含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水資源化處理裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬於工業廢水處理領域，具體涉及一種含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水資源化處理裝置。
背景技術
[0002]在煤化工、冶金、印染、製藥行業的一些企業，會產生大量含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水。目前，雖然很多企業積極配備蒸發結晶裝置處理這類高鹽廢水，但基本上都是直接蒸發結晶得到雜鹽，不但不能實現資源化利用，反而會被視為固體廢棄物，甚至是危險廢棄物，需要進一步的處置。
[0003]在節能減排、環境保護的時代背景下，高鹽廢水的零排放及資源化處理是高鹽廢水治理的必然趨勢。ZL200610114043.8提出了一種從Na2SO4-NaCl-H2O體係中生產硫酸鈉和氯化鈉的循環蒸發結晶的鹽硝聯產工藝，但該工藝存在循環量大、能耗高、控製難，特別是對工業廢水處理穩定性不高等問題。ZL201110461060.X公布了一種基於納濾膜的組合工藝處理含硫酸鈉與氯化鈉的汙水，但其原水需要加水稀釋，且對於氯化鈉含量高於硫酸鈉含量，或者兩種鹽含量相當的高鹽廢水，使用其公布的方法得到的氯化鈉與硫酸鈉產品的純度及收率會受到一定的限製。
實用新型內容
[0004]鑒於現有技術的不足，本實用新型的目的在於提供一種節能、穩定的含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水資源化處理裝置，通過該裝置可實現高鹽廢水零排放，並且可以得到高純度、高收率的氯化鈉產品及硫酸鈉產品。
[0005]為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案如下。
[0006] —種含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水資源化處理裝置，主要設備包括一次納濾裝置、第一反滲透裝置、離子選擇性電滲析器、第二反滲透裝置、二次納濾裝置、結晶裝置和蒸發結晶裝置;所述一次納濾裝置設有含氯化鈉與硫酸鈉高鹽廢水的入口；所述一次納濾裝置的截留液出口與所述離子選擇性電滲析器的淡水室入口連接，該一次納濾裝置的透過液出口與所述第一反滲透裝置的入口連接;所述第一反滲透裝置的濃縮液出口與所述離子選擇性電滲析器的濃水室入口連接;所述離子選擇性電滲析器的淡水出口與所述第二反滲透裝置的入口連接;所述第二反滲透裝置的濃縮液出口與所述結晶裝置入口連接;所述結晶裝置晶體出口產出硫酸鈉結晶;所述離子選擇性電滲析器的濃水出口與所述二次納濾裝置的入口連接;所述二次納濾裝置的截留液出口與所述一次納濾裝置入口連接，該二次納濾裝置的透過液出口與所述蒸發結晶裝置入口連接;所述蒸發結晶裝置晶體出口產出氯化鈉結晶;所述結晶裝置的母液出口和所述蒸發結晶裝置的母液出口均與所述離子選擇性電滲析器的淡水室入口連接。
[0007]進一步地，所述一次納濾裝置入口的的高鹽廢水的含鹽量為1.0%〜5.0%，C0D小於50mg/L，硬度小於 20mg/L。
[0008]進一步地，所述一次納濾裝置對硫酸鈉的脫鹽率大於95%，對氯化鈉的脫鹽率小於60%。
[0009]進一步地，所述離子選擇性電滲析器采用單價選擇性陰離子交換膜作為陰膜，可以選擇性通過單價陰離子。
