CN112777866A - 一种海水零排放处理***及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种海水零排放处理***及处理方法。所述***包括海水取水池，所述海水取水池通过管道依次与预处理***、第一纳滤***、反渗透***、辅助反渗透浓缩***、蒸发***、COD去除***、双极膜***连接，辅助反渗透浓缩***配合设置有汲取液浓缩***，有效降低反渗透膜两端渗透压，提高浓缩倍率；第一纳滤***还依次与第一反应池、第一沉淀***、第二反应池、第二沉淀***、第二纳滤***、第三反应池、第三沉淀***、第四反应池、第四沉淀***连接，有效提取海水中钙、镁、硫酸根等成份，氯化钠可以提取制备精致食盐，从而能够实现资源合理化利用，环境友好，具有良好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种海水零排放处理***及处理方法。
背景技术
近年来，海水淡化已逐渐成为解决当前全球淡水资源短缺问题的最重要技术途径之一，海水淡化的技术水平和产业规模均得到快速发展。其中，海水淡化过程及其产物对生态环境的影响也日益成为关键影响因素之一。海水淡化设备副产的浓海水含盐量高、化学成分复杂，并含有在海水预处理过程所添加的其他化学物质，若处理方式不当，会对土壤、地下水、地表水及海洋生态环境带来严重威胁，因此对浓海水进行科学合理的处理及综合利用具有重要的意义，在一些特殊地区，如不具备放式海域的环渤海地区，更成为海水淡化产业发展的关键瓶颈。
传统的浓海水处理方式主要有深井注入、蒸发池排放、地表水排放、深海排放等。这些处理方式不仅对生态环境造成严重影响，而且对浓海水中含有的大量优质化学资源形成浪费。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术问题，提供一种海水零排放处理***及处理方法，在保证淡水需求量的前提下，有效实现海水中钙镁及盐分的资源化利用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明的目的之一是提供一种海水零排放处理***，所述***包括海水取水池，所述海水取水池通过管道依次与预处理***、第一纳滤***、反渗透***、辅助反渗透浓缩***、蒸发***、COD去除***、双极膜***连接，所述辅助反渗透浓缩***配合设置有汲取液浓缩***；
所述第一纳滤***还通过管道依次与第一反应池、第一沉淀***、第二反应池、第二沉淀***、第二纳滤***、第三反应池、第三沉淀***、第四反应池、第四沉淀***连接，所述第一反应池的进料口还通过管道与草酸加药装置连接，所述第二反应池的进料口还通过管道与氢氧化钠加药装置连接，所述第三反应池的进料口还通过管道与石灰加药装置连接，所述第四反应池的进料口还通过管道与硫酸钠加药装置连接。
优选的，所述蒸发***通过蒸发母液收集池与COD去除***连接，蒸发母液收集池收集蒸发***蒸发后的母液，并将收集的母液传送入COD去除***，进行COD的去除。
优选的，所述双极膜***的出料口还通过管道与海水取水池连接，可以将双极膜***产生的淡水再返回至前端海水取水池。
优选的，所述的第四沉淀***的出料口还通过管道与第二纳滤***连接，所述的第二纳滤***的出料口还通过管道与第一纳滤***的出料口连接，将第二纳滤***的出料和第一纳滤***的出料混合后送入反渗透***。
