CN212269769U - 一种高盐废水的分质结晶装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种高盐废水的分质结晶装置，该分质结晶装置包括高效浓缩装置、蒸发结晶装置、冷冻结晶装置、硝重结晶装置和混盐结晶装置，各装置间经管道与液体泵、固体输送机连接。采用本申请的装置实现了盐硝比(氯化钠与硫酸钠的质量比)≥10:1或≤1:1的高盐废水零排放的目的，同时资源化回收了氯化钠、硫酸钠等有价值的盐分，而且简化了分质结晶装置的流程，降低了分质结晶的运行难度，提高了结晶盐的品质，降低了运行费用，具有显著的经济效益与社会效益。
Description
技术领域
本申请涉及高盐废水处理领域，具体地涉及一种简单高效的高盐废水的分质结晶装置。
背景技术
煤化工行业以煤炭为原材料，以煤制油、以煤制气，并衍生制造出附加值更高的下游产品。煤化工是“耗水大户”，吨产品的耗水量高达9-12.6吨，并且，生产排出废水量也较大，上述问题在煤炭资源集中的西北缺水地区显得尤为严重。因此，现代煤化工十分强调对于生产废水的污染物降解和回用甚至零排放处理，从而大大减少整体的取水量与排污量，实现水资源的循环利用。
实施废水零排放是目前解决煤化工废水问题的大趋势，同时将水中有价值的盐分回收利用实现水资源的循环利用的基础上，实现盐分的资源回收利用，减少固体废弃物排放。
目前随着《煤化工副产工业氯化钠T-CCT002-2019》、《煤化工副产工业硫酸钠T-CCT001-2019》两项团体标准逐步实施，对煤化工零排放副产盐规定了产品分类、标准、检验规则、工业用途等。在原有工业氯化钠、工业无水硫酸钠标准的基础上，提高了对结晶盐品质的要求，比如白度、总有机碳等指标。虽然国内外现有的零排放工艺基本能实现高盐废水的蒸发结晶，但在结晶盐的品质、产率等方面，往往与新标准及环保要求存在较大的差距，而且现有分质结晶流程较为复杂、运行费用高，难以满足企业对日趋严格的环保政策的应对需求。
实用新型内容
为克服上述缺点，本申请的目的在于提供简单高效的高盐废水的(零排放)处理装置。为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：
一种高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，包括：
高效浓缩装置，其具有：
进水口，其通过管道连接待处理的高盐废水池，
第一出水口，其经管道与回用水池或前段回用水装置的进水口连接，
第二出水口，其经管道与蒸发进水池的进水口连接，
所述蒸发进水池的出水口经管道连接蒸发结晶装置的进水口，
蒸发结晶装置，其具有：
蒸发冷凝液出水口，其经管道连接冷凝水池的进水口连接，
蒸发母液出口，其经管道连接冷冻进水池的进水口，
冷冻结晶装置，其具有：
进水口，所述进水口经管道连接冷冻进水池的出水口，
结晶盐出口，其经管道及冷冻芒硝输送机连接回溶盐水池的进口，冷冻母液出口，其经管道连接结晶进水池的进水口，
回溶盐水池的出水口经管道与硝重结晶装置的进水口连接，或，
回溶盐水池的出水口经管道和硝重结晶进水泵与蒸发结晶装置的进水口连接，
硝重结晶装置具有：
蒸发冷凝液出口，其经管道和冷凝水泵连接冷凝水池的进水口，及，
蒸发母液出水口，其经管道和硝重结晶母液泵连接结晶进水池的进水口，结晶进水池的出水口经管道和结晶进水泵连接混盐结晶装置的进水口，混盐结晶装置还具有蒸发冷凝液出口，其经管道和冷凝水泵连接冷凝水池的进水口。这样该分质结晶装置针对特定组分的高盐废水，盐硝比(氯化钠与硫酸钠的质量比)≥10:1或≤1:1的情况下，资源化回收了氯化钠、硫酸钠等有价值的盐分，而且降低了分质结晶的运行难度，提高了结晶盐的品质，降低了运行费用。
在一实施方式中，高效浓缩装置为电渗析装置，所述电渗析装置包含电渗析膜元件，所述膜元件为均相膜或合金膜。
在一实施方式中，高效浓缩装置为高压反渗透装置，其内具有高压反渗透膜元件，所述高压反渗透膜元件为卷式或碟式聚酰胺复合膜，其运行压力≤120bar。
在一实施方式中，蒸发结晶装置为单效、多效或机械蒸汽再压缩装置，结晶温度为60℃～100℃。
在一实施方式中，冷冻结晶装置的结晶温度为-10℃～5℃。
在一实施方式中，硝重结晶装置为单效蒸发结晶装置，结晶温度为80℃～110℃。
