一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法与流程

1.本技术涉及水处理技术领域。尤其是涉及一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法。


背景技术：

2.在水处理技术领域中，要求工业废水实现零排放，这就要求浓缩后的废水不能再排出系统，而是将高盐废水转化成产品盐。目前废水零排放的主流工艺有纳滤分盐 多效蒸发工艺、纳滤分盐 mvr 结晶器、纳滤分盐 mvr/多效蒸发，其原理为加热蒸发浓盐水，使溶液由不饱和变为饱和，继续蒸发，过剩的溶质就会呈晶体析出。在蒸发结晶浓缩过程中的母液混合液富集了系统内的绝大多数杂质，这部分杂质的富集直接影响到溶液蒸发的沸点升高参数以及产品盐分的品质，因此需要将这部分母液排除系统，但是为了实现废水零排放的要求，母液需要被蒸发成固体杂盐。
3.随着国家环保要求愈加严格，根据《现代煤化工建设项目环境准入条件》中煤化工“废水处理产生的无法资源化利用的盐泥暂按危险废物进行管理”的办法，按照《危险废物填埋污染控制标准》规定，危废必须进行刚性填埋，处理费用约4000-5000元/吨，会给企业带来巨大的经济压力，因此，将杂盐转化为满足标准的产品，降低企业生产压力，是解决煤化工杂盐的有效途径。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法，将母液资源化回收利用，从而实现工业废水“零排放”的目标。
5.第一方面，本技术实施例提供一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统，包括废水预处理子系统，用于去除氯化钠母液中的硬度、悬浮物、cod；电渗析双极膜子系统，与所述废水预处理子系统连通并接收废水预处理子系统排出的母液，对废水预处理子系统排出的母液进行处理，制得盐酸和氢氧化钠；氨碱制备子系统，与所述电渗析双极膜子系统相连接，并接收硫酸钠母液以及经所述电渗析双极膜子系统处理后的母液，所述氨碱制备子系统对两股母液进行均质后制得碳酸氢钠、硫酸铵与氯化铵。
6.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述废水预处理子系统包括顺次联通的化学沉淀除硬装置、过滤除杂装置以及cod去除装置；其中，所述化学沉淀除硬装置采用除硬药剂、絮凝助凝药剂、酸碱中和药剂对所述氯化钠母液进行处理，以去除母液中的硬度；所述过滤除杂装置对经过所述化学沉淀除硬装置处理后的母液进行过滤，以去除母液中的浊度和悬浮物，降低母液sdi值；所述cod去除装置用于对经过所述过滤除杂装置处理后的母液进行吸附交换，以去除母液中的cod和剩余硬度。
7.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述除硬药剂包括氢氧化钠、碳酸氢钠和偏铝酸钠；所述絮凝助凝药剂为pam与pfs；所述酸碱中和药剂为盐酸或硫酸。
8.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述过滤除杂装置包括多介质过滤器和超滤膜。
9.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述cod去除装置为树脂塔。
10.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述电渗析双极膜子系统包括双极膜装置，所述双极膜装置用于接收所述废水预处理子系统排出的母液，对所述废水预处理子系统排出的母液进行处理，制得盐酸和氢氧化钠。
11.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述氨碱制备子系统包括顺次联通的调节均质装置、碳酸氢钠制备装置、硫酸铵蒸发结晶装置以及氯化铵冷析结晶装置；其中，所述调节均质装置用于接收硫酸钠母液以及经所述电渗析双极膜子系统处理后的母液，所述调节均质装置对两股母液进行调节均质形成均质母液；所述碳酸氢钠制备装置用于接收所述调节均质装置的均质母液，同时向所述碳酸氢钠制备装置中通入氨气和二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，以获得碳酸氢钠和重碱母液；所述硫酸铵蒸发结晶装置用于对所述重碱母液进行蒸发结晶，以获得硫酸铵和硫酸铵母液；所述氯化铵冷析结晶装置用于对所述硫酸铵母液进行降温，以获得氯化铵和氯化铵母液，氯化铵母液返回所述化学沉淀除硬装置。
