專利名稱：納濾—反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法，尤其是是采用膜技術(shù)對(duì)冶金、化工等領(lǐng)域產(chǎn)生的硫酸鈉廢水進(jìn)行處理，綜合回收硫酸鈉，產(chǎn)水回用的處理方法。
背景技術(shù)：
在冶金、化工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于酸堿中和導(dǎo)致離子的富集，往往產(chǎn)出大量含硫酸鈉的廢水，如回用則會(huì)造成設(shè)備結(jié)晶、影響產(chǎn)品質(zhì)量等問(wèn)題，很多情況企業(yè)采取直接排放的處理手段，造成了水資源的浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境也造成了污染和破壞，不利于貫徹執(zhí)行國(guó)家節(jié)能減排的方針政策。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年排放的含硫酸鈉污水達(dá)1. 2億噸，對(duì)處理含硫酸鈉廢水工藝的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
對(duì)于硫酸鈉溶液的處理，目前主要方法是物理法和化學(xué)法，物理法中有冷凍結(jié)晶、 蒸發(fā)結(jié)晶。化學(xué)法有氯化鋇法、氯化鈣法、碳酸鋇法等方法。
冷凍結(jié)晶法冷凍結(jié)晶是利用硫酸鈉溶解度隨溫度的降低而降低，對(duì)硫酸鈉廢水進(jìn)行自然冷凍或機(jī)械冷凍。自然冷凍法成本很低，機(jī)械冷凍法設(shè)備投資及運(yùn)行成本都較高， 產(chǎn)品為十水硫酸鈉。此方法只適用于硫酸鈉濃度8%以上的廢液。
蒸發(fā)結(jié)晶法蒸發(fā)法采用熱能將硫酸鈉廢水中的水蒸發(fā)出來(lái)使廢液濃縮，結(jié)合結(jié)晶過(guò)程可回收廢液中的硫酸鈉，同時(shí)廢液蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽可經(jīng)過(guò)冷凝在工藝中回收利用。但蒸發(fā)結(jié)晶耗能很高，費(fèi)用也很高，不適合低濃度的硫酸鈉廢水處理。
氯化鋇法氯化鋇法是使用氯化鋇將S042_以硫酸鋇的形式除去，適用于任何 SO42-含量去除要求。設(shè)備投資少，操作也較方便，但是運(yùn)行費(fèi)用較高，原料有毒，產(chǎn)生二次污染，細(xì)小的硫酸鋇難以沉降。
氯化鈣法氯化鈣法是將SO/—以石膏的形式去除，適用于10g/L以上SO/—質(zhì)量濃度的鹽水。運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)氯化鋇法要低，但需添加設(shè)備，操作較復(fù)雜，原料液中硫酸根質(zhì)量濃度小于10g/L，無(wú)經(jīng)濟(jì)性。
碳酸鋇法碳酸鋇法與氯化鋇法類似，也是將SO/—以硫酸鋇的形式除去，除鈣效果好，而且反應(yīng)產(chǎn)物碳酸鈉可以降低精制純堿的加入量。缺點(diǎn)是反映時(shí)間較長(zhǎng)，而且在硫酸鋇沉淀中含有一定比例的碳酸鋇，需要對(duì)沉淀進(jìn)行處理后方可排放，操作復(fù)雜，并需要添加設(shè)備。
上述的各種處理硫酸鈉廢水的方法中，化學(xué)法都是將硫酸根去除而不能對(duì)硫酸鈉進(jìn)行有效的回收利用，物理法則有操作復(fù)雜、設(shè)備投資和操作費(fèi)用高的缺點(diǎn)。有的處理方法需加入化學(xué)試劑，容易對(duì)原水造成二次污染，同時(shí)，要求條件比較苛刻，處理過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決現(xiàn)有的硫酸鈉廢水處理技術(shù)的不足，提供一種無(wú)污染、操作方便、設(shè)備投資適中并且可綜合回收硫酸鈉，產(chǎn)水回用的納濾-反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水的工藝。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的
a、硫酸鈉廢水先進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)砂濾+中空纖維膜微濾后，使其水質(zhì)達(dá)到SDI < 3， 余氯小于20mg/L,原液濃度500mg/L 6000mg/L, pH = 2 10 ；
b、將預(yù)處理后的硫酸鈉廢水經(jīng)高壓泵送入一級(jí)或一級(jí)以上納濾膜堆，每一級(jí)納濾膜堆設(shè)有一段以上段乃至η段納濾膜堆；
C、經(jīng)一級(jí)以上納濾的濃縮液經(jīng)多效蒸發(fā)結(jié)晶，得無(wú)水硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品和冷凝水， 冷凝水回用；
