一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理系统和方法技术方案

本发明专利技术属于水处理技术领域，具体涉及一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理系统和方法，包括如下步骤：焦化废水预处理包括全自动砂过滤、活性炭吸附再生、超滤和软化；膜分盐浓缩处理包括低压纳滤、高压纳滤、提纯纳滤、反渗透处理；浓缩处理、氟、硅去除、电渗析浓缩和蒸发结晶；得到纯度大于92％以上的工业级氯化钠产品；硫酸钠浓缩液先进入冷冻结晶装置，生成芒硝，芒硝加热熔化后进入蒸发结晶、离心、干燥系统，得到纯度95％以上的工业级硫酸钠产品。通过本发明专利技术系统和方法实现了焦化废水零排放，此工艺技术为国内外焦化废水零排放创新工艺。

A zero discharge treatment system and method of coking wastewater by membrane concentration and salt separation

【技术实现步骤摘要】
一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理系统和方法
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理技术、系统和方法。
技术介绍
焦化废水组成复杂而多变，其成分与性质随煤的组成和性质、炭化温度及煤气化与化工产品精制工艺不同而变化。所含污染物可分为无机物和有机物两大类。无机物一般以铵盐形式存在，有机物有酚类化合物、脂肪族化合物、杂环类化合物和多环芳香烃等，焦化废水中有机物成分复杂难降解，属于处理难度较大的废水类。目前，焦化废水处理工艺大多采用A/O处理法，即缺氧和好氧法处理，主要采用生物法降解废水中COD和氨氮、总氮，焦化废水是经过生化处理后直接排放或送至钢铁单元再利用(大部分用来高炉冲渣和熄焦)。随着国家环保要求提高，新建焦化企业和部分环保要求较高地区实施了新标准(GB16171-2012中表2)和特别排放(GB16171-2012中表3)要求，单位产品基准排水量由现有1.0m3/t焦上升到0.4m3/t焦和0.3m3/t焦，大部分焦化企业尤其是新建和改造的焦化企业废水排放不能满足新的和特别排放要求。少量焦化企业将焦化废水膜浓缩后的浓水进行蒸发结晶，得到工业水和混盐，由于混盐含有有机物等杂质，属于危废物，处置费用高昂。焦化废水如何去除其中的有机物等污染物、将其中的盐类物质提纯作为工业产品，实现焦化废水零排放技术具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种焦化废水零排放处理系统、方法和技术将废水中有机物、氟、硅、钙和镁去除，将其中氯化钠和硫酸钠盐分离并浓缩，通过冷冻和蒸发结晶得到工业级盐类产品，实现焦化废水零排放。一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)焦化废水预处理：所述焦化废水预处理包括全自动砂过滤、活性炭吸附再生、超滤和软化；所述焦化废水的水质指标为：PH为7～8，COD为300～550mg/l，Cl-为8000～12000mg/l，SO42-为10000～14000mg/l，Na+为11000～15000mg/l，F-为50～200mg/l，总氰为10～20mg/l，总氮为200～500mg/l，钙为10～30mg/l，镁为5～10mg/l，TDS为20000～40000mg/l，悬浮物为30～50mg/l；所述焦化废水打入全自动砂过滤，将焦化废水中的悬浮物去除到5mg/l以下，过滤后的水进入活性炭吸附塔，活性炭为煤基压块破碎颗粒炭，粒径尺寸：5目～50目，吸附碘值为800～1100，活性炭吸附塔的出水进入超滤装置，(所述超滤采用常规超滤膜)，超滤产水进入2套并联的软化系统，通过弱酸阳离子树脂将废水中钙镁离子去除，产水钙离子小于2mg/l，镁离子小于1mg/l；(2)膜分盐浓缩处理