本發(fā)明涉及一種氯堿廢水的處理系統(tǒng)及工藝，具體涉及一種利用氯化鈉電解液作為汲取液的氯堿廢水正滲透處理系統(tǒng)及處理工藝，屬于環(huán)保水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

氯堿化工是以氯化鈉水溶液為原料制取氫氧化鈉、氯氣、氫氣，并以氫氧化鈉、氯氣和氫氣作為原料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品的一類工業(yè)。氯堿行業(yè)在生產(chǎn)過程中需要使用大量的水來化鹽，同時在后續(xù)的化工工藝中也會產(chǎn)生大量的富含鹽分和有機物的廢水。隨著國家對環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)要求越來越高，實現(xiàn)水資源的高效循環(huán)利用和廢水廢渣的超低排放具有十分重要的現(xiàn)實意義。

氯堿化工廢水中污染物成分復(fù)雜，沖擊負(fù)荷較大，懸浮物濃度高，既包括含堿、含酸、含高鹽、氯氣等無機廢水，又包括pvc等工藝離心母液等難降解有機廢水，廢水中缺乏氮磷營養(yǎng)鹽，而且污染物呈溶解狀、懸浮狀或乳化狀，并且某些污染物還具有持久不散的難聞氣味，處理難度大。而這也是造成氯堿化工廢水采用簡單的處理方法難以實現(xiàn)經(jīng)濟有效的回收利用或排放的原因所在。

此外，氯堿化工廢水還具有水量大、水質(zhì)變化快、含鹽量高、水質(zhì)成份復(fù)雜、副產(chǎn)物多、污染物濃度高、難生物降解物質(zhì)多、b/c比值低、可生化性差、重金屬催化劑、鹽、酸堿、表面活性劑等有毒有害污染物多等特點，如不處理直接排放，會對水體生物、生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水產(chǎn)生極大的危害。同時，高鹽廢水對工業(yè)設(shè)備有腐蝕作用，導(dǎo)致設(shè)備服務(wù)年限縮短，而在軟化該部分高鹽廢水的過程中所產(chǎn)生的軟化廢水又會對水體造成新的污染，進而形成惡性循環(huán)。

目前，處理高濃度含鹽廢水常用的處理方式有物理處理、化學(xué)處理、物化、生物處理以及膜處理等。其中，納濾(nf)和反滲透(ro)處理是最常用的膜處理方法之一，其工作原理是利用一定壓力下，高濃度溶液中的溶劑克服滲透壓通過半透膜向低濃度溶液轉(zhuǎn)移。由于該工藝需要克服滲透壓，因此，在反滲透系統(tǒng)中，可處理的鹽濃度水平與工作壓力密切相關(guān)，要處理的鹽濃度越高，要求的壓力也越大。膜的通量也與壓力成正比，鹽濃度增加則需要提高工作壓力，而壓力過大則有可能會引起膜組件受損，且能耗也越高。在這種情況下，對高鹽濃度的進水而言，反滲透系統(tǒng)是不具優(yōu)勢的。此外，反滲透膜在高工作壓力下對有機物比較敏感，容易造成膜面的污堵，并且，還會因為濃差極化而造成膜面結(jié)晶或結(jié)垢，造成膜通量下降，影響系統(tǒng)穩(wěn)定經(jīng)濟運行。

由于氯堿行業(yè)廢水具有水量大、有機物和鹽濃度較高等特點，其經(jīng)過生化處理后雖然cod排放能達標(biāo)，但如果要達到鹽度的達標(biāo)排放必須要經(jīng)過脫鹽處理。采用目前常用的膜法富集濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶工藝，各類卷式膜可以將tds富集到30,000mg/l左右，振動膜或dtro膜技術(shù)可以將tds富集到100,000mg/l左右，然而，為了達到較高的富集濃度，還需要對進水做嚴(yán)格的預(yù)處理以防止膜污染。

正滲透(fo)是一種新型的膜分離處理技術(shù)，其以膜兩側(cè)的滲透壓差為驅(qū)動力，溶液中的水分子從高水化學(xué)勢區(qū)(原料液側(cè))通過正滲透膜向低水化學(xué)勢區(qū)(汲取液側(cè))傳遞，而溶質(zhì)分子或離子被阻擋攔截的一種膜分離處理技術(shù)。與反滲透等常用膜分離技術(shù)相比，正滲透不需要外加壓力作為分離驅(qū)動力(或者在較低的外加壓力下即可運行)，而是靠溶液自身的滲透壓差作為驅(qū)動力使水通過分離膜而最終使得原料液濃縮以及汲取液稀釋。相對于外加壓力驅(qū)動技術(shù)，其還具有回收率高以及膜污染情況較輕等顯著優(yōu)勢。

