一种含盐废水的分质结晶系统的制作方法

1.本实用新型涉及废水处理技术领域，尤其是一种含盐废水的分质结晶系统。


背景技术：

2.石油化工、煤化工等行业产生的矿井尾水、煤化工废水等经过反渗透浓缩后普遍具有含盐量高、成分复杂、污染性大等特点，必须合理处置，高盐废水零排放已逐渐成为一种环保的必然要求。然而，高盐废水零排放产生的杂盐被认定为固体危险废物，当前国内处理固体危废的成本太高(一般在3000元/吨以上)，给企业造成沉重的负担，早期实现零排放的煤化工企业都面临将原有杂盐结晶系统改为分盐系统，实现盐的资源化问题。因此，在含盐废水的整体处理工艺设计中，如何实现废水最大程度的回收，盐的资源化利用而非固体危废处理，系统投资和运行成本合理化现在已经成为业内普遍关注的焦点。
3.矿井尾水/煤化工废水中85％以上甚至95％以上组分均为氯化钠和硫酸钠。因此，实现氯化钠和硫酸钠的工业级提纯分离，从而制成工业级产品并具备外销的可能性，将具有重大的应用价值。目前常用的分质结晶处理主要有两种：利用盐硝联产原理的热法结晶分盐工艺、纳滤膜法分盐工艺。
4.中国专利申请cn201610072782.9公开了一种高含盐工业废水分盐零排放系统，方法中高含盐废水经过精密预处理单元、膜分离浓缩单元、结晶资源化单元处理后，产水可回用，并得到氯化钠、硫酸钠、硝酸钠结晶盐和杂盐。
5.中国专利申请cn201520251103.5公开了一种低能耗煤化工浓盐水分质结晶组合装置，装置包括：除硬软化装置、nf分离膜装置、高盐反渗透装置、产水ed膜浓缩装置、产水蒸发结晶装置、产水母液干燥器、aop催化氧化装置、活性炭过滤装置、浓缩ed膜浓缩装置、浓水蒸发结晶装置、浓水母液干燥器。通过上述装置实现煤化工浓盐水全部回收利用，实现零排放。
6.以上技术方案中，通过热法或纳滤膜法可以实现氯化钠、硫酸钠结晶盐的分离，根据现有实际项目的运行情况看，存在工艺链条过长、投资和运行成本高，并且产生的杂盐量大，盐回收率偏低，产品盐的纯度较低，导致零排放分盐系统无法连续稳定运行、投资和运行成本高、产品盐难外销、杂盐危废处置量居高不下等问题。