d、經(jīng)一級(jí)以上納濾的產(chǎn)水經(jīng)高壓泵送入一級(jí)或一級(jí)以上反滲透膜堆，每一級(jí)反滲透膜堆設(shè)有一段以上段乃至η段反滲透膜堆；
e、納濾產(chǎn)水經(jīng)一級(jí)以上反滲透膜堆的一段以上乃至η段反滲透膜堆后濃縮液返回到預(yù)處理后的硫酸鈉原液進(jìn)行二次納濾，產(chǎn)水回用。
納濾膜堆設(shè)-至五級(jí)，每一級(jí)為一至十段；反滲透膜堆設(shè)-至五級(jí)，每一級(jí)為一至十段。
所述的多效蒸發(fā)結(jié)晶為1 6效。
本工藝原液濃度可以為500mg/L 6000mg/L，納濾與反滲透膜不限材質(zhì)、種類，只要是納濾與反滲透膜即可，
有益效果納濾-反滲透膜法處理硫酸鈉廢水的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)①設(shè)備緊湊、占地小 ②對(duì)被處理物無(wú)形態(tài)和化學(xué)影響③連續(xù)過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無(wú)間歇運(yùn)行④低能耗、無(wú)相變和溫度的變化⑤易于控制、操作簡(jiǎn)單。與其他污染控制技術(shù)相比，本工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是可直接現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)，硫酸鈉可在無(wú)化學(xué)或物理變化的情況下濃縮，使硫酸鈉可進(jìn)一步回收利用， 有助于實(shí)現(xiàn)硫酸鈉廢水的零排放，而反滲透產(chǎn)水也可以作為工藝純水使用，可節(jié)省大量工藝用水。
附圖納濾-反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明
納濾-反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水的工藝是通過(guò)以下順序和步驟實(shí)現(xiàn)的
a、硫酸鈉廢水先進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)砂濾+中空纖維膜微濾后，使其水質(zhì)達(dá)到SDI < 3， 余氯小于20mg/L,原液濃度500mg/L 6000mg/L, pH = 2 10 ；
b、將預(yù)處理后的硫酸鈉廢水經(jīng)高壓泵送入-至五級(jí)納濾膜堆，每一級(jí)納濾膜堆為一至十段；
C、經(jīng)-至五級(jí)納濾的濃縮液經(jīng)1 6效的多效蒸發(fā)結(jié)晶，得無(wú)水硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品和冷凝水，冷凝水回用；
d、經(jīng)-至五級(jí)納濾的產(chǎn)水經(jīng)高壓泵送入-至五級(jí)反滲透膜堆，每一級(jí)反滲透膜堆為一至十段；
e、納濾產(chǎn)水經(jīng)-至五級(jí)反滲透膜堆的一至十段反滲透膜堆后濃縮液返回到預(yù)處理后的硫酸鈉原液進(jìn)行二次納濾，反滲透產(chǎn)水回用。
實(shí)施例1
硫酸鈉廢水濃度為500mg/L，流量為9600t/d，pH = 8. 2，要求濃縮到7%，產(chǎn)水TDS 小于20ppmo
a、將預(yù)處理后的硫酸鈉廢水經(jīng)高壓泵送入納濾膜堆，根據(jù)原水性質(zhì)采用五級(jí)十段；
b、硫酸鈉廢水經(jīng)五級(jí)十段納濾膜堆處理后，濃縮液直接進(jìn)行四效蒸發(fā)結(jié)晶，得工業(yè)無(wú)水硫酸鈉合格產(chǎn)品和冷凝水，冷凝水回用；
C、納濾產(chǎn)水經(jīng)高壓泵增壓后，送入反滲透膜堆；
d、反滲透濃縮液進(jìn)入納濾原液，進(jìn)行循環(huán)處理；
e、根據(jù)工藝用水標(biāo)準(zhǔn)采用一級(jí)六段反滲透膜處理，使最終產(chǎn)水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例2
硫酸鈉濃度為3000mg/L，流量為M50t/d，pH值9. 8。要求硫酸鈉濃度濃縮到8%， 產(chǎn)水TDS小于40ppm。
a、將預(yù)處理后的硫酸鈉廢水經(jīng)高壓泵送入納濾膜堆，根據(jù)原水性質(zhì)采用三級(jí)五段；
b、硫酸鈉廢水經(jīng)三級(jí)五段納濾膜堆處理后，濃縮液直接進(jìn)行三效蒸發(fā)結(jié)晶，得工業(yè)無(wú)水硫酸鈉合格產(chǎn)品和冷凝水，冷凝水回用；
C、納濾產(chǎn)水經(jīng)高壓泵增壓后，送入反滲透膜堆；
d、反滲透濃縮液進(jìn)入納濾原液，進(jìn)行循環(huán)處理；