12.根据本技术实施例的一种具体实现方式，所述硫酸铵蒸发结晶装置为mvr蒸发器；所述氯化铵冷析结晶装置包括冷冻换热器和结晶器。
13.第二方面，本技术实施例提供一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理方法，包括将氯化钠母液其中一股母液通入废水预处理子系统中，将母液中的硬度、悬浮物、cod去除；将去除了硬度、悬浮物、cod的母液通入电渗析双极膜子系统中进行电渗析处理，制得盐酸和氢氧化钠，并获得新的母液；将新的母液和硫酸钠母液通入氨碱制备子系统，以对两股母液进行均质形成均质母液，并向均质母液中通入氨气和二氧化碳，以获得碳酸氢钠，并通过蒸发结晶以获得硫酸氨，冷析结晶以获得氯化铵。
14.根据本技术实施例的一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法具体实现方式，所述将氯化钠母液其中一股母液通入废水预处理子系统中，将母液中的硬度、悬浮物、cod去除，包括：将氯化钠母液其中一股母液通入化学沉淀除硬装置，在氯化钠母液中加入除硬药剂、絮凝助凝药剂、酸碱中和药剂对氯化钠母液进行处理，以去除母液中的硬度；将经过化学沉淀除硬装置处理后的母液通入过滤除杂装置进行过滤，以去除母液中的浊度和悬浮物，降低母液sdi值；将经过过滤除杂装置处理后的母液通入cod去除装置中进行吸附交换，以去除母液中的cod和剩余硬度。
15.与现有技术相比本技术具有以下特点和有益效果：1、本技术提供的一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法，可以
将分盐蒸发结晶产生的母液资源化利用，最大限度地减少杂盐的产生，根据《现代煤化工建设项目环境准入条件》中煤化工“废水处理产生的无法资源化利用的盐泥暂按危险废物进行管理”的办法，每吨杂盐处置费用约为5000-7000元。本发明可大幅度降低企业生产成本，减轻企业压力。
16.2、本技术提供的一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法，将电渗析双极膜技术与蒸发结晶技术联用，利用电渗析双极膜装置调节母液中离子浓度，确保整个工艺循环，稳定运行。
17.3、本技术提供的一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法，采用原料碳酸氢铵来源于酸性气体治理过程co2、nh3回收，整个过程实现了减污降碳协同效应，积极响应国家碳减排政策，能够极大的推动相关行业的产业升级和绿色生产。
18.4、本技术提供的一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统及处理方法，产生的酸、碱、碳酸氢钠可以在废水预处理子系统中利用，实现资源化循环；产生的硫酸铵与氯化铵是农业领域应用广泛的氮肥，可作为产品销售。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为本技术一实施例分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统的框架图；图2为本技术一实施例分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统的示意图；图3为本技术又一实施例分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理方法的流程图。
21.图中，1、废水预处理子系统；11、化学沉淀除硬装置；12、过滤除杂装置；121、多介质过滤器；122、超滤膜；13、cod去除装置；2、电渗析双极膜子系统；21、双极膜装置；3、氨碱制备子系统；31、调节均质装置；32、碳酸氢钠制备装置；33、硫酸铵蒸发结晶装置；34、氯化铵冷析结晶装置；341、冷冻换热器；342、结晶器；35、第一过滤器；36、碳酸氢钠储罐；37、第二过滤器；38、硫酸铵储罐；39、第三过滤器；391、氯化铵储罐。
具体实施方式
