一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置

背景技術

[0002] 工業廢水是指工業生産過程中産生的廢水、污水和廢液，其中含有随水流失的工 業生産用料、中間産物和産品以及生産過程中産生的污染物。随着工業的迅速發展，廢水的 種類和數量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴重，威脅人類的健康和安全。因此，對 于保護環境來說，工業廢水的處理比城市污水的處理更為重要。

[0003] 工業廢水的分類通常有以下三種：

[0004] 第一種是按工業廢水中所含主要污染物的化學性質分類，含無機污染物為主的為 無機廢水，含有機污染物為主的為有機廢水。例如電鍍廢水和礦物加工過程的廢水是無機 廢水，食品或石油加工過程的廢水是有機廢水，印染行業生産過程中的是混合廢水，不同的 行業排除的廢水含有的成分不一樣。

[0005] 第二種是按工業企業的産品和加工對象分類，如冶金廢水、造紙廢水、煉焦煤氣廢 水、金屬酸洗廢水、化學肥料廢水、紡織印染廢水、染料廢水、制革廢水、農藥廢水、電站廢水 等。第三種是按廢水中所含污染物的主要成分分類，如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻 廢水、含镉廢水、含汞廢水、含酚廢水、含醛廢水、含油廢水、含硫廢水、含有機磷廢水和放射 性廢水等。前兩種分類法不涉及廢水中所含污染物的主要成分，也不能表明廢水的危害性。

[0006] 第三種分類法，按廢水中所含污染物的主要成分可分為酸性廢水、堿性廢水、含酚 廢水、含鉻廢水、含有機磷廢水和放射性廢水等。

[0007] 工業廢水造成的污染主要有:有機需氧物質污染，化學毒物污染，無機固體懸浮物 污染，重金屬污染，酸污染，堿污染，植物營養物質污染，熱污染，病原體污染等。許多污染物 有顔色、臭味或易生泡沫，因此工業廢水常呈現使人厭惡的外觀，造成水體大面積污染，直 接威脅人民群衆的生命和健康，因此控制工業廢水尤為重要。

[0008] 工業廢水處理相當複雜，處理方法的選擇，必須根據廢水的水質和數量，排放到的 接納水體或水的用途來考慮，尤其是高鹽廢水的處理。高鹽廢水是指總含鹽質量分數至少 1%的廢水。其主要來自火力發電廠循環水排污水回用濃縮過程産生的反滲透濃水與脫硫 廢水混合後的高鹽廢水，這種廢水含有多種物質，産生途徑廣泛，水量也逐年增加。高鹽廢 水處理過程中往往會存在對處理過程中産生的污泥、殘渣進行處理利用、二次污染、鹽成 分的分離利用、絮凝劑的回收利用等問題。對企業而言，在高鹽廢水的處理過程中，投入巨 大，但往往很難做到對廢水高效處理，實現零排放，從而直接影響到周邊環境和企業的經濟 效益。因此，研究一種可以實現高鹽廢水零排放且鹽分離的裝置，顯得尤為必要。 實用新型内容

[0009] 為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種高鹽廢水零排放且鹽分 離的處理裝置，該處理裝置能夠實現高鹽廢水的零排放，對廢水中液體和鹽成分進行有效 分離。

[0010] 為了實現上述目标，本實用新型采用如下的技術方案：

[0011] -種高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置，包括調節池、第一反應池、第二反應 池、濃縮水池、管式微濾系統、中間水池、納濾處理系統、第一碟管式反滲透處理系統、反滲 透處理系統、第二碟管式反滲透處理系統、硫酸鈉結晶系統、氯化鈉結晶系統和回用水池； 所述調節池、第一反應池、第二反應池、濃縮水池、管式微濾系統、中間水池和納濾處理系統 依次連接;所述納濾處理系統分别與第一碟管式反滲透處理系統和反滲透處理系統相連 接;所述第一碟管式反滲透處理系統與硫酸鈉結晶系統相連接;所述反滲透處理系統、第二 碟管式反滲透處理系統和氯化鈉結晶系統依次連接;所述回用水池分别與第一碟管式反滲 透處理系統、硫酸鈉結晶系統、反滲透處理系統、第二碟管式反滲透處理系統和氯化鈉結晶 系統相連接。