优选的，所述反渗透***的出料口、汲取液浓缩***的出料口和蒸发***的出料口还分别通过管道连接至回用水池。
本发明的另一目的是提供一种应用上述海水零排放处理***的海水处理方法，所述处理方法包括以下步骤：
1)海水取水池中的海水经过预处理***去除海水中的悬浮物、胶体或微塑料后进入第一纳滤***，进行一二价盐的分离，得到纳滤淡水和纳滤浓水，纳滤淡水富含一价盐，纳滤浓水富含二价金属盐；
2)第一纳滤***的纳滤浓水富含钙离子、镁离子及硫酸根离子，进入第一反应池，并通过草酸加药装置将草酸均匀的投加到第一反应池中，搅拌反应30-60min后，第一反应池内料液输送至第一沉淀***中，分离草酸钙，得到上清液；
3)第一沉淀***的上清液进入第二反应池，并通过氢氧化钠加药装置将氢氧化钠均匀的投加到反应池中，调节pH至11.2-11.5，搅拌反应30-60min后，第二反应池内料液输送至第二沉淀***中，分离氢氧化镁，得到上清液；
4)第二沉淀***的上清液经调节pH至6-7，后进入第二纳滤***进行硫酸盐的再浓缩，得到纳滤淡水和纳滤浓水，纳滤浓水进入第三反应池，并通过石灰加药装置将石灰均匀的投加到第三反应池中，搅拌反应30-60min后，第三反应池内料液输送至第三沉淀***中，分离硫酸钙，得到上清液；
5)第三沉淀***的上清液进入第四反应池，并通过碳酸钠加药装置将碳酸钠均匀的投加到反应池中，搅拌反应30-60min后，第四反应池内料液输送至第四沉淀***中，分离碳酸钙，得到上清液；
6)第四沉淀***的上清液经调节pH后和第二沉淀***的上清液混合后进入第二纳滤***进行一二价盐的分离；
7)第一纳滤***的纳滤淡水进入反渗透***进行浓缩减量，反渗透***浓缩液进入辅助反渗透浓缩***进行进一步浓缩减量，浓缩至TDS≥140000mg/l，再进入蒸发***进行蒸发结晶，得到氯化钠精制食盐；
8)辅助反渗透浓缩***配有汲取液浓缩***，对浓缩液进行进一步浓缩，汲取液浓缩***得到的淡水和反渗透***得到的淡水可以作为回用水回用；
9)蒸发***蒸发结束后的母液进入COD去除***，降解母液中的COD，COD去除***的出水进入双极膜***，制备酸和碱，酸和碱可以回用至前面加药***，双极膜***的淡水再返回至***前端的海水取水池。
优选的，步骤1)中所述预处理***包含沉淀池沉淀、砂滤过滤、超滤过滤的一种或多种组合。
优选的，步骤7)中所述辅助反渗透浓缩***设有四个口，分别为进料口、出料口、汲取液进口和稀释的汲取液出口，利用汲取液来降低辅助反渗透膜两端的渗透压，以提高辅助反渗透***的浓缩倍率。
优选的，步骤7)中所述辅助反渗透浓缩***的操作压力为60-80bar。
优选的，步骤8)中所述汲取液浓缩***的汲取液为NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2等盐类的一种或多种组合。
优选的，步骤4)中所述的第二纳滤***的纳滤淡水和步骤1)的第一纳滤***的纳滤淡水混合进入反渗透***。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)***设备简单，可操作性强；
(2)利用辅助反渗透浓缩***，有效降低反渗透膜两端渗透压，提高浓缩倍率，降低后续蒸发器的投资及运行成本；
(3)能够有效提取海水中钙、镁、硫酸根等成份，海水中的盐可以提取出来，作为精制食盐出售，另产水可以达标回用，实现资源合理化利用，环境友好；
