本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體講就是涉及一種含鹽廢水中鹽的分離及結(jié)晶資源化工藝及其專用設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著社會對環(huán)境保護(hù)的越來越重視，開始對排放總量進(jìn)行控制，一般的污水通過生物、化學(xué)等處理技術(shù)可以滿足達(dá)標(biāo)排放，但是，石油化工、煤化工、電力、采礦等支柱產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的大量高濃度含鹽廢水，通過生物、物化等傳統(tǒng)處理手段只能回收75％～95％的廢水，剩下經(jīng)過濃縮的5％～25％的高濃度含鹽廢水無法利用。目前，市場上有的通過曝曬池儲存起來，如遇到山洪、地質(zhì)等災(zāi)害，高濃度的含鹽廢水一旦泄漏，將污染地表、地下水體，危害極大。

廢水零排放過程產(chǎn)生的固體一般為雜鹽，通常作為危險固廢進(jìn)行安全填埋處理，這種方式不僅需要配套建設(shè)高投資的危險固廢填埋場，而且進(jìn)行處理費用昂貴；此外，還需配套建設(shè)大容積的廢水暫存池，廢水暫存池的容量一般需要幾十萬甚至近百萬立方米，投資上億元。因此，固體雜鹽的處置問題，是阻礙高濃度含鹽廢水零排放技術(shù)的主要難題。

冷凍結(jié)晶技術(shù)是通過冷凍的方法將含鹽廢水溫度降至0℃左右，根據(jù)水中某些化合物的溶解度對溫度的靈敏性大的原理，對廢水進(jìn)行結(jié)晶處理的一種技術(shù)。由于廢水中常含有一些溶解度隨溫度變化不明顯的物質(zhì)，因此，冷凍結(jié)晶技術(shù)的離心母液在冷凍結(jié)晶系統(tǒng)中進(jìn)行部分循環(huán)，即需要從系統(tǒng)中外排出一部分離心母液，該母液如何有效處理也是一個難題。

目前，冷凍結(jié)晶中間歇結(jié)晶工藝在行業(yè)里占了95％以上，該工藝的產(chǎn)品質(zhì)量差，綜合能耗高，腐蝕性大，堵管、結(jié)塊現(xiàn)象突出，但更為主要的問題是鹽產(chǎn)品粒度細(xì)、脫水困難，結(jié)塊嚴(yán)重，影響了鹽產(chǎn)品的質(zhì)量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述含鹽廢水處理過程中產(chǎn)生雜鹽問題、母液問題、以及冷凍結(jié)晶得到的產(chǎn)品粒度細(xì)，脫水困難的難題，本發(fā)明提供了一種含鹽廢水中鹽的分離及結(jié)晶資源化工藝及其專用裝置，能夠?qū)⒑}廢水中的氯化鈉、硫酸鈉分離出來，并將母液轉(zhuǎn)化為雜鹽，不僅減少了污染物對環(huán)境的危害，而且從含鹽廢水中分離出來的兩種鹽可資源化利用，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)價值。

技術(shù)方案

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明設(shè)計含鹽廢水中鹽的分離及結(jié)晶資源化工藝，其特征在于，它包括以下幾個步驟：

(1)將含鹽廢水進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理出水；

(2)將步驟(1)得到的預(yù)處理出水進(jìn)行濃縮分離處理，得到濃水一和產(chǎn)水一；

(3)對步驟(2)得到的產(chǎn)水一和濃水一進(jìn)行處理，具體過程是：

a)將產(chǎn)水一經(jīng)氧化去除廢水中的有機(jī)物后得到氧化出水，接著再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到氯化鈉晶體和蒸發(fā)結(jié)晶母液，所述氯化鈉晶體干燥后得到氯化鈉產(chǎn)品；

b)將濃水一進(jìn)行冷凍結(jié)晶，得到十水硫酸鈉晶體和冷凍結(jié)晶母液，所述十水硫酸鈉晶體再經(jīng)鹽熔大顆粒結(jié)晶和干燥后得到硫酸鈉產(chǎn)品；

(4)將步驟(3)中冷凍結(jié)晶母液進(jìn)行濃縮分離，得到濃水二和產(chǎn)水二，產(chǎn)水二與步驟(3)中的蒸發(fā)結(jié)晶母液同時進(jìn)行干燥，得到雜鹽；

(5)將步驟(4)的有機(jī)濃縮產(chǎn)水二經(jīng)氧化去除廢水中的有機(jī)物后得到氧化出水，接著返回冷凍結(jié)晶系統(tǒng)循環(huán)再處理。

