[发明专利]一种多膜集成的制浆造纸废水零排放处理方法及装置

说明书

本发明涉及一种多膜集成并联产氯化钠和硝酸钠的工业废水零排放工艺。该工艺包括如下步骤：1、预处理除杂工段：主要包括粗过滤系统和高级氧化系统；2、双膜工段：主要包括超滤系统和低压反渗透系统；3、膜提浓工段：主要包括软化系统和高压反渗透膜系统；4、膜减量化工段：主要包括深度软化系统、超高压膜系统或电渗析膜系统；5、膜调配工段：主要包括多段纳滤系统或离子交换膜系统，分为富氯化钠废水和富硫酸钠废水；6、制盐工段：富氯化钠废水和富硫酸钠废水分别浓缩结晶为氯化钠和硫酸钠；7、双极膜制酸碱工段：制备的氢氧化钠和盐酸及硫酸。

技术领域

本发明涉及多膜集成与联产氯化钠、硫酸钠耦合的工业废水零排放工艺，并采用双极膜工艺制备酸碱获得供系统使用的酸碱，降低整个废水零排放过程的运行费用。属于环保水处理领域。

背景技术

石化、煤化工、印染、制浆造纸等领域排放的工业废水治理是水污染防治行动计划中重点提出的治理领域。这类工业废水具有废水量大、盐含量高、硬度高、硫酸盐含量高、难降解COD含量高等特点。这类规模工业企业达标排放水日排放量超过1万吨、废水电导率超过3000μS/cm、硫酸盐含量大于500mg/L。

上述工业废水采用生化、粗过滤、高级氧化、超滤等工艺降低COD及SS，采用反渗透膜进行浓缩，废水回用可大于50%。针对如需对工业废水进行零排放处理，随着浓缩倍数的上升，废水中的硬度也逐步上升。经浓缩后的废水可软化脱除废水中的硬度。经脱除硬度的废水经过高压反渗透或电渗析等工艺进一步浓缩后，采用蒸发结晶工艺获得工业盐，但该工艺获得的通常是杂盐，再利用率低。膜浓缩过程产生的清水根据水质不同用于各生产工段。该类含盐废水零排放工艺中国发明专利（CN103508602A，CN104071808A）已有报道。

中国专利CN105540972A将含盐工业废水零排放工艺分为循环预处理、循环减量化及零排放单元三个部分。在蒸发结晶工艺过程中实现氯化钠和硫酸钠结晶分离。该工艺主要针对含盐废水中一价盐与二价盐浓度差距悬殊的体系。可通过控制结晶工艺的操作条件获得工业级一价盐和二价盐。

中国专利CN106517606A采用双极膜技术对脱硫废水的浓缩液进行处理制备酸碱。该工艺未对废水中的一二价盐进行分离，双极膜过程操作要求较高，且获得酸为混酸。

中国专利CN106745076A报道了一种废水零排放工艺中杂盐的精制工艺，通过将杂盐煅烧处理后，溶于水通过加药去除钙、硫酸根等杂质离子获得高纯度的氯化钠。该工艺的实施为了获得高纯度的氯化钠需要对废水进行二次蒸发。

发明内容

本发明的内容是针对工业废水，采用多膜集成工艺与氯化钠和硫酸钠结晶相结合的工艺实施工业废水的零排放。通过膜调配技术控制无机盐的浓度比例，满足氯化钠和硫酸钠结晶要求。通过利用系统内的高浓度氯化钠、硫酸钠溶液采用双极膜制备酸碱，降低废水零排放过程的运行成本。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多膜集成的制浆造纸废水零排放处理方法，包括如下步骤：

第1步，对制浆造纸过程的尾水经预处理除杂；

第2步，对经预处理后的废水依次进行超滤过滤和低压反渗透过滤；

第3步，对低压反渗透的浓水依次进行第一软化处理和高压反渗透过滤；

第4步，对高压反渗透的浓水依次进行第二软化处理和浓缩处理；

第5步，对第4步浓缩处理后的废水或者第3步高压反渗透的浓水采用纳滤膜过滤处理，调节废水中的NaCl和Na₂SO₄浓度比例；