(4)解决了浓海水排放造成的生态破坏及环境污染的问题，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的海水零排放处理***流程示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例：
在一个实施例中，海水零排放处理***的海水处理方法包括以下步骤：
1)海水取水池中的1立方海水经过泵入砂滤器去除海水中的悬浮物、胶体和微塑料后进入第一纳滤***，进行一二价盐的分离，得到640L纳滤淡水和360L纳滤浓水，纳滤淡水富含一价盐，纳滤浓水富含二价金属盐；
2)第一纳滤***的纳滤浓水富含钙离子、镁离子及硫酸根离子，进入第一反应池，并通过草酸加药装置将6.86L10％浓度的草酸溶液均匀的投加到第一反应池中，搅拌反应60min后，第一反应池内料液输送至第一沉淀***中，分离得到0.83kg草酸钙，得到上清液；
3)第一沉淀***的上清液进入第二反应池，并通过氢氧化钠加药装置将18.5L30％氢氧化钠均匀的投加到反应池中，调节pH至11.2-11.5,搅拌反应30min后，第二反应池内料液输送至第二沉淀***中，分离可得到3.8kg氢氧化镁，得到上清液；
4)第二沉淀***的上清液经调节pH至6-7，后进入第二纳滤***进行硫酸盐的再浓缩，得到216L纳滤淡水和144L纳滤浓水，144L纳滤浓水进入第三反应池，并通过石灰加药装置将14.1kg10％石灰均匀的投加到第三反应池中，搅拌反应30min后，第三反应池内料液输送至第三沉淀***中，分离得到2.3kg硫酸钙，得到上清液；
5)第三沉淀***的上清液进入第四反应池，并通过碳酸钠加药装置将3.9L10％碳酸钠均匀的投加到反应池中，搅拌反应30min后，第四反应池内料液输送至第四沉淀***中，分离得到0.36Kg碳酸钙，得到上清液；
6)第四沉淀***的上清液经盐酸调节pH至6-7之间后和第二沉淀***的上清液混合后进入第二纳滤***进行一二价盐的分离；
7)第一纳滤***的纳滤淡水进入反渗透***进行浓缩减量，反渗透***浓缩液进入辅助反渗透浓缩***进行进一步浓缩减量，在80bar压力下浓缩至TDS≥140000mg/l，再进入蒸发***进行蒸发结晶，得到32.3Kg氯化钠精制食盐；
8)辅助反渗透浓缩***配有汲取液浓缩***，对浓缩液进行进一步浓缩，汲取液浓缩***得到的淡水和反渗透***得到的淡水可以作为回用水回用；
9)蒸发***蒸发结束后的母液进入COD去除***，降解母液中的COD，COD去除***的出水进入双极膜***，制备酸和碱，酸和碱可以回用至前面加药***，双极膜***的淡水再返回至***前端的海水取水池。
在一个实施例中，海水零排放处理***的海水处理方法步骤2)中搅拌反应30min后，第一反应池内料液输送至第一沉淀***中。
在一个实施例中，海水零排放处理***的海水处理方法步骤3)中搅拌反应60min后，第二反应池内料液输送至第二沉淀***中。
在一个实施例中，海水零排放处理***的海水处理方法步骤4)中搅拌反应60min后，第三反应池内料液输送至第三沉淀***中。
在一个实施例中，海水零排放处理***的海水处理方法步骤5)中搅拌反应60min后，第四反应池内料液输送至第四沉淀***中。
在一个实施例中，海水零排放处理***的海水处理方法步骤7)中反渗透***浓缩液进入辅助反渗透浓缩***进行进一步浓缩减量，在60bar压力下浓缩至TDS≥140000mg/l.