22.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
23.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
24.如图1所示，本技术实施例提供一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统，可以包括废水预处理子系统1、电渗析双极膜子系统2、以及氨碱制备子系统3。
25.其中，废水预处理子系统1用于去除氯化钠母液中的硬度、悬浮物、cod。需要说明的是，氯化钠母液是由氯化钠蒸发结晶装置中通入至废水预处理子系统1中的。
26.电渗析双极膜子系统2与废水预处理子系统1连通并接收废水预处理子系统1排出的母液，对废水预处理子系统1排出的母液进行处理，制得盐酸和氢氧化钠。
27.氨碱制备子系统3与电渗析双极膜子系统2相连接，并接收硫酸钠母液以及经电渗析双极膜子系统2处理后的母液，氨碱制备子系统3对两股母液进行均质后制得碳酸氢钠、硫酸铵与氯化铵。需要说明的是，硫酸钠母液是由硫酸钠蒸发结晶装置中通入至氨碱制备子系统3中的。
28.本实施例，通过废水预处理子系统1去除氯化钠母液的硬度、cod、悬浮物等杂质，利用电渗析双极膜技术将高浓度的母液制备成酸、碱，电渗析双极膜产出的低浓度的母液与硫酸钠母液混合，再通过复分解反应制备碳酸氢钠、氯化铵与硫酸铵，最大限度地减少零排放系统中杂盐的产生，将母液资源化回收利用，从而实现工业废水“零排放”的目标，在保护环境的同时减轻了企业杂盐处置成本。
29.结合图2，在本实施例的一实施方式中，废水预处理子系统1可以包括顺次联通的化学沉淀除硬装置11、过滤除杂装置12以及cod去除装置13。
30.其中，化学沉淀除硬装置11采用除硬药剂、絮凝助凝药剂、酸碱中和药剂对氯化钠母液进行处理，以去除母液中的硬度。
31.具体的，除硬药剂可以包括但不仅限于氢氧化钠、碳酸氢钠和偏铝酸钠，其中偏铝酸钠浓度为32-40%，氢氧化钠去除镁硬，碳酸氢钠去除钙硬，偏铝酸钠去除硅硬。
32.絮凝助凝药剂为pam与pfs但不仅限于pam与pfs，絮凝助凝药剂能够增大絮体体积、提高沉降速度，形成的絮体沉降性能好，强度高，从而提高固液分离效果。
33.酸碱中和药剂为盐酸或硫酸，以调节母液的ph值。
34.过滤除杂装置12对经过化学沉淀除硬装置11处理后的母液进行过滤，以去除母液中的浊度和悬浮物，降低母液sdi值。
35.cod去除装置13用于对经过过滤除杂装置12处理后的母液进行吸附交换，以去除母液中的cod和剩余硬度。
36.在本实施例的一实施方式中，化学沉淀除硬装置11可以选用高效沉淀池，也可以选用微涡流沉淀池；过滤除杂装置12可以选用纤维滤池/v型滤池，也可以选用多介质过滤器121，本实施例中，过滤除杂装置12包括多介质过滤器121和超滤膜122；cod去除装置13可以选用螯合性树脂塔，也可以选用高级氧化装置。需要说明的是，上述选择可根据实际情况进行灵活合理的选择，本实施例对此不作具体限定。
37.具体操作时，使氯化钠母液进入化学沉淀除硬装置11，加入除硬药剂、絮凝助凝药剂，让药剂充分反应后产生絮凝沉淀物，通过高效沉淀池澄清沉淀，以将母液中的沉淀物与母液分离，使母液的悬浮物小于10mg/l，加入酸碱中和药剂调节母液的ph在6-9，并经过滤除杂装置12使母液悬浮物小于1mg/l，cod去除装置13降低母液有机污染物，达到电渗析双极膜子系统2的进水水质指标。
38.在本实施例的一实施方式中，电渗析双极膜子系统2可以包括双极膜装置21，双极膜装置21用于接收废水预处理子系统1排出的母液，并对废水预处理子系统1排出的母液进行处理，制得盐酸和氢氧化钠。
39.本实施例中，氯化钠母液经过双极膜装置21处理产生的母液氯化钠含量低于10%，再经过与硫酸钠母液混合升温蒸发结晶后，低于氯化铵的结晶析出点（氯化铵在80℃时溶解度为65.6g）。
40.双极膜装置21制酸液和碱液可以由硫酸铵蒸发结晶装置33的冷凝水提供，双极膜
装置21产出大约10%的氢氧化钠和8%盐酸，该部分的酸液和碱液可作为废水预处理子系统1中树脂再生、置换时使用，也可以作为除硬药剂调节ph时使用。
41.在本实施例的一实施方式中，氨碱制备子系统3可以包括顺次联通的调节均质装置31、碳酸氢钠制备装置32、硫酸铵蒸发结晶装置33以及氯化铵冷析结晶装置34。
