一种造气冷凝液资源化系统及装置
技术领域
本发明涉及一种高盐废水资源化的系统及装置,具体涉及一种造气冷凝液资源化系统及装置。
背景技术
高盐废水一般来自石油化工、煤化工、采矿、电厂等行业的生产过程,在经过了传统的水处理后,水中的无机盐逐渐被浓缩,从而形成的无机盐含量较高,同时还含有高COD、氨氮等的一类废水。
液体零排放(ZLD,Zero Liquid Discharge),是指通过特定的工艺技术将液体污水浓缩,产生可供循环利用的回用水,将废水的排放量尽量减少到最低,将废水中的盐分与杂质进行浓缩至接近固体。液体零排放技术综合应用了物理、化学、生化、以及膜分离,蒸发结晶和/或干燥等过程,实现水的回收与利用。
造气冷凝液含有大量氨气、二氧化碳,以及COD、氟离子等物质。针对该冷凝液的处理,为了满足环保达标排放或零排放的要求,往往需要经过传统的预处理、脱氨、生化、膜浓缩、蒸发结晶等过程,工艺流程长,投资运行成本高。特别是,随着环保标准的日益严格,传统水处理工艺单元越做越长,随水质水量波动的适应性越来越差,难以长期稳定运行。因此,根据水质特征,采用工艺单元简短,设备投资低,运行稳定可靠的适合造气冷凝液处理的工艺具有重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种造气冷凝液资源化系统及装置,可以有效降低投资成本和运行成本。具体是由预处理单元,调质单元,浓缩单元,结晶单元,产品水精制单元及废气处理单元组成。废水依次经过预处理单元,调质单元,浓缩单元,结晶单元,产品水精制单元,生成产品水和固体盐,过程中产生的废气经废气处理单元处理后排放。该系统及装置的特点是与传统的液体零排放工艺相比,工艺流程短,设备投资和运行费用都明显降低。
本发明的目的可以通过以下措施来达到:
一种造气冷凝液资源化系统及装置,其特征在于该系统由预处理单元,调质单元,浓缩单元,结晶单元,产品水精制单元及废气处理单元组成。废水依次经过预处理单元,调质单元,浓缩单元,结晶单元,产品水精制单元,生成产品水和固体盐,过程中产生的废气经废气处理单元处理后排放,所述预处理单元包括调节池,树脂交换器,絮凝反应器,过滤器,氧化反应器中的一种或一种以上的组合,所述调质单元包括反应池,脱气塔或脱气膜中的一种或一种以上的组合,废水经过调质单元后气体含量小于200mg/L,所述浓缩单元采用降膜蒸发,膜技术或两者组合技术进行浓缩,浓缩液质量分数小于50%,所述结晶单元包括结晶器,杂盐结晶器,所述产品水精制单元包括脱氨,氧化,活性炭过滤,反渗透,纳滤,脱气中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的树脂交换器可以是阴离子树脂交换器,阳离子树脂交换器,螯合树脂交换器,吸附树脂交换器中的一种或者一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的絮凝反应器可以是高密度沉淀池,介质加载沉淀池,气浮池中的一种或者一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的过滤器可以是活性炭过滤器,多介质过滤器,微滤,超滤中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的氧化反应器可以是曝气池,臭氧氧化反应器,臭氧催化氧化反应器,芬顿反应器,电催化反应器,铁碳微电解反应器中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述调质单元中加入酸,碱中的一种或者一种以上的组合;所述脱气塔采用真空,空气或水蒸汽中的一种或一种以上的组合对废水中的气体进行脱除。
进一步地,所述浓缩单元采用降膜蒸发进行浓缩,降膜蒸发器可以是垂直管降膜蒸发器,水平管降膜蒸发器,板式蒸发器中的一种或一种以上的组合,工艺可以是机械蒸汽压缩降膜蒸发工艺,热力蒸汽压缩降膜蒸发工艺,外供蒸汽降膜蒸发工艺中的一种或者一种以上的组合。