[0012] 前述裝置中，還包括污泥緩沖池和污泥脫水機，濃縮水池、污泥緩沖池、污泥脫水 機和調節池依次連接設置。

[0013] 前述裝置中，還設有次氯酸鈉發生器系統，其與反滲透處理系統中的濃水池相連 接。

[0014] 前述裝置中，管式微濾系統中的管式微濾膜由PVDF過濾膜和PVDF支撐骨架構成。 高強度的複合材料，可以在更高的壓力下運行及反洗，保持更高的過濾通量，并減少占地面 積。

[0015] 前述裝置中，納濾處理系統中，采用一級三段排列方式，一至三段壓力容器數分别 為7、4和3,每段采用6芯膜殼，可以保持更高的納濾系統回收率，回收率達到85%，減小後續 工藝的處理規模;還設有化學清洗系統和自動沖洗系統，化學清洗系統包括依次設置的化 學清洗水箱、清洗保安過濾器和清洗栗，可用于對系統的清洗，以恢複系統運行通量。

[0016] 前述裝置中，反滲透處理系統中，采用一級四段排列方式，一至四段壓力容器數别 為6、3、2和1，每段采用6芯膜殼，能夠保持更高的反滲透系統回收率，回收率達到85%，減小 後續工藝的處理規模。

[0017] 前述裝置中，第一碟管式反滲透處理系統用于處理納濾濃水，采用160bar膜柱60 根，分三套并聯，每套分兩段，膜柱比例為10:10;所述第二碟管式反滲透處理系統用于處理 反滲透濃水，采用160bar膜柱72根，分四套并聯，每套分兩段，膜柱比例為9:9,可以保持更 高的碟管式反滲透系統回收率，回收率達到50-60%，減小後續工藝蒸發結晶的處理規模。

[0018] 前述裝置中，第一碟管式反滲透處理系統和第二碟管式反滲透處理系統中，膜柱 組的進、出水口均設置有流量傳感計、壓力傳感器和流量調節閥。可以确保整個系統運行的 可靠性。

[0019] 采用前述高鹽廢水零排放且鹽分離的處理裝置進行的一種高鹽廢水零排放且鹽 分離的處理方法，包括以下步驟:Sl廢水預處理;S2廢水減量濃縮;S3結晶。

[0020] 前述處理方法中，步驟Sl的廢水預處理工藝為化學軟化-管式微濾處理工藝，包括 以下步驟：

[0021 ] Sl-I高鹽廢水先進入調節池，調節池内加入次氯酸鈉;調節池出水進入第一反應 池，第一反應池内加入氫氧化鈉進行反應;第一反應池出水進入第二反應池，第二反應池内 加入碳酸鈉溶液進行反應；

[0022] S1-2經過第二反應池反應後的出水溢流到濃縮池内，濃縮池與管式微濾系統通過 循環栗進行水循環，濃縮池内的水栗提升進入管式微濾系統進行固液分離;部分水透過微 濾膜經pH調節後進入中間水池，随後送往後續處理系統進行步驟S2處理；

[0023]前述處理方法中，步驟Sl還包括步驟S1-3:濃縮池内部分濃縮液進入污泥緩沖池， 經污泥緩沖池排泥後進入污泥脫水系統，污泥經過脫水後，泥餅委外處理或直接填埋;濾液 回流進入調節池。

[0024]前述處理方法中，步驟S1-2中部分水透過微濾膜經鹽酸調節pH後進入中間水池。 [0025]前述處理方法中，步驟S2的廢水減量濃縮工藝為納濾-反滲透-碟管式反滲透減量 濃縮工藝，包括以下步驟:經過Sl預處理後的廢水進入納濾處理系統，經過納濾處理系統得 到的納濾濃水進入第一碟管式反滲透處理系統，所得第一碟管式反滲透處理系統濃水進入 後續處理系統進行步驟S3處理;經過納濾處理系統得到的納濾産水進入反滲透處理系統， 得到的反滲透濃水進入第二碟管式反滲透處理系統，所得到的第二碟管式反滲透處理系統 濃水進入後續處理系統進行步驟S3處理。