在一实施方式中，混盐结晶装置为单效蒸发结晶装置，结晶温度为60℃～110℃。
有益效果
本申请提出的处理装置针对特定组分的高盐废水，盐硝比(氯化钠与硫酸钠的质量比)≥10:1或≤1:1的情况下，资源化回收了氯化钠、硫酸钠等有价值的盐分，而且简化了分质结晶装置的流程，降低了分质结晶的运行难度，提高了结晶盐的品质，降低了运行费用，具有显著的经济效益与社会效益。
附图说明
图1为本申请实施例的处理工艺的流程示意图。
图2为本申请实施例的结构示意图。
图中：101高盐废水池、102高效浓缩装置、103蒸发进水池、104蒸发结晶装置、105冷冻进水池、106冷冻结晶装置、107回溶盐水池、108硝重结晶装置、109回用水池、110冷凝水池、111结晶进水池、112混盐结晶装置、113高效浓缩供水泵、114蒸发进水泵、115结晶母液泵、116冷冻进液泵、117冷冻芒硝输送机、118硝重结晶进水泵、119冷凝水泵、120冷冻母液泵、121硝重结晶母液泵、122冷凝水泵、123结晶进水泵、124冷凝水泵。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本申请而不限于限制本申请的范围。实施例中采用的实施条件可以随具体项目的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
本申请实施方式提出一种简单高效的高盐废水的分质结晶装置，该分质结晶装置针对待处理的高盐废水的含盐量≥2％(质量百分比)，盐硝比(氯化钠与硫酸钠的质量比)≥10:1或≤1:1高盐废水场合，处理包括高效浓缩段、蒸发结晶段、冷冻结晶段、硝重结晶段和混盐结晶段。高效浓缩段基于电渗析装置或高压反渗透装置产生浓缩后的浓盐水含盐量为10％～24％(质量百分比)。电渗析回收率≥80％，膜元件为均相膜或合金膜，运行电流密度≤350A/m2，高压反渗透回收率≥80％，膜元件为卷式或碟式聚酰胺复合膜，运行压力≤120bar。若待处理的废水中氯化钠含量太低，量太少时，可以不回收氯化钠且省略硝重结晶装置，提高处理的效率同时降低运行能耗。如：盐硝比(氯化钠与硫酸钠的质量比)≤1:1时，硝重结晶装置108可省略不用，回溶盐水池的高盐水由硝重结晶进水泵送至蒸发结晶装置，以简化处理工艺。本申请提出分质结晶工艺，针对煤化工等场合产生的含盐量≥2％(质量百分比)，盐硝比(氯化钠与硫酸钠的质量比)≥10:1或≤1:1的高盐废水。分质结晶盐的品质、产率满足环保的要求。
下面结合图1来描述本申请提出的高盐废水的分质结晶装置，其运行时包括高效浓缩段、蒸发结晶段、冷冻结晶段、硝重结晶段和混盐结晶段。
该高效浓缩段将待处理的高盐废水高效浓缩段浓缩以产生含盐量为10％～24％(质量百分比)浓盐水，浓盐水经管道输送至蒸发进水池。
该蒸发结晶段，以分离出氯化钠或无水硫酸钠结晶盐，蒸发产生的冷凝液由冷凝装置排入冷凝装置中、蒸发母液输送至冷冻进水池。
该冷冻结晶段，以分离出十水硫酸钠结晶盐，分离出的十水硫酸钠(也称芒硝)结晶盐经由冷冻芒硝输送装置输送至回溶盐水池形成硫酸钠盐水，冷冻母液排入结晶进水池；回溶的硫酸钠盐水被输送至的硝重结晶装置(待处理的高盐废水中氯化钠与硫酸钠的质量比≤1:1时省略硝重结晶装置)，用以分离出无水硫酸钠结晶盐，蒸发冷凝液由冷凝水泵排入冷凝水池。
混盐结晶段，经混盐结晶装置处理以分离出混合结晶盐，分离出的混合结晶盐作为废弃物安全处置，蒸发冷凝液由冷凝水泵排入冷凝水池。
本申请实施方式提出一种简单高效的高盐废水的分质结晶装置，其包括：高效浓缩装置、蒸发结晶装置、冷冻结晶装置、硝重结晶装置和混盐结晶装置，各装置间经管道与液体泵、固体输送机连接。
下面结合图2来描述本申请第一实施例的分质结晶装置，其包括：
高效浓缩装置102、蒸发结晶装置104、冷冻结晶装置106、硝重结晶装置108和混盐结晶装置112，装置间经管道与液体泵、固体输送机连接。
