[发明专利]一种高盐高氨氮废水的零排放装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用膜分离技术处理废水的零排放装置及方法，更具体地说，涉及一种采用膜吸收+纳滤+正渗透+冷却结晶耦合技术处理高盐高氨氮废水的零排放装置及方法。

背景技术

膜吸收是将膜和普通吸收相结合而出现的一种新型吸收过程。该技术主要采用微孔疏水膜。在膜吸收法中，所处理的混合气体和吸收液不直接接触，二者分别在膜两侧流动，所采用的微孔膜本身没有选择性，只是起到隔离混合气体和吸收液的作用，微孔膜上的微孔足够大，理论上可以允许膜一侧被分离的气体分子不需要很高的压力就可以穿过微孔膜到膜另一侧，该过程主要依靠膜另一侧吸收液的选择性吸收达到分离混合气体中某一组分的目的。与其他传统吸收过程相比，膜吸收技术有以下特点：（1）气液两相的界面是固定的，分别存在于膜孔的两侧表面处；（2）气液两相互不分散于另一相；（3）气液两相的流动互不干扰，流动特性各自可以进行调整；（4）使用中空纤维膜具有很大的比表面积，有效提高气液接触面积。膜吸收技术由于其在传质性能、操作、能耗等方面具有的优点，使得该技术具有很好的应用前景。

正渗透（FO）是一种依靠渗透压驱动的膜分离过程，即水通过选择性半透膜从较高水化学势区域（低渗透压侧）自发地扩散到较低水化学势区域（高渗透压侧）的过程。正渗透过程的驱动力是驱动液与原料液的渗透压差，不需要外加压力作为驱动力。和反渗透过程相比，正渗透具有如下优点：膜污染较轻，无需外加压力，能耗低，回收率高，浓水排放量少，污染小，环境友好。

正渗透过程实现的关键是需要一种高通量可循环使用的驱动液，本发明中，经过膜吸收过程后的吸收液为盐溶液，将盐溶液进一步浓缩后，完全可满足正渗透过程的需要。因此，如果将膜吸收和正渗透结合起来处理高盐、高氨氮废水，对其进行二次利用，将经过膜吸收过程后再经过浓缩的高浓度吸收液作为正渗透过程的驱动液，不仅解决了正渗透过程所需驱动液的问题，同时也解决了膜吸收液的再生、处理问题，并且通过正渗透过程同时处理了经过膜吸收后的高盐废水，两种技术的耦合最大限度的降低了废水的排放量，具有重要环境意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种处理高盐高氨氮废水的零排放装置，主要是为了解决高盐高氨氮废水处理时，目前装置存在的排放不达标、水资源回收率低等问题。本发明的装置为膜耦合装置，主要包括膜吸收单元、纳滤单元、正渗透单元以及冷却结晶单元。本发明装置各单元之间的连接顺序为：膜吸收单元和纳滤单元相连接，纳滤单元和正渗透单元相连接，正渗透单元又和膜吸收单元以及冷却结晶单元相连接，各单元之间的连接构成多个循环回路。本发明的装置操作简单，易于实现。采用本发明装置，能有效解决了高盐高氨氮废水的处理问题，水回收率高，产水水质好。采用本发明的装置及方法对高盐高氨氮废水进行循环浓缩处理，基本无浓水排放，最大程度的回收了高盐高氨氮废水中的水资源。

本发明采用的技术方案是：

一种高盐高氨氮废水的零排放装置，包括膜吸收单元、纳滤单元、正渗透单元和冷却结晶单元，主要包括如下部件：

膜吸收原水箱2：用于存储待膜吸收的原水；

膜吸收进料泵3：用于将待进行膜吸收的原水泵入膜吸收组件；

膜吸收组件4：用于分离原水中的气体；

吸收液水箱6：用于存储膜吸收过程所需的吸收液；

吸收液进料泵7：用于将吸收液泵入膜吸收组件；

纳滤原水箱8：用于存储待纳滤的盐溶液；

纳滤原水泵9：用于将待纳滤的盐溶液泵入纳滤组件；

纳滤膜组件10：用于分离盐溶液中的一价离子和二价离子；

驱动液水箱13：用于存储作为正渗透驱动液的硫酸铵溶液；

正渗透驱动液泵14：用于将作为正渗透驱动液的硫酸铵溶液泵入正渗透膜组件15；

正渗透膜组件15：用于分离经过膜吸收去除氨氮后高盐废水中的水分；

正渗透原水箱16：用于存储经过膜吸收去除氨氮后的高盐废水；

正渗透原水泵17：用于将作为正渗透原水的经过膜吸收去除氨氮后的高盐废水泵入正渗透组件15;

冷却结晶单元19：用于将少量的正渗透浓水冷却结晶。

所述膜吸收单元，包括：膜吸收原水箱2、膜吸收进料泵3、膜吸收组件4、吸收液水箱6和吸收液进料泵7；膜吸收原水箱2、膜吸收进料泵3、膜吸收组件4进料侧，通过管路依次相连，构成循环回路；吸收液水箱6、吸收液进料泵7、膜吸收组件4吸收液侧，通过管路及阀门依次相连，构成循环回路；