[0026]前述處理方法中，步驟S2中所得第一碟管式反滲透處理系統産水、反滲透處理系 統産水和第二碟管式反滲透處理系統産水進入回收水池進行回收利用。

[0027]進一步地，步驟S2中，部分反滲透濃水進入次氯酸鈉發生器系統生産次氯酸鈉。 [0028] 前述處理方法中，步驟S3的結晶工藝為機械蒸汽再壓縮結晶工藝，即經過S2步驟 處理後的濃水，送到強制循環結晶器系統進行進一步濃縮結晶，将水中高含量的鹽分結晶 成固體，出水回用，固體鹽分經離心分離、幹燥後外運出售。

[0029]前述處理方法中，步驟S2中，第一碟管式反滲透處理系統濃水進入步驟S3的硫酸 鈉結晶系統進行處理;第二碟管式反滲透處理系統濃水進入步驟S3的氯化鈉結晶系統處 理。

[0030] 為了确保本實用新型的方法科學、合理，發明人進行了相應的實驗研究和篩選，才 得以确定本實用新型的技術方案。具體實驗内容如下：

[0031] 本實用新型中采用高鹽廢水作為處理對象。總溶解固體（TDS)含量為20000-30000mg/L。工藝流程如圖1所示，裝置圖如圖2所示。

[0032] 一、高鹽廢水預處理工藝

[0033]本實用新型的預處理工藝采用的是化學軟化-管式微濾處理工藝。

[0034] 1、工藝概述

[0035]高鹽廢水首先進入調節池，在調節池内需要添加一定量次氯酸鈉用于抑制微生物 生長;調節池出水進入第一反應池，在第一反應池内投加 NaOH。第一反應池出水進入第二反 應池，在第二反應池内投加 Na2CO3溶液。在兩個反應池中分别進行攪拌和pH監控，使得廢水 中的鈣、鎂、和矽等易結垢成分形成沉澱。經過兩個反應池反應後的水溢流到濃縮池内，用 循環栗輸送到管式微濾膜進行固液分離。此時大流量的水在廢水濃縮池和管式膜之間循 環，而部分水透過微濾膜經pH調整後進入中間水池，随後送往後續處理系統。同時，濃縮池 内為維持一定量的污泥濃度，部分濃縮液還需要外排進入污泥緩沖池，污泥緩沖池排泥進 入污泥脫水系統，污泥經過脫水後，泥餅委外處理或直接填埋，濾液則回流到調節池再次處 理。

[0036] 2、預處理工藝中各項設置

[0037] 2.1化學軟化-管式微濾處理工藝設計

[0038] (1)設計水量及水質

[0039]高鹽廢水總量設計為120m3/h，設計水質按照高鹽廢水水質考慮。

[0040] (2)各段水量設計為：

[0041 ]①化學軟化單元:按I X 120m3/h設計；

[0042] ②管式微濾單元:3 X 40m3/h，過濾精度為0.05μπι;

[0043]③污泥處理單元:基于120m3/h的廢水總量和相關水質考慮。

[0044] 2.2預處理工藝中各單元的設置及作用

[0045] (1)調節池

[0046] 調節池主要進行水質、水量的調節，調節池出水經栗提升至第一反應池。調節池壁 安裝雷達液位計監測水位。雷達液位計與調節池提升栗聯鎖，雷達液位計液位信号控制提 升栗啟停，低液位停栗，中液位起栗，高液位報警，出口母管安裝超聲波流量計監測出水水 量。為抑制微生物滋生，調節池内需要添加一定量次氯酸鈉進行滅菌。

[0047] (2)第一反應池

[0048]第一反應池主要用于降低鎂離子、二氧化矽等易結垢組分的含量。通過向第一反 應池中投加 NaOH等，形成氫氧化鎂沉澱并與二氧化矽作用發生共沉澱，從而達到除矽和鎂 的作用。第一反應池水力停留時間不小于15min，并設置有攪拌和pH監控。

[0049] (3)第二反應池

[0050]第二反應池主要用于降低鈣離子的含量。通過向第二反應池中投加碳酸鈉，形成 碳酸鈣沉澱，從而達到除鈣的作用。第二反應池水力停留時間不小于15min，并設置有攪拌 和pH監控。

[0051 ] (4)濃縮水池

[0052]濃縮水池主要用于接收經過軟化處理後的的廢水，同時接收從膜系統不斷回流的 高濃度水，還起到暫時存放濃縮污泥的功能。濃縮水池有效容積應不小于循環栗3min吸水 量，設置有液位控制。

