CN113233673B - 一种正反渗透耦合结晶*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种正反渗透耦合结晶***，包括：预处理装置，用于去除含盐废水中的钙镁离子，并使预处理后的含盐废水中化学需氧量小于第一预设阈值；正反渗透耦合装置，用于通过反渗透对预处理后的含盐废水进行预浓缩，并将预浓缩后的含盐废水的化学需氧量COD降低至小于第二预设阈值，以及通过正渗透对预浓缩后的含盐废水继续提浓，得到总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水；冷却结晶装置，用于将浓水冷却到第一预设温度阈值范围，结晶出≥99％的芒硝；热结晶装置，用于将所述TDS含量大于第三预设阈值的浓水进行加热，结晶出≥98.5％的氯化钠。实现低能耗的高倍数膜浓缩，实现含盐废水的零排放及结晶盐资源化。

Description

一种正反渗透耦合结晶***

技术领域

本发明涉及环保技术领域，更具体地，涉及一种正反渗透耦合结晶***。

背景技术

目前，煤化工、电力、钢铁、造纸、有色冶炼等行业均已开展含盐废水“近零排放”，由此可见，实现废水高效回用及“近零排放”已经成为各行业发展的自身需求和外在要求。

但目前国内各行业已运行的零排放工程的技术方案中，进水含盐量偏低，一般含盐废水中的总溶解固体(Total dissolved solids，TDS)含量TDS ≤40000mg/L，而且要求水量大，因此蒸发结晶处理设备的规模大，运行费用高，使整个零排放项目的工程投资和运行费用很高，且结晶产品盐的品质低，只能按固废处理，导致部分企业的蒸发结晶装置利用率偏低。

发明内容

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种正反渗透耦合结晶***。

作为本发明实施例的一个方面，涉及一种正反渗透耦合结晶***，包括：

预处理装置、正反渗透耦合装置、冷却结晶装置和热结晶装置；

所述正反渗透耦合装置与所述预处理装置、冷却结晶装置和热结晶装置分别连接；

所述预处理装置，用于去除含盐废水中的钙镁离子，并使预处理后的含盐废水中化学需氧量小于第一预设阈值；

所述正反渗透耦合装置，用于通过反渗透对预处理后的含盐废水进行预浓缩，并将预浓缩后的含盐废水的化学需氧量COD降低至小于第二预设阈值，以及通过正渗透对所述预浓缩后的含盐废水继续提浓，得到总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水；

所述冷却结晶装置，用于将所述TDS含量大于第三预设阈值的浓水冷却到第一预设温度阈值范围，结晶出≥99％的芒硝；

所述热结晶装置，用于将所述TDS含量大于第三预设阈值的浓水进行加热，结晶出≥98.5％的氯化钠。

在一个或一些可选的实施例中，所述的正反渗透耦合装置包括：进水罐、1#增压泵、1#精密过滤器、1#高压泵、正反渗透装置、2#增压泵、2# 精密过滤器、高浓水罐和进料泵；

所述1#增压泵与所述进水罐和所述1#精密过滤器分别连接；

所述1#高压泵与所述1#精密过滤器连接；

所述2#增压泵与所述进水罐和所述2#精密过滤器连接分别；

所述正反渗透装置与所述1#高压泵、所述2#精密过滤器和所述高浓水罐分别连接；

所述高浓水罐与所述进料泵连接。

在一个或一些可选的实施例中，所述的正反渗透装置包括：反渗透装置和正渗透装置；

所述反渗透装置的入口与所述1#高压泵出口连接，所述反渗透装置的出口与所述正渗透装置的浓水入口连接；

所述正渗透装置的汲取液入口和出口分别与所述2#精密过滤器和所述 1#高压泵连接，所述正渗透装置的浓水出口与所述高浓水罐连接。

在一个或一些可选的实施例中，所述的正反渗透装置还包括：1#臭氧催化反应器、2#臭氧催化反应器、浓水罐、升压泵和2#高压泵；

所述反渗透装置的出口经所述1#臭氧催化反应器和所述2#臭氧催化反应器与所述浓水罐连接；

所述升压泵与所述浓水罐和所述2#高压泵分别连接；

所述正渗透装置的浓水入口与所述2#高压泵连接。

在一个或一些可选的实施例中，所述正反渗透耦合装置，还用于以所述预处理后的含盐废水为汲取液，将通过反渗透对所述预处理后的含盐废水进行浓缩过程中得到的淡水作为产水排出，浓水通过正渗透继续提浓，最终得到总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水。