[0010] 進一步地，所述離子選擇性電滲析器的出口淡水的氯離子濃度為O〜1000mg/L。
[0011 ]進一步地，所述二次納濾裝置透過液出口的透過液中氯化鈉與硫酸鈉的質量濃度之比大於10。
[0012]進一步地，所述第一反滲透裝置或第二反滲透裝置為苦鹹水淡化反滲透裝置、海水淡化反滲透裝置、碟管式反滲透裝置中的一種或多種的組合。
[0013]進一步地，所述第二反滲透裝置濃縮液出口的濃縮液的含鹽量為5%〜10%。
[0014]進一步地，所述硫酸鈉結晶係統為蒸發結晶係統或冷凍結晶係統。
[0015] 進一步地，所述二次納濾裝置透過液出口的透過液的含鹽量為5%〜15%。
[0016]進一步地，所述氯化鈉蒸發結晶係統為單效蒸發結晶係統、多效蒸發結晶係統、MVR蒸發結晶係統或TVR蒸發結晶係統。
[0017] 進一步地，所述第一反滲透裝置透過液出口的透過液、第二反滲透裝置透過液出口的透過液以及蒸發結晶係統冷凝水出口的冷凝水回用。
[0018]由於采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果如下。
[0019]含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水進入一次納濾裝置，受納濾膜脫鹽率的限製，一次納濾的截留液仍有一定含量的氯化鈉，一次納濾的透過液仍有一定含量的硫酸鈉。本實用新型通過單價離子選擇性電滲析器，可使進入淡室的一次納濾的截留液中的氯化鈉迀移到濃室一側(而硫酸鈉保留在淡室一側)，既可以提高氯化鈉產品的收率，同時也可以提高硫酸鈉產品的純度;通過二次納濾，可進一步截留一次納濾的透過液中的硫酸鈉，從而在提高氯化鈉產品純度的同時提高硫酸鈉產品的收率。本實用新型對不同鹽硝比的高鹽廢水均有很好的適應性和穩定性。通過本實用新型可以得到I類工業無水硫酸鈉以及一級精製工業鹽，實現廢水的資源化利用。
[0020]本實用新型通過第一反滲透、第二反滲透以及單價離子選擇性電滲析的濃縮，可大大降低硫酸鈉結晶係統與氯化鈉蒸發結晶係統的規模，與循環蒸發結晶的鹽硝聯產工藝相比，投資省、能耗低，運行更可靠。
附圖說明
[0021]圖1為根據本實用新型的一種含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水資源化處理裝置的示意圖。
具體實施方式
[0022]下麵結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明。
[0023]如圖1所示，一種含氯化鈉與硫酸鈉的高鹽廢水資源化處理裝置，具體包括以下步驟。
[0024] 1.含鹽量為1.0%〜5.0%，0»小於5011^/1，硬度小於2011^/1的高鹽廢水進入一次納濾裝置，得到一次納濾的截留液和透過液;所述一次納濾裝置對硫酸鈉的脫鹽率大於95%，對氯化鈉的脫鹽率小於60%。
[0025] 2.—次納濾的截留液進入單價離子選擇性電滲析器的淡室，一次納濾的透過液經第一反滲透裝置濃縮後進入單價離子選擇性電滲析器的濃室;所述第一反滲透裝置為苦鹹水淡化反滲透裝置、海水淡化反滲透裝置、碟管式反滲透裝置中的一種或多種的組合;所述第一反滲透裝置的透過液作為回用水;所述單價離子選擇性電滲析器采用單價選擇性陰離子交換膜作為陰膜，可以選擇性通過單價陰離子。在外加直流電場作用下電滲析器發生反離子迀移，淡室裏的氯離子和硫酸根同時向陽極迀移時，由於單價選擇性陰離子交換膜對硫酸根有更高的排斥作用使得硫酸根無法通過陰膜，而單價選擇性陰離子交換膜對氯離子的排斥力相對較小，所以氯離子能夠迀移通過陰膜表麵，使得出口淡水的氯離子濃度降低到0〜1000mg/L，而出口淡水的硫酸根濃度基本保持不變。
