[发明专利]一种用于高盐废水的低压高倍浓缩的系统及方法

说明书

本发明公开了一种用于高盐废水的低压高倍浓缩的系统及方法，包括反渗透膜装置，用于在进水端接收高盐废水并过滤出第一反渗透产水和第一反渗透浓水；逆流反渗透膜装置，用于接收第一反渗透浓水进行提浓处理，以产生第二反渗透浓水和第二反渗透产水，并将第二反渗透浓水通过逆流反渗透膜装置的产水端回流至反渗透膜装置的进水端，以降低逆流反渗透膜装置内反渗透膜两侧的渗透压差。该用于高盐废水的低压高倍浓缩的系统和方法，突破了常规反渗透膜工艺的局限，能够在较低的压力下对浓盐水进一步提浓，可浓缩至接近饱和的程度，有效减少浓水体积，降低后续的处理成本，显著提升反渗透膜的浓缩效果和运行稳定性。

技术领域

本发明属于高盐废水处理领域，具体涉及一种用于高盐废水的低压高倍浓缩的系统及方法。

背景技术

在海水淡化和某些工业生产过程中往往会产生大量的、含盐量高的废水，高含盐废水指的是总含盐量(以氯化钠计)超过3.5％的废水，其含有大量的Na⁺、C1^-、S0₄^2-等离子以及一些难以降解的有机物。未经处理直接排放，一方面，会造成土壤或者水体系统中生物、植物因脱水而死亡；另一方面，可能使得水体发生富营养化；此外，类似氯化钠等盐分经常是工业生产的原料，直接排放也会造成资源的浪费。因此，如何在对盐分有效回收的前提下，对高含盐废水进行合适的处理逐渐成为了工业生产过程中不可避免的问题。

目前，根据国内外的研究报道，处理高含盐废水的技术分别有生物法、膜法、蒸发法和离子交换法。其中，由于盐分会对微生物的正常新陈代谢功能会产生明显的抑制作用，往往需要对高盐废水稀释或进行其他预处理，这使得生物法处理含盐废水时的成本及占地面积大大提高。因此，目前更多地是应用物理化学技术对高含盐废水进行处理，主流的处理技术有膜处理技术、电化学技术、蒸发技术等。电化学技术处理含盐废水，不仅可以去除废水中的有机污染物，同时还能脱除废水中的盐分。采用铁碳微电解法进行处理高含盐有机废水的研究的结果表明，处理之后盐分和COD最佳的去除效果分别可以达到47％和57.6％，废水可生化性也能得到显著提升。虽然电化学对于高盐废水COD的去除效果良好，但该类方法普遍处理成本较高，难以在工业上进行推广。蒸发技术是通过加热的方式使得溶剂以及沸点较低的溶质汽化，在这个过程中绝大部分溶质被保留到蒸发容器中得以浓缩，经过蒸发之后的废水体积能够显著减小从而实现废水的近零排放。目前应用比较广泛的加热蒸发技术有多级闪蒸技术、低温多效蒸馏技术、真空低温蒸发和机械式蒸汽再压缩(MechanicalVapor Recompression，简称MVR)技术。采用低温蒸发器对高盐废水进行处理的结果表明，废水的TDS和CODCr去除率可高达99.9％和99.8％。通过连续运行设备最终得到了废水中的重结晶盐,含水率为15.6％。虽然蒸发器对溶质的去除效果显著，但是其吨水耗电量及设备成本相对其它方法更高。因此通常与膜分离技术结合在一起使用，通过膜分离减少处理量从而降低成本。

关于高盐废水零排放处理工艺，目前国内更多地以耦合工艺为主而不是单一工艺，并且其中以膜技术+蒸发耦合工艺为主。该工艺实现的关键在于如何减少蒸发进水量，通过膜技术确实能够有效对废水进行提浓从而降低蒸发进水量，但是高盐废水的渗透压较高，反渗透膜技术的应用需要克服渗透压的影响才能进行浓缩，往往只能将含盐量提浓到10％左右便难以继续提浓，如何克服这个缺点对废水进一步提浓、降低后续处理成本及占地，将逐渐成为一个严峻的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于高盐废水的低压高倍浓缩的系统及方法，以解决废水体积大，提浓到10％左右便难以继续提浓，从而影响蒸发进水量等问题。

根据本发明的一方面，本申请的实施例提出了一种用于高盐废水的低压高倍浓缩的系统，包括：

反渗透膜装置，用于在进水端接收高盐废水并过滤出第一反渗透产水和第一反渗透浓水；