e、根據(jù)排放或工藝用水標(biāo)準(zhǔn)采用三級(jí)五段反滲透膜處理，使最終產(chǎn)水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
實(shí)施例3
硫酸鈉廢水濃度為5000mg/L，流量為8000t/d，pH值6. 8。要求濃縮到8. 5%，產(chǎn)水TDS小于50ppm。
a、將預(yù)處理后的硫酸鈉廢水經(jīng)高壓泵送入納濾膜堆，根據(jù)原水性質(zhì)采用二級(jí)十段；
b、硫酸鈉廢水經(jīng)二級(jí)十段納濾膜堆處理后，濃縮液直接進(jìn)行三效蒸發(fā)結(jié)晶，得工業(yè)無(wú)水硫酸鈉合格產(chǎn)品和冷凝水，冷凝水回用；
C、納濾產(chǎn)水經(jīng)高壓泵增壓后，送入反滲透膜堆；
d、反滲透濃縮液進(jìn)入納濾原液，進(jìn)行循環(huán)處理；
e、根據(jù)工藝用水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置采用五級(jí)七段反滲透膜處理，使最終產(chǎn)水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
權(quán)利要求
1.一種用納濾-反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水的方法，其特征在于，包括以下順序和步驟a、硫酸鈉廢水先進(jìn)行預(yù)處理，經(jīng)砂濾+中空纖維膜微濾后，使其水質(zhì)達(dá)到SDI< 3，余氯小于 20mg/L,原液濃度 500mg/L 6000mg/L, pH = 2 10 ；b、將預(yù)處理后的硫酸鈉廢水經(jīng)高壓泵送入一級(jí)或一級(jí)以上納濾膜堆，每一級(jí)納濾膜堆設(shè)有一段以上段乃至η段納濾膜堆；C、經(jīng)一級(jí)以上納濾的濃縮液經(jīng)多效蒸發(fā)結(jié)晶，得無(wú)水硫酸鈉工業(yè)產(chǎn)品和冷凝水，冷凝水回用；d、經(jīng)一級(jí)以上納濾的產(chǎn)水經(jīng)高壓泵送入一級(jí)或一級(jí)以上反滲透膜堆，每一級(jí)反滲透膜堆設(shè)有一段以上段乃至η段反滲透膜堆；e、納濾產(chǎn)水經(jīng)一級(jí)以上反滲透膜堆的一段以上乃至η段反滲透膜堆后濃縮液返回到預(yù)處理后的硫酸鈉原液進(jìn)行二次納濾，產(chǎn)水回用。
2.按照權(quán)利要求1所述的用納濾-反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水的方法，其特征在于， 納濾膜堆設(shè)-至五級(jí)，每一級(jí)為一至十段；反滲透膜堆設(shè)-至五級(jí)，每一級(jí)為一至十段。
3.按照權(quán)利要求1所述的用納濾-反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水的方法，其特征在于， 所述的多效蒸發(fā)結(jié)晶為1 6效。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納濾-反滲透組合膜處理硫酸鈉廢水的工藝。是將預(yù)處理后的硫酸鈉廢水經(jīng)高壓泵送入納濾膜堆，經(jīng)納濾后的濃縮液經(jīng)多效蒸發(fā)結(jié)晶，得無(wú)水硫酸鈉產(chǎn)品和冷凝水，冷凝水回用；經(jīng)納濾后的產(chǎn)水經(jīng)高壓泵送入反滲透膜堆，經(jīng)反滲透膜堆后的濃縮液返回到預(yù)處理后的硫酸鈉原液進(jìn)行二次納濾，反滲透產(chǎn)水回用。本發(fā)明與其他污染控制技術(shù)相比具有設(shè)備緊湊、占地小，對(duì)被處理物無(wú)形態(tài)和化學(xué)影響，連續(xù)過(guò)程，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和無(wú)間歇運(yùn)行、低能耗、無(wú)相變和溫度的變化、易于控制、操作簡(jiǎn)單。本工藝可直接現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)，硫酸鈉在無(wú)化學(xué)和物理變化情況下濃縮后蒸發(fā)結(jié)晶并回收利用，實(shí)現(xiàn)硫酸鈉廢水的零排放，而反滲透產(chǎn)水作為工藝純水使用，節(jié)省大量工藝用水。
文檔編號(hào)C02F1/44GK102491452SQ201110366259
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者劉丹丹, 劉力勇, 孟慶偉, 張英偉, 曲海翠, 李韌, 王學(xué)哲, 項(xiàng)允叢, 馬忠誠(chéng) 申請(qǐng)人:吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司, 吉林昊融技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司