技术实现要素：

7.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种含盐废水的分质结晶系统，本实用新型针对矿井尾水、煤化工废等高盐废水实现分质结晶，以满足保护生态环境的外在要求和资源化利用。
8.本实用新型的技术方案为：一种含盐废水的分质结晶系统，包括调节池、澄清单元、过滤单元、软化单元、除碳单元、mvr蒸发结晶器、纯化处理系统、换热器、纳滤膜组件、冷冻结晶器、熔融结晶器、杂盐结晶器，
9.所述的调节池内设有曝气装置、搅拌装置和辅助加药系统，通过所述的调节池的
均质作用降低废水中cod含量，减少水质波动，降低废水的水温；
10.所述的调节池通过管道与澄清单元连接，所述的澄清单元包括澄清池体、以及设置在澄清池体两侧池体侧壁上的进水口和出水口，所述的澄清池体内包括进水区、平流区和沉淀区，所述的平流区上方为溢流区，所述的溢流区与出水口连通；
11.所述的过滤单元包括第一过滤单元和第二过滤单元；所述的第一过滤单元的进水口通过管道与澄清池的出水口连接，所述的第一过滤单元的出水口通过管道与第二过滤单元的进水口连接，所述的第二过滤单元的出水口与软化单元连接；
12.所述的软化单元通过管道与除碳单元连接，所述的除碳单元通过管道与 mvr蒸发结晶器连接，所述的mvr蒸发结晶器通过管道；
13.所述的纯化处理系统包括吸附器、臭氧催化氧化反应器、以及多介质过滤器；
14.所述的mvr蒸发结晶器通过管道与吸附器连接，所述的吸附器通过管道与臭氧催化氧化反应器连接，所述的臭氧催化氧化反应器通过管道与多介质过滤器连接；
15.所述的多介质过滤器通过管道与换热器连接，所述的换热器通过管道与纳滤膜组件和冷冻结晶器连接；
16.所述的纳滤膜组件的nf膜产水口通过管道与氯化钠结晶器连接，所述的纳滤膜组件的nf膜浓水口通过管道与冷冻结晶器连接，所述的冷冻结晶器通过管道与熔融结晶器、杂盐结晶器连接。
17.作为优选的，所述的进水区位于进水口所在一端的池体内并通过隔板与其下侧的沉淀区和其旁侧的平流区相分隔，进水区的底部隔板上设有与其下侧的沉淀区相连通的进水孔，所述的进水区和沉淀区位于平流区的同一侧，所述的沉淀区的侧壁上设有排泥孔。所述平流区的上侧设有溢流区，溢流区内设有与出水口相连通的溢流槽，在使用时，通过在进水区内不间断地加有混凝剂和助凝剂，加有混凝剂和助凝剂的重金属废水在重力的作用下通过进水孔落入沉淀区内，在下降过程中，废水中的沉淀不断落入底端并通过排泥孔排出，水流则不断地在沉淀区和平流区之间进行循环流动，平流区内的水从上至下则由清至浊，浊液不断循环至沉淀区内沉淀，上清液则从溢流区内的溢流槽的堰口溢出至出水口。
18.作为优选的，所述第一过滤单元为双介质过滤器，介质选用无烟煤和粒径为0.5～1.2mm的石英砂，其上层为无烟煤，下层为大小不同的石英砂，且在从上到下的方向上所述石英砂按照由小到大的顺序依次排列。
19.作为优选的，所述的第二过滤单元为保安过滤器。
20.作为优选的，所述的软化单元包括螯合树脂软化单元和阳离子树脂软化单元，所述的阳离子树脂软化单元使用的阳离子交换树脂为弱酸阳离子交换树脂。
21.作为优选的，所述的除碳单元包括除碳器，所述除碳器上还设置有除碳风机。
22.作为优选的，所述的吸附器为粉末活性吸附材料反应器，所述粉末活性吸附材料为活性焦和/或活性炭。
23.作为优选的，所述的换热器采用板框式或管壳式，换热器冷侧介质为冷冻结晶的母液。
24.作为优选的，所述氯化钠结晶器的晶浆口与所述氯化钠稠厚器的进口连通，所述氯化钠稠厚器的晶浆出口与所述氯化钠离心机的入口连通，所述氯化钠离心机的结晶盐出口与所述氯化钠干燥床的进口连通。
25.作为优选的，所述的熔融结晶器的晶浆出口与所述硫酸钠稠厚器的进口连通，所述硫酸钠稠厚器的晶浆出口与所述硫酸钠离心机的入口连通，所述硫酸钠离心机的结晶盐出口与所述硫酸钠干燥床的进口连通。
26.本实用新型的有益效果为：
27.1、本实用新型通过调节池可实现废水的水质均质处理，并且通过澄清池实现废水的澄清处理；
28.2、本实用新型通过软化单元可以实现废水的软化，可除去废水中大部分硬度；同时通过除碳器，以进一步去除废水中的总碱度；
29.3、本实用新型通过mvr蒸发结晶器对废水进行最大化的浓缩，可将废水 tds浓缩至22％以上。蒸发产生的产水送至回用系统，浓缩后的废水通过纯化系统以去除浓水中的cod和悬浮物，保证后续工艺结晶盐的纯度；
30.4、本实用新型通过换热器对浓水进一步降温，以尽量降低冷冻结晶的热负荷；其次提升冷冻结晶母液的温度，以保证后续膜系统(步骤12)的高效运行；
31.5、本实用新型将换热后的浓水输入到冷冻结晶中冷冻结晶，冷冻结晶析出的芒硝结晶盐送入熔融结晶器中结晶得到硫酸钠，而冷冻结晶的母液，除排一部分至杂盐结晶系统外，其余的经换热器换热升温后送入纳滤膜组件件，纳滤膜组件件的产水主要以氯化钠为主，送至氯化钠结晶器中进行浓缩和结晶；浓水则送回至通过冷冻结晶，以回收硫酸钠。
附图说明
32.图1为本实用新型的结构示意图；
33.图2为本实用新型澄清单元的结构示意图；
34.图中，1-调节池，2-澄清单元，3-过滤单元，4-软化单元，5-除碳单元，6-mvr 蒸发结晶器，7-纯化处理系统，8-换热器，9-纳滤膜组件，10-冷冻结晶器，11
