申請日2016.05.13
公開(公告)日2017.11.21
IPC分類號C02F9/10; C02F101/34
摘要
本發(fā)明公開了一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：將煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽廢水注入多孔過濾器進行過濾，然后通過增壓泵將廢水壓入膜分離設備濃縮廢水;利用后續(xù)步驟的一效蒸發(fā)換熱器蒸汽冷凝水的余熱作為熱源加熱高濃廢水，用泵將廢水壓入高頻振動真空膜蒸餾裝置進一步濃縮廢水;將濃縮廢水進行多效蒸發(fā)并送入蒸發(fā)結晶罐蒸發(fā)結晶。本發(fā)明將高頻振動膜技術與膜蒸餾技術相結合，既發(fā)揮了膜蒸餾技術處理高濃度廢水的優(yōu)勢，同時避免膜蒸餾過程易污染的缺點。本發(fā)明廢水回用率在90%以上，與傳統(tǒng)熱蒸發(fā)工藝相比能耗降低50‑100kJ/m3，廢水處理成本低。本發(fā)明工藝簡單、設備占地面積小、易于實現(xiàn)工業(yè)化應用。
權利要求書
1.一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，其特征在于包括以下步驟：
第一步、將煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽廢水注入多孔過濾器進行過濾，除去不溶性顆粒雜質(zhì)后，通過增壓泵將廢水通入膜分離設備濃縮含鹽廢水，得到含鹽質(zhì)量分數(shù)為10%-20%的高濃度含鹽廢水和清水;
第二步、利用第三步中的一效蒸發(fā)換熱器蒸汽冷凝水的余熱作為熱源加熱高濃度含鹽廢水，高濃度含鹽廢水達到40-80℃后，用泵將高濃度含鹽廢水以0.5-2m/s的流速壓入高頻振動真空膜蒸餾裝置，控制膜兩側(cè)的壓力差為0.04-0.1MPa，進一步濃縮高濃度含鹽廢水，得到30%-50%的高濃度含鹽廢水和清水;
第三步、將濃縮的高濃度含鹽廢水進行多效蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度為100-180℃，除去高濃度含鹽廢水中的大部分水分，得到高度濃縮廢水;
第四步、將多效蒸發(fā)后得到的高度濃縮廢水送入蒸發(fā)結晶罐進行減壓蒸發(fā)結晶，使高度濃廢水濃縮液中的無機物結晶析出。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，其特征在于：所述煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽廢水為化學水站排水、生產(chǎn)過程中的循環(huán)水系統(tǒng)排水以及洗滌煤氣廢水。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，其特征在于：所述多孔過濾器使用有機或無機多孔材料，有機或無機多孔過濾材料孔徑精度為50-100nm。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，其特征在于：所述膜分離設備采用的膜為微濾、納濾或反滲透膜中的一種，膜孔徑范圍為0.1nm-100nm。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，其特征在于：所述加熱高濃度含鹽廢水的加熱方式為采用板式換熱器或管殼式換熱器逆流加熱。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，其特征在于：所述高頻振動膜蒸餾裝置由高頻振動驅(qū)動系統(tǒng)和膜蒸餾組件組成，膜蒸餾組件中的過濾膜采用聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜、聚偏氟乙烯多孔膜中的一種，膜孔徑范圍為0.01μm-1μm。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，其特征在于：所述多效蒸發(fā)為三效至五效蒸發(fā)，以逆流方式串聯(lián)。
說明書
一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，屬于冶金化工環(huán)保領域。特別是涉及一種煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的無機鹽廢水的處理方法。
背景技術
我國煤炭資源豐富，一次能源消費結構中煤炭占能源消費總量的70%，現(xiàn)代煤化工是生產(chǎn)各類化工產(chǎn)品的基礎產(chǎn)業(yè)。我國面臨著水資源短缺、煤炭資源和水資源呈逆向分布的難題。煤化工既是用水大戶又是排水大戶，煤化工廢水排放量占全國工業(yè)廢水總量的30%左右。水資源的嚴重匱乏，已經(jīng)成為制約煤化工行業(yè)發(fā)展的重要因素。為了使該產(chǎn)業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路，發(fā)展煤化工“零排放”技術和進行廢水深度回用是十分有效的措施。我國先后發(fā)布了多項相關政策法規(guī)規(guī)范煤化工行業(yè)廢水排放。2015年7月8日，國家能源局官網(wǎng)發(fā)布《關于規(guī)范煤制燃料示范工作的指導意見》提出對新建示范項目實行最嚴格的環(huán)保標準,包括首次對全行業(yè)提出的廢水零排放要求。