[0053] (5)管式微濾系統

[0054]濃縮水池裡的廢水通過栗提升進入管式微濾系統，在壓力和速度的驅使下，廢水 通過管式微濾膜以錯流過濾的方式，使懸浮固體物質與液體分離。在每一個膜組列中，廢水 經栗抽送經過膜管的流速很高，在膜表面形成平行湍流，産生一個剪切作用，起到清洗膜的 作用。管式微濾系統主要由循環栗、管式微濾膜、膜架、清洗裝置、相關控制閥門及匹配管道 組成。常用管式微濾膜孔徑為〇.〇5μπι和Ο.ΐμπι，在錯流模式下進行固液分離，錯流流速不小 于3.5m/s〇

[0055]管式微濾膜由PVDF過濾膜與PVDF支撐骨架結合形成，其特點在于：1)高通量:一般 運行通量可以達到300~500L/(m2 · h); 2)處理高固體含量的廢水，固體物含量可以達到 5% (重量比）；3)優異的化學性能，可在pH從1到14範圍内運行;化學清洗可采用極高濃度的 酸堿藥液或氧化劑，可*大程度的恢複原始通量;4)産水濁度低，一般産水濁度等同于中空 纖維超濾膜産水，可直接送往後續系統，從而縮短回收系統工藝流程，減少投資費用和空 間；5)與傳統的沉澱池相比，減少了藥劑投加，又由于界面過濾，能獲得更好的出水水質。6) 可反洗:通過反洗，可将運行期間在膜表面累計的餅層沖回到膜管内，從而延長膜的清洗周 期。通過設計反洗柱，采用壓縮空氣作為驅動力，推動反洗柱内水逆向反沖，可對膜進行極 短時間的反沖，節約了反洗栗和反洗水的消耗。

[0056] (6)中間水池

[0057]管式微濾系統産水通過管道混合器加鹽酸中和後進入中間水池暫存，并輸送到後 續處理系統。同時根據産水水質狀況，添加适量的NaHSO3以除去水中殘留的氯。中間水池産 水停留時間應不小于30min，并設置有液位控制。

[0058] (7)污泥處理系統

[0059] 由于高鹽廢水中的Ca2+和Mg2+濃度較高，在添加藥劑反應之後形成了大量的碳酸 鈣和氫氧化鎂沉澱，為了維持濃縮水池内合适的污泥濃度(大約3%~5%)，廢水經管式微 濾處理後，濃縮液不斷循環進入濃縮水池，導緻濃縮水池内的污泥濃度不斷升高，當濃縮水 池裡的污泥濃度達到一定程度時就會影響膜的通量，需要排掉部分污泥至污泥儲池。污泥 儲池内污泥經過污泥進料栗提升至脫水機入口，期間經過管道混合器引入絮凝藥劑以調理 污泥特性。脫水機産生的濾液及沖洗排水重力排入調節池。

[0060] 污泥脫水間為二層結構，二層放置脫水機及自動清洗裝置，一層對應廂式自動壓 濾機下方設污泥鬥，污泥直接卸入停在一層的汽車上外運。

[0061 ] 3、預處理工藝的比較及選擇

[0062]傳統沉澱-過濾-超濾處理系統和管式微濾系統的區别如表1所示。由于化學軟化 過程中生成的氫氧化鎂晶體細小，存在沉降緩慢、過濾性能差的問題，采用傳統的沉澱-過 濾-超濾處理系統工藝流程較長，涉及的處理設施較多，運行較為複雜。而采用管式微濾系 統，經過化學軟化處理後的污水無需經沉澱池、多介質過濾，砂濾等處理設施就可以直接進 入管式微濾系統，産水排出一步到位。管式微濾系統采用内壓式固液分離，管内流速較高， 顆粒不易積存在膜表面，清洗後通量幾乎可以恢複到1〇〇%，并且膜壽命較長，出水水質滿 足直接進入反滲透系統的要求，可以取代傳統的沉澱-過濾-超濾系統。

[0063]除此之外，和傳統的沉澱-過濾-超濾預處理相比，采用管式微濾系統可以自動随 時開/停機，瞬時完成過濾，并且不需要投加 PAM等助凝劑，減少了化學藥劑的費用，大大縮 短簡化了工藝流程，運行維護方便、簡單，減輕了操作負擔，并且占地面積明顯減少，特别适 合于用地緊張的企業。