所述步驟(1)中含鹽廢水主要含有氯離子、硫酸根離子、鈉離子，以及少量的有機(jī)物、鉀離子、硝酸根離子，預(yù)處理過程為首先加入堿，去除廢水中的鈣、鎂離子，然后加入強(qiáng)酸，調(diào)節(jié)廢水pH值至5～7之間。

所述步驟(2)中濃縮分離的工作壓力為(10～30)bar，處理過程是截留分子量在200～400之間的有機(jī)物和二價離子，形成含有硫酸根離子和大分子有機(jī)物的濃水一，透過膜的氯離子及小分子有機(jī)物形成產(chǎn)水一。

所述步驟(3)中的氧化過程是通過加入強(qiáng)氧化劑，氧化分解去除產(chǎn)水一中的小分子有機(jī)物。

所述步驟(3)中的冷凍結(jié)晶過程是將常溫下的濃水一在0℃的條件下結(jié)晶得到十水硫酸鈉晶體，然后將該晶體在(35～50)℃的條件下失去結(jié)晶水，得到無水硫酸鈉，最后經(jīng)干燥得到硫酸鈉產(chǎn)品。

所述步驟(4)中濃縮過程是在(15～40)bar操作壓力下，將冷凍結(jié)晶母液中的大分子有機(jī)物及一部分小分子有機(jī)物進(jìn)行截留形成濃水，而鹽及另一部分的小分子有機(jī)物形成產(chǎn)水。

所述步驟(5)中的氧化是通過加入強(qiáng)氧化劑，將小分子有機(jī)物氧化降解，氧化后的產(chǎn)水中的殘余硫酸鈉進(jìn)行結(jié)晶析出，資源化利用。

用于上述含鹽廢水中鹽的分離及結(jié)晶資源化工藝的專用設(shè)備，其特征在于：它包括預(yù)處理反應(yīng)器、納濾單元、第一氧化反應(yīng)器、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)、第二氧化反應(yīng)器、冷凍結(jié)晶系統(tǒng)、有機(jī)濃縮單元和鹽熔結(jié)晶系統(tǒng)；

原水池與預(yù)處理反應(yīng)器連接，連接管路上裝有第一進(jìn)水泵，預(yù)處理反應(yīng)器的輸出端連接納濾單元，納濾單元的產(chǎn)水輸出端連接第一氧化反應(yīng)器，納濾單元的濃水輸出端連接中間水池，第一氧化反應(yīng)器的輸出端連接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的晶體輸出端連接第一干燥器，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)的母液輸出端連接第二干燥器，第一干燥器的輸出端連接氯化鈉產(chǎn)品回收袋，中間水池與冷凍結(jié)晶系統(tǒng)連接，連接管路上裝有第二進(jìn)水泵，冷凍結(jié)晶系統(tǒng)的晶體輸出端連接鹽熔結(jié)晶系統(tǒng)，冷凍結(jié)晶系統(tǒng)的母液輸出端連接有機(jī)濃縮單元，有機(jī)濃縮單元的濃水輸出端連接第二氧化反應(yīng)器，第二氧化反應(yīng)器的輸出端連接回中間水池，有機(jī)濃縮單元的產(chǎn)水輸出端連接第二干燥器，第二干燥器的輸出端連接雜鹽回收袋，鹽熔結(jié)晶系統(tǒng)的輸出端連接第三干燥器，第三干燥器的輸出端連接硫酸鈉產(chǎn)品回收袋。

有益效果

本發(fā)明提供的含鹽廢水中鹽的分離及結(jié)晶資源化工藝及其專用設(shè)備，首先通過納濾將含鹽廢水中的氯化鈉與硫酸鈉分離開來，納濾產(chǎn)水通過氧化、蒸發(fā)結(jié)晶、干燥得到氯化鈉產(chǎn)品，納濾濃水先通過冷凍結(jié)晶得到十水硫酸鈉晶體，然后再通過鹽熔大顆粒結(jié)晶將十水硫酸鈉晶體轉(zhuǎn)化為大顆粒無水硫酸鈉產(chǎn)品，避免了單一的冷凍結(jié)晶過程中鹽產(chǎn)品粒度細(xì)、脫水困難、結(jié)塊的難題，降低了雜鹽產(chǎn)量，減少了污染，節(jié)省了大量雜鹽作為固廢處理的成本，而且兩種鈉鹽資源化利用，能夠創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價值。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明實施例的工藝流程圖。

附圖2是本發(fā)明實施例的設(shè)備連接關(guān)系示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實施例

如附圖2所示，含鹽廢水中鹽的分離及結(jié)晶資源化工藝的專用設(shè)備，它包括預(yù)處理反應(yīng)器3、納濾單元4、第一氧化反應(yīng)器5、蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)6、第二氧化反應(yīng)器9、冷凍結(jié)晶系統(tǒng)12、有機(jī)濃縮單元13和鹽熔結(jié)晶系統(tǒng)16；