高效浓缩装置102具有：进水口，其通过管道连接待处理的高盐废水池101(优选的，进水口连接高效浓缩供水泵113)，第一出水口，其经管道与回用水池109或前段回用水装置的进水口连接，第二出水口，其经管道连接蒸发进水池103的进水口，冷冻结晶装置106具有进水口，其经管道连接冷冻进水池105的出水口，冷冻结晶装置106具有结晶盐出口，该结晶盐出口经管道冷冻芒硝输送机连接回溶盐水池107的进口，及冷冻母液出口，该冷冻母液出口经管道及冷冻母液泵120连接结晶进水池111的进水口，硝重结晶装置108具有进水口，该进水口经管道和硝重结晶进水泵118连接进而连接至回溶盐水池107的出水口，蒸发冷凝液出口，该蒸发冷凝液出口经管道和凝水泵122连接冷凝水池110的进水口。
蒸发结晶装置104具有：进水口，其经管道连接蒸发进水池103的出水口；蒸发冷凝液出水口，其经管道连接冷凝水池110；蒸发母液出口，其经管道连接冷冻进水池105的进水口。
硝重结晶装置108的蒸发母液出水口经管道和硝重结晶母液泵121连接结晶进水池111的进水口，混盐结晶装置112的进水口经管道和结晶进水泵123连接结晶进水池111的出水口，混盐结晶装置112的蒸发冷凝液出口经管道和冷凝水泵124连接冷凝水池110的进水口。本实施例的工艺包括高效浓缩、蒸发结晶、冷冻结晶、硝重结晶和混盐结晶五个部分，以典型煤化工零排放装置待处理浓盐废水为例，经过前段回用水装置浓缩后，水量34m3/h，含盐量3.5％，其中，主要盐分为硫酸钠和氯化钠，硫酸根450mg/L，氯根21240mg/L，COD182mg/L，总硬度10mg/L，总碱度20mg/L，可溶硅30mg/L，经过本简单高效的高盐废水零排放及分质结晶工艺处理后，最终得到产品工业盐收率＞85％，回用水收率＞98％。
高效浓缩装置102浓缩后的浓盐水含盐量为10％～24％(质量百分比)，COD≤500mg/L。高效浓缩装置为电渗析装置或高压反渗透装置，电渗析回收率≥80％，膜元件为均相膜或合金膜，运行电流密度≤350A/m2，高压反渗透回收率≥80％，膜元件为卷式或蝶式聚酰胺复合膜，运行压力≤120bar。蒸发结晶装置104为单效、多效或机械蒸汽再压缩装置，结晶温度为60℃～100℃，盐收率为50％～95％。硝重结晶装置108为单效蒸发结晶装置，结晶温度为80℃～110℃，盐收率为80％～99％。混盐结晶装置112为单效蒸发结晶装置，结晶温度为60℃～110℃，盐收率为80％～99％。
本实施例的分质结晶装置运行时包括下列步骤：
A.前段回用水装置产生高盐废水汇集在高盐废水池101内，由高效浓缩供水泵113送至高效浓缩装置102，产水输送至回用水池109或前段回用水装置，浓水输送至蒸发进水池103；
B.蒸发进水池103的浓水由蒸发进水泵114输送至蒸发结晶装置104，分离出的氯化钠结晶盐，经干燥及包装后作为产品盐，蒸发冷凝液由冷凝水泵119排入冷凝水池110，蒸发母液由结晶母液泵115排入冷冻进水池105；
C.冷冻进水池105的浓盐水由冷冻进液泵116输送至冷冻结晶装置106，分离出的十水硫酸钠结晶盐，由冷冻芒硝输送机117输送至回溶盐水池107形成硫酸钠盐水，冷冻母液由冷冻母液泵120排入结晶进水池111；
D.回溶的硫酸钠盐水由硝重结晶进水泵118输送至的硝重结晶装置108，分离出的无水硫酸钠结晶盐，经干燥及包装后作为产品盐，蒸发冷凝液由冷凝水泵122排入冷凝水池110，少量蒸发母液由硝重结晶母液泵121排入结晶进水池111；
E.结晶进水池111的浓盐水由结晶进水泵123输送至混盐结晶装置112，分离出的混合结晶盐，作为废弃物安全处置，蒸发冷凝液由冷凝水泵124排入冷凝水池110。步骤A/B/C/D/E中冲洗、化学清洗均采用装置自产水，周期性产生的化学清洗排放水均回收至前段回用水装置。硝重结晶装置108的进水为冷冻结晶装置106产出的中间盐分经回溶至含盐量为15％～24％(质量百分比)的硫酸钠盐水。上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分。
实施例2，
本实施例与实施例1不同的是在特定组分的高盐废水，其盐硝比(氯化钠与硫酸钠的质量比)≤1:1的情况下，省略硝重结晶装置108，回溶盐水池107的高盐水由硝重结晶进水泵118送至蒸发结晶装置104，这样简化处理工艺。
本实施例的工艺包括高效浓缩、蒸发结晶、冷冻结晶和混盐结晶四个部分(参考实施例1)，以典型煤化工零排放装置待处理浓盐废水为例，经过前段回用水装置浓缩后，水量34m3/h，含盐量3.5％，其中，主要盐分为硫酸钠和氯化钠，硫酸根22540mg/L，氯根2720mg/L，COD 182mg/L，总硬度10mg/L，总碱度20mg/L，可溶硅30mg/L，经过本简单高效的高盐废水零排放及分质结晶工艺处理后，最终得到产品工业盐收率＞80％，回用水收率＞98％。