[0064]表1管式微濾系統和傳統沉降-過濾-超濾系統區别 [0065]

[0067] 管式微濾膜工藝的技術優勢在于：

[0068] ①不需沉澱和預過濾，可直接進行過濾實現固體顆粒和液體的分離，水中污染物 不需要沉澱就能有效去除；

[0069]②管式微濾工藝可一次性取代沉澱池、砂濾和超濾等多道前處理及過濾設備，可 直接作為主系統的RO或回收系統的RO的前處理；

[0070] ③可在高pH條件下持續運行(pH大于10)，因此更能保證有效去除鈣、鎂、矽等的沉 澱，以及锶、鋇等有結垢傾向的離子成分；

[0071] ④無需投加絮凝劑、PAM，無需考慮礬花沉降效率；

[0072]⑤回收率高，僅污泥帶走少量水；

[0073] ⑥無需大流量水反沖洗，自用水率很低；

[0074] ⑦采用管式大流量錯流過濾，水流切向高速流過膜表面，在過濾的同時還有沖刷 清潔膜表面的作用，污染物不易累積，膜面不易污染；

[0075]⑧采用堅固的管式結構和燒結法成膜，從原理上杜絕了斷絲洩漏現象的發生；

[0076]⑨膜的材質堅硬，耐高強度化學藥劑清洗，可使用壽命較長。

[0077] 管式微濾膜的透過水在濁度方面遠遠優于沉澱池出水，透過水的水質相當于傳統 工藝中經過沉澱池、砂濾器和超濾後的出水水質，可以直接送往納濾系統或反滲透系統進 行脫鹽處理。

[0078] 4、經預處理工藝後産水水質

[0079] 本實用新型的管式微濾膜的特點在于高濃度懸浮物下良好的固液分離效果，以及 經過化學加藥軟化預處理之後，對于鈣、鎂、矽、鋇、锶等易結垢成分的有效去除，保證了後 續反滲透處理單元良好的運行。根據管式微濾膜技術特點列出預處理之後的預期水質，如 表2所示。

[0080] 表2化學軟化-管式微濾預處理出水水質

[0082]綜上，本實用新型采用化學軟化-管式微濾預處理工藝，相較于其他微濾或超濾膜 組件，管式微濾膜具有強度好、耐摩擦、耐高濃度藥劑清洗、可在極高懸浮固體濃度下穩定 運行、可耐受進水水質波動等優良性能。管式微濾膜采用錯流方式運行，在運行和反沖洗時 并無水的損耗，僅配套的污泥脫水系統産生的泥餅帶走少量水分，因此幾乎所有進水都将 通過管式微濾膜過濾後，送往後續處理單元或回用。

[0083] 二、高鹽廢水減量濃縮工藝 [0084] 1、高鹽廢水減量濃縮方案

[0085]由于采用熱法蒸發技術需要消耗大量的能量，運行成本較高，而高鹽廢水經過化 學軟化預處理後，廢水中的Ca2+、Mg2+、Si等物質濃度預計分别不大于20mg/L、20mg/L和 10mg/L，易結垢物質得到明顯去除，可以采用膜法對預處理後的廢水進行進一步減量處理。 [0086]高鹽廢水經過化學軟化處理後，鈣、鎂和矽等易結垢成分明顯降低，但是化學軟化 對廢水中COD去除效果較差，由于納濾膜對COD具有有較高的耐受性，可以在化學軟化工藝 後采用納濾-反滲透處理工藝。廢水通過納濾處理可以截留廢水中的大部分二價離子和部 分一價離子，起到預濃縮的作用，同時産水的含鹽量以及鈣、鎂等易結垢組分含量明顯降 低，有助于提高後續反滲透處理工藝的回收率以及運行穩定性。納濾濃水可以采用DTRO(碟 管式反滲透處理系統)膜進一步濃縮減量。