然而，當(dāng)前的正滲透工藝，為了考慮汲取液的回收再利用，通常采用易回收的氨等易揮發(fā)物質(zhì)作為汲取液，氨水一方面由于氣味比較大，影響生產(chǎn)及工作環(huán)境；另一方面，氨水的回收和循環(huán)利用工藝明顯增加了正滲透工藝的運行成本。而且，汲取液回收后的清水中如果銨離子或有機氮化合物的殘留，在電解槽內(nèi)會被氯轉(zhuǎn)化為極易爆炸的ncl3，伴隨氯氣在液氯工序聚積而可能發(fā)生爆炸。因此，采用氨水作為汲取液的正滲透工藝，其回收后的清水不適合于在系統(tǒng)內(nèi)回用，且運行成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、運行成本低，并可實現(xiàn)氯堿廢水的再生及零排放的氯堿廢水正滲透處理系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用該正滲透處理系統(tǒng)處理氯堿廢水的處理工藝。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種氯堿廢水正滲透處理系統(tǒng)，包括與氯堿廢水來水相連的正滲透處理單元，其中：所述正滲透處理單元包括正滲透膜組件，所述正滲透膜組件所產(chǎn)生的濃縮廢水出口依次連接有蒸發(fā)結(jié)晶單元以及離心脫水單元，所述正滲透膜組件的汲取液入口連接有一次鹽水儲罐，所述一次鹽水儲罐中具有用于提供給所述正滲透組件的汲取液。

優(yōu)選的是：所述汲取液為氯化鈉溶液。

優(yōu)選的是：所述系統(tǒng)還包括給所述一次鹽水儲罐提供汲取液的化鹽單元。

優(yōu)選的是：所述正滲透膜組件處理產(chǎn)生的稀釋鹽水進入到化鹽單元中作為化鹽用水。

優(yōu)選的是：所述系統(tǒng)還包括設(shè)置在于所述正滲透處理單元和化鹽單元之間的膜濃縮處理單元，且所述膜濃縮處理單元的濃縮液出口以及清液出口分別與一次鹽水儲罐的入水口以及化鹽單元的入水口相連。

優(yōu)選的是：所述系統(tǒng)還包括設(shè)置于正滲透處理單元的濃縮廢水出口與蒸發(fā)結(jié)晶單元之間的等離子氣化/氧化處理單元，所述等離子氣化/氧化處理單元包括：

優(yōu)選的是：所述系統(tǒng)還包括設(shè)置在廢水來水與正滲透處理單元之間的生化處理單元，所述生化處理單元包括：

本發(fā)明的另一目的，一種利用如上所述的正滲透處理系統(tǒng)處理氯堿廢水的處理工藝，其包括以下處理步驟：

a、以氯化鈉溶液作為汲取液對廢水進行正滲透處理；

b、對步驟a中正滲透處理產(chǎn)生的濃縮廢水進行蒸發(fā)結(jié)晶處理；

c、對步驟b中蒸發(fā)結(jié)晶處理產(chǎn)生的固相進行脫水處理，處理產(chǎn)生的液相返回至步驟b中進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，產(chǎn)生的固體鹽回收或外排。

優(yōu)選的是：所述步驟a中處理產(chǎn)生的稀釋鹽水和/或所述步驟b中處理產(chǎn)生的液相作為化鹽用水。

優(yōu)選的是：步驟a中處理產(chǎn)生的濃縮廢水先經(jīng)等離子氣化/氧化處理后再進行蒸發(fā)結(jié)晶處理；和/或?qū)Σ襟Ea中處理產(chǎn)生的稀釋鹽水先經(jīng)振動膜納濾處理，處理產(chǎn)生的濃縮鹽水作為步驟a中的正滲透處理的汲取液，處理產(chǎn)生的清液作為化鹽用水。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明采用氯化鈉溶液作為汲取液，利用正滲透工藝對氯堿廢水進行正滲透處理，可實現(xiàn)利用一種工藝同時解決中水回用以及廢水濃縮問題，并可節(jié)省正滲透處理汲取液的配置和再生費用，降低運行成本。此外，與傳統(tǒng)的反滲透處理工藝相比，本申請采用正滲透處理工藝，其能耗更低且抗有機物污堵能力強，并能使廢水濃度富集到20％以上，大幅降低后續(xù)蒸發(fā)處理成本。且系統(tǒng)處理過程中產(chǎn)生的清水可直接回用作為化鹽用水，實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

附圖說明

圖1示出了本發(fā)明所述的氯堿廢水正滲透處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做進一步說明。