在一个或一些可选的实施例中，所述的预处理装置包括依次连接的化学反应槽、管式微滤膜、离子交换树脂、脱碳塔和臭氧氧化装置；

所述化学反应槽，用于使含盐废水进行化学反应，得到钙镁离子反应沉淀物；

所述管式微滤膜，用于对反应后的含盐废水中的悬浮物和钙镁离子反应沉淀物进行过滤，得到钙镁离子含量小于第四预设阈值的含盐废水；

所述离子交换树脂，用于去除所述钙镁离子含量小于第四预设阈值的含盐废水中的剩余钙镁硬度；

所述脱碳塔，用于去除含盐废水中的碳酸根和碳酸氢根离子；

所述臭氧氧化装置，用于使含盐废水中COD小于第一预设阈值，得到预处理后的含盐废水。

在一个或一些可选的实施例中，所述冷却结晶装置和热结晶装置连接；

所述热结晶装置，还用于将所述≥99％的芒硝进行加热溶解，重结晶出≥99.5％的元明粉。

在一个或一些可选的实施例中，所述冷却结晶装置，还用于使芒硝结晶过程中产出的冷却母液中的TDS含量小于第五预设阈值，并将TDS含量小于第五预设阈值的冷却母液通入所述预处理装置。

在一个或一些可选的实施例中，所述的冷却结晶装置包括：预冷器、冷却结晶器、循环泵、冷却器、冷冻机、出盐泵、旋液器、离心机、冷母液罐、冷母液泵和溶解罐；

所述循环泵的入口分别与所述预冷器和所述冷却结晶器连接，所述循环泵的出口经所述冷却器与所述冷却结晶器连接；

所述冷冻机的入口和出口分别与所述冷却器连接，用于控制所述冷却结晶器内温度在所述第一预设温度阈值范围；

所述出盐泵与所述冷却结晶器和所述旋液器分别连接；

所述旋液器与所述冷却结晶器和所述离心机分别连接；

所述离心机与所述溶解罐和所述冷母液罐分别连接；

所述冷母液泵的入口与所述冷母液罐连接，所述冷母液泵的出口经所述预冷器与所述预处理装置连接。

在一个或一些可选的实施例中，所述冷却器的载冷剂为乙二醇。

本发明的有益技术效果在于：

本发明实施例提供的正反渗透耦合结晶***中，通过预处理方式去除含盐废水中的钙镁离子并降低COD，得到预处理后的含盐废水，之后通过正反渗透耦合装置以预处理后的含盐废水为汲取液，实现含盐废水提浓，得到TDS含量大于第三预设阈值且COD小于第二预设阈值的浓水，并且，对于提浓后得到的高倍数浓缩的以硫酸钠为主的浓水，可以通过冷却结晶装置结晶出≥99％的芒硝，在冷却结晶过程中不存在相变，降低了冷却结晶过程中的能耗；而对于提浓后得到的高倍数浓缩的以氯化钠为主的浓水，可以通过热结晶装置结晶出≥99.5％的元明粉。由于，实现含盐废水提浓时无需正渗透膜的汲取液和高能耗的汲取液回收装置，不用对汲取液进行回收和补充，能够实现低能耗的高倍数膜浓缩，降低了含盐废水提浓能耗，减少了污水排放，节约大量水资源，降低了运行成本，既有助于解决水资源短缺的问题，又能够减少对环境和生态造成的污染和破坏；而通过冷却结晶装置或热结晶装置对浓水进行结晶处理，既降低了蒸发结晶段的负荷，又能够降低综合处理成本，结晶得到的芒硝或者氯化钠的纯度均达到品质要求，从而实现了高纯度结晶盐资源化，高纯度结晶盐的工业利用价值高，可以作为产品出售，可用于无机化工的原料，增加了含盐废水处理的收益。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种正反渗透耦合结晶***的结构示意图一；

图2是本发明实施例提供的一种正反渗透耦合结晶***的结构示意图二；

图3是本发明实施例提供的一种正反渗透耦合结晶***的正反渗透装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种正反渗透耦合结晶***的预处理装置结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例，对本发明实施例提供的正反渗透耦合结晶***的各种具体实施方式进行详细的说明。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供一种正反渗透耦合结晶***，参照图1所示，包括：