[0087] 2、高鹽廢水減量濃縮系統回收率的确定

[0088] 管式微濾系統出水進入納濾系統，由于廢水中鈣、鎂和矽等易結垢物質濃度較低， 納濾回收率設計為85%，納濾濃水約為18m 3/h，TDS(總溶解固體)含量約73600mg/L，再經 DTRO( -）（即第一碟管式反滲透處理系統）進一步濃縮減量，DTRO( -）系統設計回收率為 55%，剩餘8. lm3/h的高鹽廢水需進行後續處理;納濾産水約102m3/h進入RO(反滲透)系統進 一步濃縮減量，RO系統設計回收率為85%，R0系統濃水産量約15.3m 3/h，TDS含量約為 72300mg/L，再經過DTRO(二）（即第二碟管式反滲透處理系統）系統濃縮減量，DTRO(二)系統 設計回收率為50%，剩餘濃水約7.65m3/h需進一步處理。整個系統産水回用。

[0089] 3、高鹽廢水減量濃縮系統的設置

[0090] 3.1納濾系統

[0091]納濾系統主要部件為納濾膜元件，納濾膜為專有納濾三層複合膜，截留分子量約 為150~300道爾頓（中性有機物分子）。優先截留二價及多價陰離子，一價離子的截留率取 決于進水濃度和成分。一價離子會透過膜，不會産生滲透壓，納濾膜系統可在低于反滲透系 統壓力的進水壓力下操作。

[0092] 典型運行通量為8~34L/(m2 · h);*高操作壓力3.010^;*高連續運行溫度50°〇 (化學清洗溫度40°C) ; pH範圍：連續運行3~9，化學清洗2~10.5 ;單支元件*大壓降 103KPa，耐氯性500ppm · hr。

[0093]納濾系統設計為2X60m3/h，每級分為3段，一段進水壓力15.63bar，二段進水壓力 18.936&^三段進水壓力為29.766&^每套納濾系統一至三段壓力容器數分别為7、4和3，每 段采用6芯膜殼，納濾運行通量18lV(m 2 · h)，采用一級三段排列方式，回收率可以達到 85%。納濾配套有相應的化學清洗系統和自動沖洗系統。化學清洗系統包括化學清洗水箱、 清洗保安過濾器和清洗栗。可用于對系統的清洗，以恢複系統運行通量。

[0094] 3.2反滲透系統

[0095] 反滲透系統主要部件為反滲透膜元件，本設計選用特殊的工業級反滲透膜元件， 單隻膜元件産水量為34.4m3/日，平均脫鹽率(測試溶液為2000ppm的氯化鈉)為99.5%，* 小脫鹽率為99%，膜面積為31m 2,流道寬度為0.9_。該膜元件主要用于廢水濃縮，減少濃水 的排放量，同時增大反滲透濃水的濃度，便于後續工藝系統規模的減小。

[0096] 反滲透系統包括保安過濾器，高壓栗，壓力容器以及相應的段間增壓栗。反滲透系 統設計為2 X 5 lm3/h，進水壓力IObar，每級分為4段，一段進水壓力25 · 93bar，二段進水壓力 35 · 16bar，三段進水壓力為52 · 23bar，四段進水壓力為66 · 44bar。一至四段壓力容器數分别 為6、3、2和1，共采用壓力容器12個，每段采用6芯膜殼。同時，配套相應的自動沖洗系統和化 學清洗系統。高壓栗與沖洗栗聯鎖，當高壓栗停止運行時，啟動沖洗栗，以置換膜元件内部 的濃水，防止在反滲透膜表面結垢。當膜元件的運行壓差增加15%或系統産水量下降10% 的工況下，需要啟動化學清洗系統，根據污染情況配備相應的化學清洗液進行化學清洗，以 便恢複膜元件的運行通量。

[0097] 3.3碟管式反滲透系統

[0098]為了進一步濃縮減量，納濾系統的濃水(主要成分為硫酸鈉)送入第一高壓碟管式 反滲透系統即DTRO( - )處理系統（用于處理納濾濃水，流量為18m3/h) JF濃水由栗輸送至 保安過濾器後，去除細小顆粒後經過高壓栗，首先進入一段膜元件，一段濃水進入二段膜元 件，二段濃水進入後續的蒸發系統，兩段的産水合并進入後續的處理單元。DTRO( - )處理系 統共采用160bar膜柱60根，分三套并聯，每套分兩段，膜柱比例為10:10。

