[發(fā)明專利]凈化高鹽廢水并從廢水中回收鹽的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610264761.7
• 申請日: 2016-04-26
• 公開（公告）號: CN107311371A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 潘智達;彭文慶;劉升霞;埃里克·約翰·舍普克;羅敏;夏子君;王琳;雷暉
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C02F9/10
• 分類號: C02F9/10
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 侯穎媖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及處理工業(yè)廢水的方法和系統(tǒng)，更具體地，涉及凈化高鹽廢水并回收該廢水中的鹽類物質(zhì)的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

石油、化工以及制藥等高污染產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生大量廢水，廢水中含有可溶的無機鹽和有機物質(zhì)。有很多方法可以減少廢水中的無機鹽和有機物質(zhì)，然后對總?cè)芙夤腆w(total dissolved solids,TDS)和總有機碳(total organic carbon,TOC)降低后的廢水進行再利用。這些方法包括膜生物反應(yīng)器技術(shù)，高級氧化技術(shù)以及膜過濾技術(shù)。

然而，在某些缺水地區(qū)進行廢水零排放工藝過程時，超過90％的水被循環(huán)再利用，最后TDS和TOC可能積累到非常高的程度。比如，對于膜廢棄液(被膜阻擋的濃水)或熱排污液(在不斷蒸發(fā)蒸汽的過程中，為避免雜質(zhì)聚集而有意從鍋爐或類似裝置中排放的廢水)，其TDS可能處于5-20wt％的水平，TOC可能大于幾千百萬分率(parts per million,ppm)。處理這類高鹽廢水的難度很大，因為生物反應(yīng)器中使用的細菌在高TDS環(huán)境下無法存活，而由于高含氯量和水量，使用高級氧化技術(shù)的成本效益也不高。

典型的方法是將高鹽廢水在爐中用燃料燃燒。但這種方法成本很高，且可能會產(chǎn)生腐蝕問題。蒸發(fā)脫鹽是一種給高鹽廢水脫鹽的有效方法。它通過加熱高鹽廢水的方法使溶劑蒸發(fā)，溶質(zhì)結(jié)晶，來除去廢水中的鹽類和污染物。然而，通過蒸發(fā)脫鹽法結(jié)晶獲得的溶質(zhì)通常包含純度較低的混鹽，不能直接再利用。而且后續(xù)對這些混鹽的處理可能引發(fā)新的環(huán)境問題。另外，廢水中 的高TOC水平可能會影響結(jié)晶裝置的工作效率以及結(jié)晶鹽的質(zhì)量。

因此，有必要提供一種可避免或減輕先前工藝缺點的新方法和系統(tǒng)，來成功地凈化高鹽廢水并從廢水中回收鹽。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，一種方法包括：用膜過濾廢水；用包括超高交聯(lián)樹脂的吸附劑來吸附被所述膜阻擋的濃水中的有機物，以獲得有機物濃度降低的濃水；蒸發(fā)所述有機物濃度降低的濃水，以獲得濃縮流體；及從所述濃縮流體中結(jié)晶出至少一種金屬鹽。

另一方面，一種方法包括：用納濾膜過濾廢水；用反滲透膜過濾通過所述納濾膜的滲透液；蒸發(fā)被所述納濾膜阻擋的第一濃水，以獲得第一濃縮流體，并從所述第一濃縮流體中結(jié)晶出至少一種二價金屬鹽；蒸發(fā)被所述反滲透膜阻擋的第二濃水，以獲得第二濃縮流體，并從所述第二濃縮流體中結(jié)晶出至少一種一價金屬鹽；及在所述蒸發(fā)之前，用包括超高交聯(lián)樹脂的吸附劑來吸附所述第一濃水和第二濃水中的至少一個中的有機物。

又一方面，一種系統(tǒng)包括：膜，用來過濾廢水，以讓滲透液通過而濃水被阻擋；吸附裝置，用來通過包括超高交聯(lián)樹脂的吸附劑來吸附被所述膜阻擋的濃水中的有機物，以獲得有機物濃度降低的濃水；蒸發(fā)裝置，用來蒸發(fā)所述有機物濃度降低的濃水，以獲得濃縮流體；及結(jié)晶裝置，用來從所述濃縮流體中結(jié)晶出至少一種金屬鹽。

附圖說明

當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發(fā)明的這些和其它特征、方面及優(yōu)點將變得更好理解，在附圖中，相同的元件標號在全部附圖中用于表示相同的部件，其中：

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用來凈化高鹽廢水并從廢水中回收 鹽類物質(zhì)的系統(tǒng)的示意圖。

圖2顯示了實例1中以紫外吸收表示的有機物顏色的去除率(UV去除率)和總有機碳去除率(TOC去除率)隨時間的變化，實例1中使用了超高交聯(lián)苯乙烯-二乙烯苯作為有機吸附劑來去除納濾膜廢棄液中的有機物。

圖3顯示了實例2中UV去除率和TOC去除率隨時間的變化，實例2中使用了超高交聯(lián)苯乙烯-二乙烯苯作為有機吸附劑來去除納濾膜廢棄液中的有機物。

圖4顯示了實例3中測試的三種工藝中的TOC去除率隨臭氧用量的變化。

圖5顯示了實例3中測試的三種工藝中的UV去除率隨臭氧用量的變化。

具體實施方式

以下將對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細描述。除非另作定義，在本文中使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當為本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本文中使用的“第一”或者“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的部分或元件。本文中使用的“一個”或者“一”等類似詞語并不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個。“或”、“或者”并不意味著排他，而是指存在提及項目(例如成分)中的至少一個，并且包括提及項目的組合可以存在的情況。“包括”、“包含”、“具有”、或“含有”以及類似的詞語是指除了列于其后的項目及其等同物外，其他的項目也可在范圍內(nèi)。