42.其中，调节均质装置31用于接收硫酸钠母液以及经电渗析双极膜子系统2处理后的母液，调节均质装置31对两股母液进行调节均质形成均质母液。
43.碳酸氢钠制备装置32用于接收调节均质装置31的均质母液，同时向碳酸氢钠制备装置32中通入氨气和二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀，经第一过滤器35过滤后，以获得碳酸氢钠和重碱母液，碳酸氢钠被收集至与第一过滤器35相连的碳酸氢钠储罐36中，重碱母液则进入下一工艺。
44.硫酸铵蒸发结晶装置33用于对重碱母液进行蒸发结晶，以获得硫酸铵和硫酸铵母液，经第二过滤器37过滤后，硫酸铵被收集至与第二过滤器37相连的硫酸铵储罐38中，硫酸铵母液则进入下一工艺。
45.氯化铵冷析结晶装置34用于对所述硫酸铵母液进行降温，以获得其中的氯化铵和氯化铵母液，经第三过滤器39过滤后，氯化铵被收集至与第三过滤器39相连的氯化铵储罐391中，氯化铵母液则返回化学沉淀除硬装置11。
46.具体的，对调节均质装置31的均质母液中通入氨气和二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀，二氧化碳和氨气源于酸性气体治理过程，实现了减污降碳协同效应，收集碳酸氢钠可以作为废水预处理子系统1中除硬药剂降低母液中钙硬，也可根据需要再煅烧得到碳酸钠产品。重碱母液进行蒸发结晶，硫酸铵蒸发结晶装置33温度为80℃～110℃，析出硫酸铵产品。硫酸铵蒸发结晶装置33蒸发出的冷凝水可以返回到双极膜装置21中使用，冷凝水的电导小于300us/cm，优于工业用水的水质。对氯化铵母液进行冷冻换热，温度降至20～35℃（氯化铵在20℃时溶解度为37.2g），冷析析出氯化铵产品。
47.在本实施例的一实施方式中，硫酸铵蒸发结晶装置33可采用mvr蒸发器；氯化铵冷析结晶装置34可包括冷冻换热器341和结晶器342。
48.本技术实施例提供的一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理系统，能够将蒸发结晶母液转化成硫酸、氢氧化钠、碳酸钠/碳酸氢钠和氯化铵与硫酸铵，最大限度地减少零排放系统中杂盐的产生，将母液资源化回收利用，从而实现工业废水“零排放”的目标，在保护环境的同时减轻了企业杂盐处置成本。
49.如图3所示，本技术实施例提供一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理方法，可以包括以下步骤：s101、将氯化钠母液其中一股母液通入废水预处理子系统1中，将母液中的硬度、悬浮物、cod去除；s102、将去除了硬度、悬浮物、cod的母液通入电渗析双极膜子系统2中进行电渗析处理，制得盐酸和氢氧化钠，并获得新的母液；s103、将新的母液和硫酸钠母液通入氨碱制备子系统3，以对两股母液进行均质形成均质母液，并向均质母液中通入氨气和二氧化碳，以获得碳酸氢钠，并通过蒸发结晶以获得硫酸氨，冷析结晶以获得氯化铵。
50.在本实施例的一实施方式中，将氯化钠母液其中一股母液通入废水预处理子系统
1中，将母液中的硬度、悬浮物、cod去除（步骤s101），还可以包括：s101a、将氯化钠母液其中一股母液通入化学沉淀除硬装置11，在氯化钠母液中加入除硬药剂、絮凝助凝药剂、酸碱中和药剂对氯化钠母液进行处理，以去除母液中的硬度。
51.化学沉淀除硬装置11可以选用高效沉淀池，也可以选用微涡流沉淀池，本实施例中选用的是高效沉淀池。
52.除硬药剂可以包括但不仅限于氢氧化钠、碳酸氢钠和偏铝酸钠，其中偏铝酸钠浓度为32-40%，氢氧化钠去除镁硬，碳酸氢钠去除钙硬，偏铝酸钠去除硅硬。
53.絮凝助凝药剂为pam与pfs但不仅限于pam与pfs，絮凝助凝药剂能够增大絮体体积、提高沉降速度，形成的絮体沉降性能好，强度高，从而提高固液分离效果。
54.酸碱中和药剂为盐酸或硫酸，以调节母液的ph值。
55.s101b、将经过化学沉淀除硬装置11处理后的母液通入过滤除杂装置12进行过滤，以去除母液中的浊度和悬浮物，降低母液sdi值。
56.过滤除杂装置12可包括相互连通的多介质过滤器121和超滤膜122。多介质过滤器121与高效沉淀池相连。
57.s101c、将经过过滤除杂装置12处理后的母液通入cod去除装置13中进行吸附交换，以去除母液中的cod和剩余硬度。