在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、“中”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置。高盐废水有时简称为浓盐水或浓水。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡如本申请精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，包括：
高效浓缩装置，其具有：
进水口，其通过管道连接待处理的高盐废水池，
第一出水口，其经管道与回用水池或前段回用水装置的进水口连接，
第二出水口，其经管道与蒸发进水池的进水口连接，
所述蒸发进水池的出水口经管道连接蒸发结晶装置的进水口，
蒸发结晶装置，其具有：
蒸发冷凝液出水口，其经管道连接冷凝水池的进水口连接，
蒸发母液出口，其经管道连接冷冻进水池的进水口，
冷冻结晶装置，其具有：
进水口，所述进水口经管道连接冷冻进水池的出水口，
结晶盐出口，其经管道及冷冻芒硝输送机连接回溶盐水池的进口，冷冻母液出口，其经管道连接结晶进水池的进水口，
回溶盐水池的出水口经管道与硝重结晶装置的进水口连接，或，
回溶盐水池的出水口经管道和硝重结晶进水泵与蒸发结晶装置的进水口连接，
硝重结晶装置具有：
蒸发冷凝液出口，其经管道和冷凝水泵连接冷凝水池的进水口，及，
蒸发母液出水口，其经管道和硝重结晶母液泵连接结晶进水池的进水口，结晶进水池的出水口经管道和结晶进水泵连接混盐结晶装置的进水口，混盐结晶装置还具有蒸发冷凝液出口，其经管道和冷凝水泵连接冷凝水池的进水口。
2.如权利要求1所述的高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，
所述高效浓缩装置为电渗析装置，所述电渗析装置包含电渗析膜元件，所述膜元件为均相膜或合金膜。
3.如权利要求1所述的高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，所述高效浓缩装置为高压反渗透装置，其内具有高压反渗透膜元件，所述高压反渗透膜元件为卷式或碟式聚酰胺复合膜，其运行压力≤120bar。
4.如权利要求1所述的高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，所述蒸发结晶装置为单效、多效或机械蒸汽再压缩装置，结晶温度为60℃～100℃。
5.如权利要求1所述的高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，所述冷冻结晶装置的结晶温度为-10℃～5℃。
6.如权利要求1所述的高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，
所述硝重结晶装置为单效蒸发结晶装置，结晶温度为80℃～110℃。
7.如权利要求1所述的高盐废水的分质结晶装置，其特征在于，所述混盐结晶装置为单效蒸发结晶装置，结晶温度为60℃～110℃。
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| CN202022030147.9U CN212269769U (zh) | 2020-09-16 | 2020-09-16 | 一种高盐废水的分质结晶装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111977882A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-11-24 | 麦王环境技术股份有限公司 | 一种高盐废水零排放的分质结晶装置及工艺 |
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2020
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