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熔融结晶器，12-杂盐结晶器，13-氯化钠结晶器，14-氯化钠稠厚器，15-氯化钠离心机，16-氯化钠干燥床；17-硫酸钠稠厚器，18-硫酸钠离心机，19-硫酸钠干燥床。
35.21-进水口，22-出水口，23-进水区，24-平流区，25-沉淀区，26-溢流区， 27-溢流槽；
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
37.如图1所示，本实施例提供一种含盐废水的分质结晶系统，包括调节池1、澄清单元2、过滤单元3、软化单元4、除碳单元5、mvr蒸发结晶器6、纯化处理系统7、换热器8、纳滤膜组件9、冷冻结晶器10、熔融结晶器11、杂盐结晶器12。
38.本实施例中，所述的调节池1内设有曝气装置、搅拌装置和辅助加药系统，通过所述的调节池的均质作用降低废水中cod含量，减少水质波动，降低废水的水温；通过所述的辅助加药系统添加一定量的石灰、纯碱、混凝剂和絮凝剂等药剂，以对高含盐废水进行预处理。
39.本实施例中，所述的调节池1通过管道与澄清单元2连接，参见图2所示。所述的澄清单元包括澄清池体、以及设置在澄清池体两侧池体侧壁上的进水口 21和出水口22，所述
的澄清池体内包括进水区23、平流区24和沉淀区25，所述的平流区24上方为溢流区26，所述的溢流区26与出水口22连通；所述的进水区23位于进水口21所在一端的池体内并通过隔板与其下侧的沉淀区25和其旁侧的平流区24相分隔，进水区23的底部隔板上设有与其下侧的沉淀区25相连通的进水孔，所述的进水区23和沉淀区25位于平流区24的同一侧，所述的沉淀区25的侧壁上设有排泥孔。所述平流区24的上侧设有溢流区26，溢流区 26内设有与出水口22相连通的溢流槽27，在使用时，通过在进水区23内不间断地加有混凝剂和助凝剂，加有混凝剂和助凝剂的重金属废水在重力的作用下通过进水孔落入沉淀区25内，在下降过程中，废水中的沉淀不断落入底端并通过排泥孔排出，水流则不断地在沉淀区25和平流区24之间进行循环流动，平流区24内的水从上至下则由清至浊，浊液不断循环至沉淀区25内沉淀，上清液则从溢流区26内的溢流槽27的堰口溢出至出水口。
40.作为优选的，本实施例中所述的过滤单元3包括第一过滤单元和第二过滤单元；所述的第一过滤单元的进水口通过管道与澄清池2的出水口21连接，所述的第一过滤单元的出水口通过管道与第二过滤单元的进水口连接，本实施例中，所述第一过滤单元采用双介质过滤器，介质选用无烟煤和粒径为0.5～ 1.2mm的石英砂，其上层为无烟煤，下层为大小不同的石英砂，且在从上到下的方向上所述石英砂按照由小到大的顺序依次排列。而所述的第二过滤单元为保安过滤器。
41.作为优选的，本实施例中，本实施例中所述的软化单元4包括螯合树脂软化单元和阳离子树脂软化单元，所述的阳离子树脂软化单元使用的阳离子交换树脂为弱酸阳离子交换树脂。所述的第二过滤单元的出水口与软化单元4的螯合树脂软化单元连接；所述的螯合树脂软化单元与阳离子树脂软化单元连接；通过软化单元4以进一步去除废水中的总硬度。
42.所述的阳离子树脂软化单元与除碳单元5连接。所述的除碳单元5包括除碳器，所述除碳器上还设置有除碳风机。
43.所述的除碳器通过管道与mvr蒸发结晶器6连接，所述的mvr蒸发结晶器6对废水进行最大化的浓缩，可将废水tds浓缩至22％以上。蒸发产生的产水送至回用系统，浓缩后的废水送纯化处理系统7。
44.本实施例中，所述的纯化处理系统7包括依次连接的吸附器、臭氧催化氧化反应器、以及多介质过滤器；所述的吸附器为粉末活性吸附材料反应器，所述粉末活性吸附材料为活性焦和/或活性炭。
45.所述的mvr蒸发结晶器6通过管道与吸附器连接，所述的吸附器通过管道与臭氧催化氧化反应器连接，所述的臭氧催化氧化反应器通过管道与多介质过滤器连接；所述的多介质过滤器通过管道与换热器8连接，所述的换热器8采用板框式或管壳式，换热器8的冷侧介质为冷冻结晶的母液。通过换热器进一步将浓水降温，以尽量降低冷冻结晶的热负荷；其次可提升冷冻结晶母液的温度，以保证后续膜系统的高效运行。
46.本实施例中，所述的换热器8通过管道与纳滤膜组件9和冷冻结晶器10连接；换热后的浓水进入冷冻结晶器10，冷冻结晶析出的芒硝结晶盐送入熔融结晶器11，冷冻结晶排出的母液分为两部分：母液1送至杂盐结晶器12，另一部分送至换热器8换热后再处理。
47.其余的经换热器8换热升温后的母液送至纳滤膜组件9中，所述的纳滤膜组件9的nf膜产水口通过管道与氯化钠结晶器13连接，所述的纳滤膜组件9 的nf膜浓水口通过管道送至冷冻结晶器10中。氯化钠结晶器13排出的母液2 送至杂盐结晶器12中。
48.作为本实施例优选的，所述氯化钠结晶器13的晶浆口与所述氯化钠稠厚器 14的进口连通，所述氯化钠稠厚器14的晶浆出口与所述氯化钠离心机15的入口连通，所述氯化钠离心机15的结晶盐出口与所述氯化钠干燥床16的进口连通。
49.作为优选的，所述的熔融结晶器11的晶浆出口与所述硫酸钠稠厚器17的进口连通，所述硫酸钠稠厚器17的晶浆出口与所述硫酸钠离心机18的入口连通，所述硫酸钠离心机18的结晶盐出口与所述硫酸钠干燥床19的进口连通。
50.上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。