58.cod去除装置13可选用螯合性树脂塔，也可以选用高级氧化装置。本实施例中选用的是螯合性树脂塔，螯合性树脂塔与超滤膜122相连。
59.在本实施例的一实施方式中，所述将新的母液和硫酸钠母液通入氨碱制备子系统3，以对两股母液进行均质形成均质母液，并向均质母液中通入氨气和二氧化碳，以获得碳酸氢钠，并通过蒸发结晶以获得硫酸氨，冷析结晶以获得氯化铵（步骤s103），还可包括：s103a、将经电渗析双极膜子系统2处理后的母液以及硫酸钠母液通入调节均质装置31中，调节均质装置31对两股母液进行调节均质形成均质母液。
60.s103b、将均质母液通入碳酸氢钠制备装置32中，同时向碳酸氢钠制备装置32中通入氨气和二氧化碳，生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀。
61.s103c、将碳酸氢钠沉淀通入第一过滤器35中，经过滤，碳酸氢钠被过滤收集至碳酸氢钠储罐36中，重碱母液则进入硫酸铵蒸发结晶装置33中。
62.s103d、硫酸铵蒸发结晶装置33对重碱母液进行蒸发结晶，获得硫酸铵和硫酸铵母液。
63.s103e、硫酸铵和硫酸铵母液通入第二过滤器37中，经过滤，硫酸铵被收集至硫酸铵储罐38中，硫酸铵母液则进入氯化铵冷析结晶装置34中。
64.其中，氯化铵冷析结晶装置34包括相互连接的冷冻换热器341和结晶器342，第二过滤器37与冷冻换热器341相连。
65.s103f、冷冻换热器341对硫酸铵母液进行冷冻换热，并经结晶装置蒸发结晶获得氯化铵和氯化铵母液。
66.s103g、氯化铵和氯化铵母液通入第三过滤器39中，经过滤，氯化铵收集至氯化铵储罐391中，氯化铵母液则返回至化学沉淀除硬装置11中。
67.本技术的方法实施例，是用于执行上述系统实施例的方法，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
68.本实施例，依次执行上述步骤，分盐蒸发结晶母液经资源化处理后，产出的碳酸氢钠，能够达到gb/t1606-2008中ⅲ类及以上标准；产出的氯化铵符合gb/t2946-2018产品要求，硫酸铵符合gb/t 535-2020产品要求，均可作为产品销售。蒸发出的冷凝液可以返回到双极膜装置制备酸液和碱液时使用，冷凝液的电导小于300us/cm，优于工业用水的水质。双极膜装置产出大约10%的氢氧化钠和8%盐酸，该部分的酸液和碱液可作为废水预处理子系统中树脂再生、置换时使用，也可以作为除硬药剂调节ph时使用。
69.整个工艺流程可将蒸发结晶母液资源化利用，而不使母液混合产生杂盐，最大限度地减少杂盐的产生，根据《现代煤化工建设项目环境准入条件》中煤化工“废水处理产生的无法资源化利用的盐泥暂按危险废物进行管理”的办法，每吨杂盐处置费用约为5000-7000元。本发明可大幅度降低企业生产成本，减轻企业压力。
70.本实施例中，所述过电渗析双极膜子系统控制两股母液混合后的离子浓度比例，使氯化铵的浓度在蒸发结晶时低于其结晶析出点，硫酸铵的浓度在冷析结晶时低于其析出点，以保证硫酸铵和氯化铵产品质量。
71.综上，本技术实施例提供了一种分盐蒸发结晶母液资源化利用的处理方法，首先通过废水预处理子系统，用于去除氯化钠母液中的硬度、cod、悬浮物等杂质，满足双极膜装置的进水要求，然后通过电渗析双极膜子系统，与所述废水预处理子系统连通并接收废水预处理子系统持续排出母液，对废水预处理子系统持续排出母液进行处理，制得盐酸和氢氧化钠；与此同时，通过氨碱制备子系统接收硫酸钠蒸发结晶母液，并且接收电渗析双极膜子系统产生的低浓度母液，氨碱制备子系统对两股母液进行均质后制得碳酸氢钠、硫酸铵与氯化铵。此外，通过电渗析双极膜子系统产生的酸液和碱液可在废水预处理子系统中使用。本技术主要解决蒸发结晶母液资源化利用以及蒸发结晶母液混合后稳定性问题，完善了废水行业零排放的闭环，在保护环境的同时实现了废水资源化循环。
72.需要说明的是，在本文中，各个实施例之间描述的方案的侧重点不同，但是各个实施例又存在某种相互关联的关系，在理解本技术方案时，各个实施例之间可相互参照；另外，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
73.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。