目前，處理高含鹽廢水的基本思路是以低投資及運行成本把鹽和水分離，并分別進行回收利用。工業(yè)上采用的含鹽廢水處理方法主要是采用熱濃縮或膜分離技術回收70%-80%的水分，產(chǎn)生難以處理的高含鹽廢水。含鹽廢水處理后產(chǎn)生的高鹽濃液，含鹽質(zhì)量分數(shù)通常在20%以上，國內(nèi)采用較多的處置方式有蒸發(fā)結晶、焚燒、沖灰、自然蒸發(fā)等，國外還有深井灌注等方式。雖然簡單的蒸發(fā)過程能夠?qū)崿F(xiàn)，但能耗較大，使廢水處理成本大大增加。因此，開發(fā)一種低成本的工藝處理煤化工行業(yè)含鹽廢水，降低我國煤化工行業(yè)廢水處理成本是非常重要的。
CN201410246744.1于2014年9月3日公開了用于煤化工含鹽廢水脫鹽的電滲析膜污染綜合防治方法。方法包括以下步驟：1)利用物化法與膜技術的耦合與協(xié)同作用，預脫除煤化工含鹽廢水中的有機物、微生物、膠體、顆粒懸浮物、Ca2+和Mg2+及其他高價離子;2)采用適于煤化工含鹽廢水處理的電滲析器，提高設備抗污染性能;3)控制施加電位、溶液流速、溫度、濃水pH和倒極周期，使電滲析過程在極限電流密度以下運行;4)對煤化工含鹽廢水電滲析形成的膜污染進行在線清洗。該專利采用電滲析法處理煤化工含鹽廢水雖然采用了多種措施減輕膜污染，提高了膜壽命，但是也增加了處理成本。
本發(fā)明主要采用“預處理-膜分離-高頻振動膜蒸餾-多效蒸發(fā)結晶”技術處理煤化工含鹽廢水，大大降低煤化工含鹽廢水的處理成本，最大限度回用廢水，達到廢水“零排放”。本發(fā)明具有工藝簡單，操作環(huán)境良好，成本低等特點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低成本處理煤化工含鹽廢水的新工藝方法，與傳統(tǒng)方法相比，該方法能夠大大降低煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理成本，節(jié)約能源，回用大部分廢水，達到廢水“零排放”。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案采用了一種煤化工行業(yè)含鹽廢水的處理方法，包括以下步驟：
第一步、將煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽廢水注入多孔過濾器進行過濾，除去不溶性顆粒雜質(zhì)后，通過增壓泵將廢水通入膜分離設備濃縮含鹽廢水，得到含鹽質(zhì)量分數(shù)為10%-20%的高濃度含鹽廢水和清水;
第二步、利用第三步中的一效蒸發(fā)換熱器蒸汽冷凝水的余熱作為熱源加熱高濃度含鹽廢水，高濃度含鹽廢水達到40-80℃后，用泵將高濃度含鹽廢水以0.5-2m/s的流速壓入高頻振動真空膜蒸餾裝置，控制膜兩側(cè)的壓力差為0.04-0.1MPa，進一步濃縮高濃度含鹽廢水，得到30%-50%的高濃度含鹽廢水和清水;
第三步、將濃縮的高濃度含鹽廢水進行多效蒸發(fā)，蒸發(fā)溫度為100-180℃，除去高濃度含鹽廢水中的大部分水分，得到高度濃縮廢水;
第四步、將多效蒸發(fā)后得到的高度濃縮廢水送入蒸發(fā)結晶罐進行減壓蒸發(fā)結晶，使高度濃廢水濃縮液中的無機物結晶析出。
所述煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含鹽廢水為化學水站排水、生產(chǎn)過程中的循環(huán)水系統(tǒng)排水以及洗滌煤氣廢水。
所述多孔過濾器使用有機或無機多孔材料，有機或無機多孔過濾材料孔徑精度為50-100nm。
所述膜分離設備采用的膜為微濾、納濾或反滲透膜中的一種，膜孔徑范圍為0.1nm-100nm。
所述加熱高濃度含鹽廢水的加熱方式為采用板式換熱器或管殼式換熱器逆流加熱。
所述高頻振動膜蒸餾裝置由高頻振動驅(qū)動系統(tǒng)和膜蒸餾組件組成，膜蒸餾組件中的過濾膜采用聚乙烯多孔膜、聚丙烯多孔膜、聚偏氟乙烯多孔膜中的一種，膜孔徑范圍為0.01μm-1μm。
所述多效蒸發(fā)為三效至五效蒸發(fā)，以逆流方式串聯(lián)。
本發(fā)明采用“預處理-膜分離-高頻振動膜蒸餾-多效蒸發(fā)結晶”的技術路線處理煤化工行業(yè)產(chǎn)生的含鹽廢水，廢水回用率在90%以上，采用高頻振動膜蒸餾裝置減少了膜污染，較大地提高了膜的使用壽命。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
1、本發(fā)明將高頻振動膜技術與膜蒸餾技術相結合，既發(fā)揮了膜蒸餾技術處理高濃度廢水的優(yōu)勢，同時避免了膜蒸餾過程易污染的缺點;
2、本發(fā)明廢水回用率在90%以上，能夠回用大部分煤化工含鹽廢水，與傳統(tǒng)熱蒸發(fā)工藝相比能耗降低50-100kJ/m3，無污染，廢水處理成本低，具有良好的經(jīng)濟效益;
3、本發(fā)明工藝簡單、設備占地面積小、易于實現(xiàn)工業(yè)化應用。