如圖1所示，本發(fā)明所述的氯堿廢水正滲透處理系統(tǒng)，包括與氯堿廢水的來水相連的正滲透處理單元，所述正滲透處理單元包括正滲透膜組件，所述正滲透膜組件的進水側(cè)產(chǎn)生的濃縮廢水通過管道依次連接有蒸發(fā)結(jié)晶單元以及離心脫水單元，所述正滲透膜組件的另一側(cè)汲取液入口連接有一次鹽水儲罐，所述一次鹽水儲罐中儲有作為正滲透膜組件的汲取液的一次鹽水，在本發(fā)明中，所述一次鹽水為質(zhì)量濃度為30wt％左右的高濃度氯化鈉溶液，優(yōu)選15wt-25wt％的氯化鈉溶液。此外，本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)還可包括化鹽單元，以給所述一次鹽水儲罐提供一次鹽水。進一步地，一次鹽水儲罐中的一次鹽水經(jīng)正滲透膜組件處理后所產(chǎn)生的稀釋鹽水經(jīng)正滲透處理單元的液相出口進入到化鹽單元中作為化鹽用水。更進一步地，為了保證正滲透處理單元的工作效率，當(dāng)所述正滲透處理單元中的正滲透膜組件兩側(cè)的濃縮廢水濃度與汲取液的濃度之差低于5％時，本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)還可包括設(shè)置于所述正滲透處理單元的液相出口與化鹽單元之間的膜濃縮處理單元，所述膜濃縮處理單元可包括振動式納濾膜或反滲透膜，所述膜濃縮處理單元的濃縮液出口以及清液出口可分別與一次鹽水儲罐的入水口以及化鹽單元的入水口相連，使得一次鹽水儲罐中的一次鹽水經(jīng)正滲透膜組件處理后所產(chǎn)生的稀釋鹽水可經(jīng)正滲透處理單元的液相出口先進入到膜濃縮處理單元中進行納濾或反滲透處理富集形成濃鹽水后可經(jīng)膜濃縮處理單元的濃縮液出口進入到一次鹽水儲罐中作為汲取液進行循環(huán)使用，膜濃縮處理單元處理產(chǎn)生的清液可經(jīng)清液出口進入到化鹽單元中作為化鹽用水。需要注意的是，本發(fā)明的化鹽單元中，工業(yè)鹽經(jīng)化鹽處理形成的化鹽水并經(jīng)過混凝沉淀等工藝成為一次鹽水的過程是氯堿行業(yè)的成熟工藝，為此不再贅述。

在本發(fā)明中，所述正滲透膜組件可以根據(jù)需求選擇不同材質(zhì)的中空纖維膜組件、卷式膜組件或平板膜組件。所述正滲透膜組件的進水側(cè)產(chǎn)生的濃縮廢水可經(jīng)正滲透處理單元的濃縮廢水出口進入到蒸發(fā)結(jié)晶單元進行蒸發(fā)、結(jié)晶處理；所述蒸發(fā)結(jié)晶單元可包括mvr蒸發(fā)結(jié)晶器或是本領(lǐng)域已知的各種適用于處理含鹽廢水的蒸發(fā)結(jié)晶器。所述蒸發(fā)結(jié)晶單元處理產(chǎn)生的液相可經(jīng)管道送入化鹽單元中作為化鹽用水；處理產(chǎn)生的固相進入到離心脫水單元進行離心脫水處理?；蛘?，根據(jù)正滲透膜組件的進水側(cè)所產(chǎn)生的濃縮廢水中的有機物含量，本發(fā)明所述的正滲透處理系統(tǒng)還可包括設(shè)置于正滲透處理單元的濃縮廢水出口與蒸發(fā)結(jié)晶單元之間的等離子氣化/氧化處理單元，以使得正滲透處理單元產(chǎn)生的濃縮廢水先經(jīng)等離子氣化/氧化處理去除廢水中的有機物后再進入到蒸發(fā)結(jié)晶單元中進行蒸發(fā)結(jié)晶處理。其中，所述等離子氣化/氧化處理單元可包括等離子氣化爐或等離子氧化爐。

所述離心脫水單元可包括離心脫水機或是本領(lǐng)域已知的各種離心脫水設(shè)備，離心脫水單元的液相出口與蒸發(fā)結(jié)晶單元的入水口相連，以使得經(jīng)離心脫水單元處理產(chǎn)生的液相進入到蒸發(fā)結(jié)晶單元中再次進行蒸發(fā)結(jié)晶處理；經(jīng)離心脫水單元處理產(chǎn)生固體鹽可經(jīng)固相出口外排或回收。

此外，本發(fā)明所述的處理系統(tǒng)，還可包括廢水來水與正滲透處理單元之間的生化處理單元，氯堿廢水來水先進生化處理單元處理后再進入到正滲透處理單元進行正滲透處理。其中，所述生化處理單元可采用本領(lǐng)域已知的各種生化處理設(shè)備/裝置，在此不再一一贅述。