原水池1與預(yù)處理反應(yīng)器3連接，連接管路上裝有第一進(jìn)水泵2，預(yù)處理反應(yīng)器3的輸出端連接納濾單元4，納濾單元4的產(chǎn)水輸出端連接第一氧化反應(yīng)器5，納濾單元4的濃水輸出端連接中間水池10，第一氧化反應(yīng)器5的輸出端連接蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)6，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)6的晶體輸出端連接第一干燥器7，蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)6的母液輸出端連接第二干燥器14，第一干燥器7的輸出端連接氯化鈉產(chǎn)品回收袋8，中間水池10與冷凍結(jié)晶系統(tǒng)12連接，連接管路上裝有第二進(jìn)水泵11，冷凍結(jié)晶系統(tǒng)12的晶體輸出端連接鹽熔結(jié)晶系統(tǒng)16，冷凍結(jié)晶系統(tǒng)12的母液輸出端連接有機(jī)濃縮單元13，有機(jī)濃縮單元13的濃水輸出端連接第二氧化反應(yīng)器9，第二氧化反應(yīng)器9的輸出端連接回中間水池10，有機(jī)濃縮單元13的產(chǎn)水輸出端連接第二干燥器14，第二干燥器14的輸出端連接雜鹽回收袋15，鹽熔結(jié)晶系統(tǒng)16的輸出端連接第三干燥器17，第三干燥器17的輸出端連接硫酸鈉產(chǎn)品回收袋18。

如附圖1所示，利用上述專用設(shè)備進(jìn)行含鹽廢水中鹽的分離及結(jié)晶資源化工藝過程如下：

第一步：將含鹽廢水(主要含有Cl-、SO₄²-、Na⁺，以及少量的有機(jī)物、K⁺、NO₃-等)泵入預(yù)處理系統(tǒng)，預(yù)處理過程中，首先加入堿，去除廢水中鈣、鎂等離子，然后加入少量強(qiáng)酸，調(diào)節(jié)廢水的pH值至5～7之間，以利于后續(xù)納濾膜對有機(jī)物與鹽的分離，最終得到預(yù)處理出水。

第二步：第一步的預(yù)處理出水進(jìn)入納濾系統(tǒng)，在(10～30)bar的操作壓力下進(jìn)行濃縮分離，含有氯離子及小分子有機(jī)物透過膜形成產(chǎn)水，硫酸根離子和大分子有機(jī)物被截留形成濃水。該納濾膜主要截留分子量在200～400之間的有機(jī)物和二價離子。

第三步：第二步的納濾產(chǎn)水先進(jìn)入氧化系統(tǒng)，首先加入強(qiáng)氧化劑，氧化分解去除納濾產(chǎn)水中的小分子有機(jī)物(利于后續(xù)得到高純度的氯化鈉鹽)，接著再進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，得到氯化鈉晶體和母液，晶體經(jīng)過干燥后得到氯化鈉產(chǎn)品。

同時，第二步的納濾濃水進(jìn)入冷凍結(jié)晶系統(tǒng)，此時該濃水快速降低至0℃左右，結(jié)晶得到十水硫酸鈉晶體，然后該晶體進(jìn)入鹽熔大顆粒結(jié)晶系統(tǒng)，溫度上升至(35～50)℃后，失去結(jié)晶水，得到大顆粒無水硫酸鈉，最后經(jīng)過干燥后得到硫酸鈉產(chǎn)品。其中，冷凍結(jié)晶過程中產(chǎn)生一定量的母液，母液進(jìn)入有機(jī)濃縮液系統(tǒng)。

第四步：將第三步的冷凍結(jié)晶母液進(jìn)入有機(jī)濃縮系統(tǒng)，在(15～40)bar操作壓力下，通過膜的截留分離作用，將冷凍結(jié)晶母液中的大分子有機(jī)物及部分小分子有機(jī)物進(jìn)行截留形成濃水，而鹽及另一部分的小分子有機(jī)物透過膜形成產(chǎn)水。其中，產(chǎn)水與第三步的蒸發(fā)結(jié)晶母液同時進(jìn)入干燥系統(tǒng)，經(jīng)過干燥后得到雜鹽。

第五步：將第四步的有機(jī)濃縮產(chǎn)水進(jìn)入氧化系統(tǒng)，首先加入強(qiáng)氧化劑，將小分子有機(jī)物氧化降解(避免小分子有機(jī)物在系統(tǒng)內(nèi)累積)，得到的氧化產(chǎn)水返回冷凍結(jié)晶系統(tǒng)循環(huán)再處理，可將水中殘余的硫酸鈉再次進(jìn)行結(jié)晶析出。