以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (10)
1.一种海水零排放处理***，其特征在于，所述***包括海水取水池，所述海水取水池通过管道依次与预处理***、第一纳滤***、反渗透***、辅助反渗透浓缩***、蒸发***、COD去除***、双极膜***连接，所述辅助反渗透浓缩***配合设置有汲取液浓缩***；
所述第一纳滤***还通过管道依次与第一反应池、第一沉淀***、第二反应池、第二沉淀***、第二纳滤***、第三反应池、第三沉淀***、第四反应池、第四沉淀***连接，所述第一反应池的进料口还通过管道与草酸加药装置连接，所述第二反应池的进料口还通过管道与氢氧化钠加药装置连接，所述第三反应池的进料口还通过管道与石灰加药装置连接，所述第四反应池的进料口还通过管道与硫酸钠加药装置连接。
2.根据权利要求1所述一种海水零排放处理***，其特征在于，所述蒸发***通过蒸发母液收集池与COD去除***连接。
3.根据权利要求1所述一种海水零排放处理***，其特征在于，所述的第四沉淀***的出料口还通过管道与第二纳滤***连接，所述的第二纳滤***的出料口还通过管道与第一纳滤***连接。
4.根据权利要求1所述一种海水零排放处理***，其特征在于，所述反渗透***的出料口、汲取液浓缩***的出料口和蒸发***的出料口还分别通过管道连接至回用水池。
5.一种应用权利要求1-4任一所述的海水零排放处理***的海水处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：
1)海水取水池中的海水经过预处理***去除海水中的悬浮物、胶体或微塑料后进入第一纳滤***，进行一二价盐的分离，得到纳滤淡水和纳滤浓水；
2)第一纳滤***的纳滤浓水进入第一反应池，并通过草酸加药装置将草酸投加到第一反应池中，搅拌反应30-60min后，第一反应池内料液输送至第一沉淀***中，分离草酸钙，得到上清液；
3)第一沉淀***的上清液进入第二反应池，并通过氢氧化钠加药装置将氢氧化钠投加到反应池中，调节pH至11.2-11.5，搅拌反应30-60min后，第二反应池内料液输送至第二沉淀***中，分离氢氧化镁，得到上清液；
4)第二沉淀***的上清液经调节pH至6-7后进入第二纳滤***进行硫酸盐的再浓缩，得到纳滤淡水和纳滤浓水，纳滤浓水进入第三反应池，并通过石灰加药装置将石灰投加到第三反应池中，搅拌反应30-60min后，第三反应池内料液输送至第三沉淀***中，分离硫酸钙，得到上清液；
5)第三沉淀***的上清液进入第四反应池，并通过碳酸钠加药装置将碳酸钠投加到反应池中，搅拌反应30-60min后，第四反应池内料液输送至第四沉淀***中，分离碳酸钙，得到上清液；
6)第四沉淀***的上清液经调节pH后和第二沉淀***的上清液混合后进入第二纳滤***进行一二价盐的分离；
7)第一纳滤***的纳滤淡水进入反渗透***进行浓缩减量，反渗透***浓缩液进入辅助反渗透浓缩***进行进一步浓缩减量，浓缩至TDS≥140000mg/l，进入蒸发***进行蒸发结晶，得到氯化钠；
8)辅助反渗透浓缩***配有汲取液浓缩***，对浓缩液进行进一步浓缩；
9)蒸发***蒸发结束后的母液进入COD去除***，降解母液中的COD，COD去除***的出水进入双极膜***，制备酸和碱，双极膜***的淡水返回至***前端的海水取水池。
6.根据权利要求5所述一种海水零排放的海水处理方法，其特征在于，步骤1)中所述预处理***包含沉淀池沉淀、砂滤过滤、超滤过滤的一种或多种组合。
7.根据权利要求5所述一种海水零排放的海水处理方法，其特征在于，步骤7)中所述辅助反渗透浓缩***设有四个口，分别为进料口、出料口、汲取液进口和稀释的汲取液出口。
8.根据权利要求5所述一种海水零排放的海水处理方法，其特征在于，步骤7)中所述辅助反渗透浓缩***的操作压力为60-80bar。
9.根据权利要求5所述一种海水零排放的海水处理方法，其特征在于，步骤8)中所述汲取液浓缩***的汲取液为NaCl、KCl、MgCl2或CaCl2的一种或多种组合。
10.根据权利要求5所述一种海水零排放的海水处理方法，其特征在于，步骤4)中所述的第二纳滤***的纳滤淡水和步骤1)的第一纳滤***的纳滤淡水混合进入反渗透***。
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| CN104353361A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-18 | 淄博泰禾实业有限公司 | 一种正渗透汲取液的使用回收方法及装置 |
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2021
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