[0026] 3.單價離子選擇性電滲析器的出口淡水進入第二反滲透裝置;所述第二反滲透裝置為苦鹹水淡化反滲透裝置、海水淡化反滲透裝置中的一種或其組合;所述第二反滲透裝置的透過液作為回用水。通過第二反滲透裝置的濃縮，第二反滲透的濃縮液的含鹽量達至 IJ5%〜10%。
[0027] 4.單價離子選擇性電滲析器的出口濃水進入二次納濾裝置;通過二次納濾作用， 進一步截留單價離子選擇性電滲析器的出口濃水中的硫酸鈉，使二次納濾的透過液中氯化鈉與硫酸鈉的質量濃度之比大於10;同時由於上述第一反滲透裝置以及單價離子選擇性電滲析器的濃縮，二次納濾的透過液的含鹽量達到5%〜15%;二次納濾的截留液返回一次納濾裝置處理。
[0028] 5.第二反滲透的濃縮液經硫酸鈉結晶係統得到硫酸鈉產品；二次納濾的透過液經氯化鈉蒸發結晶係統得到氯化鈉產品，蒸發結晶的冷凝水作為回用水;硫酸鈉結晶係統及氯化鈉蒸發結晶係統的結晶母液返回單價離子選擇性電滲析器的淡室進一步處理，從而提高硫酸鈉產品與氯化鈉產品的純度和收率。所述硫酸鈉結晶係統為蒸發結晶係統或冷凍結晶係統;所述蒸發結晶係統為單效蒸發結晶係統、多效蒸發結晶係統、MVR蒸發結晶係統或TVR蒸發結晶係統，包括蒸發器與結晶器;所述蒸發器為降膜蒸發器、升膜蒸發器、強製循環蒸發器中的一種或多種的組合;所述結晶器為Oslo結晶器、DTB結晶器、DP結晶器或上述型式的變種，結晶器設有淘析柱;硫酸鈉產品與氯化鈉產品經洗滌和幹燥處理，分別達到I 類工業無水硫酸鈉與一級精製工業鹽的質量標準。[〇〇29]下麵以某工廠的高鹽廢水為例進一步描述本實用新型的處理裝置，本實用新型的保護範圍不局限於下述的具體實施例。
[0030] 某工廠產水的高鹽廢水主要含有Na2S〇4與NaCl，其中NaCl濃度為3100mg/L，Na2S〇4 濃度為4600mg/L，COD為92mg/L，硬度為120mg/L。高鹽廢水在進入一次納濾裝置前，首先通過臭氧氧化裝置、軟化裝置進行預處理以及通過抗汙染型苦鹹水淡化反滲透裝置進行預濃縮，使含鹽量達到2.1%，C0D降低到12mg/L，硬度降低到6mg/L。高鹽廢水通過一次納濾裝置得到富含Na2 S〇4的截留液以及富含NaC 1的透過液，其中截留液的Na2 S〇4濃度為28000mg/L， NaCl濃度為4700mg/L;透過液的Na2S〇4濃度為980mg/L，NaCl濃度為8800mg/L。一次納濾的截留液進入單價離子選擇性電滲析器的淡室，一次納濾的透過液經海水淡化反滲透裝置以及碟管式反滲透裝置濃縮10倍後進入單價離子選擇性電滲析器的濃室。經單價離子選擇性電滲析器氯離子迀移作用，出口淡水的NaCl濃度降低到520mg/L。出口淡水進入海水淡化反滲透裝置進行濃縮，濃縮液含鹽量達到8.5%，隨後送至硫酸鈉冷凍結晶係統，經結晶、離心分離、洗滌、轉晶和幹燥處理後得到硫酸鈉質量分數大於99%、氯化物質量分數小於0.1%的I類工業無水硫酸鈉。單價離子選擇性電滲析器的出口濃水的NaCl濃度為115000mg/L，Na2S〇4濃度為16500mg/L，經二次納濾進一步截留Na2S04後透過液經換熱進入MVR降膜蒸發器進行預濃縮，當降膜蒸發器中NaCl質量濃度達到20%時送至MVR強製循環蒸發結晶係統，經進一步蒸發濃縮、結晶以及離心分離、洗滌和幹燥處理後得到氯化鈉質量分數大於99%、硫酸根離子質量分數< 〇.3%的一級精製工業鹽。