预处理装置1、正反渗透耦合装置2、冷却结晶装置3和热结晶装置4；

所述正反渗透耦合装置2与所述预处理装置1、冷却结晶装置3和热结晶装置4分别连接；

所述预处理装置1，用于去除含盐废水中的钙镁离子，并使预处理后的含盐废水中化学需氧量小于第一预设阈值；

所述正反渗透耦合装置2，用于通过反渗透对预处理后的含盐废水进行预浓缩，并将预浓缩后的含盐废水化学需氧量COD降低至小于第二预设阈值，以及通过正渗透对预浓缩后的含盐废水继续提浓，得到总溶解固体 TDS含量大于第三预设阈值的浓水；

所述冷却结晶装置3，用于将所述TDS含量大于第三预设阈值的浓水冷却到第一预设温度阈值范围，结晶出≥99％的芒硝；

所述热结晶装置4，用于将所述TDS含量大于第三预设阈值的浓水进行加热，结晶出≥98.5％的氯化钠。

本发明实施例中，所描述的含盐废水可以是，TDS含量≥30000mg/L 的反渗透浓水、脱硫废水、浓缩后的纳滤淡水和纳滤浓水等含有钙、镁、碳酸根、碳酸氢根等离子及悬浮物(suspended solids，SS)、化学需氧量 (Chemical Oxygen Demand，COD)等杂质的含盐废水。

本发明实施例中，第一预设阈值、第二预设阈值和第三预设阈值的大小可以根据实际使用需求进行设定。第一预设阈值的范围可以是 20mg/L～45mg/L，例如，可以是25mg/L、30mg/L、35mg/L；第二预设阈值的范围可以是25mg/L～50mg/L，例如，可以是30mg/L、35mg/L、40mg/L；第三预设阈值的范围可以是150000mg/L～200000mg/L，例如，可以是160000mg/L、180000mg/L、200000mg/L。

本发明实施例中，该第一预设温度阈值范围的大小也可以根据实际使用需求进行设定，例如，该第一预设温度阈值范围可以是，0℃～5℃(摄氏度)。

本发明实施例中，上述99％的芒硝可以是质量百分比99％的芒硝，也可以写成99wt％的芒硝；同样的，上述98.5％的氯化钠可以是质量百分比 98.5％的氯化钠，也可以写成98.5wt％的氯化钠。

本发明实施例中，由于含盐废水中含有钙、镁、碳酸根、碳酸氢根等离子及SS、COD等杂质，为保证正反渗透耦合装置的连续稳定运行、降低清洗次数及保证冷却结晶装置或热结晶装置结晶处理得到的芒硝或氯化钠等结晶盐的纯度，通过预处理装置1去除含盐废水中的钙、镁、碳酸根、碳酸氢根等离子及SS等杂质，并把COD降到小于第一预设阈值。

本发明实施例提供的正反渗透耦合结晶***中，通过预处理方式去除含盐废水中的钙镁离子并降低COD，得到预处理后的含盐废水，之后通过正反渗透耦合装置以预处理后的含盐废水为汲取液，实现含盐废水提浓，得到TDS含量大于第三预设阈值的浓水，并且，对于提浓后得到的高倍数浓缩的以硫酸钠为主的浓水，可以通过冷却结晶装置结晶出≥99％的芒硝，在冷却结晶过程中不存在相变，降低了冷却结晶过程中的能耗；而对于提浓后得到的高倍数浓缩的以氯化钠为主的浓水，可以通过热结晶装置结晶出≥98.5％的氯化钠。由于，实现含盐废水提浓时无需正渗透膜的汲取液和高能耗的汲取液回收装置，不用对汲取液进行回收和补充，能够实现低能耗的高倍数膜浓缩，降低了含盐废水提浓能耗，减少了污水排放，节约大量水资源，降低了运行成本，既有助于解决水资源短缺的问题，又能够减少对环境和生态造成的污染和破坏；而通过冷却结晶装置或热结晶装置对浓水进行结晶处理，既降低了蒸发结晶段的负荷，又能够降低综合处理成本，结晶得到的芒硝或者氯化钠的纯度均达到品质要求，从而实现了高纯度结晶盐资源化，高纯度结晶盐的工业利用价值高，可以作为产品出售，可用于无机化工的原料，增加了含盐废水处理的收益。

在一个实施例中，上述正反渗透耦合装置2，还用于以所述预处理后的含盐废水为汲取液，将通过反渗透对所述预处理后的含盐废水进行浓缩过程中得到的淡水作为产水排出，浓水通过正渗透继续提浓，最终得到总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水。

在一个具体实施例中，参照图2所示，该正反渗透耦合装置2包括：进水罐201、1#增压泵202、1#精密过滤器203、1#高压泵204、正反渗透装置205、2#增压泵206、2#精密过滤器207、高浓水罐208和进料泵209；