进一步地,所述浓缩单元采用膜技术进行浓缩,膜技术可以是纳滤,反渗透,电渗析,正渗透,膜蒸馏中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述结晶单元可以采用蒸发结晶,冷却结晶,熔融结晶中的一种或一种以上的组合,所述结晶器可以是强制循环结晶器,DTB结晶器,OSLO结晶器,所述杂盐结晶器可以是强制循环结晶器,耙式干燥机,喷雾干燥机中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述固体盐是指氯化铵,硫酸铵,硝酸铵,磷酸铵,碳酸钠,十水碳酸钠,一水碳酸钠,碳酸氢钠,氯化钠,硫酸钠中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述废气处理单元可以采用溶液吸收,固相吸附,燃烧方法中的一种或一种以上的组合。
与已有技术相比,本发明的优点:该系统及装置的特点是工艺流程短,投资和运行成本低,固体盐具有较高的经济价值。
附图说明
图1为本发明系统及装置的配套单元整体连接示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于发明保护的范围。
下面结合实施例和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
参见附图:一种造气冷凝液资源化系统及装置,其特征在于该系统由预处理单元,调质单元,浓缩单元,结晶单元,产品水精制单元及废气处理单元组成。废水依次经过预处理单元,调质单元,浓缩单元,结晶单元,产品水精制单元,生成产品水和固体盐,过程中产生的废气经废气处理单元处理后排放,所述预处理单元包括调节池,树脂交换器,絮凝反应器,过滤器,氧化反应器中的一种或一种以上的组合,所述调质单元包括反应池,脱气塔或脱气膜中的一种或一种以上的组合,废水经过调质单元后气体含量小于200mg/L,所述浓缩单元采用降膜蒸发,膜技术或两者组合技术进行浓缩,浓缩液质量分数小于50%,所述结晶单元包括结晶器,杂盐结晶器,所述产品水精制单元包括脱氨,氧化,活性炭过滤,反渗透,纳滤,脱气中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的树脂交换器可以是阴离子树脂交换器,阳离子树脂交换器,螯合树脂交换器,吸附树脂交换器中的一种或者一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的絮凝反应器可以是高密度沉淀池,介质加载沉淀池,气浮池中的一种或者一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的过滤器可以是活性炭过滤器,多介质过滤器,微滤,超滤中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述预处理单元中的氧化反应器可以是曝气池,臭氧氧化反应器,臭氧催化氧化反应器,芬顿反应器,电催化反应器,铁碳微电解反应器中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述调质单元中加入酸,碱中的一种或者一种以上的组合;所述脱气塔采用真空,空气或水蒸汽中的一种或一种以上的组合对废水中的气体进行脱除。
进一步地,所述浓缩单元采用降膜蒸发进行浓缩,降膜蒸发器可以是垂直管降膜蒸发器,水平管降膜蒸发器,板式蒸发器中的一种或一种以上的组合,工艺可以是机械蒸汽压缩降膜蒸发工艺,热力蒸汽压缩降膜蒸发工艺,外供蒸汽降膜蒸发工艺中的一种或者一种以上的组合。