利用本發(fā)明如上所述的處理系統(tǒng)處理氯堿行業(yè)產(chǎn)生的有機廢水，其處理步驟包括：

a、廢水進入到正滲透處理單元的正滲透膜組件中進行正滲透處理，處理產(chǎn)生的位于正滲透膜組件的進水側(cè)的濃縮廢水進入到蒸發(fā)結(jié)晶單元中，正滲透膜組件的另一側(cè)產(chǎn)生的稀釋鹽水可進入到化鹽單元中作為化鹽用水；

b、步驟a中處理產(chǎn)生的濃縮廢水在蒸發(fā)結(jié)晶單元中進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，處理產(chǎn)生液相進入到化鹽單元中作為化鹽用水，處理產(chǎn)生的固相進入離心脫水單元中；

c、步驟b中蒸發(fā)結(jié)晶產(chǎn)生的固相在離心脫水單元中進行離心脫水處理，處理產(chǎn)生的液相返回至步驟b中進行蒸發(fā)結(jié)晶處理，產(chǎn)生的固體鹽可回收。

在本發(fā)明中，步驟a中，所述正滲透處理采用優(yōu)選為15-25wt％的高濃度氯化鈉溶液作為正滲透處理的汲取液。

進一步地：所述處理步驟還可包括：步驟a中處理產(chǎn)生的濃縮廢水先經(jīng)等離子氣化或氧化處理以去除廢水中的有機物后再進行蒸發(fā)結(jié)晶處理；

更進一步地，所述處理步驟還可包括：對步驟a中處理產(chǎn)生的稀釋鹽水進行過膜濃縮處理，處理產(chǎn)生的濃縮鹽水可作為步驟a中正滲透處理的汲取液，處理產(chǎn)生的清液可作為化鹽用水。

再進一步地，所述處理步驟還可包括：廢水先經(jīng)生化處理后再進行步驟a中的正滲透處理。

實施例1

以本發(fā)明如上所述的處理系統(tǒng)及工藝對某氯堿廠所產(chǎn)生的氯堿廢水進行處理，其中，該廢水的一次tds濃度約為300,000ppm，cod濃度為1,200ppm。各主要處理點處理前后的水質(zhì)情況如表1所示：

表1廢水處理數(shù)據(jù)

從表1的廢水處理數(shù)據(jù)可看出，廢水經(jīng)生化處理后(即，正滲透處理的進液)，其cod可降至500mg/l，tds降至25,000mg/l。而經(jīng)過正滲透處理后，廢水的tds濃縮至250,000ppm，而與此同時，汲取液(氯化鈉溶液)的濃度由300,000ppm稀釋至70,000ppm。正滲透膜組件具有很高的有機物和鹽分的截留率，可大幅降低后續(xù)的蒸發(fā)結(jié)晶處理成本；而汲取液被稀釋后，其有機物含量不會明顯增加，可用作化鹽用水。正滲透膜組件的兩側(cè)具有明顯濃度差，滿足正滲透的運行要求，且整個運行過程中無需外加壓力，系統(tǒng)的壓力接近大氣壓，進水流速恒定。

相對于現(xiàn)有的采用易揮發(fā)的氨水等作為汲取液的正滲透處理工藝，本發(fā)明的處理系統(tǒng)及工藝以高濃度的nacl溶液作為汲取液，其優(yōu)勢主要在于：1)nacl溶液無毒無刺激性氣味，對環(huán)境友好；2)對氯堿行業(yè)而言，nacl是主要原料，不會為增加汲取液成本；3)對廢水中的鹽進行濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶，產(chǎn)生的水可作為化鹽用水循環(huán)利用，真正實現(xiàn)零排放以及資源化利用；4)汲取液可回收并循環(huán)使用；5)正滲透處理回收氯堿廢水中的大部分水后，剩余的污染物被濃縮，從而減少了后續(xù)處理的體積量，降低了蒸發(fā)結(jié)晶的成本。因此，本發(fā)明的處理系統(tǒng)及工藝不僅適用于處理氯堿廢水，其也適用于處理其它行業(yè)所產(chǎn)生的廢水，工藝簡單、運行成本低，可實現(xiàn)廢水的再生及零排放。

本發(fā)明已通過優(yōu)選的實施方式進行了詳盡的說明。然而，通過對前文的研讀，對各實施方式的變化和增加也是本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所顯而易見的。申請人的意圖是所有這些變化和增加落在了本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍中。本文中使用的術(shù)語僅為對具體的實施例加以說明，其并非意在對發(fā)明進行限制。除非另有定義，本文中使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)均與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員的理解相同。公知的功能或結(jié)構(gòu)出于簡要和清楚的考慮或不再贅述。