：所述膜分盐浓缩处理包括低压纳滤、高压纳滤、提纯纳滤、反渗透处理；软化处理后的废水打入低压纳滤装置，低压纳滤处理能力20～30m3/h，低压纳滤设2～3段，中间设段间泵，低压纳滤膜将废水中一价和二价离子分开，浓水浓缩2～4倍，SO42-为25000～45000mg/l，TDS为50000～80000mg/l，浓水去高压纳滤，产水去提纯纳滤；高压纳滤通过高压泵和高压纳滤膜进一步将低压纳滤浓水中的二价盐浓缩，高压纳滤设1～2段，高压泵带变频装置，压力为5～10MPa，在浓水后和高压纳滤泵前设置能量回收装置，浓水浓缩2～4倍，SO42-为65000～90000mg/l，TDS为100000～150000mg/l，浓水作为硫酸钠冷冻和蒸发结晶原料，产水去提纯纳滤；提纯纳滤产水进入反渗透装置，反渗透处理量为10～20m3/h，反渗透设2～3段，进水泵采用高压变频泵，段间采用段间泵，高压泵压力2～5MPa，浓水浓缩2～4倍，Cl-为15000～30000mg/l，TDS为35000～60000mg/l，SO42-为100～200mg/l；(3)浓缩处理、氟、硅去除、电渗析浓缩和蒸发结晶；反渗透膜浓缩后废水分别通过添加氯化钙溶液浓度为20～35％，氧化镁或氯化镁溶液浓度为5～20％，碳酸钠溶液浓度为10～25％，生成固体沉淀物，采用管式微滤膜去除以上产生的悬浮物；经过除氟、除硅和除钙镁后废水进入电渗析装置，电渗析装置采用2～3组并联方式，浓缩液浓缩2～4倍，浓缩液作为氯化钠蒸发结晶原料，产水返回到以上所述低压纳滤进水循环利用；电渗析浓缩液直接进入氯化钠蒸发结晶、浓缩和离心、包装系统，得到纯度大于92％以上的工业级氯化钠产品；硫酸钠浓缩液先进入冷冻结晶装置，生成芒硝，芒硝加热熔化后进入蒸发结晶、离心、干燥系统，得到纯度95％以上的工业级硫酸钠产品。进一步，所述全自动砂过滤为全自动双罐砂过滤器，采用过滤水进行反清洗；砂采用石英砂，滤料粒径0.25～0.55mm,过滤流速0.3～0.8m/s。进一步，过滤水在活性炭吸附塔的停留时间约1～3小时。更进一步，吸附后的活性炭经过再生炉再生后返回循环使用，损失量定期补充，活性炭处理后的废水COD降至100～200mg/l。根据本专利技术所述一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理方法，超滤系统产水SDI值小于3。根据本专利技术所述一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理方法，提纯纳滤分离低压纳滤和高压纳滤产水中的SO42-，以免影响一价氯化钠盐的纯度，提纯纳滤根据浓缩要求设2～3段，提纯纳滤产水SO42-为30～80mg/l，TDS为10000～25000mg/l。根据本专利技术所述一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理方法，反渗透膜浓缩后废水分别通过添加氯化钙溶液、氧化镁溶液和碳酸钠溶液生成固体沉淀物，采用管式微滤膜去除以上产生的悬浮物，通过上述处理后的废水中F-含量为10～80mg/l，SiO2含量为10～30mg/l，Ca2+含量为5～30mg/l，Mg2+含量为1～10mg/l，浊度小于1ntu。根据本专利技术所述一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理方法，电渗析装置采用2～3组并联方式，电渗析由膜片、框架、电极、高频电源和配套槽罐等组成，处理废水量为10～20m3/h。进一步，蒸发结晶装置包括氯化钠蒸发结晶和硫酸钠冷冻结晶、蒸发结晶装置。本专利技术还提供一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理系统，依次包括：进水泵1，2-全自动双罐砂过滤器2，吸附进水泵3，吸附塔4，超滤5，软化进水泵6，弱酸树脂床7，低压纳滤进水泵8，低压纳滤9，高压纳滤进水泵10，高压纳滤11，提纯纳滤14，反渗透进水泵15，再浓缩反渗透16，除氟除硅除钙镁17，管式微滤循环泵18，管式微滤19，电渗析进水泵20，电渗析21，氯化钠进料泵22，氯化钠蒸发结晶23；所述高压纳滤11还依次连接硫酸钠进料泵12，硫酸钠冷冻结晶和蒸发结晶13；提纯纳滤14的出口还与低压纳滤进水泵8连接；低压纳滤9还与提纯纳滤14的入口连接。