进一步地,所述浓缩单元采用膜技术进行浓缩,膜技术可以是纳滤,反渗透,电渗析,正渗透,膜蒸馏中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述结晶单元可以采用蒸发结晶,冷却结晶,熔融结晶中的一种或一种以上的组合,所述结晶器可以是强制循环结晶器,DTB结晶器,OSLO结晶器,所述杂盐结晶器可以是强制循环结晶器,耙式干燥机,喷雾干燥机中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述固体盐是指氯化铵,硫酸铵,硝酸铵,磷酸铵,碳酸钠,十水碳酸钠,一水碳酸钠,碳酸氢钠,氯化钠,硫酸钠中的一种或一种以上的组合。
进一步地,所述废气处理单元可以采用溶液吸收,固相吸附,燃烧方法中的一种或一种以上的组合。
本发明系统及装置在具体运行使用时:
实施例1:某工厂有一股造气冷凝液需要进行液体零排放处理,该废水经过预处理单元除氟除COD后,进入调质单元加入硫酸,调节pH值在4~5.5之间后进入脱气塔脱除气体,脱除气体后进入机械蒸汽压缩降膜蒸发器进行蒸发浓缩至质量分数30%,然后再进入蒸发结晶器中进行蒸发结晶得到固体盐硫酸铵,同时蒸发结晶器中外排一股浓液去杂盐结晶器得到杂盐。蒸馏液经过脱氨树脂和活性炭过滤器后得到产品水。预处理单元和调质单元过程中产生的废气采用碱液吸收处理后排放。
实施例2:某工厂有一股造气冷凝液需要进行液体零排放处理,该废水经过预处理单元除氰除氟后,进入调质单元加入盐酸,调节pH值在4~5.5之间后进入脱气塔采用真空与空气两级脱气脱除气体,脱除气体后进入热力蒸汽压缩降膜蒸发器进行蒸发浓缩至质量分数50%,然后再进入冷却结晶器中进行冷却结晶得到固体盐氯化铵,冷却母液一部分返回降膜蒸发单元,一部分外排去杂盐结晶器得到杂盐。蒸馏液经过纳滤净化后得到产品水。调质单元过程中产生的废气采用固体吸附剂吸收处理后排放。
实施例3:某工厂有一股造气冷凝液需要进行液体零排放处理,该废水经过预处理单元除COD后,进入调质单元加入氢氧化钠,调节pH值在10~12之间后采用脱气膜脱除气体,脱除气体后进入外供蒸汽降膜蒸发器进行蒸发浓缩至质量分数30%,然后再进入冷却结晶器中进行冷却结晶得到固体盐十水碳酸钠,冷却母液一部分返回降膜蒸发单元,一部分外排去杂盐结晶器得到杂盐。蒸馏液经过活性炭过滤后得到产品水。预处理单元过程中产生的废气采用燃烧处理后排放。
实施例4:某工厂有一股造气冷凝液需要进行液体零排放处理,该废水经过预处理单元除氟除悬浮物后,进入调质单元加入硫酸,调节pH值在4~5.5之间后进入脱气塔脱除气体,脱除气体后先采用反渗透进行浓缩,再进入机械降膜蒸发器进行蒸发浓缩至质量分数40%,然后再进入冷却结晶器中进行冷却结晶得到固体盐硫酸铵,冷却母液一部分返回降膜蒸发单元,一部分外排去杂盐结晶器得到杂盐。反渗透产水和蒸馏液混合后经过脱氨树脂处理后得到产品水。预处理单元和调质单元过程中产生的废气采用碱液吸收处理后排放。
实施例5:某工厂有一股造气冷凝液需要进行液体零排放处理,该废水经过预处理单元除杂质后,进入调质单元加入硫酸,调节pH值在4~5.5之间后进入脱气塔脱除气体,脱除气体后先采用反渗透进行浓缩,再采用电渗析进行浓缩至质量分数18%,然后再进入蒸发结晶器中进行蒸发结晶得到固体盐硫酸铵,同时蒸发结晶器中外排一股浓液去杂盐结晶器得到杂盐。电渗析淡水和蒸馏液混合后经过反渗透净化后得到产品水。预处理单元,调质单元和浓缩单元过程中产生的废气采用固体吸附剂吸收处理后排放。
本发明在实际使用时,能够解决造气冷凝液水处理工艺过程存在的整体工艺流程长,投资运行成本高的缺点;本发明一种造气冷凝液资源化系统及装置还能够解决这些传统普通造气冷凝液水处理工艺存在的以下问题:随着环保标准的日益严格,传统普通的水处理工艺单元被越做越长,这些传统普通的水处理工艺单元随水质水量波动的适应性差,难以长期稳定运行。
同时,该系统及装置的特点是工艺流程短,投资和运行成本低,固体盐具有较高的经济价值。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
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