所述1#增压泵202与所述进水罐201和所述1#精密过滤器203分别连接；

所述1#高压泵204与所述1#精密过滤器203连接；

所述2#增压泵206与所述进水罐201和所述2#精密过滤器207分别连接；

所述正反渗透装置205与所述1#高压泵204、所述2#精密过滤器207 和所述高浓水罐208分别连接；

所述高浓水罐208与所述进料泵209连接。

在一个具体实施例中，上述1#增压泵202与所述进水罐201和所述1# 精密过滤器203分别连接，具体的，可以是，1#增压泵202的入口与进水罐201的出口连接，1#增压泵202的出口与1#精密过滤器203的入口连接；

上述1#高压泵204与所述1#精密过滤器203连接，具体的，可以是， 1#高压泵204的入口与1#精密过滤器203的出口连接；

上述2#增压泵203与所述进水罐201和所述2#精密过滤器207分别连接，具体的，可以是，2#增压泵203的入口与进水罐201的出口连接，2# 增压泵203的出口与2#精密过滤器207的入口连接；

所述正反渗透装置205与所述1#高压泵204、所述2#精密过滤器207 和所述高浓水罐208分别连接，正反渗透装置205与1#高压泵204的出口连接，正反渗透装置205的浓水出口与高浓水罐208连接，正反渗透装置205的汲取液入口与2#精密过滤器207的出口连接，正反渗透装置205的汲取液出口与1#高压泵204的入口连接，所述高浓水罐208的出口与所述进料泵209的入口连接。

在一个实施例中，可以是，该正反渗透装置205包括：反渗透装置2051 和正渗透装置2057；

所述反渗透装置2051的入口与所述1#高压泵204出口连接，所述反渗透装置2051的出口与所述正渗透装置2057的浓水入口连接；

所述正渗透装置2057的汲取液入口和出口分别与所述2#精密过滤器207和所述1#高压泵204连接，所述正渗透装置2057的浓水出口与所述高浓水罐208连接。

在一个实施例中，可以是，该正反渗透装置将正渗透装置、反渗透装置和臭氧催化反应器耦合为一体，对于经过预处理之后得到的一部分预处理后的含盐废水，其中一部分预处理后的含盐废水经该反渗透装置提浓后经臭氧催化反应器降低COD后，再进入正渗透装置，而在反渗透过程中的产水则通过该反渗透装置排出；另一部分预处理后的含盐废水则直接进入该正反渗透装置的汲取液侧，对通过经该反渗透装置预浓缩后的含盐废水继续辅助加压提浓，而经稀释后的预处理后的含盐废水则可以与预处理后的含盐废水进行混合后，再次进入正反渗透耦合装置的反渗透装置继续提浓。

在一个具体实施例中，参照图3所示，所述的正反渗透装置205包括：反渗透装置2051、1#臭氧催化反应器2052、2#臭氧催化反应器2053、浓水罐2054、升压泵2055、2#高压泵2056和正渗透装置2057；

所述反渗透装置2051的入口与所述1#高压泵204出口连接，所述反渗透装置2051的出口经所述1#臭氧催化反应器2052和所述2#臭氧催化反应器2053与所述浓水罐2054连接；

所述升压泵2055与所述浓水罐2054和所述2#高压泵2056分别连接；

所述正渗透装置2057的汲取液入口和出口分别与所述2#精密过滤器 207和所述1#高压泵204连接，所述正渗透装置2057的浓水入口和出口分别与所述2#高压泵2056和所述高浓水罐208连接。

在一个具体实施例中，该反渗透装置2051还包括产水出口，用于排出产水，排出的产水可作为循环水站补水或脱盐水站补水。

在一个实施例中，参照图4所示，该预处理装置1包括依次连接的化学反应槽101、管式微滤膜102、离子交换树脂103、脱碳塔104和臭氧氧化装置105；

所述化学反应槽101，用于使含盐废水进行化学反应，得到钙镁离子反应沉淀物；

所述管式微滤膜102，用于对反应后的含盐废水中的悬浮物和钙镁离子反应沉淀物进行过滤，得到钙镁离子含量小于第四预设阈值的含盐废水；

所述离子交换树脂103，用于去除所述钙镁离子含量小于第四预设阈值的含盐废水中的剩余钙镁硬度；

所述脱碳塔104，用于去除含盐废水中的碳酸根和碳酸氢根离子；

所述臭氧氧化装置105，用于使含盐废水中COD小于第一预设阈值，得到预处理后的含盐废水。

在一个具体实施例中，上述化学反应槽101中可以加入氢氧化钠、碳酸钠、聚合氯化铝PAC、聚丙烯酰胺PAM等药剂，实现与含盐废水进行化学反应。

在一个具体实施例中，表征上述管式微滤膜102过滤后含盐废水中的钙镁离子阈值的第四预设阈值，可以根据实际需求进行设置，例如，该第四预设阈值的大小可以在5mg/L-15mg/L之间，比如10mg/L。

