壓縮機。蒸汽經壓縮後壓力得 以提升，其飽和溫度比濃鹽漿的沸點高幾度。壓縮後的蒸汽隨後進入管殼式換熱器的殼程， 在此，蒸汽釋放潛熱給管殼式換熱器管程的濃鹽漿。蒸汽在殼程冷凝後，冷凝液經收集後由 栗送至蒸發器蒸餾水罐，與蒸發器蒸餾水混合後，進入板式換熱器將顯熱釋放給進水，然後 進入產品水儲罐儲存，並回用。

[0115] 混鹽晶體在結晶器閃蒸罐內不斷形成。在加熱和閃蒸的過程中，水蒸發出來，濃鹽 漿變成過飽和狀態，隨之鹽的晶體從溶液中析出。部分濃鹽漿從循環管道上排至離心機進 行液固分離。離心母液收集在母液罐內返回結晶器。從離心機排出的固體鹽回收或進行其 它處置。

[0116] 2、機械蒸汽再壓縮結晶技術優勢

[0117] (1)物料循環利用，實現廢水"零排放"的目標，結晶產生的固體鹽分可作為化工原 料重複利用，或集中外運統一處理。蒸發冷凝水可作為鍋爐補給水回用。

[0118] (2)采用機械蒸汽再壓縮結晶技術，可較大限度的節能降耗，較傳統多效蒸發結晶 器節約大量能耗。

[0119] (3)通過預處理去除可結垢物質，同時接觸水、氣部分采用相應不同的材質，降低 了設備的腐蝕，延長了設備的使用壽命。

[0120] (4)係統布置緊湊、布局合理、易於檢修。

[0121] (5)自動化程度高，基本實現全自動運行。

[0122] 3、多種結晶工藝比較

[0123] 多效強製循環蒸發結晶工藝、機械蒸汽再壓縮結晶工藝和低溫常壓蒸發結晶工藝 技術比較如表3所示。

[0124] 表3蒸發結晶工藝主要技術指標比較

[0125]

[0127] 從各結晶工藝綜合性能比較來看，低溫常壓蒸發結晶係統技術較為先進，但其裝 機功率較大，運行電耗也相對較高，會較大的影響電廠廠用電率指標。多效強製循環蒸發結 晶工藝需要較多的蒸汽量，並且其存在占地麵積大、運行費用高的問題。機械蒸汽再壓縮結 晶工藝相較於多效強製循環蒸發結晶工藝具有占地麵積小，投資和運行成本低的優點，廣 泛應用於廢水處理領域。雖然機械蒸汽再壓縮結晶工藝的運行成本稍高於低溫常壓蒸發結 晶，但機械蒸汽再壓縮結晶係統整套設備的國產化率較高，後續維護方便。同時，低溫常壓 蒸發結晶技術由於未設有結晶器，結晶鹽為混鹽，幾乎無利用價值，且產水的水質較其他工 藝差。因此，采用機械蒸汽再壓縮結晶工藝。

[0128] 四、產水回用與廢物處理

[0129] 高鹽廢水采用化學軟化一管式微濾一納濾一 (RO) - DTRO-蒸發結晶處理工藝後， 廢水得到完全處理，*終產品為回用水及固體鹽。回用水主要由反滲透產水以及結晶器凝 結水組成，水質預期如表4所示。回用水含鹽量明顯偏低，硬度也較低，可以用於冷卻塔補充 水，廢水產水回用於冷卻塔後，綜合進水水質較原來具有一定程度的改善，完全可以滿足冷 卻塔補充水的要求。

[0130] 采用本實用新型的裝置對廢水進行處理後，分別產生大量的固體結晶鹽(氯化鈉 和硫酸鈉），可以作為工業原料進行外售處理。

[0131] 綜上，采用本實用新型的裝置處理後，*終產品可以實現綜合利用和處理，無外 排。

[0132] 表4回用水水質預估情況

[0134] 本實用新型的有益之處在於:本實用新型提供一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處 理裝置，能夠對廢水進行高效處理，對廢水中液體和鹽成分進行有效分離，廢水處理後的產 物可以進行循環使用或者作為其他工業產品出售，從而實現對廢水的零排放。本實用新型 的裝置簡單易實現，處理效率高，能耗小，采用本實用新型的裝置，不僅避免了對環境造成 汙染，對改善區域水環境質量具有積極作用，同時提高了廢水利用效率，節約了生產成本， 環境和社會效益非常顯著。本實用新型的裝置運行效率高，組裝方便，成本低，耗能小。