[0099]反滲透系統的濃水送入第二高壓碟管式反滲透系統即DTRO(二)處理系統（用于處 理反滲透濃水，流量為15m3/h)，該系統采用160bar膜柱72根。分四套并聯，每套分兩段，膜 柱比例為9:9。

[0100] DTRO膜柱特性： 膜柱直徑i S英寸 膜柱長度： WOO毫米 pH操作範圍： 1~1:2 過濾類型: 壓力式反滲透膜

[0101] 水回收率 >20% 膜通量： K3 ~50QL/li/単裉膜柱 操作溫度： 5~40°C 清洗方式： 正向沖洗 預期膜壽命::： 5年

[0102] DTRO系統由水栗系統、預過濾系統、膜/閥組件系統、沖洗系統、化學清洗系統、手 動/自動閥門系統、各類儀表和控制檢測元器件、計算機控制系統以及必要的設備附件組 成。

[0103] DTRO系統運行為全自動運行方式，包括過濾、沖洗、化學清洗等。

[0104] DTRO系統采用供水栗定量運行、反滲透膜元件恒流過濾的原則，系統配有的儀表 測量點及數量滿足系統的安全、運行穩定可靠的需要。

[0105] 在整個反滲透膜柱組的進出水口設置有流量傳感計、壓力傳感器，流量調節閥，保 證系統恒流安全運行;在整個反滲透膜柱組的出水口設有壓力傳感器、電導率檢測儀等，檢 測反滲透膜柱的運行狀況及出水水質，保證系統的可靠性;整個系統配有溫度傳感器、壓力 變送器、液位變送器，及系統總的出水口配有電導率檢測儀、流量傳感器等，确保整個系統 運行的可靠性。

[0106] 系統按照全自動運行的需求配備有一系列氣動自動閥，系統安裝設定的自動程 序，全自動運行。

[0107] 由于反滲透濃水中NaCl含量較高，經過RO處理後，其濃水中NaCl含量約為7%，可 以作為次氯酸鈉發生器的原料用來生産次氯酸鈉。産生的次氯酸鈉可用作殺菌劑，一方面 減少了外購次氯酸鈉的量，另一方面充分利用了濃水中的NaCl，減少了濃水的處理量。

[0108] 三、結晶工藝

[0109] 高鹽廢水經DTRO系統處理後，含鹽量約為150000-170000mg/L，廢水中的主要離子 為Na+、C1_和SOA等。可以看出廢水含鹽量距離NaCl和Na2SO4的結晶析出濃度差距較大，還 需要進一步濃縮處理。

[0110] 1、機械蒸汽再壓縮結晶工藝

[0111] 機械蒸汽再壓縮結晶技術适用于高鹽廢水的結晶，濃鹽水送到強制循環結晶器系 統進行濃縮結晶，将水中高含量的鹽分結晶成固體，出水回用，固體鹽分經離心分離、幹燥 後外運回用或其他安置處理。

[0112] 來自DTRO的濃水進入結晶器進料罐，罐内可通蒸汽進行加熱。進料罐内的濃鹽水 由栗送至結晶器濃鹽水循環管，進入結晶器。

[0113] 在強制循環結晶系統中，結晶器的閃蒸罐通過循環管連接一台管殼式換熱器，循 環栗将濃鹽水從閃蒸罐送至換熱器進行熱交換，因此為"強制循環結晶器"。本實用新型中 管殼式換熱器為卧式兩管程換熱器。結晶器進水與系統内循環的濃鹽漿混合，經管殼式換 熱器加熱後，有幾度溫升(顯熱），再次進入到閃蒸罐，發生閃蒸，析出鹽份結晶。從換熱器出 來的濃鹽漿從閃蒸罐中部切線進入，在罐内産生渦流。渦流的産生有助于形成更大的液體 閃蒸表面。工廠蒸汽連續進入換熱器殼程，将潛熱釋放給循環的濃鹽漿。蒸汽冷凝液在冷凝 液罐内收集後，由栗送回用戶的蒸汽冷凝液系統。

[0114] 蒸汽在閃蒸罐内積聚，經除霧分離器，進入一台蒸汽壓縮機。蒸汽經壓縮後壓力得 以提升，其飽和溫度比濃鹽漿的沸點高幾度。壓縮後的蒸汽随後進入管殼式換熱器的殼程， 在此，蒸汽釋放潛熱給管殼式換熱器管程的濃鹽漿。蒸汽在殼程冷凝後，冷凝液經收集後由 栗送至蒸發器蒸餾水罐，與蒸發器蒸餾水混合後，進入闆式換熱器将顯熱釋放給進水，然後 進入産品水儲罐儲存，并回用。