在一个具体实施例中，上述脱碳塔104中可以预先加入硫酸或盐酸，以使得含盐废水的pH变为酸性，实现去除含盐废水中的碳酸根离子和碳酸氢根离子。

在一个实施例中，参照图1所示，该冷却结晶装置3和热结晶装置4 连接；该热结晶装置4，还用于将所述≥99％的芒硝进行加热，重结晶出≥ 99.5％的元明粉。

在一个实施例中，该冷却结晶装置3，还用于使芒硝结晶过程中产出的冷却母液中的TDS含量小于第五预设阈值，并将TDS含量小于第五预设阈值的冷却母液通入所述预处理装置1。

本发明实施例中，由于待处理的含盐废水中TDS含量一般≥ 30000mg/L。因此，该第五预设阈值的设定可以参照待处理的含盐废水中 TDS含量进行设定，具体的数值范围可以根据实际需要进行选择，在此不做具体限定。

在一个具体实施例中，参照图2所示，该冷却结晶装置3包括：预冷器301、冷却结晶器302、循环泵303、冷却器304、冷冻机305、出盐泵 306、旋液器307、离心机308、冷母液罐309、冷母液泵310和溶解罐311；

所述进料泵209与所述高浓水罐208和所述预冷器301分别连接；

所述循环泵303的入口分别与所述预冷器301和所述冷却结晶器302 连接，所述循环泵303的出口经所述冷却器304与所述冷却结晶器302连接；

所述冷冻机305的入口和出口分别与所述冷却器304连接，用于控制所述冷却结晶器302内温度在所述第一预设温度阈值范围；

所述出盐泵306与所述冷却结晶器302和所述旋液器307分别连接；

所述旋液器307与所述冷却结晶器302和所述离心机308分别连接；

所述离心机308与所述溶解罐311和所述冷母液罐309分别连接；

所述冷母液泵310的入口与所述冷母液罐309连接，所述冷母液泵310 的出口经所述预冷器301与所述预处理装置1连接。

作为本发明实施例的一个具体实施方式，上述冷却结晶装置3的具体连接方式可以是，进料泵209的入口与高浓水罐208连接，进料泵209的出口与预冷器301连接；循环泵303的入口分别与预冷器301和冷却结晶器302连接，进料泵301的出口经冷却器304与冷却结晶器302连接；冷冻机305的入口和出口分别与冷却器304连接，以实现控制冷却结晶器302 内温度在0～5℃；出盐泵306的入口与冷却结晶器302连接，出盐泵306 的出口与旋液器307的入口连接；旋液器307的清液出口与冷却结晶器302 连接，旋液器307的浆料出口与离心机308连接；离心机308的出口与溶解罐311连接，离心机308的冷母液出口与冷母液罐309连接；冷母液泵 310的入口与冷母液罐309连接，冷母液泵310的出口经预冷器301与预处理装置1连接。

本发明实施例中，该冷却结晶装置3所采用的载冷剂可以是现有技术中的载冷剂，例如乙二醇溶剂，对于载冷剂的具体选择，在此不做具体限定。

在一个具体实施例中，该热结晶装置4包括三效强制循环结晶器或机械蒸汽再压缩(mechanical vapor recompression，MVR)强制循环结晶器。

本发明实施例中，若含盐废水是以硫酸钠为主的脱硫废水等高含盐废水时，热结晶装置4与冷却结晶装置3的溶解罐311连接，将冷却结晶装置3结晶出的≥99％的芒硝进行加热溶解，重结晶出≥99.5％的元明粉；若含盐废水是以氯化钠为主的高含盐废水时，热结晶装置4直接与正反渗透耦合装置2的进料泵209的出口连接，不经过冷却结晶装置3，将通过正反渗透耦合装置2得到的浓水进行加热，结晶出≥98.5％的氯化钠。

