[发明专利]一种制浆造纸废水零排放软化工艺及装置

权利要求书

1.一种制浆造纸废水零排放软化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

第1步，加药-沉淀法除硬：在制浆造纸废水中加入药剂使Ca²⁺和Mg²⁺沉淀，并通过沉淀的方法将沉淀物去除；

第2步，反渗透浓缩：将第1步得到的废水采用反渗透膜浓缩；

第3步，离子交换树脂除硬：将第2步得到的反渗透浓液采用离子交换树脂除硬；

第4步，废水减量处理：对第3步得到的废水采用电渗析或者蒸发方式进行浓缩；

第5步，膜反应器除硬：在膜反应器中对第4步得到的浓液加入沉淀剂进行反应并用分离膜去除生成的沉淀。

2.根据权利要求1所述的制浆造纸废水零排放软化工艺，其特征在于，所述的第1步中的加入药剂是指加入NaOH和Na₂CO₃，或者是指依次加入石灰、烟道气，或者是指加入Ca(OH)₂和Na₂CO₃，或者是指加入钙镁络合剂；所述的第1步处理后的废水pH值保持在10.3～11.5之间，废水的硬度50～200mg/L。

3.根据权利要求1所述的制浆造纸废水零排放软化工艺，其特征在于，所述的第2步反渗透膜浓缩使浓水中盐质量浓度达到3～6%；所述的第3步中离子交换树脂除硬使废水硬度小于5mg/L；使用的离子交换树脂是指阳离子交换树脂或者弱酸性离子交换树脂；所述的第4步电渗析膜进行浓缩使废水中盐质量浓度达到12～20%；蒸发方式是指多效蒸发或MVR蒸发。

4.根据权利要求1所述的制浆造纸废水零排放软化工艺，其特征在于，所述的第5步得到的废水硬度小于1mg/L；膜反应器使用的分离膜是陶瓷膜或者有机膜；所述的有机膜构型是管式超滤膜或中空纤维超滤膜；所述的沉淀剂是氢氧化钠和碳酸钠；对第5步得到的废水采用纳滤膜过滤处理，调节废水中的NaCl和Na₂SO₄浓度比例；纳滤膜的浓水送入Na₂SO₄结晶系统，通过结晶分离得到Na₂SO₄工业盐以及第一母液；纳滤膜的淡水进行浓缩之后，再送入NaCl结晶系统中，通过结晶分离得到NaCl工业盐以及第二母液；第一母液送入NaCl结晶系统中进行结晶处理，第二母液送入Na₂SO₄结晶系统进行结晶处理。

5.根据权利要求1所述的制浆造纸废水零排放软化工艺，其特征在于，纳滤膜浓水硫酸钠质量浓度高于8%，优选浓度12%～20%之间；第一母液经过浓缩之后再送入NaCl结晶系统中进行结晶处理，第二母液过浓缩之后再送入Na₂SO₄结晶系统进行结晶处理。

6.一种制浆造纸废水零排放软化装置，其特征在于，包括：

废水软化装置（1），用于对制浆造纸废水进行除钙镁离子处理；

反渗透膜（5），连接于废水软化装置（1），用于对废水软化装置（1）除钙镁离子后的废水进行浓缩处理；

离子交换树脂柱（6），连接于反渗透膜（5）的浓液侧，用于对反渗透膜（5）的浓液进行离子交换法除硬度处理；

浓缩装置（7），连接于离子交换树脂柱（6）的产水口，用于对离子交换树脂柱（6）除硬后的产水进行浓缩处理；

膜反应器（16），连接于浓缩装置（7），用于对浓缩装置（7）得到的浓液进行沉淀法去除钙镁离子并用分离膜实时去除反应中生成的沉淀。

7.根据权利要求6所述的制浆造纸废水零排放软化装置，其特征在于，所述的废水软化装置中包括：

沉淀池（2），用于对反应生成的沉淀物通过沉淀的方式去除；

碳酸钠加入装置（3），连接于沉淀池（2），用于向沉淀池（2）中加入碳酸钠；

氢氧化钠加入装置（4），连接于沉淀池（2），用于向沉淀池（2）中加入氢氧化钠。