本专利技术提供的一种焦化废水零排放处理技术包括预处理、纳滤和反渗透膜分盐和浓缩处理、氟、硅去除、电渗析浓缩和蒸发(冷冻)结晶等部分。焦化废水进水水质指标为：PH为7～8，COD为300～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)焦化废水预处理：所述焦化废水预处理包括全自动砂过滤、活性炭吸附再生、超滤和软化；/n所述焦化废水的水质指标为：PH为7～8，COD为300～550mg/l，Cl

【技术特征摘要】
1.一种焦化废水膜浓缩分盐零排放处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)焦化废水预处理：所述焦化废水预处理包括全自动砂过滤、活性炭吸附再生、超滤和软化；
所述焦化废水的水质指标为：PH为7～8，COD为300～550mg/l，Cl-为8000～12000mg/l，SO42-为10000～14000mg/l，Na+为11000～15000mg/l，F-为50～200mg/l，总氰为10～20mg/l，总氮为200～500mg/l，钙为10～30mg/l，镁为5～10mg/l，TDS为20000～40000mg/l，悬浮物为30～50mg/l；
所述焦化废水打入全自动砂过滤，将焦化废水中的悬浮物去除到5mg/l以下，过滤后的水进入活性炭吸附塔，活性炭为煤基压块破碎颗粒炭，粒径尺寸：5目～50目，吸附碘值为800～1100，活性炭吸附塔的出水进入超滤装置，超滤产水进入2套并联的软化系统，通过弱酸阳离子树脂将废水中钙镁离子去除，产水钙离子小于2mg/l，镁离子小于1mg/l；
(2)膜分盐浓缩处理：所述膜分盐浓缩处理包括低压纳滤、高压纳滤、提纯纳滤、反渗透处理；
软化处理后的废水打入低压纳滤装置，低压纳滤处理能力20～30m3/h，低压纳滤设2～3段，中间设段间泵，低压纳滤膜将废水中一价和二价离子分开，浓水浓缩2～4倍，SO42-为25000～45000mg/l，TDS为50000～80000mg/l，浓水去高压纳滤，产水去提纯纳滤；高压纳滤通过高压泵和高压纳滤膜进一步将低压纳滤浓水中的二价盐浓缩，高压纳滤设1～2段，高压泵带变频装置，压力为5～10MPa，在浓水后和高压纳滤泵前设置能量回收装置，浓水浓缩2～4倍，SO42-为65000～90000mg/l，TDS为100000～150000mg/l，浓水作为硫酸钠冷冻和蒸发结晶原料，产水去提纯纳滤；
提纯纳滤产水进入反渗透装置，反渗透处理量为10～20m3/h，反渗透设2～3段，进水泵采用高压变频泵，段间采用段间泵，高压泵压力2～5MPa，浓水浓缩2～4倍，Cl-为15000～30000mg/l，TDS为35000～60000mg/l，SO42-为100～200mg/l；
(3)浓缩处理、氟、硅去除、电渗析浓缩和蒸发结晶；
反渗透膜浓缩后废水分别通过添加浓度为20～35％的氯化钙溶液，浓度为5～20％的氧化镁或氯化镁溶液，浓度为10～25％的碳酸钠溶液，生成固体沉淀物，采用管式微滤膜去除以上产生的悬浮物；经过除氟、除硅和除钙镁后废水进入电渗析装置，电渗析装置采用2～3组并联方式，浓缩液浓缩2～4倍，浓缩液作为氯化钠蒸发结晶原料，产水返回到以上所述低压纳滤进水循环利用；
电渗析浓缩液直接进入氯化钠蒸发结晶、浓缩和离心、包装系统，得到纯度大于92％以上的工业级氯化钠产品；硫酸钠浓缩液先进入冷冻结晶装置，生成芒硝，芒硝加热熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄文，裘慕贤，金学文，
申请(专利权)人：宝武炭材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31