下面通过两个具体的实施例，实施例1和实施例2，对本发明实施例提供的正反渗透耦合结晶***的含盐废水处理过程进行详细的说明：

实施例1

本发明实施例中所描述的含盐废水为催化裂化烟气脱硫废水，其中，表1为催化裂化烟气脱硫废水水质表的一个示例。

pH	Ca<sup>2+</sup>	Mg<sup>2+</sup>	Na<sup>+</sup>	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>
						8.52	33.2mg/L	13.8mg/L	23090mg/L	186mg/L	47000mg/L
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>	TDS	CODcr	SS
						929mg/L	26.5mg/L	77000mg/L	182mg/L	70mg/L

表1

催化裂化脱硫废水首先进入预处理装置1的化学反应槽101，通过化学反应槽101中预先加入的氢氧化钠、PAC、PAM等药剂与催化裂化脱硫废水中的钙、镁、碳酸根、碳酸氢根等离子反应，生成碳酸钙和氢氧化镁等反应沉淀物；

沉淀后的反应沉淀物经过管式微滤膜102过滤，然后，过滤后的含盐废水进入离子交换树脂103，去除剩余钙镁硬度；

接着，去除钙镁离子后的脱硫废水进入脱碳塔104中，通过脱碳塔104 中预先加入的稀硫酸，将含盐废水的pH调整为酸性，使碳酸根离子转化为二氧化碳，去除二氧化碳之后，在脱碳塔104中加入氢氧化钠，将含盐废水的pH调整为中性；

最后，pH调整为中性的含盐废水进入臭氧氧化装置105，将脱硫废水中的亚硫酸钠彻底氧化，得到预处理后的含盐废水，此处预处理后的含盐废水即为脱硫废水。

预处理后的脱硫废水进入正反渗透耦合装置的进水罐201，并经1#增压泵202增压后进入1#精密过滤器203，1#精密过滤器203采用的是5μm 滤芯，去除脱硫废水中的残留物、悬浮物等影响正反渗透装置205稳定运行的杂质，去除杂质后的脱硫废水经1#高压泵204再次增压后进入正反渗透装置205的反渗透装置2051预浓缩后可直接进入正渗透装置2057(因脱硫废水中有机类COD浓度很低)，继续辅助加压提浓得到总溶解固体 TDS含量大于第三预设阈值的浓水，使浓水进入高浓水罐208，而在此过程中的产水则排出该正反渗透耦合装置2，其中，产水可作为循环水站补水或脱盐水站补水。

预处理后的另一股脱硫废水经2#增压泵206升压后进入2#精密过滤器 207，2#精密过滤器207采用的是5μm滤芯，去除脱硫废水中的残留物、悬浮物等影响正反渗透装置205稳定运行的杂质，去除杂质后的脱硫废水进入正渗透装置2057的汲取液入口侧，被另一侧的脱硫废水进行稀释，稀释后的脱硫废水返回1#高压泵204，与原脱硫废水进行混合后，再次进入 1#高压泵204增压，接着进入正反渗透装置205的反渗透装置2051继续预浓缩。

整个正反渗透装置205在对脱硫废水进行高倍数浓缩过程中，取消了传统正渗透膜的汲取液和高能耗汲取液回收装置，无需汲取液回收和补充，大大降低运行费用和工程投资。

得到的总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水(即高浓脱硫废水)经进料泵209进入预冷器301，与壳程的冷母液交换冷量后进入循环泵303，与冷却结晶器302内的循环高浓脱硫废水混合后进入循环泵303。循环高浓脱硫废水经冷却器304管程，与壳程的乙二醇等载冷剂换冷后，进入冷却结晶器302冷却结晶，且冷冻机305入口和出口分别与冷却器304 连接，以控制冷却结晶器302内温度在0～5℃。

高浓脱硫废水温度降到0～5℃时，高浓脱硫废水中的硫酸钠达到饱和，以十水硫酸钠形式析出，并通过循环泵303在冷却器304和冷却结晶器302 之间循环过程中，十水硫酸钠浓度越来越高，当达到一定浓度后，经出盐泵306进入旋液器307，悬液分离后，清液返回冷却结晶器302内继续冷却结晶，浆液进入离心机308，离心出99％的芒硝，可作为产品出售或进入溶解罐311，重新溶解为高纯度硫酸钠饱和溶液后，进入热结晶装置4 中，通过三效强制循环结晶器或MVR强制循环结晶器结晶出≥99.5％的元明粉。离心机308离心出的冷母液进入冷母液罐309，经冷母液泵310进入预冷器301壳程，与管程中的高浓脱硫废水换冷量后返回预处理装置1，与含盐废水混合后进行杂质去除。