[0115] 混鹽晶體在結晶器閃蒸罐内不斷形成。在加熱和閃蒸的過程中，水蒸發出來，濃鹽 漿變成過飽和狀态，随之鹽的晶體從溶液中析出。部分濃鹽漿從循環管道上排至離心機進 行液固分離。離心母液收集在母液罐内返回結晶器。從離心機排出的固體鹽回收或進行其 它處置。

[0116] 2、機械蒸汽再壓縮結晶技術優勢

[0117] (1)物料循環利用，實現廢水"零排放"的目标，結晶産生的固體鹽分可作為化工原 料重複利用，或集中外運統一處理。蒸發冷凝水可作為鍋爐補給水回用。

[0118] (2)采用機械蒸汽再壓縮結晶技術，可較大限度的節能降耗，較傳統多效蒸發結晶 器節約大量能耗。

[0119] (3)通過預處理去除可結垢物質，同時接觸水、氣部分采用相應不同的材質，降低 了設備的腐蝕，延長了設備的使用壽命。

[0120] (4)系統布置緊湊、布局合理、易于檢修。

[0121] (5)自動化程度高，基本實現全自動運行。

[0122] 3、多種結晶工藝比較

[0123] 多效強制循環蒸發結晶工藝、機械蒸汽再壓縮結晶工藝和低溫常壓蒸發結晶工藝 技術比較如表3所示。

[0124] 表3蒸發結晶工藝主要技術指标比較

[0125]

[0127] 從各結晶工藝綜合性能比較來看，低溫常壓蒸發結晶系統技術較為先進，但其裝 機功率較大，運行電耗也相對較高，會較大的影響電廠廠用電率指标。多效強制循環蒸發結 晶工藝需要較多的蒸汽量，并且其存在占地面積大、運行費用高的問題。機械蒸汽再壓縮結 晶工藝相較于多效強制循環蒸發結晶工藝具有占地面積小，投資和運行成本低的優點，廣 泛應用于廢水處理領域。雖然機械蒸汽再壓縮結晶工藝的運行成本稍高于低溫常壓蒸發結 晶，但機械蒸汽再壓縮結晶系統整套設備的國産化率較高，後續維護方便。同時，低溫常壓 蒸發結晶技術由于未設有結晶器，結晶鹽為混鹽，幾乎無利用價值，且産水的水質較其他工 藝差。因此，采用機械蒸汽再壓縮結晶工藝。

[0128] 四、産水回用與廢物處理

[0129] 高鹽廢水采用化學軟化一管式微濾一納濾一 (RO) - DTRO-蒸發結晶處理工藝後， 廢水得到完全處理，*終産品為回用水及固體鹽。回用水主要由反滲透産水以及結晶器凝 結水組成，水質預期如表4所示。回用水含鹽量明顯偏低，硬度也較低，可以用于冷卻塔補充 水，廢水産水回用于冷卻塔後，綜合進水水質較原來具有一定程度的改善，完全可以滿足冷 卻塔補充水的要求。

[0130] 采用本實用新型的裝置對廢水進行處理後，分别産生大量的固體結晶鹽(氯化鈉 和硫酸鈉），可以作為工業原料進行外售處理。

[0131] 綜上，采用本實用新型的裝置處理後，*終産品可以實現綜合利用和處理，無外 排。

[0132] 表4回用水水質預估情況

[0134] 本實用新型的有益之處在于:本實用新型提供一種高鹽廢水零排放且鹽分離的處 理裝置，能夠對廢水進行高效處理，對廢水中液體和鹽成分進行有效分離，廢水處理後的産 物可以進行循環使用或者作為其他工業産品出售，從而實現對廢水的零排放。本實用新型 的裝置簡單易實現，處理效率高，能耗小，采用本實用新型的裝置，不僅避免了對環境造成 污染，對改善區域水環境質量具有積極作用，同時提高了廢水利用效率，節約了生産成本， 環境和社會效益非常顯著。本實用新型的裝置運行效率高，組裝方便，成本低，耗能小。