本发明实施例中，其他以硫酸钠为主的浓缩后的纳滤浓水或含硫酸钠废水等含盐废水的处理过程，与上述实施例1中的工艺流程相类似，本领域技术人员可以参照上述实施1中的描述来进行实现，本发明实施例中，在此不再赘述。

实施例2

本发明实施例中所描述的含盐废水为以氯化钠为主的含盐废水，其中，表2为以氯化钠为主的含盐废水水质表的一个示例。

pH	Ca<sup>2+</sup>	Mg<sup>2+</sup>	Na<sup>+</sup>	Cl<sup>-</sup>	SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>
						7.75	68.4mg/L	94.1mg/L	15331mg/L	21400mg/L	320mg/L
HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>	CO<sub>3</sub><sup>2-</sup>	TDS	CODcr	SS
						768mg/L	未检出	41000mg/L	188mg/L	16mg/L

表2

以氯化钠为主的含盐废水首先进入预处理1装置的化学反应槽101，通过化学反应槽101中预先加入的氢氧化钠、PAC、PAM等药剂与以氯化钠为主的含盐废水中的钙、镁、碳酸氢根等离子反应，生成碳酸钙和氢氧化镁等反应沉淀物；

沉淀后的反应沉淀物经管式微滤膜102过滤，然后，过滤后的以氯化钠为主的含盐废水进入离子交换树脂103，去除剩余钙镁硬度；

接着，去除钙镁离子后的含盐废水进入脱碳塔104中，通过脱碳塔104 中预先加入的盐酸调整pH为酸性，使碳酸根离子转化为二氧化碳后经脱碳塔104去除二氧化碳，去除二氧化碳之后，在脱碳塔104中加入氢氧化钠将含盐废水的pH调整为中性；

最后，pH调整为中性的含盐废水进入臭氧氧化装置105，将含盐废水中的COD降到小于第一预设阈值，得到预处理后的含盐废水。

预处理后的含盐废水进入正反渗透耦合装置的进水罐201，经1#增压泵202增压后进入1#精密过滤器203，1#精密过滤器203采用的是5μm 滤芯，去除含盐废水中的残留物、悬浮物等影响正反渗透装置205稳定运行的杂质，去除杂质后的含盐废水经1#高压泵204再次增压后进入正反渗透装置205的反渗透装置2051预浓缩后经1#臭氧催化反应器2052、2#臭氧催化反应器2053，将浓缩后的COD降低到小于第二预设阈值后进入浓水罐2054，再经升压泵2055、2#高压泵2056升压后进入正渗透2057，继续加压提浓总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水，使浓水进入高浓水罐208，而在此过程中的产水则排出该正反渗透耦合装置2，其中，产水可作为循环水站补水或脱盐水站补水。

预处理后的另一股含盐废水经2#增压泵206升压后进入2#精密过滤器 207，2#精密过滤器207采用的是5μm滤芯，去除含盐废水中的残留物、悬浮物等影响正反渗透装置205稳定运行的杂质，去除杂质后的含盐废水进入正渗透装置2057的汲取液入口侧，被另一侧的含盐废水进行稀释，稀释后的含盐废水返回1#高压泵204入口，与原含盐废水进行混合后，再次进入1#高压泵5增压，接着进入正反渗透装置205的反渗透装置2051继续预浓缩。

整个正反渗透装置205在对预处理后的含盐废水进行高倍数浓缩过程中，取消了传统正渗透膜的汲取液和高能耗汲取液回收装置，无需汲取液回收和补充，大大降低运行费用和工程投资。

得到的总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水(即高浓含盐废水)经进料泵209进入热结晶装置4中，通过三效强制循环结晶器或MVR 强制循环结晶器结晶出≥98.5％氯化钠。

本发明实施例中，其他以氯化钠为主的浓缩后的纳滤淡水或含氯化钠废水等含盐废水的处理过程，与上述实施例2中的工艺流程相类似，本领域技术人员可以参照上述实施1中的描述来进行实现，本发明实施例中，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种正反渗透耦合结晶***，其特征在于，包括：

预处理装置（1）、正反渗透耦合装置（2）、冷却结晶装置（3）和热结晶装置（4）；所述正反渗透耦合装置（2）与所述预处理装置（1）、冷却结晶装置（3）和热结晶装置（4）分别连接；

所述的正反渗透耦合装置（2）包括：进水罐（201）、1#增压泵（202）、1#精密过滤器（203）、1#高压泵（204）、正反渗透装置（205）、2#增压泵（206）、2#精密过滤器（207）、高浓水罐（208）和进料泵（209）；所述1#增压泵（202）与所述进水罐（201）和所述1#精密过滤器（203）分别连接；所述1#高压泵（204）与所述1#精密过滤器（203）连接；所述2#增压泵（206）与所述进水罐（201）和所述2#精密过滤器（207）分别连接；所述正反渗透装置（205）与所述1#高压泵（204）、所述2#精密过滤器（207）和所述高浓水罐（208）分别连接；所述高浓水罐（208）与所述进料泵（209）连接；

所述的正反渗透装置（205）包括：反渗透装置（2051）、1#臭氧催化反应器（2052）、2#臭氧催化反应器（2053）、浓水罐（2054）、升压泵（2055）、2#高压泵（2056）和正渗透装置（2057）；

所述反渗透装置（2051）的入口与所述1#高压泵（204）出口连接，所述反渗透装置（2051）的出口经所述1#臭氧催化反应器（2052）和所述2#臭氧催化反应器（2053）与所述浓水罐（2054）连接；所述升压泵（2055）与所述浓水罐（2054）和所述2#高压泵（2056）分别连接；所述正渗透装置（2057）的浓水入口与所述2#高压泵（2056）连接；所述正渗透装置（2057）的汲取液入口和出口分别与所述2#精密过滤器（207）和所述1#高压泵（204）连接，所述正渗透装置（2057）的浓水出口与所述高浓水罐（208）连接；

所述预处理装置（1），用于去除含盐废水中的钙镁离子，并使预处理后的含盐废水中化学需氧量小于第一预设阈值；

所述正反渗透耦合装置（2），用于通过反渗透对预处理后的含盐废水进行预浓缩，并将预浓缩后的含盐废水的化学需氧量COD降低至小于第二预设阈值，以及通过正渗透对所述预浓缩后的含盐废水继续提浓，得到总溶解固体TDS含量大于第三预设阈值的浓水；

所述冷却结晶装置（3）包括：预冷器（301）、冷却结晶器（302）、循环泵（303）、冷却器（304）、冷冻机（305）、出盐泵（306）、旋液器（307）、离心机（308）、冷母液罐（309）、冷母液泵（310）和溶解罐（311）；

所述循环泵（303）的入口分别与所述预冷器（301）和所述冷却结晶器（302）连接，所述循环泵（303）的出口经所述冷却器（304）与所述冷却结晶器（302）连接；所述冷冻机（305）的入口和出口分别与所述冷却器（304）连接，用于控制所述冷却结晶器（302）内温度在第一预设温度阈值范围；所述出盐泵（306）与所述冷却结晶器（302）和所述旋液器（307）分别连接；所述旋液器（307）与所述冷却结晶器（302）和所述离心机（308）分别连接；所述离心机（308）与所述溶解罐（311）和所述冷母液罐（309）分别连接；所述冷母液泵（310）的入口与所述冷母液罐（309）连接，所述冷母液泵（310）的出口经所述预冷器（301）与所述预处理装置（1）连接， 用于将所述TDS含量大于第三预设阈值的浓水冷却到第一预设温度阈值范围，结晶出≥99%的芒硝；

所述热结晶装置（4）和所述冷却结晶装置（3）连接，用于将所述≥99%的芒硝进行加热溶解，重结晶出≥99.5%的元明粉；或，

用于将所述TDS含量大于第三预设阈值的浓水进行加热，结晶出≥98.5%的氯化钠。

2.根据权利要求1所述的正反渗透耦合结晶***，其特征在于，所述的预处理装置（1）包括依次连接的化学反应槽（101）、管式微滤膜（102）、离子交换树脂（103）、脱碳塔（104）和臭氧氧化装置（105）；

所述化学反应槽（101），用于使含盐废水进行化学反应，得到钙镁离子反应沉淀物；

所述管式微滤膜（102），用于对反应后的含盐废水中的悬浮物和钙镁离子反应沉淀物进行过滤，得到钙镁离子含量小于第四预设阈值的含盐废水；

所述离子交换树脂（103），用于去除所述钙镁离子含量小于第四预设阈值的含盐废水中的剩余钙镁硬度；

所述脱碳塔（104），用于去除含盐废水中的碳酸根和碳酸氢根离子；

所述臭氧氧化装置（105），用于使含盐废水中COD小于第一预设阈值，得到预处理后的含盐废水。

3.根据权利要求1所述的正反渗透耦合结晶***，其特征在于，所述冷却结晶装置（3），还用于使芒硝结晶过程中产出的冷却母液中的TDS含量小于第五预设阈值，并将TDS含量小于第五预设阈值的冷却母液通入所述预处理装置（1）。

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